JP3643278B2 - 電波修正時計の指針位置検出方法及び指針位置修正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、日本標準時を示す標準電波を受信することにより正確な時刻情報を得て、その時刻情報に対応する時刻に表示時刻を自動修正する電波修正時計に関するものであり、特にその指針位置の検出方法と、その方法に基づく指針位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の電波修正時計においては、受信した時刻情報に表示時刻を修正するため、指針位置検出装置を備えている。この指針位置検出装置における指針位置検出は、指針を駆動する歯車に透孔を設け、この透孔を挟んで対向する発光素子と受光素子を配置し、発光素子からの光が透孔を介して受光素子に達すると指針が所定位置に達したことを検出するもの等、各種の検出方法に基くものがあった。
【０００３】
このような電波修正時計において、指針位置を比較的容易に検出するには、秒針を駆動するための駆動系と、時針及び分針を駆動するための駆動系を分けて、それぞれ独立した駆動源で駆動するように構成すると共に、それぞれの駆動系の歯車に発光素子と受光素子からなる検出手段をそれぞれ設けて各指針毎に指針位置を検出すれば良い。
【０００４】
しかしながら、上記のように複数の検出手段で各指針の位置を検出すると、検出手段を複数配設するスペースが必要になって時計が大型化し、また高価な検出手段を多用するため価格の上昇をまねくことになってしまう。このため、できる限り検出手段の数を減らし、また、各指針を速やかに移動して短時間で位置修正ができるように、秒針駆動系と時分針駆動系の２つの駆動手段を設けると共に、単一の検出手段でこの２つの駆動手段の動作から指針位置を検出することを行っている。
【０００５】
上記のように単一の検出手段で２つの駆動手段の動作から指針位置を検出するには、２つの駆動手段により歯車が駆動され、その歯車の透孔を通過する検出手段からの検出光の有無によるパターン化された信号と、予め記憶されたパターンとを比較して、それらが一致したときに指針が停止し、予め決められた時刻を示す位置に達したことを認識するという順で行っている。
【０００６】
このように予め決められた時刻を示す位置に達したことにより指針位置が検出されると、その後、着信した時刻情報に基づいて実際の時刻を表示するように更に指針が早送りされて移動し、時刻修正がなされる。このように、一旦、指針位置が検出された後における指針の駆動は、その駆動手段を駆動する駆動パルスの数で制御されている。即ち、初期の指針位置が認識されれば、その位置から実際の時刻を示す指針位置まで指針を移動するために必要な駆動パルスの数は容易に算出することが可能であり、また、そのパルス数で把握している現在の指針位置と着信した時刻情報による時刻との差も、駆動パルスの数で把握することにより容易にその差を修正することができる。このため、前述したように検出手段を使って実際の指針位置を検出した後においては、駆動パルスの数で指針位置（表示時刻）を把握し、着信した時刻情報に一致するように表示時刻を修正する際にも、駆動パルスの数の増減で修正していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように単一の検出手段で２つの駆動手段の動作から指針位置を検出し、更にその後の指針位置（表示時刻）の把握には駆動パルスの数を用いている電波修正時計の場合、通常の時刻表示中等に、指針がゴミや針同士のスレ等により一時的に停止すると、駆動パルスの数で把握している指針位置と実際の指針位置との間にズレが生じ、このズレが受信した時刻情報に基く時刻修正が行われても誤差となって残ってしまい、再度実際の指針位置を確認しなければならないという課題があった。特に、電波修正時計の場合、使用者はその表示時刻が常に正確であると思い込んでいるため、上記のような駆動パルスの数で把握している指針位置と実際の指針位置との間にズレが生じても、そのズレを発見することができない場合があり、自動的に修正することが望ましいものであった。
【０００８】
また、上記のような表示誤差を修正するには、再び検出手段を用いて実際の指針位置を検出することが必要であるが、指針位置を検出するには予め設定された時刻まで指針を移動させて検出することが必要であり、指針位置を検出し、指針が実際の時刻を表示する位置に移動するまでの間、時刻を表示することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたもので、指針位置に機械的なズレが生じた場合であっても、現在時刻を表示しながら指針位置の検出及び修正を行うことができる電波修正時計の指針位置検出方法及び指針位置修正装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波修正時計の指針位置検出方法は、第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を設定し、前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間秒針駆動手段による秒針の駆動を停止し、前記秒針が停止している間に前記検出手段の検出信号から前記設定時刻に達した時針及び分針の位置を検出するものである。
【００１１】
また、電波修正時計の指針位置修正装置は、第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を検出する修正時刻検出手段と、前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間前記秒針駆動手段による秒針の駆動を停止させる秒針停止手段と、を備え、前記秒針が停止している間に前記検出信号に基いて前記修正制御手段が前記設定時刻に達した時針と分針の位置を検出し、該時針と分針の位置が示す時刻と前記時刻情報とを比較し、少なくとも時分針駆動手段を制御して前記時針及び分針の位置を修正するものである。
【００１２】
上記指針位置修正装置における前記修正制御手段は、電波を受信して得られた時刻情報により計時する時刻情報計時手段と、前記検出手段からの検出信号に基いて前記時針及び分針が前記設定時刻に達したことを検出する設定時刻検出手段と、前記時針及び分針が検出されたときの時刻と前記時刻情報計時が計時する時刻とを比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基いて少なくとも前記時分針駆動手段を制御して時針及び分針の位置を修正する時刻修正手段と、を有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における電波修正時計は、単一の検出手段で、秒針を駆動する秒針駆動手段と時針及び分針を駆動する時分針駆動手段の歯車の動作から指針位置を示す検出信号を得るものとなっている。この検出信号は、修正制御手段にて実際の指針位置が時刻等の設定時刻に達したときにその時刻を示すものとして認識され、電波を受信することにより得られた時刻情報と比較される。その結果、指針位置と正確な時刻との誤差が得られ、これを修正するため時分針駆動手段や秒針駆動手段を制御して駆動パルスの増減等で時針と分針の位置を修正するものとなっている。
【００１４】
本発明の指針位置検出方法及び指針位置修正装置においては、上記のような電波修正時計において、時針と分針の位置を検出する際に、一定時間、秒針を停止させている。この秒針を停止させる時間は、時針と分針の位置検出が可能な予め設定された時刻等の設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻の間に設定されている。この間、秒針を停止することにより、秒針駆動手段の歯車が停止し、検出手段の発光素子からの検出光が秒針駆動手段の歯車により遮蔽されることがなくなり、時分針駆動手段の歯車の動作から時針と分針の位置を検出し易い状態にすることができる。上記第１及び第２の時刻は修正時刻検出手段により検出し、秒針は秒針停止手段により停止される。
【００１５】
上記のように秒針が停止している間においても時針及び分針は通常の運針を続けて時刻を表示する状態にある。そして、通常運針されている時針及び分針が設定時刻に達すると、このときに検出手段が出力する検出信号のパターンが設定時刻を示すパターンと一致することを修正制御手段の設定時刻検出手段にて検出し、時針と分針が設定時刻の位置にあることを認識する。このときに修正制御手段の時刻情報計時手段からの時刻情報と時針及び分針が表示する時刻との比較が比較手段にてなされ、その差を駆動パルスで修正するため、時刻修正手段から修正指示が時分針駆動手段の駆動パルス制御手段に与えられ、駆動パルスの発生周波数変更、増減等により時針及び分針を駆動してその位置を正確な時刻を指すように修正する。
【００１６】
このように実際の指針位置を検出して修正する時刻修正は、３日毎あるいは週に１回等、電力消費等を考慮して定期的かつ自動的に行うように設定される。
【００１７】
尚、上記のように指針位置が検出されてその位置が修正された後は、再び秒針が動作を始め、通常の状態に戻り、１日に数回、電波から得た時刻情報による時刻情報計時手段の計時内容と駆動パルスの数から得られた表示時刻とが比較され、差が生じたときには駆動パルスの発生周波数の変更、増減等で一致が図られて修正される。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。はじめに、本実施例に係る電波修正時計の構成を図１に示す機能説明図に基いて説明する。本実施例における電波修正時計は、発振器、マイクロコンピュータ、指針駆動機構、センサ等を備えてなるものであり、マイクロコンピュータに設定された機能と、指針駆動機構及びセンサの機能が互いに作用することにより、指針位置の検出と修正がなされる。以下に各機能毎に分けて詳細にその構成及び作用を説明する。
【００１９】
２は発振器であり、４は発振器２からの信号を分周して所定周波数のパルス信号を供給するパルス発生手段である。
【００２０】
６は秒針を駆動する秒針駆動手段、８は時針及び分針を駆動する時分針駆動手段である。秒針駆動手段６は、秒針を駆動するための第１の駆動パルスの出力、停止や修正時の修正パルスの供給を制御する駆動パルス制御手段１０と、この駆動パルス制御手段１０からの第１の駆動パルスにより作動して秒針を駆動する秒針駆動機構部１２を有している。また、時分針駆動手段８は、時針及び分針を駆動するための第２の駆動パルスの出力や修正時の修正パルスの供給を制御する駆動パルス制御手段１４と、この駆動パルス制御手段１４からの第２の駆動パルスにより作動して時針及び分針を駆動する時分針駆動機構部１６を有している。
【００２１】
上記秒針駆動機構部１２は、図２及び図３に示すように、第１の駆動源としての第１ステッピングモータ１８と、そのロータピニオン１８ａに大径歯車２０ａが噛合した第１の５番車２０と、この第１の５番車２０の小径歯車２０ｂに噛合した秒針車２２とにより構成されている。
【００２２】
第１の５番車２０は、大径歯車２０ａの歯数が６０個、小径歯車２０ｂの歯数が１５個に形成され、下ケース１及び上ケース３に回動自在に軸支されている。この第１の５番車２０には、図２及び図４に示すように、秒針車２２と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α１が１２０°）で配置された３個の円形状をなす透孔２０ｃが形成されている。この透孔２０ｃは、後述する検出手段としての光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２３】
秒針車２２は、大径歯車２０ａの歯数が６０個に形成され、その軸部の一端が上ケース３に軸支され、中板５を下ケース１側に貫通したその他端側には秒針軸２２ｂが圧入されており、この秒針軸２２ｂは、後述する分針パイプの内部に挿通されて、その先端に秒針が取り付けられる。この秒針車２２には、図５に示すように、回転により第１の５番車２０と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α２が３０°）で配置された１１個の円形状をなす透孔２２ｃと、一箇所だけピッチの異なる位置決め用の遮光部２２ｄ（透孔２２ｃと透孔２２ｃとの中心角が６０°）とが形成されている。そして、上記第１の５番車２０の透孔２０ｃが遮光部２２ｄに対向した後に最初に透孔２２ｃと対向するときに、秒針が正時を指すように設定されている。上記透孔２２ｃは、光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２４】
また、上記時分針駆動機構部１６は、図２及び図３に示すように、第２の駆動源としての第２ステッピングモータ２４と、そのロータピニオン２４ａに大径歯車２６ａが噛合した第２の５番車２６と、この第２の５番車２６の小径歯車２６ｂに大径歯車２８ａが噛合した３番車２８と、この３番車２８の小径歯車２８ｂに大径歯車３０ａが噛合した分針車３０と、この分針車３０の小径歯車３０ｂに大径歯車３２ａが噛合した日の裏車３２と、この日の裏車３２の小径歯車３２ｂに噛合した時針車３４とにより構成されている。
【００２５】
第２の５番車２６は、大径歯車２６ａの歯数が６０個、小径歯車２４ｂのは数が１５個に形成され、中板５及び上ケース３に軸支されている。
【００２６】
３番車２８は、大径歯車２８ａの歯数が６０個、小径歯車２８ｂの歯数が１０個に形成され、軸部の一端が上ケース３に軸支され、他端側が中板５を貫通した状態で回動自在に配設されている。また、３番車２８には、図６に示すように、回転により秒針車２２及び第１の５番車２０と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α３が３６°）で配置された１０個の円形状をなす透孔２８ｃが形成されている。この透孔３３ｃは、光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２７】
分針車３０は、大径歯車３０ａの歯数が６０個、小径歯車３０ｂの歯数が１４個に形成され、その中央には小径歯車３０ｂが一体的に形成された分針パイプ３０ｐが形成されている。この分針パイプ３０ｐは、下ケース１を貫通して時計の文字板側に突出して、その先端に分針が取り付けられる。
【００２８】
また、分針車３０には、図７に示すように、回転により秒針車２２、第１の５番車２０、３番車２８と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔３０ｃ，３０ｄ，３０ｅが形成されている。これら円弧状透孔３０ｃと円弧状透孔３０ｄとは、中心角α５で３０°隔てて形成され、円弧状透孔３０ｄと円弧状透孔３０ｅとは、中心角α６で３０°隔てて形成され、又、円弧状透孔３０ｅと円弧状透孔３０ｃとは、中心角α７で６０°隔てて形成されている。即ち、円弧状透孔３０ｅと円弧状透孔３０ｃとの間に、最も幅の広い遮光部Ａが形成され、円弧状透孔３０ｃと円弧状透孔３０ｄとの間及び円弧状透孔３０ｄと円弧状透孔３０ｅとの間に、上記遮光部Ａよりも幅狭の遮光部Ｂが形成されている。
【００２９】
時針車３４は、大径歯車３４ａのは数が４０個に形成され、その中央部に円筒状の時針パイプ３４ｐが一体的に取り付けられており、この時針パイプ３４ｐの内部に前述の分針パイプ３０ｐが挿通されている。そして、時針パイプ３４ｐは、下ケース１に挿通され、その先端側はしたケース１を貫通して時計の文字板側に突出しており、その先端には時針が取り付けられる。
【００３０】
また、時針車３４には、図８に示すように、回転により秒針車２２、第１の５番車２０、３番車２８、分針車３０と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが形成されている。これら円弧状透孔３４ｃと円弧状透孔３４ｄとは、中心角α８で４５°隔てて形成され、円弧状透孔３４ｄと円弧状透孔３４ｅとは、中心角α９で６０°隔てて形成され、又、円弧状透孔３４ｅと円弧状透孔３４ｃとは、中心角α１０で３０°隔てて形成されており、さらに、円弧状透光３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの長さは、中心角β１＋β２，β３，β４がそれぞれ７５°，６０°，９０°となるように設定されている。即ち、円弧状透孔３４ｅと円弧状透孔３４ｃとの間に、最も幅の狭い遮光部Ｃが形成され、円弧状透孔３４ｃと円弧状透孔３４ｄとの間に、遮光部Ｃよりも幅の広い遮光部Ｄが形成され、円弧状透孔３４ｄと円弧状透孔３４ｅとの間に、遮光部Ｄよりも幅の広い遮光部Ｅが形成されている。
【００３１】
日の裏車３２は、大径歯車３２ａの歯数が４２個、小径歯車３２ｂの歯数が１０個に形成され、下ケース１に軸支されている。
【００３２】
一方、再び図１に示す全体の構成に戻ると、上記構成からなる秒針駆動手段６と時分針駆動手段８とを制御して指針のズレと時刻を修正する時刻修正装置を構成する部分が図１の下側に示されている。４０は上述した構成からなる秒針駆動機構部１２と字分針駆動機構部１６における歯車の動作から指針位置を示すパターンからなる検出信号を出力する検出手段としての光検出センサである。
【００３３】
この光検出センサ４０は、図２及び図３に示すように、上ケース３等に取り付けられた発光素子４２と、この発光素子４２に対向するように、下ケース１等に取り付けられた受光素子４４とを有している。また、この光検出センサ４０は、図２に示すように、平面視にて第１の５番車２０、秒針車２２、３番車２８、分針車３０、時針車３４の全てが同時に重なる位置に配置されている。そして、第１の５番車２０の透孔２０ｃ、３番車２８の透孔２８ｃ、秒針車２２の透孔２２ｃ、分針車３０の透孔３０ｃ（３０ｄ，３０ｅ）、時針車３４の透孔３４ｃ（３４ｄ，３４ｅ）が重なり合ったときに、発光素子４２から発せられた検出光が受光素子４４により受光され、各歯車の回転による透孔の移動で検出光が遮られることが繰り返されて、受光の有無による所定パターンの検出信号を出力する。この検出信号のパターンについては後に詳述する。
【００３４】
また、図１において、４６は修正制御手段であり、設定時刻検出手段４８、時刻情報計時手段５０、比較手段５２、時刻修正手段５４を含んでいる。この設定時刻検出手段４８は、上述した光検出センサ４０からの検出信号が予め設定された１２時、４時、８時等の予め決められた時刻を示すときのパターンと一致するか否かを判断するものである。また、時刻情報計時手段５０は、電波を受信することにより受信手段４９が得た時刻情報に基づいて現在時刻を計時するものである。更に、比較手段５２は、設定時刻検出手段４８にて指針が設定時刻に達したと認識すると、その時刻と時刻情報計時手段５０が計時する現在時刻とを比較してその差を算出するものである。また、時刻修正手段５４は、比較手段５２が算出した差に基いて修正用の駆動パルスの出力を駆動パルス制御手段１０，１４に指示するものである。
【００３５】
５６は修正時刻検出手段であり、指針位置の検出が可能な予め決められた時刻、即ち設定時刻検出手段４８に設定されている設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を時刻情報計時手段５０の時刻等から検出するものである。本実施例においては、後述するように時針及び分針の位置を検出するために秒針を停止させ、更に、指針位置の検出が可能な予め決められた時刻を１２時、４時、８時に設定していること等により、第１の時刻を午前２時、第２の時刻を午前４時に設定している。
【００３６】
５８は秒針停止手段であり、第１の時刻以降に秒駆動機構部１２における第１の５番車２０及び秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃが光検出センサ４０に対向する位置に達してこれを光検出センサ４０が検出すると、秒針駆動手段６を停止させるものである。尚、このような秒針の停止は、第２の時刻又は指針位置の修正が終了するまで続けられる。
【００３７】
次に、上記構成からなる電波修正時計における指針位置の検出方法と動作を説明する。はじめに、光検出センサ４０の検出信号のパターンについて説明する。第１の５番車２０、秒針車２２、３番車２８、分針車３０、時針車３４は、それぞれ駆動パルス制御手段１０，１４からの駆動パルスにより１秒に１ステップ駆動される第１ステッピングモータ１８及び１０秒に１ステップ駆動される第２ステッピングモータ２４のステップ駆動により回転駆動される。この際、第１の５番車２０は、１５ステップ（１５秒）で１回転（透孔２０ｃは５ステップ毎に１回光検出センサ４０に対向）するように駆動され、秒針車２２は、６０ステップ（６０秒）で１回転（透孔２２ｃは１箇所を除いて５ステップ毎に１回光検出センサ４０に対向）する。一方、３番車２８は、６０ステップ（１０分）で１回転（透孔２８ｃは６ステップに１回光検出センサ４０に対向）するように駆動され、分針車３０は３６０ステップ（６０分）で１回転し、時針車３４は４３２０ステップ（１２時間）で１回転する。
【００３８】
上記のように回転する輪列から得られる各透孔の検出タイミングは図９乃至図１１に示すようになる。図９は秒針駆動機構部１２における第１の５番車２０と秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃによる検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示している。第１の５番車２０の透孔２０ｃは５ステップ（１秒毎に１ステップ駆動であるため５秒）に１回検出光が透過することになり、秒針車２２の透孔２２ｃも１箇所を除いて５ステップに１回検出光が透過するため、それらを合成すると透孔２２ｃの検出タイミングと同様になる。尚、秒針車２２が１回転する間に１回だけ検出タイミングが１０ステップになる場所があるが、これは秒針を帰零させる際に０秒位置を検出するために設けられている。
【００３９】
また、図１０に示すように、上記のような秒針駆動機構部１２における検出タイミングに対して時分針駆動機構部１６における３番車２８の透孔２８ｃの検出タイミングは、６ステップ（１０秒毎に１ステップ駆動であるため６０秒）に１回検出光が透過して検出可能となり、それと上記秒針駆動機構部１２における検出タイミングとを合成すると、６０秒に１回検出光が透過することになる。
【００４０】
一方、図１１に示すように、分針車３０の円弧状透孔３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの間には遮光部Ｂ，Ｂ，Ａが設けられているため、６０分で１回転する間にこの遮光部Ｂ，Ｂ，Ａでそれぞれ遮蔽される間隔Ｂ，Ｂ，Ａが検出タイミングに生じる。また、時針車３４の円弧状透孔３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの間には遮光部Ｄ，Ｅ，Ｃが設けられているため、１２時間で１回転する間にこの遮光部Ｄ，Ｅ，Ｃでそれぞれ遮蔽される間隔Ｄ，Ｅ，Ｃが検出タイミングに生じる。上記分針車３０と時針車３４の検出タイミングを合成すると、上記のように検出光が遮蔽される間隔Ｂ，Ａと間隔Ｄ，Ｅ，Ｃが合成されて、４時、８時、１２時の直前に特徴的なパターンが発生する。このような検出タイミングのパターンから、４時、８時、１２時の到来を検出することができる。
【００４１】
本実施例においては、上記のような検出信号のパターンが得られる４時、８時、１２時を、この時刻を指す位置に指針が達したことを検出することができる予め決められた時刻と定め、この予め決められた時刻のパターンを設定時刻検出手段４８に設定時刻として設定して、光検出センサ４０からの検出信号との一致を検出し、指針位置が上記時刻に達したか否かを判別し、検出している。
【００４２】
上記のように、実際の指針位置が検出可能なポイントは４時、８時、１２時であり、これを指針が指すときの指針位置を読み取るには２時〜４時、６時〜８時、１１時〜１２時の間、それぞれ検出信号のパターンを読み込むことが必要である。このため、修正時刻検出手段５６には、パターンを読み込み始める時刻（２時、６時、１１時）が第１の時刻として設定され、読み込みが終了して検出が終わる時刻（４時、８時、１２時）が第２の時刻として設定されている。
【００４３】
尚、この第１の時刻と第２の時刻は、複数設定しても良いが、この間、秒針を停止することになり、また、電波の受信状態も考慮すると夜間あるいは未明に設定することが好ましく、本実施例においては第１の時刻を午前２時、第２の時刻を午前４時に設定している。
【００４４】
上記のように修正時刻検出手段５６が午前２時を検出すると、これにより秒針停止手段５８は、第１の５番車２０と秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃが光検出センサ４０に対向したときに、駆動パルス制御手段１０からの駆動パルスの出力を停止させる。これにより、秒針駆動機構部１２は停止し、秒針駆動機構部１２中の第１の５番車２０と秒針車２２の回転を考慮することなく時針及び分針の位置検出が可能となり、また、電力消費の削減にも効果がある。
【００４５】
このように秒針が停止している間も、時分針駆動手段８はそのまま通常の指針駆動を続けているため、時針と分針は時刻を表示し続けている。その後、時針及び分針が午前４時を指す位置に達すると、修正制御手段４６の設定時刻検出手段４８は光検出センサ４０からの検出信号のパターンから時針及び分針が設定時刻を指す位置に達したことを検出し、このときの設定時刻と電波による最新の時刻情報により計時する時刻情報計時手段５０の計時時刻とを比較してその差を算出する。
【００４６】
時刻修正手段５４は、比較手段５２から得た差に基いて指針のズレによる誤差を判断し、指針のズレを修正するための修正パルスを出力するよう駆動パルス制御手段１４に指示する。通常、指針のズレはゴミや針スレ等により生じる遅れであり、駆動パルスのカウントにより表示時刻を把握している駆動パルス制御手段１０，１４あるいはその他の計時手段６０が計時している時刻に対して遅れ誤差が生じていることが多い。この場合には、駆動パルスの数を誤差分だけ増加する、早送りパルスで誤差分修正する、あるいは駆動パルスの発生周期を一時的に変更する（例えば１０秒に１回発生する駆動パルスを１秒に１回発生させる等）等により、時針及び分針のズレを修正する。
【００４７】
尚、このときに駆動パルス制御手段１０にも正確な時刻に合わせたタイミングで駆動パルスを出力するように指示を与えても良いし、また、必要があれば秒針停止手段５８が秒針の始動を指示したときに帰零させてから秒針を駆動するようにしても良い。
【００４８】
一方、光検出センサ４０に関しても、電力消費を少なくするため、時針及び分針の位置検出を行う際にのみ通電するように点灯制御され、更に、１０秒に１回点灯する等、点滅させて電力消費を最小限に抑えることが望ましい。
【００４９】
また、修正制御手段４６における時刻情報計時手段５０、比較手段５２、時刻修正手段５４は、通常の動作時に、駆動パルスから時刻を計時する計時手段６０と電波から時刻情報を得て計時する時刻情報計時手段５０との比較により、時刻修正を行う場合の機能と共通・兼用が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、検出光で秒針駆動手段と時分針駆動手段における歯車の動作を検出する電波修正時計において、時針及び分針の位置を検出する際に、一定時間秒針を停止させ、その間に予め設定された設定時刻に通常運針している時針及び分針が達したことを検出して指針位置を検出している。このように秒針を停止させることにより、秒針駆動手段の動作を考慮することなく時分針駆動手段の動作から時針及び分針の位置を検出することができる。
【００５１】
また、実施例に示したように、秒針の駆動は１秒に１回行われ、時針及び分針の駆動は１０秒に１回行われる。このため、秒針の駆動は時針及び分針に比べて１０倍電力が必要である。従って、指針位置検出中に、秒針を停止させることにより、電力の消費を大幅に削減することができる。
【００５２】
更に、時針及び分針の位置を検出する際に、時針と分針は通常の運針を続けることにより移動し、その指針位置の検出が可能な設定時刻を指す位置まで移動すると、それを検出して指針位置として認識している。このため、時針と分針による時刻表示状態に変化はなく、指針位置を検出するために強制的に早送りするものと異なり、指針位置の検出時にも時針と分針による時刻表示をすることができる。
【００５３】
また、通常の運針を続け且つ時刻を表示しながら指針位置を検出することができるので、自動的に指針位置をチェックして修正することができ、指針のズレによる表示誤差の発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電波修正時計の構成を示す機能説明図である。
【図２】図１に示す秒針駆動機構部及び時分針駆動機構部の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す秒針駆動機構部及び時分針駆動機構部の断面図である。
【図４】図２及び図３に示す第１の５番車を示す平面図である。
【図５】図２及び図３に示す秒針車を示す平面図である。
【図６】図２及び図３に示す３番車を示す平面図である。
【図７】図２及び図３に示す分針車を示す平面図である。
【図８】図２及び図３に示す時針車を示す平面図である。
【図９】秒針駆動機構部における第１の５番車と秒針車の透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】秒針駆動機構部における検出タイミングと３番車の透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】分針車と時針車の円弧状透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示している。
【符号の説明】
６ 秒針駆動手段
８ 時分針駆動手段
１０，１４ 駆動パルス制御手段
１２ 秒針駆動機構部
１６ 時分針駆動機構部
１８ 第１ステッピングモータ
２０ 第１の５番車
２２ 秒針車
２４ 第２ステッピングモータ
２８ ３番車
３０ 分針車
３４ 時針車
４０ 光検出センサ
４６ 修正制御手段
５６ 修正時刻検出手段
５８ 秒針停止手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、日本標準時を示す標準電波を受信することにより正確な時刻情報を得て、その時刻情報に対応する時刻に表示時刻を自動修正する電波修正時計に関するものであり、特にその指針位置の検出方法と、その方法に基づく指針位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の電波修正時計においては、受信した時刻情報に表示時刻を修正するため、指針位置検出装置を備えている。この指針位置検出装置における指針位置検出は、指針を駆動する歯車に透孔を設け、この透孔を挟んで対向する発光素子と受光素子を配置し、発光素子からの光が透孔を介して受光素子に達すると指針が所定位置に達したことを検出するもの等、各種の検出方法に基くものがあった。
【０００３】
このような電波修正時計において、指針位置を比較的容易に検出するには、秒針を駆動するための駆動系と、時針及び分針を駆動するための駆動系を分けて、それぞれ独立した駆動源で駆動するように構成すると共に、それぞれの駆動系の歯車に発光素子と受光素子からなる検出手段をそれぞれ設けて各指針毎に指針位置を検出すれば良い。
【０００４】
しかしながら、上記のように複数の検出手段で各指針の位置を検出すると、検出手段を複数配設するスペースが必要になって時計が大型化し、また高価な検出手段を多用するため価格の上昇をまねくことになってしまう。このため、できる限り検出手段の数を減らし、また、各指針を速やかに移動して短時間で位置修正ができるように、秒針駆動系と時分針駆動系の２つの駆動手段を設けると共に、単一の検出手段でこの２つの駆動手段の動作から指針位置を検出することを行っている。
【０００５】
上記のように単一の検出手段で２つの駆動手段の動作から指針位置を検出するには、２つの駆動手段により歯車が駆動され、その歯車の透孔を通過する検出手段からの検出光の有無によるパターン化された信号と、予め記憶されたパターンとを比較して、それらが一致したときに指針が停止し、予め決められた時刻を示す位置に達したことを認識するという順で行っている。
【０００６】
このように予め決められた時刻を示す位置に達したことにより指針位置が検出されると、その後、着信した時刻情報に基づいて実際の時刻を表示するように更に指針が早送りされて移動し、時刻修正がなされる。このように、一旦、指針位置が検出された後における指針の駆動は、その駆動手段を駆動する駆動パルスの数で制御されている。即ち、初期の指針位置が認識されれば、その位置から実際の時刻を示す指針位置まで指針を移動するために必要な駆動パルスの数は容易に算出することが可能であり、また、そのパルス数で把握している現在の指針位置と着信した時刻情報による時刻との差も、駆動パルスの数で把握することにより容易にその差を修正することができる。このため、前述したように検出手段を使って実際の指針位置を検出した後においては、駆動パルスの数で指針位置（表示時刻）を把握し、着信した時刻情報に一致するように表示時刻を修正する際にも、駆動パルスの数の増減で修正していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように単一の検出手段で２つの駆動手段の動作から指針位置を検出し、更にその後の指針位置（表示時刻）の把握には駆動パルスの数を用いている電波修正時計の場合、通常の時刻表示中等に、指針がゴミや針同士のスレ等により一時的に停止すると、駆動パルスの数で把握している指針位置と実際の指針位置との間にズレが生じ、このズレが受信した時刻情報に基く時刻修正が行われても誤差となって残ってしまい、再度実際の指針位置を確認しなければならないという課題があった。特に、電波修正時計の場合、使用者はその表示時刻が常に正確であると思い込んでいるため、上記のような駆動パルスの数で把握している指針位置と実際の指針位置との間にズレが生じても、そのズレを発見することができない場合があり、自動的に修正することが望ましいものであった。
【０００８】
また、上記のような表示誤差を修正するには、再び検出手段を用いて実際の指針位置を検出することが必要であるが、指針位置を検出するには予め設定された時刻まで指針を移動させて検出することが必要であり、指針位置を検出し、指針が実際の時刻を表示する位置に移動するまでの間、時刻を表示することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたもので、指針位置に機械的なズレが生じた場合であっても、現在時刻を表示しながら指針位置の検出及び修正を行うことができる電波修正時計の指針位置検出方法及び指針位置修正装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波修正時計の指針位置検出方法は、第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を設定し、前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間秒針駆動手段による秒針の駆動を停止し、前記秒針が停止している間に前記検出手段の検出信号から前記設定時刻に達した時針及び分針の位置を検出するものである。
【００１１】
また、電波修正時計の指針位置修正装置は、第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を検出する修正時刻検出手段と、前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間前記秒針駆動手段による秒針の駆動を停止させる秒針停止手段と、を備え、前記秒針が停止している間に前記検出信号に基いて前記修正制御手段が前記設定時刻に達した時針と分針の位置を検出し、該時針と分針の位置が示す時刻と前記時刻情報とを比較し、少なくとも時分針駆動手段を制御して前記時針及び分針の位置を修正するものである。
【００１２】
上記指針位置修正装置における前記修正制御手段は、電波を受信して得られた時刻情報により計時する時刻情報計時手段と、前記検出手段からの検出信号に基いて前記時針及び分針が前記設定時刻に達したことを検出する設定時刻検出手段と、前記時針及び分針が検出されたときの時刻と前記時刻情報計時が計時する時刻とを比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基いて少なくとも前記時分針駆動手段を制御して時針及び分針の位置を修正する時刻修正手段と、を有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における電波修正時計は、単一の検出手段で、秒針を駆動する秒針駆動手段と時針及び分針を駆動する時分針駆動手段の歯車の動作から指針位置を示す検出信号を得るものとなっている。この検出信号は、修正制御手段にて実際の指針位置が時刻等の設定時刻に達したときにその時刻を示すものとして認識され、電波を受信することにより得られた時刻情報と比較される。その結果、指針位置と正確な時刻との誤差が得られ、これを修正するため時分針駆動手段や秒針駆動手段を制御して駆動パルスの増減等で時針と分針の位置を修正するものとなっている。
【００１４】
本発明の指針位置検出方法及び指針位置修正装置においては、上記のような電波修正時計において、時針と分針の位置を検出する際に、一定時間、秒針を停止させている。この秒針を停止させる時間は、時針と分針の位置検出が可能な予め設定された時刻等の設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻の間に設定されている。この間、秒針を停止することにより、秒針駆動手段の歯車が停止し、検出手段の発光素子からの検出光が秒針駆動手段の歯車により遮蔽されることがなくなり、時分針駆動手段の歯車の動作から時針と分針の位置を検出し易い状態にすることができる。上記第１及び第２の時刻は修正時刻検出手段により検出し、秒針は秒針停止手段により停止される。
【００１５】
上記のように秒針が停止している間においても時針及び分針は通常の運針を続けて時刻を表示する状態にある。そして、通常運針されている時針及び分針が設定時刻に達すると、このときに検出手段が出力する検出信号のパターンが設定時刻を示すパターンと一致することを修正制御手段の設定時刻検出手段にて検出し、時針と分針が設定時刻の位置にあることを認識する。このときに修正制御手段の時刻情報計時手段からの時刻情報と時針及び分針が表示する時刻との比較が比較手段にてなされ、その差を駆動パルスで修正するため、時刻修正手段から修正指示が時分針駆動手段の駆動パルス制御手段に与えられ、駆動パルスの発生周波数変更、増減等により時針及び分針を駆動してその位置を正確な時刻を指すように修正する。
【００１６】
このように実際の指針位置を検出して修正する時刻修正は、３日毎あるいは週に１回等、電力消費等を考慮して定期的かつ自動的に行うように設定される。
【００１７】
尚、上記のように指針位置が検出されてその位置が修正された後は、再び秒針が動作を始め、通常の状態に戻り、１日に数回、電波から得た時刻情報による時刻情報計時手段の計時内容と駆動パルスの数から得られた表示時刻とが比較され、差が生じたときには駆動パルスの発生周波数の変更、増減等で一致が図られて修正される。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。はじめに、本実施例に係る電波修正時計の構成を図１に示す機能説明図に基いて説明する。本実施例における電波修正時計は、発振器、マイクロコンピュータ、指針駆動機構、センサ等を備えてなるものであり、マイクロコンピュータに設定された機能と、指針駆動機構及びセンサの機能が互いに作用することにより、指針位置の検出と修正がなされる。以下に各機能毎に分けて詳細にその構成及び作用を説明する。
【００１９】
２は発振器であり、４は発振器２からの信号を分周して所定周波数のパルス信号を供給するパルス発生手段である。
【００２０】
６は秒針を駆動する秒針駆動手段、８は時針及び分針を駆動する時分針駆動手段である。秒針駆動手段６は、秒針を駆動するための第１の駆動パルスの出力、停止や修正時の修正パルスの供給を制御する駆動パルス制御手段１０と、この駆動パルス制御手段１０からの第１の駆動パルスにより作動して秒針を駆動する秒針駆動機構部１２を有している。また、時分針駆動手段８は、時針及び分針を駆動するための第２の駆動パルスの出力や修正時の修正パルスの供給を制御する駆動パルス制御手段１４と、この駆動パルス制御手段１４からの第２の駆動パルスにより作動して時針及び分針を駆動する時分針駆動機構部１６を有している。
【００２１】
上記秒針駆動機構部１２は、図２及び図３に示すように、第１の駆動源としての第１ステッピングモータ１８と、そのロータピニオン１８ａに大径歯車２０ａが噛合した第１の５番車２０と、この第１の５番車２０の小径歯車２０ｂに噛合した秒針車２２とにより構成されている。
【００２２】
第１の５番車２０は、大径歯車２０ａの歯数が６０個、小径歯車２０ｂの歯数が１５個に形成され、下ケース１及び上ケース３に回動自在に軸支されている。この第１の５番車２０には、図２及び図４に示すように、秒針車２２と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α１が１２０°）で配置された３個の円形状をなす透孔２０ｃが形成されている。この透孔２０ｃは、後述する検出手段としての光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２３】
秒針車２２は、大径歯車２０ａの歯数が６０個に形成され、その軸部の一端が上ケース３に軸支され、中板５を下ケース１側に貫通したその他端側には秒針軸２２ｂが圧入されており、この秒針軸２２ｂは、後述する分針パイプの内部に挿通されて、その先端に秒針が取り付けられる。この秒針車２２には、図５に示すように、回転により第１の５番車２０と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α２が３０°）で配置された１１個の円形状をなす透孔２２ｃと、一箇所だけピッチの異なる位置決め用の遮光部２２ｄ（透孔２２ｃと透孔２２ｃとの中心角が６０°）とが形成されている。そして、上記第１の５番車２０の透孔２０ｃが遮光部２２ｄに対向した後に最初に透孔２２ｃと対向するときに、秒針が正時を指すように設定されている。上記透孔２２ｃは、光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２４】
また、上記時分針駆動機構部１６は、図２及び図３に示すように、第２の駆動源としての第２ステッピングモータ２４と、そのロータピニオン２４ａに大径歯車２６ａが噛合した第２の５番車２６と、この第２の５番車２６の小径歯車２６ｂに大径歯車２８ａが噛合した３番車２８と、この３番車２８の小径歯車２８ｂに大径歯車３０ａが噛合した分針車３０と、この分針車３０の小径歯車３０ｂに大径歯車３２ａが噛合した日の裏車３２と、この日の裏車３２の小径歯車３２ｂに噛合した時針車３４とにより構成されている。
【００２５】
第２の５番車２６は、大径歯車２６ａの歯数が６０個、小径歯車２４ｂのは数が１５個に形成され、中板５及び上ケース３に軸支されている。
【００２６】
３番車２８は、大径歯車２８ａの歯数が６０個、小径歯車２８ｂの歯数が１０個に形成され、軸部の一端が上ケース３に軸支され、他端側が中板５を貫通した状態で回動自在に配設されている。また、３番車２８には、図６に示すように、回転により秒針車２２及び第１の５番車２０と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α３が３６°）で配置された１０個の円形状をなす透孔２８ｃが形成されている。この透孔３３ｃは、光検出センサの検出光を通過させるものである。
【００２７】
分針車３０は、大径歯車３０ａの歯数が６０個、小径歯車３０ｂの歯数が１４個に形成され、その中央には小径歯車３０ｂが一体的に形成された分針パイプ３０ｐが形成されている。この分針パイプ３０ｐは、下ケース１を貫通して時計の文字板側に突出して、その先端に分針が取り付けられる。
【００２８】
また、分針車３０には、図７に示すように、回転により秒針車２２、第１の５番車２０、３番車２８と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔３０ｃ，３０ｄ，３０ｅが形成されている。これら円弧状透孔３０ｃと円弧状透孔３０ｄとは、中心角α５で３０°隔てて形成され、円弧状透孔３０ｄと円弧状透孔３０ｅとは、中心角α６で３０°隔てて形成され、又、円弧状透孔３０ｅと円弧状透孔３０ｃとは、中心角α７で６０°隔てて形成されている。即ち、円弧状透孔３０ｅと円弧状透孔３０ｃとの間に、最も幅の広い遮光部Ａが形成され、円弧状透孔３０ｃと円弧状透孔３０ｄとの間及び円弧状透孔３０ｄと円弧状透孔３０ｅとの間に、上記遮光部Ａよりも幅狭の遮光部Ｂが形成されている。
【００２９】
時針車３４は、大径歯車３４ａのは数が４０個に形成され、その中央部に円筒状の時針パイプ３４ｐが一体的に取り付けられており、この時針パイプ３４ｐの内部に前述の分針パイプ３０ｐが挿通されている。そして、時針パイプ３４ｐは、下ケース１に挿通され、その先端側はしたケース１を貫通して時計の文字板側に突出しており、その先端には時針が取り付けられる。
【００３０】
また、時針車３４には、図８に示すように、回転により秒針車２２、第１の５番車２０、３番車２８、分針車３０と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが形成されている。これら円弧状透孔３４ｃと円弧状透孔３４ｄとは、中心角α８で４５°隔てて形成され、円弧状透孔３４ｄと円弧状透孔３４ｅとは、中心角α９で６０°隔てて形成され、又、円弧状透孔３４ｅと円弧状透孔３４ｃとは、中心角α１０で３０°隔てて形成されており、さらに、円弧状透光３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの長さは、中心角β１＋β２，β３，β４がそれぞれ７５°，６０°，９０°となるように設定されている。即ち、円弧状透孔３４ｅと円弧状透孔３４ｃとの間に、最も幅の狭い遮光部Ｃが形成され、円弧状透孔３４ｃと円弧状透孔３４ｄとの間に、遮光部Ｃよりも幅の広い遮光部Ｄが形成され、円弧状透孔３４ｄと円弧状透孔３４ｅとの間に、遮光部Ｄよりも幅の広い遮光部Ｅが形成されている。
【００３１】
日の裏車３２は、大径歯車３２ａの歯数が４２個、小径歯車３２ｂの歯数が１０個に形成され、下ケース１に軸支されている。
【００３２】
一方、再び図１に示す全体の構成に戻ると、上記構成からなる秒針駆動手段６と時分針駆動手段８とを制御して指針のズレと時刻を修正する時刻修正装置を構成する部分が図１の下側に示されている。４０は上述した構成からなる秒針駆動機構部１２と字分針駆動機構部１６における歯車の動作から指針位置を示すパターンからなる検出信号を出力する検出手段としての光検出センサである。
【００３３】
この光検出センサ４０は、図２及び図３に示すように、上ケース３等に取り付けられた発光素子４２と、この発光素子４２に対向するように、下ケース１等に取り付けられた受光素子４４とを有している。また、この光検出センサ４０は、図２に示すように、平面視にて第１の５番車２０、秒針車２２、３番車２８、分針車３０、時針車３４の全てが同時に重なる位置に配置されている。そして、第１の５番車２０の透孔２０ｃ、３番車２８の透孔２８ｃ、秒針車２２の透孔２２ｃ、分針車３０の透孔３０ｃ（３０ｄ，３０ｅ）、時針車３４の透孔３４ｃ（３４ｄ，３４ｅ）が重なり合ったときに、発光素子４２から発せられた検出光が受光素子４４により受光され、各歯車の回転による透孔の移動で検出光が遮られることが繰り返されて、受光の有無による所定パターンの検出信号を出力する。この検出信号のパターンについては後に詳述する。
【００３４】
また、図１において、４６は修正制御手段であり、設定時刻検出手段４８、時刻情報計時手段５０、比較手段５２、時刻修正手段５４を含んでいる。この設定時刻検出手段４８は、上述した光検出センサ４０からの検出信号が予め設定された１２時、４時、８時等の予め決められた時刻を示すときのパターンと一致するか否かを判断するものである。また、時刻情報計時手段５０は、電波を受信することにより受信手段４９が得た時刻情報に基づいて現在時刻を計時するものである。更に、比較手段５２は、設定時刻検出手段４８にて指針が設定時刻に達したと認識すると、その時刻と時刻情報計時手段５０が計時する現在時刻とを比較してその差を算出するものである。また、時刻修正手段５４は、比較手段５２が算出した差に基いて修正用の駆動パルスの出力を駆動パルス制御手段１０，１４に指示するものである。
【００３５】
５６は修正時刻検出手段であり、指針位置の検出が可能な予め決められた時刻、即ち設定時刻検出手段４８に設定されている設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を時刻情報計時手段５０の時刻等から検出するものである。本実施例においては、後述するように時針及び分針の位置を検出するために秒針を停止させ、更に、指針位置の検出が可能な予め決められた時刻を１２時、４時、８時に設定していること等により、第１の時刻を午前２時、第２の時刻を午前４時に設定している。
【００３６】
５８は秒針停止手段であり、第１の時刻以降に秒駆動機構部１２における第１の５番車２０及び秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃが光検出センサ４０に対向する位置に達してこれを光検出センサ４０が検出すると、秒針駆動手段６を停止させるものである。尚、このような秒針の停止は、第２の時刻又は指針位置の修正が終了するまで続けられる。
【００３７】
次に、上記構成からなる電波修正時計における指針位置の検出方法と動作を説明する。はじめに、光検出センサ４０の検出信号のパターンについて説明する。第１の５番車２０、秒針車２２、３番車２８、分針車３０、時針車３４は、それぞれ駆動パルス制御手段１０，１４からの駆動パルスにより１秒に１ステップ駆動される第１ステッピングモータ１８及び１０秒に１ステップ駆動される第２ステッピングモータ２４のステップ駆動により回転駆動される。この際、第１の５番車２０は、１５ステップ（１５秒）で１回転（透孔２０ｃは５ステップ毎に１回光検出センサ４０に対向）するように駆動され、秒針車２２は、６０ステップ（６０秒）で１回転（透孔２２ｃは１箇所を除いて５ステップ毎に１回光検出センサ４０に対向）する。一方、３番車２８は、６０ステップ（１０分）で１回転（透孔２８ｃは６ステップに１回光検出センサ４０に対向）するように駆動され、分針車３０は３６０ステップ（６０分）で１回転し、時針車３４は４３２０ステップ（１２時間）で１回転する。
【００３８】
上記のように回転する輪列から得られる各透孔の検出タイミングは図９乃至図１１に示すようになる。図９は秒針駆動機構部１２における第１の５番車２０と秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃによる検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示している。第１の５番車２０の透孔２０ｃは５ステップ（１秒毎に１ステップ駆動であるため５秒）に１回検出光が透過することになり、秒針車２２の透孔２２ｃも１箇所を除いて５ステップに１回検出光が透過するため、それらを合成すると透孔２２ｃの検出タイミングと同様になる。尚、秒針車２２が１回転する間に１回だけ検出タイミングが１０ステップになる場所があるが、これは秒針を帰零させる際に０秒位置を検出するために設けられている。
【００３９】
また、図１０に示すように、上記のような秒針駆動機構部１２における検出タイミングに対して時分針駆動機構部１６における３番車２８の透孔２８ｃの検出タイミングは、６ステップ（１０秒毎に１ステップ駆動であるため６０秒）に１回検出光が透過して検出可能となり、それと上記秒針駆動機構部１２における検出タイミングとを合成すると、６０秒に１回検出光が透過することになる。
【００４０】
一方、図１１に示すように、分針車３０の円弧状透孔３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの間には遮光部Ｂ，Ｂ，Ａが設けられているため、６０分で１回転する間にこの遮光部Ｂ，Ｂ，Ａでそれぞれ遮蔽される間隔Ｂ，Ｂ，Ａが検出タイミングに生じる。また、時針車３４の円弧状透孔３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの間には遮光部Ｄ，Ｅ，Ｃが設けられているため、１２時間で１回転する間にこの遮光部Ｄ，Ｅ，Ｃでそれぞれ遮蔽される間隔Ｄ，Ｅ，Ｃが検出タイミングに生じる。上記分針車３０と時針車３４の検出タイミングを合成すると、上記のように検出光が遮蔽される間隔Ｂ，Ａと間隔Ｄ，Ｅ，Ｃが合成されて、４時、８時、１２時の直前に特徴的なパターンが発生する。このような検出タイミングのパターンから、４時、８時、１２時の到来を検出することができる。
【００４１】
本実施例においては、上記のような検出信号のパターンが得られる４時、８時、１２時を、この時刻を指す位置に指針が達したことを検出することができる予め決められた時刻と定め、この予め決められた時刻のパターンを設定時刻検出手段４８に設定時刻として設定して、光検出センサ４０からの検出信号との一致を検出し、指針位置が上記時刻に達したか否かを判別し、検出している。
【００４２】
上記のように、実際の指針位置が検出可能なポイントは４時、８時、１２時であり、これを指針が指すときの指針位置を読み取るには２時〜４時、６時〜８時、１１時〜１２時の間、それぞれ検出信号のパターンを読み込むことが必要である。このため、修正時刻検出手段５６には、パターンを読み込み始める時刻（２時、６時、１１時）が第１の時刻として設定され、読み込みが終了して検出が終わる時刻（４時、８時、１２時）が第２の時刻として設定されている。
【００４３】
尚、この第１の時刻と第２の時刻は、複数設定しても良いが、この間、秒針を停止することになり、また、電波の受信状態も考慮すると夜間あるいは未明に設定することが好ましく、本実施例においては第１の時刻を午前２時、第２の時刻を午前４時に設定している。
【００４４】
上記のように修正時刻検出手段５６が午前２時を検出すると、これにより秒針停止手段５８は、第１の５番車２０と秒針車２２の透孔２０ｃ，２２ｃが光検出センサ４０に対向したときに、駆動パルス制御手段１０からの駆動パルスの出力を停止させる。これにより、秒針駆動機構部１２は停止し、秒針駆動機構部１２中の第１の５番車２０と秒針車２２の回転を考慮することなく時針及び分針の位置検出が可能となり、また、電力消費の削減にも効果がある。
【００４５】
このように秒針が停止している間も、時分針駆動手段８はそのまま通常の指針駆動を続けているため、時針と分針は時刻を表示し続けている。その後、時針及び分針が午前４時を指す位置に達すると、修正制御手段４６の設定時刻検出手段４８は光検出センサ４０からの検出信号のパターンから時針及び分針が設定時刻を指す位置に達したことを検出し、このときの設定時刻と電波による最新の時刻情報により計時する時刻情報計時手段５０の計時時刻とを比較してその差を算出する。
【００４６】
時刻修正手段５４は、比較手段５２から得た差に基いて指針のズレによる誤差を判断し、指針のズレを修正するための修正パルスを出力するよう駆動パルス制御手段１４に指示する。通常、指針のズレはゴミや針スレ等により生じる遅れであり、駆動パルスのカウントにより表示時刻を把握している駆動パルス制御手段１０，１４あるいはその他の計時手段６０が計時している時刻に対して遅れ誤差が生じていることが多い。この場合には、駆動パルスの数を誤差分だけ増加する、早送りパルスで誤差分修正する、あるいは駆動パルスの発生周期を一時的に変更する（例えば１０秒に１回発生する駆動パルスを１秒に１回発生させる等）等により、時針及び分針のズレを修正する。
【００４７】
尚、このときに駆動パルス制御手段１０にも正確な時刻に合わせたタイミングで駆動パルスを出力するように指示を与えても良いし、また、必要があれば秒針停止手段５８が秒針の始動を指示したときに帰零させてから秒針を駆動するようにしても良い。
【００４８】
一方、光検出センサ４０に関しても、電力消費を少なくするため、時針及び分針の位置検出を行う際にのみ通電するように点灯制御され、更に、１０秒に１回点灯する等、点滅させて電力消費を最小限に抑えることが望ましい。
【００４９】
また、修正制御手段４６における時刻情報計時手段５０、比較手段５２、時刻修正手段５４は、通常の動作時に、駆動パルスから時刻を計時する計時手段６０と電波から時刻情報を得て計時する時刻情報計時手段５０との比較により、時刻修正を行う場合の機能と共通・兼用が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、検出光で秒針駆動手段と時分針駆動手段における歯車の動作を検出する電波修正時計において、時針及び分針の位置を検出する際に、一定時間秒針を停止させ、その間に予め設定された設定時刻に通常運針している時針及び分針が達したことを検出して指針位置を検出している。このように秒針を停止させることにより、秒針駆動手段の動作を考慮することなく時分針駆動手段の動作から時針及び分針の位置を検出することができる。
【００５１】
また、実施例に示したように、秒針の駆動は１秒に１回行われ、時針及び分針の駆動は１０秒に１回行われる。このため、秒針の駆動は時針及び分針に比べて１０倍電力が必要である。従って、指針位置検出中に、秒針を停止させることにより、電力の消費を大幅に削減することができる。
【００５２】
更に、時針及び分針の位置を検出する際に、時針と分針は通常の運針を続けることにより移動し、その指針位置の検出が可能な設定時刻を指す位置まで移動すると、それを検出して指針位置として認識している。このため、時針と分針による時刻表示状態に変化はなく、指針位置を検出するために強制的に早送りするものと異なり、指針位置の検出時にも時針と分針による時刻表示をすることができる。
【００５３】
また、通常の運針を続け且つ時刻を表示しながら指針位置を検出することができるので、自動的に指針位置をチェックして修正することができ、指針のズレによる表示誤差の発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電波修正時計の構成を示す機能説明図である。
【図２】図１に示す秒針駆動機構部及び時分針駆動機構部の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す秒針駆動機構部及び時分針駆動機構部の断面図である。
【図４】図２及び図３に示す第１の５番車を示す平面図である。
【図５】図２及び図３に示す秒針車を示す平面図である。
【図６】図２及び図３に示す３番車を示す平面図である。
【図７】図２及び図３に示す分針車を示す平面図である。
【図８】図２及び図３に示す時針車を示す平面図である。
【図９】秒針駆動機構部における第１の５番車と秒針車の透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】秒針駆動機構部における検出タイミングと３番車の透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】分針車と時針車の円弧状透孔による検出タイミングとそれらを合成した検出タイミングを示している。
【符号の説明】
６ 秒針駆動手段
８ 時分針駆動手段
１０，１４ 駆動パルス制御手段
１２ 秒針駆動機構部
１６ 時分針駆動機構部
１８ 第１ステッピングモータ
２０ 第１の５番車
２２ 秒針車
２４ 第２ステッピングモータ
２８ ３番車
３０ 分針車
３４ 時針車
４０ 光検出センサ
４６ 修正制御手段
５６ 修正時刻検出手段
５８ 秒針停止手段
Claims (3)
- 第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、
前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、
該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、
時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を設定し、
前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間秒針駆動手段による秒針の駆動を停止し、
前記秒針が停止している間に前記検出手段の検出信号から前記設定時刻に達した時針及び分針の位置を検出することを特徴とする電波修正時計の指針位置検出方法。 - 第１の駆動パルスにより第１の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で秒針を駆動する秒針駆動手段と、第２の駆動パルスにより第２の駆動源を駆動制御することにより回転駆動される複数の歯車を有し該歯車で時針及び分針を駆動する時分針駆動手段と、
前記秒針駆動手段の歯車と前記時分針駆動手段の歯車が軸方向に重なり合う部分を挟んで対向配置される発光素子と受光素子とを有し且つ前記発光素子からの検出光が前記歯車に設けられた透孔及び遮光部により透過及び遮蔽されることにより指針位置を示す検出信号を出力する検出手段と、
該検出手段が検出した指針位置が示す時刻と電波を受信することにより得られた時刻情報とを比較して少なくとも前記時分針駆動手段を駆動制御して時刻を修正する修正制御手段と、を備えた電波修正時計において、
時針及び分針の位置検出が可能な設定時刻を含む間隔の第１の時刻と第２の時刻を検出する修正時刻検出手段と、
前記第１の時刻以降に前記秒針駆動手段の歯車の透孔が前記検出手段に対向すると前記第２の時刻までの間前記秒針駆動手段による秒針の駆動を停止させる秒針停止手段と、を備え、
前記秒針が停止している間に前記検出信号に基いて前記修正制御手段が前記設定時刻に達した時針と分針の位置を検出し、該時針と分針の位置が示す時刻と前記時刻情報とを比較し、少なくとも時分針駆動手段を制御して前記時針及び分針の位置を修正することを特徴とする電波修正時計の指針位置修正装置。 - 前記修正制御手段は、
電波を受信して得られた時刻情報により計時する時刻情報計時手段と、
前記検出手段からの検出信号に基いて前記時針及び分針が前記設定時刻に達したことを検出する設定時刻検出手段と、
前記時針及び分針が検出されたときの時刻と前記時刻情報計時手段が計時する時刻とを比較する比較手段と、
該比較手段での比較結果に基いて少なくとも前記時分針駆動手段を制御して時針及び分針の位置を修正する時刻修正手段と、
を有していることを特徴とする請求項２記載の電波修正時計の指針位置修正装置。
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