JP3601258B2 - Electronically controlled mechanical clock - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼンマイが開放する時の機械エネルギを発電機で電気エネルギに変換し、その電気エネルギにより回転制御手段を作動させて発電機の回転周期を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動する電子制御式機械時計に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゼンマイが開放する時の機械エネルギを発電機で電気エネルギに変換し、その電気エネルギにより回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる電流値を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時計として、特開平8−5758号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
この際、発電機による電気エネルギを一旦、平滑用コンデンサに供給し、このコンデンサからの電力で回路制御手段を駆動しているが、このコンデンサには発電機の回転周期と同期した交流の起電力が入力されるため、ICや水晶振動子を備える回路制御手段の動作を可能とするための電力を長期間保持する必要がなかった。このため、従来は、ICや水晶振動子を数秒程度動作可能な静電容量の比較的小さなコンデンサが用いられていた。
【0004】
この電子制御式機械時計は、指針の駆動をゼンマイを動力源とするためにモータが不要であり、部品点数が少なく安価であるという特徴がある。その上、電子回路を作動させるのに必要な僅かな電気エネルギを発電するだけでよく、少ない入力エネルギで時計を作動することもできた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子制御式機械時計は、以下の課題を有している。すなわち、通常は竜頭を引き出して行う針合わせ(時刻合わせ)を行う場合、正確に時刻を合わせられるように、時、分、秒の各指針を停止させていた。指針を停止することは、輪列を停止させることになるため、発電機も停止されていた。
【0006】
このため、発電機から平滑用コンデンサへの起電力の入力が停止する一方で、ICは駆動し続けるため、コンデンサに蓄えられた電荷はIC側に放電されて端子電圧が低下し、その結果、回路制御手段も停止してしまうとともに、コンデンサも完全に放電されていた。
【0007】
そして、針合わせを終えて竜頭を押し込み、発電機が回転を開始しても、放電されて電圧が0のコンデンサを、回路制御手段の駆動開始電圧(ICを駆動可能な電圧)に達する電圧まで充電するのには時間がかかり、その間はICが動作せず、正確な時間制御を行えないという問題があった。
【0008】
本発明の目的は、針合わせ等の発電機が停止している際のコンデンサからの消費電力を少なくでき、発電機が作動し始めた際に前記コンデンサで回転制御手段を迅速に駆動させて時間制御の誤差を小さくすることができる電子制御式機械時計を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子制御式機械時計は、ゼンマイと、輪列を介して伝達されるゼンマイの機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記輪列に結合された指針と、変換した前記電気エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式機械時計において、前記発電機からの電気エネルギを一時的に蓄えて前記回転制御手段に供給するコンデンサを備えるとともに、前記発電機が停止している際に、前記コンデンサから前記回転制御手段への電気エネルギの供給を遮断する電力供給制御手段を備えることを特徴とするものである。
【0010】
本発明では、針合わせ時等に発電機が停止した場合に、電力供給制御手段によってコンデンサから回転制御手段への電気エネルギの供給を遮断しているので、発電機が停止している間もコンデンサは充電状態に維持される。
【0011】
従って、針合わせ操作からの復帰時に、発電機が十分に立ち上がるまでは、コンデンサから回転制御手段に電気エネルギを供給して回転制御手段を作動させることができ、回転制御手段が作動されるまでのタイムラグによる誤差を無くすことができ、針合わせ時の時間制御の誤差を小さくすることができる。
【0012】
この際、前記電力供給制御手段は、前記コンデンサに直列に接続されるとともに、前記発電機が作動している際は接続され、発電機が停止している際には切断されるスイッチにより構成されていることが好ましい。
【0013】
また電力供給制御手段としては、電気的なスイッチでもよいが、機械式スイッチであることが好ましい。電気的なスイッチを用いた場合には、機械式スイッチのように完全に電力の供給を遮断できないことがあるが、その場合でも、電気的スイッチを構成するシリコンダイオードのリーク電流(1nA程度)しか放電しないため、スイッチの遮断効果は機械式スイッチの場合とほとんど同じである。但し、機械式スイッチを用いれば、電力の供給を完全に遮断できる点で好ましい。
【0014】
また、前記コンデンサには、補助コンデンサが並列に接続されていることが好ましい。補助コンデンサが設けられていれば、時計に衝撃が加わった場合などに、前記スイッチがチャタリングを起こしても、補助コンデンサから電力を供給し続けることができ、回転制御手段がチャタリングで停止されることを防止できる。
【0015】
さらに、前記補助コンデンサは前記コンデンサよりも容量が小さなものが用いられており、前記コンデンサは、抵抗および切替用スイッチが並列に接続された切替回路を介して前記電力供給制御手段に接続され、前記切替用スイッチは、前記コンデンサの端子電圧が回転制御手段を駆動可能な大きさまで高まった際に接続され、前記回転制御手段を駆動可能な大きさ以下に下がった際に切断されるように構成されていることが好ましい。
【0016】
この際、前記コンデンサは、抵抗および切替用スイッチからなる切替回路の代わりに、ダイオードおよび切替用スイッチが並列に接続された切替回路を介して前記電力供給制御手段に接続されていてもよい。
【0017】
容量の小さな補助コンデンサが設けられていれば、チャタリング発生時にも回路制御手段を駆動し続けることができる上、仮にメインのコンデンサの端子電圧が自己放電等で低下していても、針合わせ操作から復帰して発電機が動き始めた際に、まず容量が小さな補助コンデンサが充電されて回転制御手段の駆動開始電圧に迅速に達するため、ICや水晶振動子で構成される回転制御手段が従来に比べて素早く駆動され、起動性を向上できる。
【0018】
さらに、スイッチおよび抵抗あるいはスイッチおよびダイオードを備える切替回路を備えているため、抵抗値やダイオードの配置等を設定することで、発電機の立上り時に前記コンデンサに供給される電力量つまりは補助コンデンサ側に供給される電力量を設定でき、各コンデンサが充電されるまでの時間等を設定することができる。
【0019】
また、第2の発明の電子制御式機械時計は、ゼンマイと、輪列を介して伝達されるゼンマイの機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、前記輪列に結合された指針と、変換した前記電気エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式機械時計において、前記発電機からの電気エネルギを一時的に蓄えて前記回転制御手段に供給するコンデンサを備えるとともに、前記発電機が停止している際に、回転制御手段内の消費電力量を低減させて前記コンデンサから前記回転制御手段への電気エネルギの供給量を低減させる電力供給制御手段を備えることを特徴とするものである。
【0020】
本発明では、針合わせ時等に発電機が停止した場合に、電力供給制御手段によって回転制御手段内での消費電力量を低減させているので、発電機が停止している間にコンデンサから回転制御手段に供給される電気エネルギを少なくできる。
【0021】
従って、針合わせ操作を行う程度の時間であれば、コンデンサが完全に放電されることがなく、針合わせ操作からの復帰時に、ある程度充電された状態のコンデンサを充電することができるため、コンデンサが回転制御手段を駆動可能な電圧まで充電される時間を短くでき、回転制御手段が作動されるまでのタイムラグによる誤差を小さくできる。
【0022】
この際、前記電力供給制御手段は、回転制御手段内の一部の回路を切り離して回転制御手段内の消費電力量を低減させるように構成されていることが好ましい。
【0023】
さらに、前記各発明において、各コンデンサは、電解質を含まず、信頼性の高い積層セラミックコンデンサであることが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
図1は、本実施形態の電子制御式機械時計の要部を示す平面図であり、図2及び図3はその断面図である。
【0026】
電子制御式機械時計は、ゼンマイ1a、香箱歯車1b、香箱真1c及び香箱蓋1dからなる香箱車1を備えている。ゼンマイ1aは、外端が香箱歯車1b、内端が香箱真1cに固定される。香箱真1cは、地板2と輪列受3に支持され、角穴車4と一体で回転するように角穴ネジ5により固定されている。
【0027】
角穴車4は、時計方向には回転するが反時計方向には回転しないように、こはぜ6と噛み合っている。なお、角穴車4を時計方向に回転しゼンマイ1aを巻く方法は、機械時計の自動巻または手巻機構と同様であるため、説明を省略する。
【0028】
香箱歯車1bの回転は、7倍に増速されて二番車7へ、順次6.4倍増速されて三番車8へ、9.375 倍増速されて四番車9へ、3倍増速されて五番車10へ、10倍増速されて六番車11へ、10倍増速されてロータ12へと、合計126,000倍の増速をしている。
【0029】
二番車7には筒かな7aが、筒かな7aには分針13が、四番車9には秒針14がそれぞれ固定されている。従って、二番車7を1rphで、四番車9を1rpmで回転させるためには、ロータ12は5rpsで回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車1bは、1/7rphとなる。
【0030】
この電子制御式機械時計は、ロータ12、ステータ15、コイルブロック16から構成される発電機20を備えている。ロータ12は、ロータ磁石12a、ロータかな12b、ロータ慣性円板12cから構成される。ロータ慣性円板12cは、香箱車1からの駆動トルク変動に対しロータ12の回転数変動を少なくするためのものである。ステータ15は、ステータ体15aに4万ターンのステータコイル15bを巻線したものである。
【0031】
コイルブロック16は、磁心16aに11万ターンのコイル16bを巻線したものである。ここで、ステータ体15aと磁心16aはPCパーマロイ等で構成されている。また、ステータコイル15bとコイル16bは、各々の発電電圧を加えた出力電圧がでるように直列に接続されている。
【0032】
次に、電子制御式機械時計の制御回路について、図4を参照して説明する。
【0033】
発電機20からの交流出力は、昇圧コンデンサ21,ダイオード22,23からなる昇圧整流回路を通して昇圧、整流されて平滑用コンデンサ30に充電される。コンデンサ30には、IC51および水晶振動子52を備える回転制御手段50が接続されている。
【0034】
そして、コンデンサ30に、IC51および水晶振動子52を駆動可能な所定電圧、例えば、1Vの電圧が蓄えられると、その蓄電力でIC51および水晶振動子52が駆動され、発電機20のコイルに流れる電流量を可変して電磁ブレーキ量を調整し、発電機20つまり指針の回転周期を調速している。
【0035】
なお、コイルに流れる電流量を可変する手段としては、特開平8−101284号公報の実施例1に記載されるような、発電機20両端と並列に接続された負荷制御回路の抵抗を可変する方法や、実施例2に記載されるような、昇圧段数を可変する方法等が有効である。
【0036】
この回路には、電力供給制御手段であるスイッチ40が設けられている。スイッチ40は、図5,6にも示すように、回路基板31上のコンデンサ30が接続された配線32に、断続可能に構成されたスイッチレバー40Aによって構成されている。このスイッチレバー40Aは、針合わせ操作のために竜頭60を引き出すと配線32から離れて切断され、竜頭60を押し込むと配線32に接触されて接続されるように構成されている。
【0037】
なお、スイッチレバー40Aや地板等の金属部分は、回路の基準点であるアースに導通され、VDDに設定されている。
【0038】
このような本実施形態においては、針合わせを行うために竜頭60を引き出すと、スイッチレバー40Aが配線32から離れてスイッチ40が切断される。同時に、指針および発電機20も停止する。これにより、コンデンサ30からIC51に電力が供給されず、コンデンサ30は充電された状態のまま維持される。
【0039】
そして、針合わせが終了して竜頭60を押し込むと、スイッチレバー40Aも配線32に接触されてスイッチ40が接続される。すると、充電状態で維持されていたコンデンサ30からIC51に電力が供給されるため、IC51は竜頭60を押し込むのと同時に駆動開始され、水晶振動子52を作動させて発電機20の回転制御を行う。
【0040】
そして、発電機20が立ち上がって定常運転になれば、発電機20からの電力がコンデンサ30を介してIC51に供給され、引き続き発電機20の回転制御が行われる。
【0041】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
【0042】
竜頭60の進退操作に応じて断続されるスイッチ40からなる電力供給制御手段を設けたので、竜頭60を引き出して発電機20を停止させている間は、コンデンサ30から回転制御手段50側に電力が供給されることがなく、コンデンサ30の端子電圧を維持することができる。
【0043】
このため、針合わせ作業を終了して発電機20を作動させ始めた直後から、回転制御手段50を作動させることができ、従来のように、IC51が駆動するまでのタイムラグが生じないため、時間制御の誤差が少なくなり、より正確な針合わせ作業を行うことができる。
【0044】
スイッチ40は、竜頭60に一端が接合されたスイッチレバー40Aからなり、構成を簡単にできるため、本実施形態の電子制御式機械時計を安価に製造することができる。さらに、従来に比べて、スイッチ40のみを追加するだけでよく、製造コストの増加も殆どなく、比較的安価に提供することができる。
【0045】
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態において、前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
【0046】
本実施形態は、図7に示すように、IC51内に、そのメイン回路51Aと電力供給側とを断続するスイッチ70を設け、このスイッチ70を電力供給制御手段としたものである。
【0047】
このような本実施形態においては、針合わせを行うために竜頭60を引き出すと、スイッチ70が切断され、同時に、指針および発電機20も停止する。スイッチ70が切断されることにより、IC51内のメイン回路51Aが電源供給ラインから切り離されるため、IC51での消費電力が低減される。
【0048】
このため、コンデンサ30からIC51に供給される電力消費量が少なくなり、コンデンサ30の充電量の低下割合を押さえられる。
【0049】
そして、針合わせが終了して竜頭60を押し込むと、スイッチ70が接続され、同時に、発電機20が回転し始めてコンデンサ30を充電し始める。この際、コンデンサ30には、針合わせ時間に応じた電力(=スイッチ70の切断時のコンデンサ30の蓄電力−単位時間当たりのIC51の消費電力×針合わせ時間)が蓄えられているため、従来の完全に放電された状態のコンデンサ30に充電する場合に比べて、IC51を駆動可能な電圧まで充電する時間が短くなる。
【0050】
そして、コンデンサ30がIC51を駆動可能な電圧に充電されると、IC51は水晶振動子52を作動させて発電機20の回転制御を行う。
【0051】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
【0052】
竜頭60の進退操作に応じて断続されるスイッチ70からなる電力供給制御手段を設けたので、竜頭60を引き出して発電機20を停止させている間は、IC51のメイン回路51Aを切り離すことができ、IC51での消費電力量を低減することができる。
【0053】
このため、針合わせ作業が所定時間内に終了すれば、コンデンサ30にはある程度の電力が残され、このため、針合わせ作業を終了して発電機20を作動させた際に、従来に比べて迅速にコンデンサ30を充電でき、IC51を駆動するまでのタイムラグを短くできるため、時間制御の誤差が少なくなり、より正確な針合わせ作業を行うことができる。
【0054】
さらに、従来に比べて、IC51内にスイッチ70を形成するだけでよく、製造コストの増加も殆どなく、比較的安価に提供することができる。
【0055】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
【0056】
本実施形態は、図8に示すように、まず、前記コンデンサ30よりも容量が小さく、かつコンデンサ30に対して並列に接続された補助コンデンサ80を設けるとともに、前記スイッチ40とコンデンサ30との間に、切替用スイッチ81および抵抗82が並列に接続された切替回路83を設けたものである。
【0057】
コンデンサ30は、通常、0.5〜5μF程度の静電容量を有するため、補助コンデンサ80は、0.05〜0.5μF程度の蓄電手段とされている。また、抵抗82は抵抗値が100MΩ程度のものが用いられている。
【0058】
前記切替用スイッチ81は、発電機20が停止してコンデンサ30の端子電圧が回転制御手段50を駆動できない電圧まで下がった際に切断され、発電機20が作動されて回転制御手段50を駆動可能な電圧以上になった際に接続されるように制御されている。
【0059】
このような本実施形態において、発電機20が作動されている定常運転時には、スイッチ40および切替用スイッチ81が入れられており、発電機20からの電力は一旦コンデンサ30に蓄えられてから回転制御手段50に供給され、発電機20の回転つまり指針の時間制御が行われる。
【0060】
ここで、針合わせを行うために竜頭60を引き出すと、スイッチ40が切断され、指針および発電機20も停止する。これにより、コンデンサ30からIC51に電力が供給されず、コンデンサ30は充電された状態のまま維持される。
【0061】
そして、針合わせが終了して竜頭60を押し込むと、スイッチ40が接続される。この際、前記コンデンサ30の端子電圧は、充電されて回転制御手段50を駆動可能な電圧以上となっているため、切替用スイッチ81も接続されており、これにより、充電状態で維持されていたコンデンサ30からIC51に電力が供給されるため、IC51は竜頭60を押し込むのと同時に駆動開始され、水晶振動子52を作動させて発電機20の回転制御を行う。
【0062】
そして、発電機20が立ち上がって定常運転になれば、発電機20からの電力がコンデンサ30を介してIC51に供給され、引き続き発電機20の回転制御が行われる。
【0063】
一方、長時間発電機20が停止されており、コンデンサ30の端子電圧が自己放電により低下している場合には、前記切替用スイッチ81は切断されている。この状態で、竜頭60が押し込まれて発電機20が作動し始めると、スイッチ40が接続される。そして、コンデンサ30は大きな抵抗値を有する抵抗82を介して発電機20に接続されているとともに、補助コンデンサ80のほうがコンデンサ30よりも容量が小さいため、コンデンサ80側に大きな電流が流れて先に充電される。そして、コンデンサ80が回転制御手段50を駆動可能な電圧(1V程度)になると、回転制御手段50が作動し、時計の時間が制御される。
【0064】
また、コンデンサ30にも抵抗82を介して電流の一部が流れて同時に充電され、このコンデンサ30の端子電圧が、コンデンサ80の電圧と同じになった場合、あるいは回転制御手段50を駆動可能な電圧に達すると、スイッチ81が接続され、コンデンサ30側から回転制御手段50に電力が供給され、定常運転に戻る。
【0065】
このような本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様に、スイッチ40を設けることで、発電機20が停止中でもコンデンサ30の端子電圧を維持できるため、針合わせ操作終了時からコンデンサ30により回転制御手段50を駆動でき、時間制御の誤差が少なくなってより正確な針合わせ作業を行うことができる。
【0066】
また、コンデンサ30のほかに、より静電容量の小さな補助コンデンサ80を設けたので、スイッチ40でチャタリングが生じた場合でも、コンデンサ80からIC51に電力を供給でき、IC51がチャタリングで停止されることを防止できる。
【0067】
さらに、補助コンデンサ80と、切替回路83とを設けたので、仮にコンデンサ30の端子電圧が自己放電等によって低下していても、針合わせ操作からの復帰時に、補助コンデンサ80を用いて回転制御手段50のIC51等を駆動可能な電圧まで迅速に充電することができ、回転制御手段50を素早く作動させることができる。
【0068】
このため、回転制御手段50が作動せず、発電機20の回転制御つまりは時計の時間制御を正確に行えない立上り時間を短縮でき、針合わせ時の誤差を非常に小さくできる。例えば、前記第3実施形態では、コンデンサ80は発電機20が駆動してから約0.5秒程度でIC51を駆動可能な電圧になり、IC51を駆動することができる。なお、IC51が駆動していない間も、指針はゼンマイで動いているため、実際の誤差は一定量補正することなどで、0.1秒以下に制御でき、誤差を非常に小さくできる。
【0069】
また、本実施形態では、スイッチ81および抵抗82からなる切替回路83を介してコンデンサ30を発電機20や回転制御手段50に接続したので、発電機20の立上り時にはスイッチ81を切断しておき、抵抗82を介してコンデンサ30に電流を流すことができ、これにより抵抗32の抵抗値の大きさを適宜設定することで、コンデンサ30,80への充電タイミングを適宜設定することができる。
【0070】
従って、コンデンサ80へは素早く充電してIC51等を迅速に駆動できるとともに、コンデンサ30も比較的速く充電することができるような設定を容易に行うことができる。
【0071】
次に、本発明の第4実施形態について、図9を参照して説明する。
【0072】
本実施形態は、前記第3実施形態とは、切替回路83の構成のみが相違するものである。このため、前記第3実施形態と、同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
【0073】
この第4実施形態では、スイッチ81およびダイオード84によって切替回路83が構成されている。ダイオード84は、順方向に電圧を加えた場合、通常0.6V程度の電圧が加わるまでは電流が流れず、0.6V程度以上の電圧が加わると、電流が流れ出すため、発電機20の立上り時にスイッチ81を切断しておけば、最初は補助コンデンサ80側のみに電流が流れてコンデンサ80が迅速に充電され、IC51を迅速に駆動できる。
【0074】
一方、ダイオード84に加わる電圧が所定電圧(0.6V程度)以上になるとコンデンサ30側にもダイオード84を介して電流が流れて充電される。そして、コンデンサ30の電圧がコンデンサ80と同じ電圧になるか、あるいはコンデンサ30の電圧がIC51を駆動可能な電圧に達した際にはスイッチ81を接続し、コンデンサ30によって回転制御手段50を駆動する。
【0075】
なお、ダイオード84を直列に2つ接続して設ければ、ダイオード84を介して電流が流れ始める電圧が約2倍(1.2V程度)となるため、コンデンサ80がIC51を駆動可能な電圧(1V前後)になるまでコンデンサ30側には電流を流れないように制御することもできる。このダイオード84の数や、種類は、各コンデンサ30,80の充電タイミングなどを考慮して適宜設定すればよい。
【0076】
このような本実施形態においても、前記第3実施形態と同じ作用効果が得られる。さらに、抵抗82の代わりにダイオード84を用いているので、コンデンサ30の電圧が低下してスイッチ81を切断した際に、コンデンサ30内の電荷がダイオード84側に流れないので、コンデンサ30内により確実に電荷を残しておくことができる。
【0077】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0078】
例えば、前記第1,3,4実施形態では、スイッチ40をコンデンサ30に直列に接続される位置に設けたが、例えば、図4において、コンデンサ30の下側の分岐点とIC51との間などに設けてもよく、要するにコンデンサ30に充電された電力がIC51側に流れないように遮断できる位置に設ければよい。但し、スイッチ40の位置によっては、ダイオード23のリークが生じることがあるため、前記第1実施形態の位置に設けることが好ましい。
【0079】
また、スイッチ40の具体的な構成は、前記第1実施形態のスイッチレバー40Aに限らず、他の構成の機械式のスイッチや、電気的なスイッチでもよく、実施にあたって適宜設定すればよい。但し、電力の供給を完全に遮断できる点で機械式スイッチを用いることが好ましい。なお、電気的なスイッチを用いた場合でも、電気的スイッチを構成するシリコンダイオードのリーク電流(1nA程度)しか放電しないため、スイッチの遮断効果は機械式スイッチの場合とほとんど同じであり、実用上は問題とならない。
【0080】
さらに、スイッチ40,70は、竜頭60の操作に連動して断続されるものに限らず、発電機20や輪列の停止および作動に連動して断続するものでもよい。
但し、前記スイッチレバー40Aを用いれば、構造が簡単で安価に製造できる利点がある。
【0081】
また、前記各コンデンサ30,80としては、各種のコンデンサが利用できるが、特に電解質を含まない積層セラミックコンデンサを用いれば、信頼性を向上できる点で好ましい。セラミックコンデンサの放電特性を測定したところ、充電せずに15分間程度自己放電させても、当初の9割以上の端子電圧を維持できた。従って、通常数分で終了する針合わせ操作時には、発電機20が停止しても積層セラミックコンデンサは回転制御手段50を駆動するのに十分な端子電圧を維持することができる。
【0082】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の電子制御式機械時計によれば、発電機の運転に連動して作動される電力供給制御手段を設けたので、発電機が停止している際のコンデンサから回転制御手段に供給される電気エネルギを遮断あるいは低減することができる。これにより、発電機が駆動し始めた際に、コンデンサによって前記回転制御手段を即座にあるいは迅速に駆動でき、針合わせの誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における電子制御式機械時計の要部を示す平面図である。
【図2】図1の要部を示す断面図である。
【図3】図1の要部を示す断面図である。
【図4】前記実施形態の要部の回路を示す図である。
【図5】前記実施形態のスイッチを示す正面図である。
【図6】図6のVI−VI線に沿った断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態の要部の回路を示す図である。
【図8】本発明の第3実施形態の要部の回路を示す図である。
【図9】本発明の第4実施形態の要部の回路を示す図である。
【符号の説明】
1 香箱車
1a ゼンマイ
2 地板
3 輪列受
12 ロータ
13 分針
14 秒針
15 ステータ
16 コイルブロック
20 発電機
30 平滑用コンデンサ
40 電力供給制御手段であるスイッチ
40A スイッチレバー
50 回転制御手段
51 IC
52 水晶振動子
60 竜頭
70 電力供給制御手段であるスイッチ
80 補助コンデンサ
81 スイッチ
82 抵抗
83 切替回路
84 ダイオード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
In the present invention, the mechanical energy when the mainspring is opened is converted into electric energy by the generator, and the rotation control means is operated by the electric energy to control the rotation cycle of the generator, thereby being fixed to the wheel train. The present invention relates to an electronically controlled mechanical timepiece that accurately drives a hand.
[0002]
[Prior art]
A pointer fixed to the wheel train by converting mechanical energy when the mainspring is released into electric energy by a generator and activating a rotation control means by the electric energy to control a current value flowing through a coil of the generator. An electronically controlled mechanical timepiece that accurately drives and displays the time is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-5758.
[0003]
At this time, the electric energy from the generator is once supplied to the smoothing capacitor, and the circuit control means is driven by the electric power from this capacitor. The capacitor generates an AC electromotive force synchronized with the rotation cycle of the generator. , There is no need to maintain power for enabling operation of the circuit control means including the IC and the crystal oscillator for a long period of time. For this reason, conventionally, a capacitor having a relatively small capacitance capable of operating an IC or a quartz oscillator for about several seconds has been used.
[0004]
This electronically controlled mechanical timepiece is characterized in that it does not require a motor because the mainspring is driven by a mainspring as a power source, has a small number of parts, and is inexpensive. In addition, only a small amount of electrical energy required to operate the electronic circuit was required, and the watch could be operated with low input energy.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electronically controlled mechanical timepiece has the following problems. That is, when performing the hand setting (time setting) which is usually performed by pulling out the crown, the hour, minute, and second hands are stopped so that the time can be accurately set. Since stopping the hands would stop the train, the generator was also stopped.
[0006]
Therefore, while the input of the electromotive force from the generator to the smoothing capacitor is stopped, the IC continues to be driven, so that the electric charge stored in the capacitor is discharged to the IC side and the terminal voltage is reduced. The circuit control means also stopped, and the capacitor was completely discharged.
[0007]
When the crown is pushed in after the needle has been set and the generator starts to rotate, the capacitor that is discharged and has a voltage of 0 is replaced with a voltage that reaches the drive start voltage of the circuit control means (the voltage at which the IC can be driven). It takes time to charge the battery, during which time the IC does not operate, and there is a problem that accurate time control cannot be performed.
[0008]
An object of the present invention is to reduce power consumption from a capacitor when a generator such as needle adjustment is stopped, and to quickly drive a rotation control unit with the capacitor when the generator starts operating, thereby saving time. An object of the present invention is to provide an electronically controlled mechanical timepiece capable of reducing a control error.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An electronically controlled mechanical timepiece according to the present invention includes a mainspring, a generator for converting mechanical energy of the mainspring transmitted via a train wheel into electric energy, a pointer coupled to the wheel train, and the converted electric energy. An electronically controlled mechanical timepiece having a rotation control means for controlling a rotation cycle of the generator driven by a power supply, and a capacitor for temporarily storing electric energy from the generator and supplying the energy to the rotation control means. Power supply control means for interrupting supply of electric energy from the capacitor to the rotation control means when the generator is stopped.
[0010]
According to the present invention, when the generator is stopped at the time of hand setting or the like, the supply of electric energy from the capacitor to the rotation control means is cut off by the power supply control means. Are maintained in a charged state.
[0011]
Therefore, when returning from the hand setting operation, the electric power can be supplied from the condenser to the rotation control means and the rotation control means can be operated until the generator is sufficiently started up. An error due to a time lag can be eliminated, and an error in time control at the time of hand adjustment can be reduced.
[0012]
At this time, the power supply control means is constituted by a switch connected in series with the capacitor, connected when the generator is operating, and cut off when the generator is stopped. Is preferred.
[0013]
The power supply control means may be an electric switch, but is preferably a mechanical switch. When an electric switch is used, power supply may not be completely shut off as in a mechanical switch. However, even in such a case, only a leakage current (about 1 nA) of a silicon diode constituting the electric switch is used. Since there is no discharge, the switching effect of the switch is almost the same as that of the mechanical switch. However, it is preferable to use a mechanical switch because the supply of power can be completely shut off.
[0014]
Further, it is preferable that an auxiliary capacitor is connected in parallel to the capacitor. If the auxiliary capacitor is provided, even if the switch causes chattering, for example, when a shock is applied to the timepiece, power can be continuously supplied from the auxiliary capacitor, and the rotation control means is stopped by chattering. Can be prevented.
[0015]
Furthermore, the auxiliary capacitor has a smaller capacity than the capacitor, and the capacitor is connected to the power supply control unit via a switching circuit in which a resistor and a switch for switching are connected in parallel. The changeover switch is configured to be connected when the terminal voltage of the capacitor has increased to a level at which the rotation control unit can be driven, and to be disconnected when the terminal voltage of the capacitor has decreased to a level at which the rotation control unit can be driven. Is preferred.
[0016]
In this case, the capacitor may be connected to the power supply control unit via a switching circuit in which a diode and a switching switch are connected in parallel, instead of a switching circuit including a resistor and a switching switch.
[0017]
If an auxiliary capacitor with a small capacity is provided, the circuit control means can continue to be driven even when chattering occurs, and even if the terminal voltage of the main capacitor is reduced due to self-discharge etc. When the generator starts to operate after returning, the auxiliary capacitor with a small capacity is charged first and quickly reaches the drive start voltage of the rotation control means. It is driven quickly, and the startability can be improved.
[0018]
Further, since a switching circuit including a switch and a resistor or a switch and a diode is provided, by setting the resistance value and the arrangement of the diode, the amount of power supplied to the capacitor when the generator starts up, that is, the auxiliary capacitor side Can be set, and the time until each capacitor is charged can be set.
[0019]
According to a second aspect of the invention, there is provided an electronically controlled mechanical timepiece comprising: a mainspring; a generator for converting mechanical energy of the mainspring transmitted through the wheel train into electric energy; a pointer coupled to the wheel train; A rotation control means driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator, wherein the electric energy from the generator is temporarily stored and supplied to the rotation control means. A power supply control unit that includes a capacitor and reduces the amount of electric energy supplied from the capacitor to the rotation control unit by reducing power consumption in the rotation control unit when the generator is stopped. It is characterized by having.
[0020]
According to the present invention, when the generator is stopped at the time of hand adjustment or the like, the amount of power consumption in the rotation control means is reduced by the power supply control means. Electric energy supplied to the control means can be reduced.
[0021]
Therefore, the capacitor is not completely discharged for a time sufficient to perform the hand adjusting operation, and when returning from the hand adjusting operation, the charged capacitor can be charged to a certain extent. The time required for charging the rotation control means to a voltage at which the rotation control means can be driven can be shortened, and errors due to a time lag until the rotation control means is activated can be reduced.
[0022]
At this time, it is preferable that the power supply control unit is configured to cut off a part of the circuit in the rotation control unit so as to reduce the power consumption in the rotation control unit.
[0023]
Further, in each of the above inventions, it is preferable that each capacitor is a highly reliable multilayer ceramic capacitor that does not contain an electrolyte.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an electronically controlled mechanical timepiece of the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are sectional views thereof.
[0026]
The electronically controlled mechanical timepiece includes a barrel wheel 1 including a mainspring 1a, a barrel gear 1b, a barrel barrel 1c, and a barrel lid 1d. The outer end of the mainspring 1a is fixed to the barrel gear 1b, and the inner end is fixed to the barrel barrel 1c. The barrel barrel 1c is supported by the
[0027]
The
[0028]
The rotation of the barrel gear 1b is increased by a factor of 7 to the
[0029]
A pinion pinion 7a is fixed to the center wheel & pinion 7a, a
[0030]
This electronically controlled mechanical timepiece includes a
[0031]
The
[0032]
Next, a control circuit of the electronically controlled mechanical timepiece will be described with reference to FIG.
[0033]
The AC output from the
[0034]
When a predetermined voltage capable of driving the
[0035]
As means for varying the amount of current flowing through the coil, the resistance of a load control circuit connected in parallel with both ends of the
[0036]
This circuit is provided with a
[0037]
The metal parts such as the
[0038]
In this embodiment, when the crown 60 is pulled out to perform the needle adjustment, the
[0039]
When the crown 60 is pushed in after the needle adjustment is completed, the
[0040]
Then, when the
[0041]
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
[0042]
Since the power supply control means including the
[0043]
For this reason, the rotation control means 50 can be operated immediately after the needle adjustment operation is completed and the
[0044]
The
[0045]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the same or similar components as those in the above-described embodiments, and the description will be omitted or simplified.
[0046]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a
[0047]
In this embodiment, when the crown 60 is pulled out to perform the needle adjustment, the
[0048]
For this reason, the power consumption supplied from the
[0049]
Then, when the crown adjustment is completed and the crown 60 is pushed in, the
[0050]
When the
[0051]
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
[0052]
Since the power supply control means including the
[0053]
For this reason, if the needle adjusting operation is completed within a predetermined time, a certain amount of power is left in the
[0054]
Further, as compared with the related art, it is only necessary to form the
[0055]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0056]
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, first, an
[0057]
Since the
[0058]
The
[0059]
In this embodiment, during normal operation in which the
[0060]
Here, when the crown 60 is pulled out for performing the needle adjustment, the
[0061]
Then, when the crown adjustment is completed and the crown 60 is pushed in, the
[0062]
Then, when the
[0063]
On the other hand, when the
[0064]
Also, a part of the current flows through the
[0065]
According to the present embodiment, similarly to the first embodiment, by providing the
[0066]
In addition, since an
[0067]
Further, since the
[0068]
For this reason, the rotation control means 50 does not operate, the rise time during which the rotation control of the
[0069]
Further, in the present embodiment, since the
[0070]
Therefore, it is possible to quickly set the
[0071]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0072]
This embodiment is different from the third embodiment only in the configuration of the switching
[0073]
In the fourth embodiment, a
[0074]
On the other hand, when the voltage applied to the
[0075]
If two
[0076]
In this embodiment, the same operation and effect as in the third embodiment can be obtained. Further, since the
[0077]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes modifications and improvements as long as the objects of the present invention can be achieved.
[0078]
For example, in the first, third, and fourth embodiments, the
[0079]
Further, the specific configuration of the
[0080]
Further, the
However, if the
[0081]
Although various types of capacitors can be used as the
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the electronically controlled mechanical timepiece of the present invention, since the power supply control means that is operated in conjunction with the operation of the generator is provided, the electric power is supplied from the capacitor when the generator is stopped. The electric energy supplied to the rotation control means can be cut off or reduced. Thus, when the generator starts to be driven, the rotation control means can be driven immediately or promptly by the condenser, and the error in hand adjustment can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an electronically controlled mechanical timepiece according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a circuit of a main part of the embodiment.
FIG. 5 is a front view showing the switch of the embodiment.
FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 6;
FIG. 7 is a diagram showing a circuit of a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a circuit of a main part according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a circuit of a main part according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 barrel
52 crystal oscillator 60
Claims (9)
前記発電機からの電気エネルギを一時的に蓄えて前記回転制御手段に供給するコンデンサを備えるとともに、前記発電機が停止している際に、前記コンデンサから前記回転制御手段への電気エネルギの供給を遮断する電力供給制御手段を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。A mainspring, a generator for converting mechanical energy of the mainspring transmitted through the wheel train into electric energy, a pointer coupled to the wheel train, and a rotation cycle of the generator driven by the converted electric energy An electronically controlled mechanical timepiece having a rotation control means for controlling
A capacitor that temporarily stores the electric energy from the generator and supplies the rotation control unit with the electric energy, and supplies the electric energy from the capacitor to the rotation control unit when the generator is stopped. An electronically controlled mechanical timepiece comprising a power supply control means for shutting off.
前記発電機からの電気エネルギを一時的に蓄えて前記回転制御手段に供給するコンデンサを備えるとともに、前記発電機が停止している際に、回転制御手段内の消費電力量を低減させて前記コンデンサから前記回転制御手段への電気エネルギの供給量を低減させる電力供給制御手段を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。A mainspring, a generator for converting mechanical energy of the mainspring transmitted through the wheel train into electric energy, a pointer coupled to the wheel train, and a rotation cycle of the generator driven by the converted electric energy An electronically controlled mechanical timepiece having a rotation control means for controlling
A capacitor that temporarily stores electric energy from the generator and supplies the energy to the rotation control unit, and reduces the power consumption in the rotation control unit when the generator is stopped to reduce the power consumption. An electronically controlled mechanical timepiece comprising: a power supply control unit configured to reduce a supply amount of electric energy from the motor to the rotation control unit.
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