JP5098470B2 - 時計 - Google Patents
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Description
ここで、リセット処理時、逆転度当たり部によってロータが回りきらずにその回転が規制されることと、逆転度当たり部の位置設定がばらつくこととによって、逆転度当たり直後の指示手段の指示位置を初期位置とすることはできない。
また、逆転度当たりさせるのに足りる数以上の所定の数の逆転信号を印加することにより、表示車が1信号分、正転側へ回転する現象が考えられる。つまり、印加される逆転信号が、逆転度当たりさせるのに足りる数を1超えれば、表示車が1信号分、正転側へ回転し、この状態からさらに次の逆転信号が印加されると、表示車は逆転側へ回転して再度、逆転度当たり状態となり、以降、1信号分正転した位置と逆転度当たり位置との間で、表示車が往復する現象が考えられる。
すなわち、外乱等による指示位置のずれにより、指示手段がいずれの目盛り上から逆転するかが判らないため、リセット処理で印加する逆転信号の数が所定の数であっても、リセット処理後の指示手段の指示位置は一定でない。
本発明によれば、リセット処理における上述した極性の最後のパルスにより、指示手段の指示位置が一定となるので、指示手段の初期位置合わせを一層容易にかつ正確に行うことができる。すなわち、逆転度当たり部の位置の設定により、逆転度当たり直後のロータの磁極方向が一定であることと、リセット処理の最後のパルスの極性が規定されることとの相関によって、制御手段等で初期位置合わせの際のパルスの極性を切り替えることなく、指示手段の初期位置への帰零を確実に行うことができる。つまり、制御部による指示手段の完全自動補正を実現できる。
なお、正転度当たり部および逆転度当たり部により、表示車の回動が360°よりも小さい回転角度内で規制される。
本発明によれば、正転度当たり後にロータがロックしてしまうのを防止できる。すなわち、正転度当たり後、逆転信号の印加により、ロータを確実に駆動できる。これにより、針位置に関する動作不良を防止できる。従って、ロック状態を解除するりゅうず操作やボタン操作などが不要となり、利便性が向上する。
つまり、本発明によれば、逆転度当たり側を起点として指示手段の指示位置を正確にでき、かつ、正転側で動作不能となることがないので、信頼性を大きく向上させることができるとともに、指示位置補正の自動化を図ることができる。
本発明によれば、指示手段の位置補正を例えば1日1回など定期的にかつ自動的に行うことが可能となるので、利便性がより向上する。
本発明により、外部磁界による指示手段の位置ずれに対処できる。
なお、リセット処理を行うタイミングは、外部磁界が検出された後であれば任意であり、例えば、所定の基準レベル以上の外部磁界が検出された後、外部磁界が基準レベル未満となった際や、外部磁界の検出から所定時間経過後などに、リセット処理を行えばよい。
発電装置は、回転錘の回転による機械的エネルギを電気的エネルギに変換する電磁変換機や、太陽光などを電気エネルギに変換するソーラ発電機等であってよい。
このように発電装置を備える時計では、電池交換が原則不要のため、電池交換時のシステムリセットを行う必要がなく、使用者が指示手段の位置合わせをする機会が少ない。従って、指示手段の位置補正を正確に行える本発明を、このような時計に適用することの意義は大きい。
ここで、制御部が定期的にまたは不定期にリセット処理を行う前記構成に、システムリセットを行う必要がない本発明を適用することにより、指示手段の位置補正の機会を確保できるという大きな効果が得られる。
発電状態の表示は、ずれているか否かの判断が時計の外部からではわかりにくいため、指示手段の位置補正が正確に行われることが望まれるのであり、本発明を特に有効に適用できる。
なお、発電時には、発電装置からのノイズの影響で指示手段の位置がずれやすいので、特に発電状態から持続時間への表示切替時にリセット処理を行って指示位置を補正することの効果は大きい。
このような本発明では、前記式(±360/(ロータの磁極数×2)°の範囲)により、逆転度当たり部の位置が静的安定位置に対して±90°の広い範囲内(180°以内)で許容されるので、逆転度当たり部の設計、およびロータや表示車の組み込みが容易となる。
図1は、本実施形態に係る時計1の概略を示す平面図である。この時計1は、発電装置付電子時計であり、図示略の回転錘と一体で回転する回転錘車2を備えている。回転錘車2の回転は一対の切換車3,4に伝達され、その回転が一方の切換車3から発電装置5のロータ6に伝達され、発電が行われる。一対の切換車3,4は、図示しないラチェット車を備えた構成であり、回転錘がいずれの方向に回転した場合でも、ロータ6を一方向に回転させることが可能である。
なお、持続時間の表示は、本実施形態のように積算充電量に基づいて行わずに、二次電池の電圧を蓄電量として検出してこれに基づいて行っても良い。あるいは、これら積算充電量と電圧との両方に基づいて、持続時間が表示されていても良い。
なお、本実施形態の時計1に搭載されるIC(図示せず)は、ステップモータ25にパルスを印加する制御部と、扇形表示部20の表示を切り替える表示切替制御部とを兼ねている。ただし、本実施形態に限らず、これら制御部と表示制御部とが別々のIC等で構成されていてもよい。なお、本実施形態のICは、ステップモータ25にパルスを印加したり扇形表示部20の表示を切り替える以外の各種制御をも行う。
図3に示したように、静的安定位置(矢印A1)と動的安定位置(矢印B1)との間で逆転度当たりする場合には、ロータ24が自動的に静的安定位置A1に位置するようになる。このことから、この静的安定位置A1と動的安定位置B1との間の範囲で逆転度当たりするように設定されていれば、逆転度当たり後、ロータ24は、必ず1発目のパルスで確実に正転側に駆動されるといえる。
なお、1発目のパルス出力によってロータ24が正転側に確実に駆動されないと、表示針21の指示位置がずれ、扇形表示部20が正しく機能しないことになり、問題となる。
ロータ24が一方の静的安定位置A1にある状態とは、本実施形態では、ロータ24のN極およびS極が図5(A)の向きとなった状態をいう。なお、N極およびS極の向きが図5(A)とは180°回転した反対の状態のときは、ロータ24は他方の静的安定位置A2(図3)にある。
図5(B)の状態から、N極と反発し合うパルスNをステータ28の「01」側から1発出力すると、ロータ24は略90°だけ正転側に回動し、静的安定位置A1から見て180°回動したことになって、図5(A)の場合と同様に、表示針21は第0目盛りから1目盛り分進んだ第1目盛り上に移動する。
なお、図5(B)の位置で逆転度当たりして停止している状態では、表示針21の指し示す位置は、第0目盛りと第1目盛りとの略中間位置となる。
図5(C)の状態から、N極と反発し合うパルスNをステータ28の「01」側から1発入力すると、ロータ24は略270°正転側に一気に回動し、静的安定位置A1から見て180°回動したことになって、図5(A)および図5(B)の場合と同様、表示針21は第0目盛りから1目盛り分進んだ第1目盛り上に移動する。
なお、図5(C)の位置で逆転度当たりして停止している状態では、表示針21の指し示す位置は、第0目盛りの外側にはみ出した位置となる。
つまり、静的安定位置A1に対して±360°/(ロータ磁極数×2)以内で、逆転度当たり位置を設定すればよく、例えば、N極、S極がそれぞれ2極ずつある4極ロータを用いた場合では、静的安定位置に対して±45°の範囲内で逆転度当たり位置を設定することになる。
なお、本実施形態では、ロータ24の磁極方向と併せて、ステップモータ25のコイルブロックの巻線方向も方向を定めてある。これは製造設備上から巻き線しやすい方向で構わない。コイルブロックの巻線方向と、逆転度当たり後、最初に出力されるパルスの極性と、ロータの磁極方向との関係により、逆転度当たり後、ロータは最初のパルスで回転する。
例えば、図3を参照して、中立位置C2(静的安定位置A1から+90°)と動的安定位置B2との間で逆転度当たり位置が設定されている場合には、図示を省略するが、ロータ24は、逆転度当たり後の通電解除後に、他方の静的安定位置B2に戻って、その位置が維持される。そして、この状態に引き続いて逆転信号が「01」側から出力されると、結果的にかな23Aが逆転度当たり部271にぶつかるだけであり、同じ状態が維持される。また、「02」側から逆転信号が出力されても、ロータ24には回転する力が働かないので、同じくそのままの状態が維持される。このように、逆転度当たり後に「01」側からパルスが出力された場合も「02」側からパルスが出力された場合でもロータ24は回動せずロックしてしまう。本実施形態では、静的安定位置A1に対して±90°の範囲内に逆転度当たり位置が設定されているので、このようなロックの問題は生じない。
下記の表に、逆転度当たり部の位置毎に、逆転度当たり直前のパルスと、リセット処理において多めに出力された逆転信号1〜3発のそれぞれの出力時における表示針21の指示位置とを示す。なお、本実施形態では、リセット処理で連続出力する逆転信号は、「01」側から22発であるから、リセット処理で逆転度当たり直前に出力されたパルスは「02」側から出力される。
また、各表において、「0」は第0目盛り、「1」は第1目盛り、「−1」は第0目盛りよりもマイナスの位置を意味する。
従って、次の各表に示すように、リセット処理における最後のパルスが「02」方向であって、かつリセット処理後、「01」側から正転パルスを2発印加することにより、表示針21の指示位置を初期位置(第2目盛り)に合わせることができる(下記の各表における右の欄参照)。なお、各表には、リセット処理における最後のパルスが「02」側から出力される場合との比較用として、最後のパルスが「01」側から出力され、かつリセット処理後に「02」側からパルスを出力した例を示した(下記の各表における左の欄参照)
すなわち、逆転度当たり部271の位置の設定により、逆転度当たり直後のロータ24の磁極方向が一定であることと、リセット処理の最後のパルスの極性が規定されることとの相関によって、表示針21の指示位置等を検出することなく、表示針21の初期位置への帰零を確実に行うことができる。このような構成により、初期位置合わせの際のパルス出力方向の切替を不要にできるという利点がある。すなわち、一定方向のパルスを出力するだけで、表示針21の初期位置合わせを自動的に行える。
なお、リセット処理で出力する最後のパルスの極性は、リセット処理で出力する最初の逆転信号の方向および逆転信号の数によって決めればよい。本実施形態では、リセット処理の最初の逆転信号は「01」出力方向であるため、逆転信号の数は偶数となる。
なお、図10および図11では、正転度当たり部272の位置を模式的に丸形状で表示してある。
なお、正転度当たり時におけるロータ24の一対の磁極方向が本実施形態とは180°異なれば、当然、動的安定位置B1に対して±30°の範囲から外れるように、正転度当たり部の位置を設定する必要がある。
例えば、前記実施形態では、回転錘の回転による機械エネルギを電気エネルギに変換する発電装置5が設けられていたが、本発明に用いられる発電装置としては、ソーラ発電装置などでもよく、任意の発電装置を適用できる。
また、指示手段としては表示針21に限定されず、ホロスコープのような面状部材であってもよい。
さらに、前記実施形態では、扇形表示部20での表示上の初期位置が第2目盛り上に設定されていたが、連続した逆転信号により第0目盛りと第1目盛りとの間で往復動するような場合では、第1目盛り上に初期位置を設定してもよく、要するに度当たりした場合に指し示す第0目盛りに対して、正転信号を1発分以上送った位置に初期位置を設定すればよい。
偏心軸31は、地板等に設けられる軸部311と、軸部311に対して偏心した外周部312とを有している。外周部312は、表示車32に設けられた長孔321に挿通されており、表示車32が正転側に回動された際に、長孔321の端部321Aにぶつかり、表示車32が逆転側に回動された際に、長孔321の端部321Bにぶつかる。つまり、偏心軸31および端部321Aにより、正転度当たり部が構成され、偏心軸31および端部321Bにより、逆転度当たり部が構成されている。
また、表示車32は、前記実施形態の表示車22(図7等)とは異なり、全周に歯形36が形成されている。つまり、本例では、前記実施形態のような一部にのみ歯形形成部26が設けられた表示車22ではなく汎用の表示車32を利用できる。
本例では、扇形の表示車37が使用されており、この表示車37の端部371に、前述の偏心軸31の外周部312がぶつかる。つまり、表示車37の端部371および偏心軸31により、正転度当たり部が構成されている。なお、表示車37における端部371とは反対側の端部372およびピン38により、逆転度当たり部が構成されている。
本例においても、組み込みの際に、偏心軸31の外周部312の向きを回転させて軸部311に対する外周部312の位置が調整された状態で軸部311を地板などに固定することにより、度当たり位置を変更することが可能となるから、度当たり時において、ロータ24の磁極方向が所定の角度範囲となるように又は所定の角度範囲から外れるように、ロータ24、表示車22などを容易に組み込むことができる。
なお、ピン38を偏心軸31と同様に構成することにより、逆転度当たり位置の調整も可能となる。
なお、前記実施形態で述べたように、1日1回など定期的に行うリセット処理と、発電計と持続計との表示切替時におけるリセット処理と、ここで述べた外部磁界検出によるリセット処理との3つは併存してよい。あるいは、定期的なリセット処理だけが行われていたり、表示切替時のリセット処理だけが行われていたり、外部磁界検出によるリセット処理だけが行われていたり、これらリセット処理のうち2つだけが行われていても良い。
また、前記実施形態では、ステータ28に内ノッチ28Aおよび外ノッチ28Bが形成された一体型のステータ28が使用されていたが、これに限らず、ステップモータのステータは、二体が偏心配置されていてもよい。
さらに、前述のように、本発明の扇形表示部は、発電装置による発電状態や蓄電装置による蓄電量などの時計の内部情報の表示に好適であるが、本発明の扇形表示部に表示される情報は問わず、例えば、表示される情報は暦や曜日、月齢などであってもよい。
Claims (10)
- 回動可能な表示車と、前記表示車を正逆両方向に回動駆動するステップモータと、前記表示車の逆転側への回動を規制する逆転度当たり部と、前記表示車に取り付けられる指示手段とを有する扇形表示部と、
前記ステップモータにパルスを印加する制御部と、を備え、
前記逆転度当たり部の位置は、前記表示車が前記逆転度当たり部により停止した逆転度当たり時における前記ステップモータのロータの一対の磁極方向が、当該一対の磁極についての一方の静的安定位置に対して±360/(ロータの磁極数×2)°の範囲となるように設定され、
前記制御部は、逆転度当たりさせるのに足りる数以上の逆転信号を前記ステップモータに印加して、逆転度当たりさせるリセット処理を行い、
前記指示手段の初期位置は、逆転度当たり後、前記ステップモータに正転パルスが1発以上印加された際の位置に設定され、
逆転度当たり後、前記制御部によって前記ステップモータに最初に印加されるパルスの極性は、前記リセット処理によって印加される最後のパルスの極性とは逆極性とされている
ことを特徴とする時計。 - 請求項1に記載の時計において、
前記扇形表示部は、前記表示車の正転側への回動を規制する正転度当たり部を有し、
前記ロータは、2極ロータであり、
前記正転度当たり部の位置は、前記表示車が前記正転度当たり部により停止した正転度当たり時における前記ロータの一対の磁極方向が、動的安定位置に対して±30°の範囲から外れるように設定されている
ことを特徴とする時計。 - 請求項1または2に記載の時計において、
前記制御部は、定期的に、前記リセット処理を行う
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から3のいずれかに記載の時計において、
外部磁界を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて前記リセット処理を行う
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から4のいずれかに記載の時計において、
蓄電装置を備え、
前記扇形表示部には、前記蓄電装置の蓄電量および前記蓄電装置への積算充電量の少なくとも一方に基づいた持続時間が表示される
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から5のいずれかに記載の時計において、
発電装置を備えている
ことを特徴とする時計。 - 請求項6に記載の時計において、
前記扇形表示部には、前記発電装置の発電状態が表示される
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から4のいずれかに記載の時計において、
蓄電装置と、発電装置と、
前記蓄電装置の蓄電量および前記蓄電装置への積算充電量の少なくとも一方に基づいた持続時間と、前記発電装置の発電状態とに、前記扇形表示部の表示を切り替える表示切替制御部と、を備え、
前記制御部は、前記表示切替制御部による持続時間と発電状態との間の表示切替において、少なくとも発電状態から持続時間に表示が切り替えられた際に、前記リセット処理を行う
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から8のいずれかに記載の時計において、
前記正転度当たり部および前記逆転度当たり部の少なくとも一方は、軸部およびこの軸部に偏心した外周部を有する偏心軸と、前記外周部に度当たりされる前記表示車の一部とを有する
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から9のいずれかに記載の時計において、
前記ロータは、2極ロータである
ことを特徴とする時計。
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