JP4893447B2 - 電子制御式機械時計およびコギングトルクの低減方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御式機械時計、および電子制御式機械時計のコギングトルクの低減方法に関する。

従来、時計として、ぜんまいなどから開放された機械エネルギを電気エネルギに変換し、この電気エネルギによって輪列を調速する電子制御式機械時計が知られている。詳述すると、このような電子制御式機械時計では、ぜんまいにより輪列を介して駆動される磁石付きのロータと、ロータが回転可能に配置されるステータと、ステータの一部に巻き回されるコイルとを有する発電機（電磁変換機）が設けられている。ぜんまいから開放された機械エネルギによって輪列が回転すると、この回転運動がロータに伝達されてロータが回転し、電磁誘導によってコイルに起電力が発生する。そして、この起電力によって制御回路を駆動し、ロータの回転速度を調速することにより、輪列に制動をかけて当該輪列を調速する。この際、一般的な男性用サイズの時計（外径２５ｍｍ〜３０ｍｍ）では、制御回路を駆動させるために必要な電力は２５ｎＷ程度となっており、この電力を得るため、ぜんまいからロータまでの増速比は例えば２７万倍程度に設定される。また、ぜんまいのトルクは、８×１０^−３Ｎｍ程度に設定され、ロータの駆動トルクは１×１０^−８Ｎｍ程度となっている。

このような電子制御式機械時計において、近年、小型化の要望が高まっている。しかしながら、ムーブメントのサイズを小さくすると、ぜんまいの大きさも小さくなり、ぜんまいに蓄えられる機械エネルギ（＝ぜんまいの巻数（持続時間）×ぜんまいのトルク）も小さくなってしまう。このため、商品性に大きな影響力を持つ持続時間を維持させつつ時計の小型化を進めるためには、ぜんまいのトルク、すなわちぜんまいに輪列を介して連結されるロータの駆動トルクを小さくすることが重要となる。

そこで、従来、ロータが回転する際の抵抗、すなわち、コギングトルクを低減させることでロータの駆動トルクを小さくすることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１に記載の時計（クオーツ時計）では、ロータが配置されるステータのステ−タ穴（ロータ穴部）の外周に、径方向外側に突出した切欠、すなわちノッチを形成することにより、２×１０^−６Ｎｍ程度のコギングトルクを１×１０^−６Ｎｍ程度に低減させている。

特許文献２に記載の時計では、ステータを変形可能に構成するとともに、ステ−タ穴の内側に、ロータと同心円のブッシュを設け、ステータ穴の形状に幾分のばらつきがあっても、当該ステータを変形させ、ブッシュに押し当てることで、ステータ穴の形状をブッシュと同形状、すなわちロータと同心円の形状に補正することが可能となっている。これにより、特許文献２に記載の時計では、ステ−タ穴とロータとの隙間を均一化し、ロータの回転角による磁気特性のばらつきを抑えてコギングトルクを低減させている。

特開平８−７５８７３号公報 特開２００１−１０８７６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のクオーツ時計では、ノッチを形成することで２×１０^−６Ｎｍ程度のコギングトルクを１×１０^−６Ｎｍ程度に低減させているが、電子制御式機械時計では、これらのコギングトルクより２桁小さい１×１０^−８Ｎｍ程度のコギングトルクを扱うため、ノッチの影響は大きすぎ、ノッチを設けると逆にコギングトルクの上昇を招いてしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載の時計では、製造上のばらつきにより、ロータに設けられた磁石の中心がロータの中心からずれた場合、ロータ設置時に、磁石の中心がステータ穴（ブッシュ）に対して偏心した位置に配置されることとなり、ステ−タ穴とロータとの隙間を均一化することではコギングトルクを低減することができないという問題があった。ここで、磁石とステータとの隙間を広げ、パーミアンスを下げることで、磁石の偏心の影響を抑制することが考えられるが、この場合、ステータ内に流れる磁束が減少し、発電性能が低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、発電性能を低下させることなくコギングトルクを低減できる電子制御式機械時計、およびコギングトルクの低減方法を提供することにある。

本発明の電子制御式機械時計は、機械エネルギ源と、前記機械エネルギ源に連結された輪列により駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計であって、前記発電機は、組み合わせた際に一端側にロータ孔が形成される一対の磁気回路形成部材と、磁石を有し前記ロータ孔内に配置されるロータと、前記各磁気回路形成部材の他端側に跨るように積層配置されて、前記各磁気回路形成部材の他端側同士を磁気導通させる補助磁気回路形成部材と、前記各磁気回路形成部材の少なくとも一方に巻き回されるコイルとを備え、前記各磁気回路形成部材の他端側は、互いに離間して設けられ、当該他端側の側面間には隙間が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、磁気回路形成部材の他端側は、互いに離間して設置されており、磁気回路形成部材の他端側の側面間に隙間が形成される。なお、この隙間には、何も介装されていなくても良いし（この場合、隙間には空気が存在することとなる）、補助磁気回路形成部材より低い透磁率を有する部材（例えば樹脂等）であれば、当該部材が介装されていてもよい。
このようにすれば、ロータから生じる磁束が通る磁気回路の経路として、一方の磁気回路形成部材、補助磁気回路形成部材、他方の磁気回路形成部材を通る主経路と、一方の磁気回路形成部材、磁気回路形成部材の側面間に形成される隙間、他方の磁気回路形成部材を通る補助経路との２つの経路が形成されることとなり、磁気回路形成部材の他端側の側面同士を当接させる場合と比べ、発電機の発電性能が低下することなく、コギングトルクが大幅に低減する。
よって、ロータが回転する際の抵抗を低減できるので、ロータの起動性を向上させることができる。
また、ロータが回転する際の抵抗を低減できるので、ロータの回転、すなわち、運針が滑らかとなり、例えばクロノグラフの運針をさせた場合に、経過時間を正確に表示することができ、時計の信頼性を向上させることができる。
さらに、コギングトルクが低減することにより、輪列に加わる負荷トルクを低減でき、時計の耐久性を向上させることができる。
そして、コギングトルクが低減することにより、例えばぜんまい等から構成される機械エネルギ源のトルクを下げることができるので、持続時間を維持しつつ機械エネルギ源を小型化することが可能となり、時計の薄型化および小型化を実現することが可能となる。
また、磁気回路形成部材の他端側の側面間に隙間を設け、磁気回路を主経路と補助経路との２つの経路で構成することにより、ロータの磁気的な平衡点を変化させることができる。これにより、輪列の噛み合い効率が最も良い位置にロータを静止させることができる。
なお、機械エネルギ源としては、ぜんまいやゴムやスプリング等を例示できる。

本発明の電子制御式機械時計では、前記各磁気回路形成部材の他端側と、前記補助磁気回路形成部材とには調整孔が形成され、前記各調整孔には、前記各調整孔より径が小さい案内ピンが挿入され、前記各調整孔と前記各案内ピンとの間には、隙間が形成されていることが好ましい。

なお、調整孔を挿通する案内ピンにねじ穴を形成し、当該ねじ穴に雄ねじを螺合させることにより、磁気回路形成部材の他端側と補助磁気回路形成部材とを締結しても良い。また、案内ピンの長さを、磁気回路形成部材の他端側と補助磁気回路形成部材との厚みより長く形成するとともに、案内ピンのこれら部材を突き抜けた部分である先端部に雄ねじを形成し、当該雄ねじが形成された先端部にナット等の締結部材を螺着させることにより、各磁気回路形成部材の他端側と補助磁気回路形成部材とを締結しても良い。
本発明によれば、各調整孔と各案内ピンとの間には隙間が形成されているので、補助磁気回路形成部材の他端側の固定時に、当該他端側の固定位置を微調整することができる。従って、補助磁気回路形成部材の他端側の側面間に形成される隙間の幅を微調整することができ、コギングトルクを確実に低減させることができる。

本発明の電子制御式機械時計では、前記各磁気回路形成部材の他端側間に形成された隙間の幅は、前記磁気回路形成部材の厚みに対し、１０分の１以上５分の１以下の寸法であることが好ましい。
本発明によれば、各磁気回路形成部材の他端側間に形成された隙間の幅が磁気回路形成部材の厚みに対して１０分の１以上５分の１以下の寸法であるので、コギングトルクをより確実に低減できる。

本発明の電子制御式機械時計では、前記各磁気回路形成部材の一端側には切欠部が形成され、前記各切欠部は、連続した半円弧状に形成され、前記各磁気回路形成部材を組み合わせた際に、同一の円周上に配置されて前記ロータ孔を形成することが好ましい。
本発明によれば、各磁気回路形成部材の切欠部は、連続した半円弧状となっており、ノッチ等の切欠が形成されていないので、各磁気回路形成部材の形状が複雑となることを抑制でき、製造コストを低減できる。

本発明の電子制御式機械時計では、前記各磁気回路形成部材は、アモルファス金属層が積層されて構成されていることが好ましい。
本発明によれば、磁気回路形成部材は、アモルファス金属層が多層に積層されて構成されているので、透磁率が非常に高い。従って、発電機の発電性能を向上させることができる。

本発明のコギングトルクの低減方法は、機械エネルギ源と、前記機械エネルギ源に連結された輪列によりロータが駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計の前記ロータのコギングトルクの低減方法であって、前記発電機を、組み合わせた際に一端側にロータ孔が形成される一対の磁気回路形成部材と、磁石を有し前記ロータ孔内に配置される前記ロータと、前記各磁気回路形成部材の他端側に跨るように積層配置されて、前記各磁気回路形成部材の他端側同士を磁気導通させる補助磁気回路形成部材と、前記各磁気回路形成部材の少なくとも一方に巻き回されるコイルとを含んで構成し、前記各磁気回路形成部材の他端側を互いに離間して設け、当該他端側の側面間に隙間を形成しておき、前記各磁気回路形成部材を前記隙間の幅を調整可能に構成して前記隙間の幅を調整するか、または、前記隙間に前記補助磁気回路形成部材より低い透磁率を有する部材を介装することにより、コギングトルクを低減させることを特徴とする。

なお、本発明においても、磁気回路は、一対の磁気回路形成部材と、ロータと、補助磁気回路形成部材と、コイルとを備えて構成される。主経路は、補助磁気回路形成部材を通り、補助経路は、磁気回路形成部材の側面間に形成される隙間を通る。
本発明によれば、ロータから生じる磁束が通る磁気回路の経路として、主経路と、主経路より透磁率が低い補助経路との２つの経路が形成される。従って、前述の発明と同様の構成により、同様の効果を奏することができる。
また、磁気回路形成部材の他端側間の隙間の幅を調整するか、隙間に補助磁気回路形成部材より低い透磁率を有する部材（例えば樹脂等）を介装することにより、補助経路の透磁率を調整することができるので、コギングトルクを確実に低減させることができる。

本発明の電子制御式機械時計によれば、発電性能を低下させることなくコギングトルクを低減できるという効果が得られる。

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は、本発明の一実施形態に係る時計１の平面図、図２は、時計１の断面図である。
電子制御式機械時計１は、図１および図２に示すように、機械エネルギ源であるぜんまい２と、ぜんまい２に接続されぜんまい２の機械エネルギが開放されることにより駆動される輪列３と、輪列３に接続されぜんまい２からの回転運動によって発電する発電機４と、発電機４が発電した電力により駆動され、発電機４の回転周期を制御することにより輪列３に制動をかけて当該輪列３を調速する制御回路５（図３参照）とを備えて構成されている。また、時計１は、輪列３に接続された指針３０１（図３参照）や、ぜんまい２を巻き上げるための図示しない手巻機構等を備えている。手巻機構等の構成は公知の構成であるので、説明は省略する。

ぜんまい２は、図２に示すように、香箱３１Ａに収納されており、この香箱３１Ａの外周には香箱歯車３１Ｂが形成されている。これらぜんまい２、香箱３１Ａ、および香箱歯車３１Ｂを備えて香箱車３１（１番車）が構成されている。香箱車３１には、輪列３を構成する二番車３２が噛み合っており、香箱車３１がぜんまい２のほどける力によって回転することにより、輪列３は回転駆動する。

輪列３は、図１および図２に示すように、香箱車３１と噛み合う二番車３２（図２参照）、三番車３３、二番車３２が軸３４１上に配置された四番車３４、五番車３５、および発電機４のロータ４１と噛み合う六番車３６を備えて構成されている。これら輪列３は、地板３０２、二番受け３０３、および輪列受け３０４によって支持されており、香箱車３１の回転を約２７万倍に増速してロータ４１に伝達する。なお、二番車３２の筒かな３０５には図示しない分針が、筒かな３０５から図示しない日の裏車を介して回転される筒車３０６には図示しない時針が、四番車３４の軸３４１には図示しない秒針がそれぞれ固定されている。

発電機４は、詳しくは後述するが、図１および図２に示すように、六番車３６に噛み合い２極の永久磁石を有するロータ４１、ロータ４１が回転可能に配置されるステータ４２、およびステータ４２の一部に巻き回されるコイル４３Ａ，４３Ｂを備えて構成されている。

図３は、本実施形態の電子制御式機械時計１の構成を示すブロック図である。
時計１は、前述のようにぜんまい２と、ぜんまい２に接続されぜんまい２の機械エネルギが開放されることにより駆動する輪列３と、ぜんまい２の回転が輪列３により増速して伝達される発電機４と、発電機４の回転周期を制御することにより輪列３に制動をかけて当該輪列３を調速する制御回路５とを備えて構成されている。

発電機４は、輪列３を介してぜんまい２によって駆動され、誘起電力を発生する。この発電機４からの交流出力は、整流回路５１を通して昇圧、整流され、コンデンサ５２に充電供給される。
このコンデンサ５２から供給される電力によってワンチップＩＣで構成された制御回路５が駆動される。この制御回路５は、発振回路５３、ロータ４１の回転検出回路５４、およびブレーキ制御回路５５を備えて構成されている。

発振回路５３は、時間標準源である水晶振動子５３１を用いて発振信号（３２７６８Ｈｚ）を出力し、この発振信号を所定の分周回路で分周し、基準信号ｆｓとしてブレーキ制御回路５５に出力している。

回転検出回路５４は、発電機４から出力される発電波形からロータ４１の回転速度を検出し、その回転検出信号ＦＧをブレーキ制御回路５５へ出力する。
ブレーキ制御回路５５は、基準信号ｆｓに対する回転検出信号ＦＧの位相差等に基づいて発電機４にブレーキ信号を入力する。これにより、輪列３に制動がかけられて当該輪列３が調速され、当該輪列３に接続された指針３０１により時刻表示が行われる。

以下に、本実施形態の時計１の特徴部分である発電機４について詳述する。
発電機４は、前述したように、ロータ４１と、ロータ４１が回転可能に配置されるステータ４２と、ステータ４２の一部に巻き回されるコイル４３Ａ，４３Ｂとを備えて構成されている。
ロータ４１は、図２に示すように、２極の永久磁石であるロータ磁石４１１と、六番車３６に噛み合うロータかな４１２と、ロータ４１の回転ムラを抑制する慣性板４１３とを備えて構成されている。

図４は、発電機４の拡大図である。
ステータ４２は、図４に示すように、ロータ４１が一端側に配置される磁気回路形成部材としての一対のステータ本体４２Ａ，４２Ｂと、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの他端側に積層され固定される補助磁気回路形成部材としての継鉄４２Ｃとを備えて構成されている。

ステータ本体４２Ａ，４２Ｂは、図４に示すように、並列に配置されている。このステータ本体４２Ａ，４２Ｂは、アモルファス（非晶質）合金の薄膜からなるアモルファス金属層が接着層を挟んで２０層程度に積層されたものであり、０．５０ｍｍの厚みの板状に構成されている。この厚みにより、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂに囲まれるロータ４１に外部からの磁束が影響するのを防止している。なお、各アモルファス金属層は、互いに接着層によって接着されている。

各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの一端側には、図４に示すように、ロータ４１が配置されるロータ配置部４５Ａ，４５Ｂが形成され、他端側には、継鉄４２Ｃが積層固定される磁気導通部４６Ａ，４６Ｂが形成されている。ステータ本体４２Ａ，４２Ｂにおけるこれらロータ配置部４５Ａ，４５Ｂおよび磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの間には、コイル４３Ａ，４３Ｂが巻き回されるコア部４７Ａ，４７Ｂが形成されている。各コア部４７Ａ，４７Ｂに巻き回されるコイル４３Ａ，４３Ｂの巻数は同数とされている。また、各コイル４３Ａ，４３Ｂは直列に接続されている。

図５は、ロータ配置部４５Ａ，４５Ｂを示す時計１の拡大図である。
図５に示すように、各ロータ配置部４５Ａ，４５Ｂの内側には、ステータ切欠部４５１Ａ，４５１Ｂが形成されている。各ステータ切欠部４５１Ａ，４５１Ｂは、連続した半円弧状に形成されている。各ステータ切欠部４５１Ａ，４５１Ｂは、各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂが設置される際に、地板３０２に圧入されたブッシュ４５２（図２参照）に当てられながら、端部４５３Ａ，４５３Ｂ間に所定の大きさのギャップＧ１が形成されるように対向配置される。これにより、各ステータ切欠部４５１Ａ，４５１Ｂは、共に同一の円周上に配置され、ロータ孔４５４を形成する。このロータ孔４５４の中心に、ロータ４１が配置される。

また、図５に示すように、各ロータ配置部４５Ａ，４５Ｂには、固定ピン用孔４５５が形成されている。固定ピン用孔４５５には、地板３０２に圧入される固定ピン４５６（図４参照）が挿入される。
なお、図５に示す線分４５７は、ロータ磁石４１１の中心を通るとともに、ギャップＧ１を結ぶ線に直交する線である。線分４５８は、ロータ磁石４１１のＮ極とＳ極とを結ぶ線である。θは、ロータ４１の回転角度であり、これら線分４５７と線分４５８とのなす角である。

図６は、磁気導通部４６Ａ，４６Ｂを示す時計１の断面図であり、図４のVI−VI線断面図である。
各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの磁気導通部４６Ａ，４６Ｂには、図６に示すように、各磁気導通部４６Ａ，４６に跨るように継鉄４２Ｃが積層され固定されている。継鉄４２Ｃは、ＰＣパーマロイ等から構成され、０．２５ｍｍの厚みに形成されている。これら各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂおよび継鉄４２Ｃには、調整孔７が形成されている。これら調整孔７には、地板３０２に植立された案内ピン６の第１軸部６２が挿入されている。

ここで、案内ピン６を詳述すると、案内ピン６は、磁気導通部４６Ａ，４６Ｂを支持する支持部６１と、支持部６１の一方の面に立設された前記第１軸部６２と、支持部６１の他方の面に立設された第２軸部６３とを備えて構成されている。第１軸部６２の径は、調整孔７の径よりも小さく形成されており、調整孔７に挿入された際に、調整孔７との間に若干の隙間（ガタ）が形成されるようになっている。案内ピン６は、第２軸部６３が地板３０２に形成された孔３０７に圧入されることにより地板３０２に植立される。このような案内ピン６には、第１軸部６２および支持部６１に亘ってねじ穴６４が形成されている。

そして、このねじ穴６４に調整ねじ６５が螺合することにより、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂおよび継鉄４２Ｃは締結される。この際、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂは、当該磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの側面４６１Ａ，４６１Ｂ間に、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの厚み（５．００×１０^−１ｍｍ）の１０分の１以上５分の１以下となるエアギャップＧ２が形成されるように、互いに離間して設置される。

ここで、本実施形態では、第１軸部６２と調整孔７との間に若干の隙間が形成されているので、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂを、固定ピン４５６を中心に若干回動させて当該各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの固定位置を微調整することができる。従って、エアギャップＧ２の幅を容易に微調整することができる。なお、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂは、当該各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの側面４６１Ａ，４６１Ｂ同士が面接触や点接触をしないように、完全に離間して設置される。

このような本実施形態の発電機４では、ロータ磁石４１１のＮ極から発生する磁束は、ステータ本体４２Ａおよびステータ本体４２Ｂのうち、一方のステータ本体、継鉄４２Ｃ、および他方のステータ本体を通る経路、あるいは、一方のステータ本体、エアギャップＧ２、および他方のステータ本体を通る経路を経た後に、ロータ磁石４１１のＳ極に到達する。このようにして、本実施形態の発電機４には、環状の磁気回路が形成される。なお、継鉄４２Ｃを通る経路が磁気回路の主経路となり、継鉄４２Ｃより透磁率の低いエアギャップＧ２（空気）を通る経路が磁気回路の補助経路となる。

図７は、本実施形態の発電機４において、エアギャップＧ２の幅を変化させた際のコイル４３Ａ，４３Ｂに鎖交する鎖交磁束の測定結果を示す図である。
図７に示すように、エアギャップＧ２の幅を０．００ｍｍから１．４０×１０^−１ｍｍに広げても、鎖交磁束は、１．２６２×１０^−７Ｗｂから１．２３７×１０^−７Ｗｂにしか変化せず、２％程度しか低下しないことが分かる。従って、発電量は鎖交磁束の変化に比例するため、エアギャップＧ２を設けたとしても、発電量にはほとんど影響を及ぼさないことが分かる。

図８は、エアギャップＧ２の大きさを０．００ｍｍとした本実施形態の発電機４（エアギャップ０）、エアギャップＧ２の大きさを５．００×１０^−２ｍｍとした本実施形態の発電機４（エアギャップ５）において、ロータ４１の回転角度θを変化させた際のコギングトルクの測定結果を示す図である。

図８に示すように、エアギャップＧ２の大きさを０．００ｍｍ、すなわち、エアギャップＧ２を設けなかった場合、コギングトルクのピーク値は１．２８×１０^−８Ｎｍとなる。一方、エアギャップＧ２の大きさを５．００×１０^−２ｍｍとした場合、コギングトルクのピーク値は７．８０×１０^−９Ｎｍとなる。従って、エアギャップＧ２の大きさを５．００×１０^−２ｍｍとした場合、エアギャップＧ２を設けなかった場合に比べて、コギングトルクのピーク値を６０％程度に低減できることが分かる。よって、エアギャップＧ２を設けることで、発電量を減らすことなくコギングトルクを大幅に低減できることが分かる。

また、図８に示すように、エアギャップＧ２を設けなかった場合、ロータ４１の磁気的な平衡点は１０度となる。一方、エアギャップＧ２の大きさを５．００×１０^−２ｍｍとした場合、ロータ４１の磁気的な平衡点は５２度となる。従って、エアギャップＧ２を設けることにより、ロータ４１の磁気的な平衡点を変化させることができることが分かる。

このような実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの磁気導通部４６Ａ，４６Ｂには、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂに跨るように継鉄４２Ｃが積層され固定されている。また、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂは、互いに完全に離間して設置され、側面４６１Ａ，４６１Ｂ間に所定の大きさのエアギャップＧ２が形成されている。従って、磁気回路の経路は、一方のステータ本体、継鉄４２Ｃ、および他方のステータ本体を通る主経路と、一方のステータ本体、エアギャップＧ２、および他方のステータ本体を通る補助経路とから構成されることとなる。そして、磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの側面４６１Ａ，４６１Ｂ同士を当接させる場合に比べ、発電性能が低下することなく、コギングトルクが大幅に低減する。
よって、ロータ４１が回転する際の抵抗を低減できるので、ロータ４１の起動性を向上させることができる。
また、ロータ４１が回転する際の抵抗を低減できるので、運針が滑らかとなり、経過時間を正確に表示することができて時計１の信頼性を向上できる。
さらに、コギングトルクが低減することにより、輪列３に加わる負荷トルクを低減でき、時計１の耐久性を向上させることができる。
そして、コギングトルクが低減することにより、ぜんまい２のトルクを下げることができるので、持続時間を維持しつつぜんまい２を小型化することが可能となり、時計１の薄型化および小型化を推進できる。
また、エアギャップＧ２を設けることにより、ロータ４１の磁気的な平衡点を変化させることができるので、輪列３の噛み合い効率が最も良い位置にロータ４１を静止させることができる。

（２）エアギャップＧ２の幅は、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの厚みに対して１０分の１以上５分の１以下の寸法にされているので、コギングトルクを確実に低減できる。

（３）磁気導通部４６Ａ，４６Ｂおよび継鉄４２Ｃを締結する調整ねじ６５と、調整ねじ６５が挿入される調整孔７との間には、若干の隙間が設けられているので、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂの固定位置を微調整することができる。従って、エアギャップＧ２の幅を微調整することができ、コギングトルクをより確実に低減できる。

（４）各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂは、アモルファス金属層が多層に積層されて構成されているので、透磁率が非常に高い。従って、発電機４の発電性能を向上させることができる。
（５）各ステータ本体４２Ａ，４２Ｂのステータ切欠部４５１Ａ，４５１Ｂは、連続した半円弧状に形成されており、ノッチが形成されていないので、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの形状が複雑となることを抑制でき、製造コストを低減できる。

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。
前記実施形態では、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの磁気導通部４６Ａ，４６Ｂ間に形成されたエアギャップＧ２である隙間Ｇ２には、何も介装されていなかったが、継鉄４２Ｃより低い透磁率を有する部材であれば、当該隙間Ｇ２にそのような部材が介装されていてもよい。また、前記実施形態では、隙間Ｇ２の幅は、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂの厚みに対して１０分の１以上５分の１以下の寸法にされていたが、これに限定されない。

前記実施形態では、ステータ本体４２Ａ，４２Ｂは、アモルファス金属から構成されていたが、アモルファス金属から構成されていなくともよく、ステータ本体は、強磁性体から構成されていればよい。

前記実施形態では、案内ピン６１にねじ穴６４が形成され、このねじ穴６４に調整ねじ６５が螺合することにより、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂと継鉄４２Ｃとが締結されていた。これに対し、案内ピン６１の第１軸部６２が磁気導通部４６Ａ，４６Ｂと継鉄４２Ｃとの厚みよりも長く形成されるとともに、その先端部に雄ねじが形成され、雄ねじが形成された当該先端部にナット等の締結部材が螺着されることにより、各磁気導通部４６Ａ，４６Ｂと継鉄４２Ｃとが締結されてもよい。

なお、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、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。
従って、上記に開示した形状、数量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、数量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係る電子制御式機械時計に係る時計の平面図。 前記実施形態の時計の断面図。 前記実施形態の時計の構成を示すブロック図。 前記実施形態の発電機の拡大図。 前記実施形態のロータ配置部を示す時計の拡大図。 前記実施形態の磁気導通部を示す時計の断面図であり、図４のVI−VI線断面図。 前記実施形態のエアギャップの幅を変化させた際のコイルに鎖交する鎖交磁束量の測定結果を示す図。 前記実施形態のエアギャップの幅の異なる発電機において、ロータの回転角度を変化させた際のコギングトルクの測定結果を示す図。

符号の説明

１…電子制御式機械時計、２…ぜんまい（機械エネルギ源）、３…輪列、４…発電機、５…制御回路、４１…ロータ、４２Ａ，４２Ｂ…ステータ本体（磁気回路形成部材）、４２Ｃ…継鉄（補助磁気回路形成部材）、４３Ａ，４３Ｂ…コイル、４５Ａ，４５Ｂ…ロータ配置部（磁気回路形成部材の一端側）、４６Ａ，４６Ｂ…磁気導通部（磁気回路形成部材の他端側）、４５１Ａ，４５１Ｂ…ステータ切欠部（切欠部）、４５４…ロータ孔、４６１Ａ，４６１Ｂ…側面、Ｇ２…エアギャップ（隙間）。

Claims (6)

1. 機械エネルギ源と、前記機械エネルギ源に連結された輪列により駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計であって、
   前記発電機は、組み合わせた際に一端側にロータ孔が形成される一対の磁気回路形成部材と、磁石を有し前記ロータ孔内に配置されるロータと、前記各磁気回路形成部材の他端側に跨るように積層配置されて、前記各磁気回路形成部材の他端側同士を磁気導通させる補助磁気回路形成部材と、前記各磁気回路形成部材の少なくとも一方に巻き回されるコイルとを備え、
   前記各磁気回路形成部材の他端側は、互いに離間して設けられ、当該他端側の側面間には隙間が形成されている
   ことを特徴とする電子制御式機械時計。
2. 請求項１に記載の電子制御式機械時計において、
   前記各磁気回路形成部材の他端側と、前記補助磁気回路形成部材とには調整孔が形成され、前記各調整孔には、前記各調整孔より径が小さい案内ピンが挿入され、前記各調整孔と前記各案内ピンとの間には、隙間が形成されている
   ことを特徴とする電子制御式機械時計。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子制御式機械時計において、
   前記各磁気回路形成部材の他端側間に形成された隙間の幅は、前記磁気回路形成部材の厚みに対し、１０分の１以上５分の１以下の寸法である
   ことを特徴とする電子制御式機械時計。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、
   前記各磁気回路形成部材の一端側には切欠部が形成され、
   前記各切欠部は、連続した半円弧状に形成され、前記各磁気回路形成部材を組み合わせた際に、同一の円周上に配置されて前記ロータ孔を形成する
   ことを特徴とする電子制御式機械時計。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、
   前記各磁気回路形成部材は、アモルファス金属層が積層されて構成されている
   ことを特徴とする電子制御式機械時計。
6. 機械エネルギ源と、前記機械エネルギ源に連結された輪列によりロータが駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計の前記ロータのコギングトルクの低減方法であって、
   前記発電機を、組み合わせた際に一端側にロータ孔が形成される一対の磁気回路形成部材と、磁石を有し前記ロータ孔内に配置される前記ロータと、前記各磁気回路形成部材の他端側に跨るように積層配置されて、前記各磁気回路形成部材の他端側同士を磁気導通させる補助磁気回路形成部材と、前記各磁気回路形成部材の少なくとも一方に巻き回されるコイルとを含んで構成し、前記各磁気回路形成部材の他端側を互いに離間して設け、当該他端側の側面間に隙間を形成しておき、
   前記各磁気回路形成部材を前記隙間の幅を調整可能に構成して前記隙間の幅を調整するか、または、前記隙間に前記補助磁気回路形成部材より低い透磁率を有する部材を介装することにより、コギングトルクを低減させる
   ことを特徴とするコギングトルクの低減方法。

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