JP4715176B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、電波修正時計に代表されるような針位置検出機能付きの電子時計に関する。

近年、電波修正時計の開発が盛んである。消費者が電波修正時計に望んでいるのは、メンテナンスフリーで正確な時刻表示であるが、従来メンテナンスフリーという面では、消費者の期待を裏切る場合が見受けられる。例えば時刻表示自体は、受信した時刻データにより極めて正確に行われるが、時計に衝撃が加わったときの針飛びや、強磁界中でモータのミスりが発生したとき等には、針の基準位置がずれてしまい、結果として異なった時刻を表示してしまう。また、一旦電源電圧が時計の作動電圧を下回った後に電圧上昇させて正常な機能に回復したときにも、針の基準位置を所定の手順にしたがって修正操作する必要があった。

そこで、針の基準位置を自動的に検出して合わせ込む針位置検出機能付きの電波修正時計が開発されている（例えば特許文献１）。このような電波修正時計では、分針が取り付けられる二番車（分針車）と、時針が取り付けられる筒車（時針車）と、この筒車と噛合している車（第２の三番車）と、分針駆動用のモータで最初に駆動される車（第１の四番車）とに光透過用の検出孔を設けておき、発光素子からの光を全ての検出孔を通して受光素子で同時に受光することにより、その状態での分針および時針の位置を基準位置（通常は１２時丁度の位置）として判断するようになっている。

特開平２００２−１０７４６５号公報

特許文献１においては、分針の針位置検出に関していえば、分針が取り付けられる二番車の検出孔と、分針駆動用のモータで最初に駆動される車の検出孔とを光が透過したときに、分針が基準位置にあると判断している。
しかしながら、二番車とモータで最初に駆動される車とでは、モータの１ステップで回転する回転角度が大きく異なる。つまり、モータ側の車では、１ステップでの回転角度が非常に大きく、二番車では非常に小さい。このため、モータ側の車で透光状態にあり、かつ二番車側でも透光状態にある状態から、モータ側の車が一回転して再び透光状態になっても、二番車がさほど回転しないために、依然として先程の透光状態が維持されてしまい、正確な基準位置が得られない可能性がある。

一方、正確な基準位置を得るためには、二番車の検出孔を極端に小さくし、モータの１ステップで僅かに回転しても透光範囲から確実に外れるようにする必要があるが、検出孔を小さくするのには、その加工方法や、光が通り難くなることによる受光素子での感度低下を考えると限界があり、検出孔を十分に小さくできないという問題がある。

また、特許文献１において、時針の針位置検出に関しても同様な問題が生じる。すなわち、時針の針位置検出では、時針が取り付けられる筒車の検出孔と、この筒車に噛合している車の検出孔とに光が透過したときに、時針が基準位置にあると判断しているが、筒車のモータ１ステップあたりの回転角度は一層小さく、これに噛合する車の回転角度も決して大きくはない。このため、モータが数回転しても、依然として互いの検出孔は重なり合い、光が透過してしまう可能性がある。

勿論、筒車やこれと噛合する車の検出孔を極端に小さくすればよいのであるが、前述したように限界があり、現実的ではない。

さらに、針位置検出機能を備えた時計は、その構造の複雑さから通常の時計に比べて大型化する傾向にあるが、消費者からは小型化が要求されており、小型化を促進することが望まれている。

本発明の目的は、針位置検出を確実に行え、かつ小型化できる電子時計を提供することにある。

本発明の電子時計は、モータと、モータで駆動される輪列と、発光用の発光素子と、受光用の受光素子とを備え、前記輪列は、前記モータのロータかなに噛合する第１の車、指針が取り付けられる第２の車、およびこれら第１の車と第２の車との間に配置される第３の車を含んで構成され、前記第１ないし第３の車には、互いに平面的に重なる領域で前記素子間の光を透過させる検出孔が設けられていることを特徴とする。
このような本発明では基本的に、ロータかなと噛合する第１の車と、第２の車に至るまでの第３の車とに基づいて、光透過による指針の針位置検出が行われ、指針が取り付けられる第２の車は、その光透過を阻害しない程度に検出孔が設けられればよい。この際、第１、第３の車は、モータに近い側の車であるから、モータ１ステップに対する回転角度が共に大きく、モータが連続してステップを刻んでも、検出孔同士が重なり続けるといった事態を生じ難くでき、検出精度が向上する。
しかも、第１ないし第３の車は、互いに平面的に重なる領域が存在するように集約して配置されるために、スペース効率が良好であり、輪列のレイアウトが径方向へ拡がるのを抑えて小型化を促進できる。

本発明の電子時計では、前記指針とは異なる指針が取り付けられる第４の車が前記第２の車と同軸上に配置されるとともに、この第４の車を含む別の輪列と、この輪列を駆動する別のモータとを備え、前記第４の車に取り付けられる指針の針位置検出は、前記第２の車と平面的に重ならない位置で、かつ前記発光素子および受光素子とは異なる別の発光素子および受光素子を用いて行われることを特徴とする。
このような本発明によれば、第４の車に取り付けられる指針と、前記第２の車に取り付けられる指針とでは、それぞれ別々の輪列で駆動されるので、各指針を単独で駆動して基準位置等に合わせることができ、短時間での位置合わせを実現できる。また、各指針の針位置検出に用いられる発光素子および受光素子も、それぞれ別々に設けられているので、検出回路を簡素化でき、信頼性が高い。

本発明の電子時計では、前記第２の車に取り付けられる指針は分針であるとともに、この第２の車と同軸上には、当該第２の車と噛合する日の裏車を介して駆動され、かつ時針が取り付けられる筒車が設けられ、この筒車にも前記第１ないし第３の車の検出孔と重なる検出孔が設けられていることを特徴とする。
このような本発明によれば、１２時間表示の時計においては、筒車が１２時間周期で回転することから、第１ないし第３の車および筒車の各検出孔に光が透過するタイミングをも１２時間周期にでき、丁度１２時の位置などのように、表示領域の一箇所を分針および時針の基準位置にでき、基準位置に基づく各種の制御を容易にできる。

本発明の電子時計では、前記分針は５秒周期以下で運針されることを特徴とする。
モータ駆動のクォーツ時計では、モータの出力トルクが少ない等の理由により、機械式時計と比較して見た目に細い分針しか取り付けられないことが多い。特にスポーツ用の時計では、外装部品のデザインが大ぶりで頑強なイメージの時計が多く、この外観とつり合いのとれる大きな分針が望まれる。
しかし、大きな分針を取り付ける場合には、大きなトルクで第２の車を駆動する必要があるため、電池の寿命が大幅に短くなって不経済である。
そこで、秒が別のモータ・輪列で駆動される構造のクォーツ時計では通常、分針を１０秒周期（または２０、３０秒周期など）で運針するが、本実施形態では５秒以下での運針とし、その分、輪列での歯数を多くして減速比を大きくした。このことによれば、１０秒運針の輪列を用いた場合と比較して、２倍のトルクを第２の車に保有させることができ（例えば５秒運針の場合）、より大きな分針を取り付けても少ない消費電力で確実に運針でき、見栄えも良好にできる。

本発明の電子時計では、前記第１の車と噛合するロータかなの歯数は８枚以上であることを特徴とする。
ロータは、ロータ磁石およびロータかなを含む二部品もしくはそれ以上で構成されるのが一般的である。この場合、針位置検出を確実に行わせるためには、ロータ磁石のＮ極またはＳ極と、ロータかな歯形との回転方向の位相を合わせることが要求される。ロータかな歯形とロータ磁石との位相が合わない場合には、ステータ形状により決めるロータの静的安定位置（コイルにモータパルスを印加しない状態でロータが安定している回転方向の位相位置）により、ロータかなの回転方向の位相が決まってしまうことから、ロータかなの位相ずれ量は最大でロータかな歯形の半ピッチ分になってしまい、ロータかなと噛合する第１の車の検出孔が大きく位相ずれした位置で止まることになって、針位置検出が正しく行われないのである。そして、通常ロータかなは、慣性モーメントを減らして制御し易くするためにあまり大きな外径に設定されず、せいぜい７枚の歯数を備えることとなる。
しかし、ロータ磁石とロータかな歯形の位相を合わせるためには、ロータ磁石の極の管理をする必要があるうえ、互いを固定する時の回転ずれも許されないため、部品製造上や組立に非常に手間がかかり、歩留まりも悪い。
そこで、本発明では、ロータかなの歯数を８枚以上、好ましくは１０枚以上にし、ロータ磁石とロータかなの位相が最大にずれても、ロータかなに噛合する第１の車の検出孔への影響が実質的に生じないようにした。このことにより、互いの位相を気にせずに、部品製造上や組立を容易に行うことができる。

本発明の電子時計では、前記第２の車および／または前記第４の車を含む前記輪列とはさらに別の輪列と、この別の輪列を駆動するさらに別のモータとを含んで暦表示手段が構成されていることを特徴とする。
時分とカレンダー機能等の暦表示手段とを１つの輪列および１つのモータで駆動する場合、12時間周期での針位置検出では、AM・PMの区別や日付けの判別が不可能であるため、筒車以降にも検出穴を設けた車が必要となる（後述の実施形態でいえば、例えば日回し車３３３）。この場合には時分針用輪列の針位置検出に6枚以上の車の検出穴を重ねて針位置検出するなどの構造となってしまい非常に複雑な輪列構成になってしまう。そして、この構造では、検出に要する時間が従来の2倍以上となることや、針位置検出に必要な輪列が増えることによる大型化（または厚くなる）、さらには輪列の組立が複雑化するなどの問題が発生するが。
これに対して本発明では、暦表示手段を時分針や秒針とは別の輪列およびモータで駆動するので、針位置検出時間の短縮化、時計の小型化、指針用輪列の簡素化を実現できる。

以上において、第１の車ないし第４の車としては、光の遮光性が良好な金属等の材料で形成されていることが望ましい。なお、コストの観点から合成樹脂製でもよいが、その場合には、遮光性を考慮して黒色系の材料を用いることがよい。

本発明の電子時計によれば、針位置検出を確実に行え、かつ小型化できるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２には、本発明の一実施形態にかかる電子時計１の平面図が示されている。また、図３には、電子時計１の側断面図が示されている。これらの図１、図２、および図３において、電子時計１は、時刻情報が重畳された外部信号としての標準電波を受信して表示時刻を修正する針位置検出機能付きの電波修正時計であり、１２時間表示用である。電子時計１は、時刻を表示する指針２（図３）と、指針２を駆動する指針用駆動手段２０と、日付（暦）を表示する暦表示機構としての日車３０（図２）と、日車３０を駆動する暦モータ３１と、電池４０を収納する電源収納部４１と、標準電波を受信するアンテナ５０と、外部から使用者が操作可能な外部操作手段５と、指針用駆動手段２０、日車３０、暦モータ３１、電源収納部４１、およびアンテナ５０を支持固定する地板１０とを備える。地板１０は、平面形状略円形に形成されており、この地板１０上に電子時計１の各構成部品が配置されている。
なお、図１は、電子時計１の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た図であり、この図において、上方向が電子時計１の３時方向、下方向が９時方向、右方向が１２時方向、左方向が６時方向となっている。また、図２は、電子時計１を時刻表示側から見た図であり、この図において、上方向が電子時計１の３時方向、下方向が９時方向、右方向が６時方向、左方向が１２時方向となっている。

指針２としては、秒針２Ａ、分針２Ｂ、および時針２Ｃであり、地板１０の略中央を中心に同軸上に回動可能に設けられている。これらの秒針２Ａ、分針２Ｂ、および時針２Ｃは、時刻表示側に設けられ、文字板３上の文字などを指し示すことにより、時刻を表示する。
指針用駆動手段２０は、秒針２Ａを駆動するための秒針モータ２１と、時針２Ｃおよび分針２Ｂを駆動するための時分針モータ２６とを備える。また、秒針２Ａと秒針モータ２１との間には、秒針モータ２１からの駆動力を秒針２Ａに伝達する秒針用輪列２２が設けられ、時針２Ｃおよび分針２Ｂと時分針モータ２６との間には、時分針モータ２６からの駆動力を時針２Ｃおよび分針２Ｂに伝達する時分針用輪列２７が設けられている。

図４には、指針用駆動手段２０を抜き出して拡大した図が示されている。この図４および前述の図１に示されるように、秒針モータ２１は、ステッピングモータで構成され、ロータ磁石２１１Ｂを有するロータ２１１と、ロータ２１１を回転可能に保持するステータ２１２と、ステータ２１２に接するコイル２１３とを備える。秒針モータ２１は、電子時計１の略９時方向に配設され、ロータ２１１が地板１０の中央側に、コイル２１３が地板１０の外周側になる位置に配置されている。
秒針用輪列２２は、ロータ２１１に一体的に形成されたロータかな２１１Ａに噛合する秒中間車２２１と、秒中間車２２１に噛合する第４の車としての秒車２２２とを備えている。秒車２２２には、秒針２Ａが固定されている。コイル２１３にモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ２１２に磁路が形成され、ロータ２１１が１パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな２１１Ａ、秒中間車２２１、および四番車２２２の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達され、秒針２Ａが１パルス１秒の所定速度で回動する。

秒中間車２２１には、秒針２Ａの１２時位置を検出するための秒検出車２２３が噛合されている。秒中間車２２１および秒検出車２２３には、互いに重なりあう領域に、それぞれ検出孔２２１Ａ，２２３Ａが形成されており、秒中間車２２１および秒検出車２２３の位相は、秒針２Ａが１２時の位置に配置されたときにこれらの検出孔２２１Ａ，２２３Ａの位置が一致するように設定されている。つまり、１２時位置が秒針２Ａの基準位置である。ここで、秒検出車２２３は、秒車２２２と同じ径寸法に形成されているため、検出孔２２１Ａ，２２３Ａは１分間に一度、位置が一致するようになっている。
検出孔２２１Ａ，２２３Ａが一致する位置には、図示しないフォトセンサが設けられている。フォトセンサは、発光素子と受光素子とを備え、これらの発光素子および受光素子は、秒中間車２２１および秒検出車２２３の厚み方向両側に設けられ、これらを挟んで互いに対向して配置されている。秒中間車２２１と秒検出車２２３が回動して検出孔２２１Ａ，２２３Ａが一致すると、フォトセンサの発光素子からの光が検出孔２２１Ａ，２２３Ａを貫通して受光素子で受光されるため、秒針２Ａが１２時の位置であることが検出される。また、本実施形態では、秒車２２２や秒検出車２２３の材質が金属であるのに対し、秒中間車２２１の材質はよりコスト面で優位な合成樹脂を採用している。また、合成樹脂としては、検出孔２２１Ａ以外の部分での検出光に対する遮光性を考慮し、黒系の色のものが良好に用いられる。
なお、このような秒針２Ａの位置を検出する秒針位置検出手段は、透過型フォトセンサを用いるものに限らず、例えば反射型フォトセンサを用いたものであってもよく、また、検出孔２２１Ａ，２２３Ａが一致することを検出するものに限らず、例えば秒検出車２２３や秒中間車２２１の周上に磁気パターンを形成し、この磁気パターンを読み取ることによって秒針２Ａの位置を検出してもよい。

時分針モータ２６は、秒針モータ２１と同様にステッピングモータで構成され、ロータ磁石２６１Ｂを有するロータ２６１と、ロータ２６１を回転可能に保持するステータ２６２と、ステータ２６２に接するコイル２６３とを備える。時分針モータ２６は、電子時計１の略３時方向に配設され、ロータ２６１が地板１０の中央側に、コイル２６３が地板１０の外周側になる位置に配置されている。
時分針用輪列２７は、ロータ２６１に一体的に形成されたロータかな２６１Ａに噛合する第１の車としての五番車２７１と、五番車２７１に噛合する第２の車としての三番車２７２と、三番車２７２に噛合する第２の車としての二番車２７３と、二番車２７３に噛合する日の裏車２７４と、日の裏車２７４に噛合する筒車２７５とを備える。二番車２７３および筒車２７５は、秒車２２２と同軸上に配置され、二番車２７３には分針２Ｂが、筒車２７５には時針２Ｃが固定されている。コイル２６３に５秒周期でモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ２６２に磁路が形成され、ロータ２６１が１パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな２６１Ａ、五番車２７１、三番車２７２、二番車２７３の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達され、二番車２７３および分針２Ｂが１時間で一周する速度で回動する。また、二番車２７３の回転運動は、日の裏車２７４、筒車２７５の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達されて、筒車２７５および時針２Ｃが１２時間で１周する速度で回動する。

また、本実施形態において、ロータかな２６１Ａの歯数は、通常のクォーツ時計の場合の７枚よりも多く、１０枚となっている。ロータ２６１は、ロータ磁石２６１Ｂおよびロータかな２６１Ａの二部品で構成されており、後述するように、指針２の針位置検出を確実に行わせるためには、通常であれば、ロータ磁石２６１ＢのＮ極またはＳ極と、ロータかな２６１Ａの歯形との回転方向の位相を合わせることが要求されるが、本実施形態では、ロータかな２６１Ａの歯数を１０枚にし、ロータ磁石２６１Ｂとロータかな２６１Ａの位相が最大にずれても、ロータかな２６１Ａに噛合する五番車２７１の検出孔２７１Ａ（図５）への影響が実質的に生じないようにしてある。なお、秒針モータ２１を構成するロータかな２１１Ａも同様である。

五番車２７１、三番車２７２、二番車２７３、四番車２２２、および筒車２７５には、図５にも示されるように、互いに重なり合う領域にそれぞれ検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａが形成されている。時針２Ｃ、分針２Ｂ、および秒針２Ａが１２時の位置に配置された時に、これらの検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａの位置が一致するように設定されている。つまり、秒針２Ａの他、時針２Ｃおよび分針２Ｂの基準位置も１２時位置である。
検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａが一致する位置には、秒針モータ２１に設けられたのと同様の透過型のフォトセンサが設けられており、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａの位置が一致すると、発光素子６から射出された光を受光素子７が受光して検知し、これにより時針２Ｃ、分針２Ｂ、および秒針２Ａが全て１２時位置、つまり、基準位置の状態であることが検出される。したがって、本実施形態では、発光素子６が地板１０とソーラパネル４との間に配置された回路ブロック６Ａに実装され、また、受光素子７が輪列受８を覆う回路ブロック７Ａに実装されているが、これらの素子６，７間に５つの車２７１，２７２，２７３，２２２，２７５が配置されていることになる。この際、地板１０にも、透光を阻害しないように、透光孔１０Ａが設けられていることは勿論である。さらに、時分針用輪列２７においては、五番車２７１および三番車２７２が前述の秒中間車２２１と同様に合成樹脂製である。
そして、１２時間表示の本実施形態の電子時計１では、指針２の基準位置は１２時間周期で廻ってくるため、同じく１２時間周期で回転する筒車２７５に検出孔２７５Ａを設けることで、時針２Ｃを含めた指針２の基準位置を、３６０度ある表示領域のうち１２時位置の一箇所に特定できる。なお、このような指針２が基準位置にあることを検出するための指針位置検出手段は、秒針位置検出手段と同様に、任意の検出方式を採用できる。また、各素子６，７の位置関係は反対であってもよい。

ここで、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａのうち、実際の針位置検出に重要とされるのは、ロータかな２６１Ａに噛合する五番車２７１の検出孔２７１Ａと、これに噛合する三番車２７２の検出孔２７２Ａである。これらの車２７１，２７２は回転速度が他の車２７３，２２２，２７５よりも速く、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ同士が重なり合っている期間は、モータパルスにして１パルス分である。したがって、検出孔２７１Ａ，２７２Ａを用いて針位置検出を行うことは、モータパルス数パルス分の間重なり続ける可能性のある検出孔２７３Ａ，２７５Ａだけを用いて基準位置を検出する場合に比し、指針２を基準位置に正確に合わせることができる。このことからすれば、検出孔２７１Ａ，２７２Ａの孔径は、加工可能な範囲で小さければよく、他の車２７３，２２２，２７５の検出孔２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａの孔径は、検出孔２７１Ａ，２７２Ａでの光透過を阻害しない程度に十分に大きくてよい。
ただし、本実施形態では、五番車２７１の検出孔２７１Ａは、これと噛み合う三番車２７２の検出孔２７２Ａよりも大きく、二番車２７３の検出孔２７２と同じに設定されている。具体的には、二番車２７３および筒車２７５の検出孔２７３Ａ，２７５Ａの孔径は０．５ｍｍ、三番車２７２および四番車２２２の検出孔２７２Ａ，２２２Ａの孔径は０．４ｍｍであるが、五番車２７１の検出孔２７１Ａの孔径も０．５ｍｍと大きい。
これは、五番車２７１と噛み合っているロータかな２６１Ａの歯数を、前述したように１０枚にし、互いの位相合わせをなくしたためである。すなわち、位相がずれている場合でも、五番車２７１の検出孔２７１Ａを大きめに設けておくだけで、そのずれ量を吸収でき、位相合わせが不要になるのである。秒中間車２２１側でも同様である。

さらに、本実施形態のように、時分針２Ｃ，２Ｂを有する時分針用輪列２７と、秒針２Ａを有する秒針用輪列２２が別々のモータ２１，２６で駆動されるうえ、時分針２Ｃ，２Ｂが取り付けられた二番車２７３や筒車２７５とは平面的に重ならない位置に秒検出車２２３が設けられ、この位置にあるフォトセンサで秒針２Ａの基準位置が独自に検出されるため、秒針２Ａと時分針２Ｃ，２Ｂとを個別に効率よく回転させて基準位置に合わせることができる。また、時分針２Ｃ，２Ｂが単独の時分針モータ２６で駆動されるので、例えば時差修正を行うのに好都合である。
なお、時分針位置検出部に秒車２２２の検出穴２２２Ａが重なっているため、実際に針位置検出を行う時には2つの輪列の検出を行う順番がある。まず、秒針用輪列２２の位置を検出してやることで秒車２２２の検出穴２２２Ａを正規の位相に合わせてから、時分針用輪列２７の位置を検出するのである。

図１および図２に示されるように、日車３０は、地板１０において指針用駆動手段２０が設けられた側とは反対側の面に対向して設けられている。図３に示されるように、日車３０の上方（図２において紙面の手前側）には、円盤状の文字板３が設けられており、この文字板３の外周部の一部には、日付を表示するための窓部（図示せず）が設けられ、窓部から日車３０の一部が日付として視認可能となっている。文字板３は、ガラスなどの光透過性を有する材料で構成されており、文字板３と地板１０との間には、入射した光によって発電する発電手段としてのソーラパネル４が配置されている。
図２に戻って、日車３０は、リング状に形成され、ソーラパネル４と地板１０との間に配置されており、日車３０の内周面には内歯車３２が形成されている。日車３０の文字板３側の面には、日付を表す「１」から「３１」の文字が印刷などによって表示されている。

図１に示されるように、暦モータ３１は、秒針モータ２１および時分針モータ２６と同様に、ステッピングモータで構成され、ロータ３１１、ステータ３１２、およびコイル３１３を備える。暦モータ３１は、電子時計１の略５時方向に配設され、ロータ３１１が地板１０の中央側に、コイル３１３が地板１０の外周側に配置されている。
日車３０と暦モータ３１との間には、暦モータ３１からの駆動力を日車３０に伝達する暦用輪列３３が設けられている。暦用輪列３３は、ロータ３１１に一体的に形成されるロータかな３１１Ａに噛合する日回し第一中間車３３１と、日回し第一中間車３３１に噛合する日回し第二中間車３３２と、日回し第二中間車３３２に噛合する日回し車３３３とを備える。日回し車３３３は、地板１０を貫通して文字板３側に歯車３３３Ａを有し、この歯車３３３Ａが日車３０の内歯車３２に噛合される。なお、日車３０の平面方向の位置は、歯車３３３Ａと内歯車３２との噛合によって行われ、従来日車の位置決めに用いられるようなジャンパは設けられていない。

コイル３１３にモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ３１２に磁路が形成され、ロータ３１１が回転する。この回転は、ロータかな３１１Ａ、日回し第一中間車３３１、日回し第二中間車３３２、日回し車３３３の順に伝達され、日回し車３３３の回転によって日車３０が回転し、表示される日付が変更される。
ここで、暦モータ３１は、指針用駆動手段２０よりも地板１０の外周側（外側）に配置されている。したがって、暦モータ３１のロータ３１１の回転中心から指針２の回動中心までの距離は、指針用駆動手段２０（秒針モータ２１および時分針モータ２６）のロータ２１１，２６１の回転中心から指針２の回動中心までのそれぞれの距離よりも大きくなっている。
そして、日車３０、暦モータ３１、暦用輪列により、本発明に係る暦表示手段が構成されている。

電源収納部４１には、電池４０が収納されている。電池４０は、二次電池であり、ソーラパネル４で発生した起電力は、この電池４０に充電される。電源収納部４１は、電子時計１の略１時方向に配設され、地板１０の外周側に配置されている。
ここで、電源収納部４１は、指針用駆動手段２０よりも地板１０の外周側（外側）に配置されている。したがって、電源収納部４１の略中心（円形の電池４０の中心）から指針２の回動中心までの距離は、指針用駆動手段２０（秒針モータ２１および時分針モータ２６）のロータ２１１，２６１の回転中心から指針２の回動中心までのそれぞれ距離よりも大きくなっている。

アンテナ５０は、アンテナコア５１と、アンテナコア５１を収納するコア収納部５２と、コア収納部５２の一部に巻き回されるコイル５３とを備える。
アンテナコア５１は、アモルファスの薄板を複数枚積層して構成され、略中央に形成される略矩形状の直線部５１１と、直線部５１１の両端側に地板１０の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部５１２とを備える。
コア収納部５２は絶縁材料で構成され、アンテナコア５１と同様に略中央に形成される棒状の直線部５２１と直線部５２１の両端側に地板１０の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部５２２とを備える。コア収納部５２において地板１０に対向する面には、凹状部が形成され、この凹状部にアンテナコア５１が収納されている。コア収納部５２が地板１０にねじ止めされることにより、アンテナ５０は、地板１０に固定されている。
コイル５３は、コア収納部５２の直線部５２１に巻き回されている。コア収納部５２の直線部５２１の両端にはフランジ部５２３が形成されており、このフランジ部５２３によってコイル５３の巻きほどけが防止され、所定巻き数のコイル５３が均一に形成される。

コア収納部５２の一方の湾曲部５２２には、コイル５３の端部が接続された回路基板５４が固定されている。回路基板５４は、絶縁材料で構成されるフレキシブル基板で構成され、この回路基板５４上には、アンテナ５０の同調周波数調整用の電気素子としてのコンデンサ５４１が複数個実装されている。この回路基板５４は、コア収納部５２の端部において裏蓋側の回路ブロック７Ａ（図５）に導通している。
この回路ブロック７Ａは、前述の受光素子７の他、図示を省略するが、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子や、ＣＰＵ、標準電波の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ用水晶振動子、アンテナ５０で受信した標準電波を処理する受信用ＩＣ（受信用回路）等とを備えて構成されている。ＣＰＵは、計時用の水晶振動子からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号に基づいて指針用駆動手段２０や暦モータ３１を制御する制御回路などを備えて構成されている。また、受信用ＩＣは、アンテナ５０で受信した標準電波を復調する復調回路や、受信信号を増幅する増幅回路などを備えて構成されている。

外部操作手段５は、電子時計１の略３時方向に配設された巻真５Ａと、時計の略２時方向および略４時方向にそれぞれ配設された図示しないボタンとを備える。巻真５Ａは、引き出し量によって複数のモードに切換可能なスイッチング機能を有し、例えば巻真５Ａを一段引き出すと日車３０の手動修正モードとなり、ボタンを押すことによって日車３０を回動させることが可能となる。また、例えば巻真５Ａを二段引き出すと、時刻修正モードとなり、ボタンを押すことによって指針２を回動させることが可能となる。
また、ボタンは、押すことによって情報を表示可能となっており、例えば巻真５Ａを引き出さない状態でボタンを押すと、前回の標準電波の受信結果（受信の成否）が表示されるようになっている。この受信結果の表示は、例えば受信成功の場合には秒針２Ａが１０秒のところを示し、受信失敗の場合には、秒針２Ａが２０秒のところを示すように設定される。この受信結果の表示は、所定時間（例えば５秒）行われ、所定時間経過後には秒針２Ａは元の位置に戻り、現在時刻を表示する。なお、ボタンの操作によって標準電波を強制的に受信させる場合には、ボタンの操作とともに、秒針２Ａの位置によって標準電波を受信可能な環境か否かを表示させてもよい。

このような電子時計１では、次のように動作する。
計時用の水晶振動子に電圧が印加された際に出力される発振信号がＣＰＵの分周回路で分周されて基準信号が生成され、この基準信号を元にＣＰＵ内の計時回路で時刻が計時されるとともに、秒針モータ２１および時分針モータ２６が駆動される。秒針モータ２１および時分針モータ２６の回転運動は、秒針用輪列２２および時分針用輪列２７を介してそれぞれ秒針２Ａ、分針２Ｂ、および時針２Ｃに伝達され、これらの指針２が回動することにより電子時計１の文字板３上で時刻が表示される。
アンテナ５０によって時刻情報を載せた標準電波を受信すると、受信用ＩＣが標準電波から時刻情報を取り出してＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、この時刻情報に基づいて計時回路で計時される時刻を修正し、秒針モータ２１および時分針モータ２６を駆動して指針２の表示時刻を修正する。

ＣＰＵ内の計時回路で２４時が計時されると、ＣＰＵは、暦モータ３１を駆動して、日車３０を１日分駆動する。
指針２の基準位置の設定は指針位置検出機能により自動的に行われる。

そして、電子時計１を組み立てるにあたっては、図５に示されるように、先ず地板１０を組立治具７００上に設置する。この際、治具７００に設けられた位置決めピン６００（二点鎖線）に地板１０の透光孔１０Ａを貫挿させておく。そして、地板１０に対して二番車２７３、三番車２７２、五番車２７１、四番車２２２の順序で配置していく。この際にも、それぞれの検出孔２７３Ａ，２７２Ａ，２７１Ａ，２２２Ａを位置決めピン６００に嵌め込む。また、図示を省力するが、日の裏車２７４は、日の裏車２７４に設けられた位置決め孔２７４Ａ（図４）を所定の位置決めピンに嵌め込みながら配置される。同様に、秒中間車２２１および秒検出車２２３も、これらに設けられた検出孔２２１Ａ，２２３Ａを所定の位置決めピンに嵌め込みながら配置される。そして、位置決めピン６００や他の位置決めピンを用いて、全ての車２７１，２７２，２７３，２２２の配置が終了した状態で、時針２Ｃ、分針２Ｂ、および秒針２Ａが１２時位置となるように、それらの取付けを行う。これにより、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２２１Ａ，２２３Ａに光が透過する状態では、指針２が基準位置である１２時位置に合うことになる。なお、筒車２７５は、地板１０に対して文字板３側に配置されるため、組立途中のムーブメントを位置決めピン６００から外した後に、別の位置決め手段等を用いて配置される。実際には、筒車２７５を組み込む時には二番車２７３の検出穴２７３Ａを目安に筒車２７５の検出穴２７５Ａがきれいに重なる位置に組み込むのである。

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、針位置検出機能を有した電子時計１では、特に時分針用輪列２７側において、ロータかな２６１Ａと噛合する五番車２７１および三番車２７２に設けられた検出孔２７１Ａ，２７２Ａを用いて時分針２Ｃ，２Ｂの針位置検出を行っているので、時分針モータ２６が連続してステップを刻んでも、回転角度の大きい五番車２７１および三番車２７２では、特に検出孔２７１Ａ，２７２Ａ同士が互いに重なり続けるといった心配がなく、検出精度を向上させることができ、指針２を基準位置に正しく合わせることができる。

（２）しかも、五番車２７１および三番車２７２は、中央に配置された二番車２７３に対しても平面的に重なる位置に集約して配置されているため、スペース効率を良好にでき、時分針用輪列２７のレイアウトが径方向へ拡がるのを抑えて電子時計１の小型化を促進できる。

（３）また、四番車２２２に取り付けられた秒針２Ａと、筒車２７５や二番車２７３に取り付けられた時分針２Ｃ，２Ｂとでは、それぞれ別々の輪列２２，２７で駆動されるので、時分針２Ｃ，２Ｂと秒針２Ａとを別々に駆動して基準位置等に合わせることができ、短時間での位置合わせを実現できる。また、時分針２Ｃ，２Ｂおよび秒針２Ａの針位置検出に用いられる発光素子６および受光素子７も、それぞれ別々に設けられているので、検出回路を簡素化でき、信頼性が高い。

（４）そして、１２時間表示の電子時計１においては、筒車２７５が１２時間周期で回転することから、針位置検出に筒車２７５が組み入れられている本実施形態では、５つの車２７１，２７２，２７３，２２２，２７５各検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａに光が透過するタイミングをも１２時間周期にでき、丁度１２時の位置などのように、表示領域の一箇所を指針２の基準位置にでき、基準位置に基づく各種の制御を容易にできる。

（５）さらに、ロータかな２１１Ａ，２６１Ａの歯数は、通常のクォーツ時計の場合よりも多い１０枚であるため、ロータ磁石２１１Ｂ，２６１Ｂとロータかな２１１Ａ，２６１Ａの位相が最大にずれても、ロータかな２１１Ａ，２６１Ａに噛合する秒中間車２２１や五番車２７１の検出孔２２１Ａ，２７１Ａへの影響が実施的に生じないようにでき、互いの位相を気にせずに、ロータ２１１，２６１の組立を容易に行うことができる。

（６）しかも、本実施形態では分針２Ｂが５秒運針とされ、その分、五番車２７１や三番車２７２を用いることで時分針用輪列２７での歯数を多くし、減速比を大きくた。このため、１０秒運針の輪列を用いた場合と比較して、２倍のトルクを二番車２７３に保有させることができ、より大きな分針２Ｂを取り付けても少ない消費電力で確実に運針でき、見栄えも良好にできる。ソーラ発電により得られる電力を二次電池４０に充電して用いる本実施形態では、消費電力が少なくてすむそのような構成は有益である。
また、減速比を大きくするのには、五番車２７１および三番車２７２を用いており、いずれか一方の車を大きくして用いる場合に比し、平面方向の大きさを小さくでき、よりコンパクトにできる。

（７）電子時計１は、ソーラ発電での電力で駆動されるので、電池交換を行う必要がなく、電池交換時に必要な基準位置合わせを不要にでき、メンテナンスフリーを実現できる。

（８）また、日車３０は、秒針モータ２１および時分針モータ２６とは別の暦モータ３１により、暦用輪列３３を介して独自に駆動されるので、針位置検出時間の短縮化、時計の小型化、輪列２２，２７の簡素化を実現できる。

なお、本発明は前述の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。
例えば、前記実施形態では、電波修正機能を備えた電子時計１について説明したが、本発明の時計としてはこれに限定されず、例えばストップウォッチ、クロノグラフ、アラーム、ワールドタイムなどの機能を備えた時計であってもよく、要するに針位置検出機能が付いていれば本発明に含まれる。

また、時計の電力源としては、ソーラ発電で得られる電力の他、回転錘を用いた自動巻上げ機構とこれによって駆動される発電機や、ぜんまいに貯蓄された機械的エネルギで駆動される発電機を備えている場合には、それらの発電機で発電される電力であってもよく、勿論一次電池であってもよい。

前記実施形態では、裏蓋側に受光素子を配置しているので、裏蓋がガラス等のように外光を透過する材質の場合には、回路ブロックや回路押さえの穴部分などから外光が進入し、受光素子が反応してしまうことがある。この場合には、針位置検出が誤検出となってしまうため、これを防止するためには、ガラス性の裏蓋に遮光手段を施すことが望ましく、遮光手段としては、ＬＥＤで最も一般的に使用されている赤外線を遮光するものが好ましい。

前記実施形態では、分針２Ｂが５秒周期で運針されていたが、保有トルクをより増強させるためには、２秒周期等、５秒よりも短い周期で運針させてもよい。
また、保有トルクの増強が不要な場合には、従来のような１０秒や、２０秒、または３０秒周期であってもよい。そして、この場合には、請求項４の発明には含まれないが、請求項４を引用しない他の請求項の発明に含まれる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態にかかる時計を示す平面図。 前記時計を示す平面図。 前記時計を示す側断面図。 前記時計の要部を示す平面拡大図。 前記時計の要部を示す側断面図。

符号の説明

１…電子時計、２…指針、２Ａ…秒針、２Ｂ…分針、２Ｃ…時針、６…発光素子、７…受光素子、２１…秒針モータ、２２…秒針用輪列、２６…時分針モータ、２７…時分針用輪列、３１…暦モータ、３３…暦用輪列、２１１Ａ，２６１Ａ…ロータかな、２２２…秒車（第４の車）、２７１…五番車（第１の車）、２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２１Ａ，２２２Ａ，２２３Ａ，２７５Ａ…検出孔、２７２…三番車（第３の車）、２７３…二番車（第２の車）、２７４…日の裏車、２７５…筒車。

Claims (6)

1. モータと、
   モータで駆動される輪列と、
   発光用の発光素子と、
   受光用の受光素子とを備え、
   前記輪列は、前記モータのロータかなに噛合する第１の車、指針が取り付けられる第２の車、およびこれら第１の車と第２の車との間に配置される第３の車を含んで構成され、
   前記第１ないし第３の車には、互いに平面的に重なる位置で前記素子間の光を透過させる検出孔が設けられている
   ことを特徴とする電子時計。
2. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記指針とは異なる指針が取り付けられる第４の車が前記第２の車と同軸上に配置されるとともに、
   この第４の車を含む別の輪列と、
   この輪列を駆動する別のモータとを備え、
   前記第４の車に取り付けられる指針の針位置検出は、前記第２の車と平面的に重ならない位置で、かつ前記発光素子および受光素子とは異なる別の発光素子および受光素子を用いて行われる
   ことを特徴とする電子時計。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
   前記第２の車に取り付けられる指針は分針であるとともに、
   この第２の車と同軸上には、当該第２の車と噛合する日の裏車を介して駆動され、かつ時針が取り付けられる筒車が設けられ、
   この筒車にも前記第１ないし第３の車の検出孔と重なる検出孔が設けられている
   ことを特徴とする電子時計。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子時計において、
   前記分針は５秒周期以下で運針される
   ことを特徴とする電子時計。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子時計において、
   前記第１の車と噛合するロータかなの歯数は８枚以上である
   ことを特徴とする電子時計。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子時計において、
   前記第２の車および／または前記第４の車を含む前記輪列とはさらに別の輪列と、この別の輪列を駆動するさらに別のモータとを含んで暦表示手段が構成されている
   ことを特徴とする電子時計。

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