JP4451676B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、複数のモータにより指針を駆動する電子時計に関するものである。

電子時計においては、例えば、時分針と秒針を各別モータで駆動するものも多数存在する。図１７は本従来例の構成を示すブロック図であるが、始めに、本従来例の構成を図１７を用いて説明する。ここで、本発明の構成図は、図１７の本従来例の構成図と同等である。

図１７において、１０は制御手段であり、時間基準源である発振回路や、時間基準である１Ｈｚ信号などを作成する分周回路等を含み、時計の駆動に関するあらゆる制御を行う。
１１は第１モータの駆動手段であり、制御手段１０より駆動信号を受け第１モータ１２を駆動する。１３は例えば秒針であり、第１モータ１２により図示しない輪列を介し駆動される。
１４は第２モータの駆動手段であり、制御手段１０より駆動信号を受け第２モータ１５を駆動する。１６は例えば時分針であり、第２モータ１５により図示しない輪列を介し駆動される。

従来、このような、複数のモータにより指針を駆動する電子時計において、例えば００秒タイミングである正分のタイミングのように、第１モータの駆動手段が出力する駆動パルス（以下、第１モータの駆動パルスと省略）と第２モータの駆動手段が出力する駆動パルス（以下、第２モータの駆動パルスと省略）のタイミングが重なってしまった場合、重負荷により、電源である電池の電圧が異常に低下し、駆動に異常を来すという問題があった。

この問題に対し、従来は、どちらかの駆動パルスの出力タイミングを他方の駆動パルスの出力タイミングに重ならないように、ズラして駆動する制御を行うことで、重負荷による弊害を回避してきた。

以下に複数の駆動パルスの出力タイミングが重なった場合の従来の駆動パルス制御を図面を用いて説明する。図２は複数の駆動パルスが重なった場合の従来の駆動パルス制御のタイミングチャートである。ここで、各モータの駆動方法は、通常駆動パルスを出力後、回転検出を実施し、非回転を検出した場合は補正駆動パルスを出力する負荷補償駆動を実施している。

図２において、１ｃは第１モータの通常駆動パルスであり、負荷が正常ならばモータを回転できるパルスである。２ｃはモータの回転を検出するための回転検出パルスであり、このタイミングでモータの磁気を検出し、モータの回転/非回転を判定する。３ｃは第１モータの補正駆動パルスであり、回転検出の結果が非回転と判定された場合、モータに出力され、モータを確実に回転させるパルスである。１ｄは本来出力したい第２モータの通常駆動パルスの位置、２ｄは本来出力したい第２モータの回転検出パルスの位置、３ｄは本来出力したい第２モータの補正駆動パルスの位置を示している。実際には、１ｅの出力タイミングをズラした第２モータの通常駆動パルス、２ｅの出力タイミングをズラした第２モータの回転検出パルス、３ｅの出力タイミングをズラした第２モータの補正駆動パルスの各位置に出力している。

各パルス幅と各パルス開始タイミングは、例えば、図２に示すような値になる。すなわち、負荷が正常な場合にモータを駆動するの必要な通常駆動パルスの幅は約４ｍｓであり、モータの回転/非回転を検出し始めるのに適切なタイミングは、通常駆動パルス出力後約１ｍｓの地点であり、回転検出の判断が可能な回転検出パルス幅は約１０ｍｓであり、通常駆動パルスで動かされたが、完全には回転できなかったモータが元の位置に完全に静止するまでの時間は、通常駆動パルス出力後約２８ｍｓの地点であり、モータを完全に回転させるのに必要な補正駆動パルス幅は約１２ｍｓである。また、第１モータの駆動パスル出力から約４４ｍｓ後に第２モータに駆動パルスを出力しているが、これは第１モータの駆動パルスと第２モータの駆動パルスが重ならないタイミングで出力しており、重負荷による電池電圧の異常な低下を来さないタイミングで出力している。

図２に示すように、第１モータと第２モータに、ほぼ同時のタイミングで、１ｃと２ｃと３ｃ、及び１ｄと２ｄと３ｄのような駆動パルスを出力した場合、駆動パルスが重なってしまうことから、モータコイルに流れる電流が２倍となる為、電池に重負荷がかかり、電池電圧が異常に低下してしまい、駆動に異常をもたらすという問題があった。これを回避するため、従来は１ｄと２ｄと３ｄを１ｅと２ｅと３ｅのような駆動パルスが重ならないタイミングにズラすことにより、駆動パルスの重なりを回避していた。
ＷＯ００/３６４７４（図６，７）

しかしながら、従来の回避方法では、駆動タイミングをズラされて駆動される各指針は、少なくとも一方が正規のタイミングよりズレて駆動されるため、運針の見栄えが良くないという欠点を有していた。例えば、前記のような正分の場合、本来、時分針と秒針は同時に運針すべきであるが、これが著しくズレて別々に運針しているように見えてしまい、見栄えが悪いという問題がある。図２においては、第２モータより出力される駆動パルスは、正規のタイミングより最小で４４ｍｓズレて出力される。これは、第１モータの駆動パルスが出力し終わる時間である。

また、図３に示すように、ある一定周波数以上の駆動パルスを出力することが困難であり、高速駆動に制約をもつという欠点も有していた。即ち、第1モータに出力される駆動パルス幅Ｔ１と、第２モータに出力される駆動パルス幅Ｔ２の合計をＴmin(＝Ｔ１＋Ｔ２)とした場合、第２モータに出力される駆動パルスは、Ｔmin未満の周期で高速駆動することが出来ない。つまり、パルスが重ならないようにするために、Ｆmax(＝１／Ｔmin)よりも高い周波数で駆動することが出来ないという欠点を有していた。

本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、複数モータにより駆動される指針の運針見栄えの向上と、より高速運針が可能な電子時計を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、第１モータと第２モータと各駆動手段を有し、少なくとも、第１モータ駆動手段は通常駆動パルスを出力後、回転検出を実施し、非回転を検出した場合は補正駆動パルスを出力する負荷補償駆動を実施する電子時計において、前記第１モータの通常駆動パルスと補正駆動パルスの間のタイミングに、前記第２モータの駆動パルスを出力することを特徴とする。

また、前記第２モータの駆動パルスは、前記第１モータの回転検出タイミング外で出力されることを特徴とする。

また、前記第２モータの駆動パルスが、前記第１モータの回転検出タイミングと重なった場合、回転検出を行わず、前記第１モータに補正駆動パルスを出力することを特徴とする。

また、前記第２モータが負荷補償駆動されていて、前記第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスであることを特徴とする。

また、前記第２モータが負荷補償駆動されていて、前記第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスであることを特徴とする。

上記のごとく本発明によれば、第１モータの通常駆動パルスと補正駆動パルスの間のタイミングに、第２モータの駆動パルスを出力することで、正規の駆動タイミングを著しくズラさずに済むので、指針の運針見栄えの向上が計れる。

更に本発明により、各モータの運針をより高速に行えるようになり、より高速駆動が可能な電子時計を提供することが出来る。

以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１及び、図４から図２０は、いずれも本発明の一実施の形態における、第１モータ及び第２モータに出力される駆動パルスのタイミングチャートを示している。

まず、図１についての構成を説明する。図１において、１ａは第１モータに出力される通常駆動パルス、３ａは第１モータに出力される補正駆動パルス、４ｂは第２モータに出力される駆動パルスである。ここで、駆動パルス４ｂは負荷補償の有無は問わない。また、パルスの各要素の長さは図２と同じとする。第1モータの通常駆動パルス１ａは、負荷が正常ならば指針を回転できるパルスである。また、第１モータの補正駆動パルス３ａは、第１モータの通常駆動パルス１ａが出力された後、回転検出手段により指針が非回転と判断された場合にのみ出力され、指針を確実に回転させるパルスである。第２モータの駆動パルス４ｂは、第1モータの通常駆動パルス１ａと補正駆動パルス３ａの間のタイミングで出力され、各々の駆動に影響を与えないタイミング、すなわち、重負荷により電池電圧が低下しないタイミングで出力されるパルスである。

第２モータの駆動パルスを第１モータの駆動パルスと同時のタイミングで出力したい場合、従来の方法では、各々の駆動パルスが各指針駆動に影響しないように、図２のように第２モータの駆動パルスを第１モータの駆動パルスの後に重ならないように出力するため、駆動タイミングがズラされて駆動される第２モータの指針は、正規のタイミングより著しくズレて駆動するため、運針の見栄えが良くないという欠点を有していたが、図１のようなタイミングで第２モータの駆動パルス４ｂを出力することにより、正規の駆動タイミングを著しくズラすことなく、指針の運針見栄えの向上が計れる。

すなわち、従来は、図２に示すように第２モータの出力は正規の駆動タイミングより最小で４４ｍｓズレて出力されていたが、本実施例では、図１に示すように、最小で通常駆動パルス１ａの長さ分である４ｍｓ、最大でも補正駆動パルス３ａの前の３２ｍｓ（実際には駆動パルス４ｂの分だけ前となるが）、ズレるだけであり、従来に比べ指針の運針見栄えの向上が計れる。

更に本発明により、各モータの運針をより高速に行えるようになり、より高速駆動が可
能な電子時計を提供することが出来る。すなわち、図３で説明したように、従来は、複数の駆動パルスが重ならないように各駆動パルスを出力するためには、Ｆmax(＝１／(Ｔ１＋Ｔ２))よりも高い周波数で駆動することが出来ないという欠点を有していたが、本発明を用いれば、図１２に示すように第２モータに出力する駆動パルスは、Ｆmaxよりも高い周波数Ｆで駆動することが出来る。例えば、第１番目の第２モータの駆動パルス出力終了直後に第１モータの通常駆動パルスを出力し、第1モータの通常駆動パルスと補正駆動パルスの間に第２番目の第２モータの駆動パルスを出力し、第１モータの補正駆動パルス出力終了直後に第三番目の第２モータの駆動パルスを出力するようにした場合、第２モータの周期Ｔは（Ｔ１＋Ｔ２）／２となり、周波数Ｆは２／(Ｔ１＋Ｔ２)となって、従来方法における最高周波数の２倍の周波数となる。

ここで、図１の第２モータに出力される駆動パルス４ｂは、通常駆動パルス及び補正駆動パルスであってもよい。図４、図５に各々のタイミングチャートを示す。図４、図５において、１ａは第１モータの通常駆動パルス、３ａは第1モータの補正駆動パルス、１ｂは第２モータの通常駆動パルス、３ｂは第２モータの補正駆動パルスである。また、その時の高速駆動は図１３、図１４のようになる。図に示すように、周期ＴはＴ２＋Ｔ３となることから、共に駆動周波数Ｆは１／(Ｔ２＋Ｔ３)となる。ここで、Ｔ３は第１番目の第２モータの補正駆動パルス出力が終了するタイミングから第２番目の第２モータの通常駆動パルスが出力されるまでの時間である。また、Ｔ３は第１モータの駆動パルスと第２モータの駆動パルスが重ならない条件で可変することができ、例えば、Ｔ３＝０のときにはＴ＝Ｔ２となり、周波数Ｆは１／Ｔ２となることから従来に比べ高速駆動が可能となる。

次に、図６についての構成を説明する。図６は、図１に示す実施例におけるタイミングを限定した例である。図６において、１ａは第１モータに出力される通常駆動パルス、２ａは第１モータの回転検出パルス、３ａは第１モータに出力される補正駆動パルス、４ｂは第２モータに出力される駆動パルスである。また、パルスの各要素の長さは図２と同じとする。

第1モータの通常駆動パルス１ａは、負荷が正常ならば指針を回転できるパルスである。第１モータの回転検出パルス２ａは、指針の回転を検出するためのパルスであり、このタイミングでモータの磁気を検出し、回転/非回転を判定する。第１モータの補正駆動パルス３ａは、第１モータの通常駆動パルス１ａが出力された後、回転検出手段により指針が非回転と判断された場合にのみ出力され、指針を確実に回転させるパルスである。第２モータの駆動パルス４ｂは、第１モータの通常駆動パルス１ａと補正駆動パルス３ａの間の、各駆動パルスが重ならず、重負荷にならないタイミングで出力される。また、第１モータの回転検出パルス２ａとも重ならず、第１モータの回転検出に誤検出を生じさせないタイミングで出力されるパルスである。

このため、第２モータの駆動パルス４ｂを出力することによって第１モータの補正駆動パルス３ａが出力されてしまう事を防ぐことができ、消費電力を上げることなくパルス間のズレを少なくし見栄えの向上が計れる。ここで、図６におけるパルス間のズレ量は１５ｍｓとしているが、これは第１モータの回転検出直後の時間である。

また、高速駆動可能なことについては、実施例１と同様である。（図１５参照）更に、第２モータの駆動パルス４ｂは、第２モータの通常駆動パルス１ｂや第２モータの補正駆動パルス３ｂで良い事も同様である。（図７、図８参照）

次に、図９について説明するが、各構成要素は図６と同じなので省略する。

図９において、第1モータの通常駆動パルス１ａは、負荷が正常ならば指針を回転できるパルスである。第１モータの回転検出パルス２ａは、指針の回転を検出するためのパルスである。第１モータの補正駆動パルス３ａは、回転検出手段により指針が非回転と判断された場合にのみ出力されるパルスであるが、第１モータの回転検出パルス２ａと第２モータの駆動パルス４ｂが重なった場合には、回転検出は行わずに必ず出力されるパルスである。第２モータの駆動パルス４ｂは、第１モータの通常駆動パルス１ａと第１モータの補正駆動パルス３ａの間のタイミングで出力され、第１モータの回転検出パルス２ａとタイミングが重なるように出力されるパルスである。

本実施例によれば、図９のようなタイミングで駆動パルスを出力することにより、正規の駆動タイミングを著しくズラすことなく、指針の運針見栄えの向上が計れる。すなわち、上記実施例２が第２モータの駆動パルス４ｂを第１モータの回転検出パルス２ａの後に出力するのに比べ、図９では第２モータの駆動パルス４ｂを第１モータの回転検出パルス２ａと重なるタイミングで出力することから、正規の駆動タイミングから僅かなズレで第２モータの駆動パルス４ｂを出力することが出来る。例えば、実施例２では、正規の駆動タイミングからの駆動パルスのズレは約１５ｍｓであったが、本実施例では約４ｍｓのズレだけでよいのでズレ量を大幅に少なくすることができる。しかし、第1モータの回転検出中に第２モータの駆動パルス４ｂが出力される場合、第２モータの駆動時に生じる磁気により、第１モータの回転を磁気的に判別する回転検出が正確に実施できないという問題が生じる。このため、本実施例では、回転検出を行わないことから、完全に指針を駆動するために第１モータの補正駆動パルス３ａを出力する必要があり、実施例２に比べ、消費電力的には不利になる。

また、高速駆動可能なことについては、実施例１と同様である。（図１６参照）更に、第２モータの駆動パルス４ｂは、第２モータの通常駆動パルス１ｂや第２モータの補正駆動パルス３ｂで良い事も同様である。（図１０、図１１参照）

以上説明したパルス制御の制御手段１０による制御内容をフローチャートを用いて説明する。

図１８は、制御手段１０による両モータの駆動パルスの制御方法の例を示すフローチャートである。
まず、1秒毎の運針を行う正秒のタイミングである場合（ＳＰ１）に、正分かどうかをチェックし（ＳＰ２）、正分でなければ秒針用の第１モータの駆動パルスのみ第１モータ駆動手段１１に出力し（ＳＰ９９）、処理を終了する。

正分である場合には、まず第１モータの通常駆動パルスを第１モータ駆動手段１１に出力し（ＳＰ３）、続いて第１モータの回転検出パルスを出力する（ＳＰ４）。
こののち、この時計が見栄えを優先させるか消費電力を優先させるかの判断を行う（ＳＰ５）。なお、どちらを優先させるかは、前もって制御手段10に記憶されている場合もあれば、外部操作部材（図示せず）による操作で制御手段10に記憶させる場合もありうる。

見栄えを優先させる（実施例３にあたる）場合には、時分針用の第２モータの駆動パルスを第２モータ駆動手段１４に出力する（ＳＰ６）。その後、第１モータの補正駆動パルス出力タイミングになるまで待って（ＳＰ７）、そのタイミングになれば第１モータの補正駆動パルスを出力する（ＳＰ８）。

消費電力を優先させる（実施例２にあたる）場合には、第１モータの回転検出パルスの
出力終了を待って（ＳＰ９）、第２モータの駆動パルスを第２モータ駆動手段１４に出力する（ＳＰ１０）。その後、第１モータの補正駆動パルス出力タイミングであり（ＳＰ１１）、非回転検出であった場合（ＳＰ１２）、第１モータの補正駆動パルスを出力する（ＳＰ８）。
回転検出であった場合は、そのまま終了する。

以上のような、簡単な制御により、今回のような、見栄えや消費電力を重視したモータ駆動制御を実現できる。

次に、図１９について説明するが、図１９はクロノグラフ機能を有する時計に本発明を用いたときのタイミングチャートである。図１９において、第１モータは秒針用モータであり、第２モータは１秒運針のクロノグラフ用モータである。各駆動パルスのタイミングは図示の通りである。また、本実施例は実施例３における１実施例であり、秒針用モータの負荷補償パルスが出力されて、クロノグラフ用モータの回転検出のタイミングと重なった場合は、回転検出を行わずクロノグラフ用モータに負荷補償パルスを出力する。

クロノグラフ機能は、スタートスイッチを押すと時間計測を開始し、ストップスイッチで時間計測を終了し、その時の計測時間を指針で表示する。クロノグラフ指針は、スタートスイッチを押した瞬間から約１秒後に運針し、その後１秒ごとに運針し、ストップスイッチが押されるまで時間計測を行う。また、クロノグラフ用モータの駆動パルスは図２０に示すように１秒間に１６のタイミングで出力される可能性があり、スタートスイッチが押されるタイミングにより、１６のタイミング中、１つのタイミングで出力され１秒運針を行う。

秒針とクロノグラフ指針は各々１秒運針をするが、クロノグラフのスタートスイッチが押されるタイミングにより、通常の運針方法では各運針が重なってしまう場合がある。すなわち、秒針用モータの駆動パルス幅とクロノグラフ用モータの駆動パルス幅が各々４４ｍｓである場合、クロノグラフ用モータが１６Ｈｚのタイミングで運針するとあるタイミングで秒針と重なってしまう。すなわち、図３で説明したように、このパルス条件で各運針が重ならないためには、１１Ｈｚ（＝１／（４４ｍｓ＋４４ｍｓ））以下のタイミングでクロノグラフ用モータを駆動させる必要がある。

また、図２１に示すような従来の回避方法を用いて、秒針用モータとクロノグラフ用モータの駆動パルスが重なるタイミングのみ運針タイミングをズラすという方法もあるが、正秒のタイミングより最低でも４４ｍｓズレてしまい運針見栄えが悪くなるという問題がある。

本実施例によれば、クロノグラフ指針は１６Ｈｚのタイミングで運針することが出来、従来と比べクロノグラフの表示分解能を上げることができる。すなわち、１１Ｈｚのタイミングで運針する場合は、表示分解能が約９０．９ｍｓ（＝１／１１）であるのに対し、１６Ｈｚのタイミングで運針する場合は、表示分解能は約６２．５ｍｓ（＝１／１６）であり、従来と比べ表示分解能を高くすることが出来る。更に、図１９に示すように正秒のタイミングからのズレが２０ｍｓなので、従来よりも運針の見栄えが良くなる。

本発明の実施の形態を示すタイミングチャート図である。 従来の重負荷回避方法を示すタイミングチャート図である。 従来の回避方法における高速駆動の限界を示すタイミングチャート図である。 図１の第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図１の第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図１における一実施例であり、第１モータの回転検出パルスと第２モータの駆動パルスと重ならない場合のタイミングチャート図である。 図６の第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図６の第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図１における一実施例であり、第１モータの回転検出パルスと第２モータの駆動パルスと重なる場合のタイミングチャート図である。 図９の第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図９の第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図１の実施例を用いたときの高速駆動を示すタイミングチャート図である。 図１２の第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図１２の第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスである場合のタイミングチャート図である。 図６の実施例を用いたときの高速駆動を示すタイミングチャート図である。 図９の実施例を用いたときの高速駆動を示すタイミングチャート図である。 従来例及び本発明の構成図である。 実施例２と実施例３のフローチャート図である。 図９における一実施例であり、第１モータが秒針用モータの駆動パルスであり、第２モータがクロノグラフ用モータの駆動パルスであるときのタイミングチャート図である。 図１９の実施例において、クロノグラフ用モータの駆動パルスが１秒間に１６通りのタイミングで出力される可能性がある場合のタイミングチャート図である。 図２０の実施例において、秒針用モータとクロノグラフ用モータの駆動パルスが重なってしまうときの従来の回避法を示したタイミングチャート図である。

符号の説明

１ａ,１ｂ,１ｃ,１ｄ,１ｅ 通常駆動パルス
２ａ,２ｃ,２ｄ,２ｅ 回転検出パルス
３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅ 補正駆動パルス
４ａ,４ｂ 駆動パルス
１０ 制御手段
１１ 第１モータ駆動手段
１４ 第２モータ駆動手段
１２ 第１モータ
１５ 第２モータ
１３ 第１モータの指針
１６ 第２モータの指針

Claims (5)

1. 第１モータと第２モータと各駆動手段を有し、少なくとも、第１モータ駆動手段は通常駆動パルスを出力後、回転検出を実施し、非回転を検出した場合は補正駆動パルスを出力する負荷補償駆動を実施する電子時計において、前記第１モータの通常駆動パルスと補正駆動パルスの間のタイミングに、前記第２モータの駆動パルスを出力することを特徴とする電子時計。
2. 前記第２モータの駆動パルスは、前記第１モータの回転検出タイミング外で出力されることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
3. 前記第２モータの駆動パルスが、前記第１モータの回転検出タイミングと重なった場合、回転検出を行わず、前記第１モータに補正駆動パルスを出力することを特徴とする請求項１記載の電子時計。
4. 前記第２モータが負荷補償駆動されていて、前記第２モータの駆動パルスが通常駆動パルスであることを特徴とする請求項１から請求項３記載の電子時計。
5. 前記第２モータが負荷補償駆動されていて、前記第２モータの駆動パルスが補正駆動パルスであることを特徴とする請求項１から請求項３記載の電子時計。
   

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