以下に添付図面を参照して、この発明にかかる時計の好適な実施の形態を詳細に説明する。この発明にかかる実施の形態の時計として、電波修正時計への適用例について説明する。
<実施の形態1>
(電波修正時計の構成)
まず、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計の構成について説明する。図1は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計の外観を示す説明図である。図1において、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、電波修正時計100の外装をなすケース(外装ケース)101を備えている。ケース101は、たとえば、金属材料を用いて形成され、両端が開口した略円筒形状をなす。
略円筒形状をなすケース101の一端側(表側)には、当該表側の開口を閉塞する風防ガラス102と、当該風防ガラス102の周縁を支持するベゼル103と、が設けられている。風防ガラス102は、たとえば、透明なガラス材料を用いて形成され、略円板形状をなす。ベゼル103は、たとえば、金属材料を用いて形成され、風防ガラス102の直径と略同一の内径の環形状をなす。
ケース101の他端側(裏側)には、当該裏側の開口を閉塞する裏蓋部材が設けられている。裏蓋部材は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。あるいは、裏蓋部材は、プラスチックなどと称される高分子材料を用いて形成されていてもよい。裏蓋部材は、スクリューバック方式、はめ込み方式、ネジ蓋方式など、公知の各種の技術を用いることによってケース101に取り付けることができる。ケース101に対する裏蓋部材の取り付け方法については、公知の各種の技術を用いて容易に実現可能であるため、説明を省略する。
ケース101の形状は、上記に限るものではない。ケース101は、少なくとも軸心方向における表側に開口を備えていればよい。この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100においては、ケース101と裏蓋部材とが一体とされた、いわゆるワンピース構造によってケース101の裏側を閉塞する構成であってもよい。
ケース101には、操作部104が設けられている。操作部104は、たとえば、竜頭や操作ボタンなどによって実現することができる。操作部104は、使用者による操作を受け付けた場合、操作内容に応じた信号を制御回路に対して出力する。制御回路は、操作部104が受け付けた操作入力の内容に応じて、衛星信号の受信処理などの処理を実行する。
ケース101の内側には、文字盤105が設けられている。文字盤105には、時刻指示針106の位置すなわち時刻を示すインデックス(指標)107が設けられている。時刻指示針106は、具体的には、たとえば、時針106a、分針106b、秒針106cなどによって実現することができる。時刻指示針106は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。時刻指示針106は、金属材料を用いて形成されるものに限らず、たとえば、プラスチックなどと称される高分子材料を用いて形成してもよい。
インデックス107は、時刻指示針106の軸心を中心とする円周上に配置されている。インデックス107は、たとえば、文字、数字、記号などによって実現することができる。インデックス107は、文字、数字、記号に限るものではなく、たとえば、文字盤105に設けられた突起によって実現してもよい。この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100において、インデックス107は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。インデックス107は、文字盤105にプリントされたものであってもよいし、金属などの別部材を設けることによって実現されるものであってもよい。
この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100において、インデックス107は、時刻指示針106の回転中心を中心とする同一円周上に配置することができる。この場合、たとえば、各インデックス107は、時刻指示針106の回転範囲、すなわち、時刻指示針106が回転することによる当該時刻指示針106の先端の軌跡がなす円よりも、少なくとも一部が外周側に位置するように配置することができる。
インデックス107は、すべてのインデックス107が、時刻指示針106の回転中心を中心とする同一円周上に配置されるものに限らない。この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100において、インデックス107は、たとえば、少なくとも一部のインデックス107が時刻指示針106の回転範囲内に配置され、別の一部のインデックス107が時刻指示針106の回転範囲よりも外周側に配置されるものであってもよい。
また、文字盤105には、アンテナによる衛星信号の受信制御に関する情報を表示するためのマーカー108が配置されている。マーカー108は、たとえば、衛星信号の受信中であることを示す「RX」や、アンテナによる衛星信号の受信処理の成否を示す「NO」や「OK」などの文字列によって実現することができる。また、マーカー108は文字盤105に入射する太陽光などの外光の強度を示すゲージによって実現することができる。
また、文字盤105には、インジケーター110が設けられている。インジケーター110は、電源(二次電池、図2を参照)の電圧値を示す目盛り111によって区分される、複数の区間表示部112(112a〜112e)と、電源(二次電池、図2を参照)の電圧値に応じていずれかの区間表示部112(112a〜112e)を指し示す機能指示針113と、を備えている。インジケーター110を構成する機能支持針113は、曜日を示す機能支持針113(曜針)、サマータイムのON/OFFを示す機能支持針113としても機能する。
(電波修正時計100のハードウエア構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100のハードウエア構成について説明する。図2は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100のハードウエア構成を示す説明図である。
図2において、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、アンテナ201と、受信回路202と、制御回路203と、電源204と、昇圧部205と、ソーラーセル206と、発電検出制御部207と、検出用抵抗値208と、駆動機構209と、時刻表示部109と、光センサ214と、を備えている。アンテナ201、受信回路202、制御回路203、電源204、昇圧部205、ソーラーセル206、発電検出制御部207、検出用抵抗値208、駆動機構209、時刻表示部109、光センサ214は、ケース101と裏蓋部材と文字盤105とによって囲まれる空間内に設けられている。
アンテナ201は、GPS(Global Positioning System)衛星から送信される衛星信号を受信する。具体的には、アンテナ201は、たとえば、GPS衛星から送信される、周波数約1.6GHzの電波を受信するパッチアンテナによって実現することができる。GPS衛星は、それぞれ、地球の周回軌道を周回しており、高精度の原子時計を搭載し、当該原子時計によって計時された時刻情報を含んだ衛星信号を周期的に送信する。アンテナ201は、複数のGPS衛星から送信される衛星信号を受信する。
また、アンテナ201は、所定の送信局から送信される標準電波を受信してもよい。標準電波は、標準時と周波数の国家標準または国際標準として政府や国際機関が放送している電波であって、たとえば、JJYなどの標準周波数報時局から送信され、タイムコードが重畳されている。
受信回路202は、アンテナ201によって受信された衛星信号(あるいは標準電波)を復号して、復号の結果得られる衛星信号の内容を示すビット列(受信データ)を出力する。具体的に、受信回路202は、高周波回路(RF回路)202aとデコード回路202bとを含んで構成されている。高周波回路202aは、高周波数で動作する集積回路であって、アンテナ201が受信したアナログ信号に対して増幅、検波をおこなって、ベースバンド信号に変換する。デコード回路202bは、ベースバンド処理をおこなう集積回路であって、高周波回路202aが出力するベースバンド信号を復号してGPS衛星から受信したデータの内容を示すビット列を生成し、制御回路203に対して出力する。
制御回路203は、演算部203aと、ROM203b(Read Only Memory)と、RAM203c(Random Access Memory)と、RTC203d(Real Time Clock)と、モータ駆動回路203eと、を含んで構成されるマイクロコンピュータによって実現することができる。
演算部203aは、ROM203bに格納された各種の制御プログラムに従って各種の情報処理をおこなう。RAM203cは、演算部203aのワークメモリとして機能し、演算部203aの処理対象となるデータが書き込まれる。RTC203dは、演算部203aに対して、電波修正時計100内部での計時に使用されるクロック信号を出力する。
演算部203aは、RTC203dが出力したクロック信号に基づいて内部時刻を計時する。また、演算部203aは、計時した内部時刻を、受信回路202によって受信された衛星信号に基づいて修正し、時刻指示針106が時刻表示部109に表示すべき時刻(表示時刻)を決定する。また、演算部203aは、針位置検出機構により検出対象となる指針の位置を検出し、決定した表示時刻や針位置検出機構により検出した指針の位置に基づいて表示時刻を修正する。演算部203aは、たとえば、決定した表示時刻や針位置検出機構により検出した指針の位置に基づいて、モータ駆動回路203eに対して駆動信号を出力する。
駆動機構209は、モータ駆動回路203eから出力される駆動信号に応じて動作するステップモータと、輪列と、を含んで構成することができる。モータは、具体的にはたとえばステップモータによって実現することができ、モータ駆動回路203eから出力される駆動パルスに応じた正転(右回り)または逆転(左回り)の回転動作をおこなう。駆動機構209は、ステップモータの回転を、輪列(図3を参照)を介して時刻指示針106に伝達することによって、当該時刻指示針106を回転させる。
駆動機構209において、モータは、一つであっても複数であってもよい。複数のモータを備える電波修正時計100においては、たとえば、時刻指示針106を実現する時針、分針、秒針などを、それぞれ独立したモータによって独立して駆動することができる。この場合、モータおよび輪列は、時刻指示針106の数と同数設けられる。複数のモータを備える電波修正時計100においては、モータの数と時刻指示針106の数とが一致していなくてもよい。具体的には、たとえば、時刻指示針106のうち分針および秒針を1つめのモータによって駆動し、2つめのモータによって時刻指示針106のうち時針を駆動するようにしてもよい。この場合、モータおよび輪列は、時刻指示針106の数よりも少ない。
この実施の形態1の電波修正時計100は、少なくとも、時刻指示針106のうちの分針を駆動する分単独モータと、時刻指示針106のうちの時を駆動する時単独モータと、を備えている。電波修正時計100においては、時刻指示針106として、時針、分針、秒針に加えて、日板を備えていてもよい。
電波時計においては、演算部203aが決定した表示時刻に応じた駆動信号を駆動機構209に対して出力すると、モータが駆動され、当該モータに連結された輪列を介して時刻指示針106が回動する。これにより、時刻表示部109において、制御回路203によって生成された表示時刻を表示することができる。
電源204は、たとえば、リチウムイオン電池などの二次電池によって実現することができる。電源204は、ソーラーセル206(太陽電池)によって発電された電力を蓄積(蓄電)する。ソーラーセル206は、文字盤105の裏蓋側に配置されており、風防ガラス102を介して文字盤105に入射する太陽光などの光によって発電し、発電した電力を電源204に出力する。昇圧部205は、制御回路203によって駆動制御され、ソーラーセル206が発電した電力における電圧を昇圧して電源204に出力する。昇圧部205は、たとえば、DC/DCコンバータによって構成することができる。電源204は、二次電池に限るものではなく、一次電池によって実現してもよい。
スイッチ210は、電源204から受信回路202への電力供給路の途中に設けられており、制御回路203から出力される制御信号にしたがってオン/オフが切り替えられる。電波修正時計100においては、制御回路203によりスイッチ210のオン/オフを切り替えることにより、受信回路202の動作タイミングを制御することができる。受信回路202は、たとえば、スイッチ210を介して電源204から電力が供給されている間だけ動作して、アンテナ201が受信した衛星信号の復号をおこなう。
ソーラーセル206から電源204への電力供給路の途中(ソーラーセル206と昇圧部205との間)には、スイッチ211が配置されている。スイッチ211は、制御回路203からの制御信号に応じて、ソーラーセル206の接続先を電源204(昇圧部205)または検出用抵抗値208に切り換える。制御回路203は、電源204への蓄電をおこなう際は、ソーラーセル206と電源204とをスイッチ211を介して接続する。また、制御回路203は、ソーラーセル206の発電量を検出する際には、ソーラーセル206と電源204との接続を切り離し、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とをスイッチ211を介して接続する。
発電検出制御部207は、ソーラーセル206の発電量を検出する。発電検出制御部207は、検出用抵抗値208を介して、ソーラーセル206から昇圧部205を介して電源204に流れる電流値を計測することにより、ソーラーセル206の発電量を検出する。光センサ214は、発光素子と、当該発光素子から発光された光を受光する受光素子(いずれも図示を省略する)と、によって構成される。光センサ214は、受光素子における受光量に応じた検出信号を制御回路203に対して出力する。
電波修正時計100は、LED、LED駆動回路、アラーム、アラーム駆動回路(いずれも図示を省略する)などを備えていてもよい。LED駆動回路は、LEDを駆動してバックライトとして表示画面を照明したり、警告光を出力したりする。LEDの代わりに、EL(Electroluminescence)、ランプなどを用いてもよい。アラーム駆動回路は、アラームが搭載する図示を省略する圧電素子を駆動して、アラーム(ブザー)を出力する。アラーム駆動回路は、告知の種類によって、音の種類、高さ、音量などを変えて出力してもよい。
(針位置検出機構の構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計が備える針位置検出機構の構成について説明する。図3は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計が備える針位置検出機構の構成を示す説明図である。図3においては、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100が備える針位置検出機構の構成を概略的に示している。また、図3においては、この発明にかかる指針を、時刻指示針106を実現する分針や時針によって実現する場合の針位置検出機構の構成を概略的に示している。
図3において、時刻指示針(分針あるいは時針)106は、指針車301に設けられている。指針車301は、時刻指示針(分針あるいは時針)106が当該指針車301の軸心周りに回転可能な状態で、当該時刻指示針(分針あるいは時針)106を支持する。指針車301は、輪列302を介して伝達される、モータの回転力(駆動力)によって回転する。
輪列302は、指針車301の軸心と平行な軸心周りに回転可能であってモータの回転速度に対して所定のステップ数(減速比)に設定された中間車群によって構成されている。この実施の形態1において、輪列302を構成する中間車群における各中間車が1回転するステップ数は、それぞれ異なっている。図3においては、1つのモータにより1つの時刻指示針(分針あるいは時針)106を回転させる構成の電波修正時計100における針位置検出機構300の構成を概略的に示している。
たとえば、回転させる対象となる1つの時刻指示針106が分針である場合、当該分針を回転させる1つのモータは、分単独モータによって実現することができる。また、たとえば、回転させる対象となる1つの時刻指示針106が時針である場合、当該時針を回転させる1つのモータは、時単独モータによって実現することができる。
モータは、ステッピングモータによって実現することができる。モータは、コイルとステータとロータ303とによって構成される。モータは、制御回路203におけるモータ駆動回路203eによって駆動制御される。具体的に、モータは、制御回路203におけるモータ駆動回路203eによりコイルにパルス電流が通電されることによって駆動され、ロータ303を回転させる。
この実施の形態1のモータは、ステップ角が180°に設定されており、コイルにパルス電流が1回通電されるごとに180°ずつ(2分の1回転ずつ)回転する。これにより、モータにおけるロータ303は、コイルにパルス電流が2回通電される、いわゆる2ステップで1回転する。
輪列302は、中間車A304、中間車B305、中間車C306によって構成されている。中間車A304、中間車B305、中間車C306は、それぞれ、モータにおけるロータ303側から指針車301に向かって、中間車C306、中間車B305、中間車A304の順に配列されている。中間車C306と中間車B305とは、軸心方向に沿って一部が重なりあうように設けられている。中間車B305と中間車A304とは、軸心方向に沿って一部が重なりあうように設けられている。
中間車C306は、モータが備えるロータ303に連結されている。この実施の形態1において、中間車C306のステップ角は、コイルにパルス電流が8回通電される、いわゆる8ステップで1回転するように設定されている。中間車C306は、モータにおけるロータ303が回転することによる駆動力を、中間車B305に伝達する。この実施の形態1において、中間車B305のステップ角は、コイルにパルス電流が40回通電される、いわゆる40ステップで1回転するように設定されている。
中間車B305は、中間車C306を介して伝達された、モータにおけるロータ303が回転することによる駆動力を、中間車A304に伝達する。この実施の形態1において、中間車A304のステップ角は、コイルにパルス電流が90回通電される、いわゆる90ステップで1回転するように設定されている。
中間車A304は、中間車C306および中間車B305を介して伝達された、モータ(ロータ303)が回転することによる駆動力を、指針車301に伝達する。この実施の形態1において、指針車301のステップ角は、コイルにパルス電流が360回通電される、いわゆる360ステップで1回転するように設定されている。
輪列302を構成する中間車のうち、モータにおけるロータ303に直接連結しておらず、かつ、軸心方向に沿って一部が重なりあう中間車B305および中間車A304には、それぞれ、検出孔305a、304aが設けられている。中間車B305に設けられた検出孔305aと中間車A304に設けられた検出孔304aとは、それぞれ、中間車B305および中間車A304を、軸心方向に貫通するように設けられている。
また、中間車B305に設けられた検出孔305aと中間車A304に設けられた検出孔304aとは、それぞれ、中間車B305と中間車A304とが回転することによる各検出孔305a、304aの軌道が、中間車B305と中間車A304とが重なりあう位置において交差するように設けられている。この実施の形態1においては、検出孔304aが設けられた中間車A304と、検出孔305aが設けられた中間車B305とによって、この発明にかかる複数の中間車を実現することができる。
中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数とは、中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数との最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定されている。すなわち、指針車301が1回転するステップ数は、中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数との最小公倍数に等しくなるように設定されている。
この実施の形態1においては、中間車B305が1回転するステップ数が40であって、中間車A304が1回転するステップ数が90であり、中間車B305と中間車A304とがそれぞれ1回転するステップ数どうしの最小公倍数である360が、指針車301が1回転するために必要なステップ数に設定されている。
中間車C306、中間車B305、中間車A304および指針車301の回転速度のモータにおけるロータ303に対する減速比は、中間車C306、中間車B305、中間車A304および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数を、モータにおけるロータ303が1回転するステップ数で除算した値(あるいは、除算した値の逆数)で示される。
具体的には、この実施の形態1においては、2ステップで1回転するモータにおけるロータ303に対し、中間車B305は40ステップで1回転するため、モータにおけるロータ303の回転速度と中間車B305の回転速度との比は、2:40=1:20となる。すなわち、中間車B305はモータにおけるロータ303の回転速度の20分の1の回転速度であり、モータにおけるロータ303の回転速度に対する中間車B305の減速比は1/20となる。
同様に、モータにおけるロータ303の回転速度に対する中間車A304の減速比は1/45となり、モータにおけるロータ303の回転速度に対する指針車301の減速比は1/180となる。また、モータにおけるロータ303の回転速度に対する中間車C306の減速比は1/4となる。
このように構成することにより、中間車B305に設けられた検出孔305aと中間車A304に設けられた検出孔304aとは、指針車301が1周するごとに、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。各中間車に設けられた各検出孔の直径は、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置においてそれぞれの検出孔305a、304aが重なりあう寸法とされている。
針位置検出機構300は、上記の光センサ214を含んでいる。光センサ214は、輪列302を間にして対向配置されている。これにより、光センサ214における受光素子は、中間車A304に設けられた検出孔304aと中間車B305に設けられた検出孔305aとが重なりあった場合にのみ、発光素子が発した光を受光する。制御回路203は、光センサ214から出力される検出信号(発光素子が発した光を受光素子が受光したタイミング)に基づいて指針の位置を検出し、検出した指針の位置に基づいて当該指針の位置を修正する。
上述した実施の形態1においては、指針車301が360ステップで1回転し、中間車A304が90ステップで1回転し、中間車B305が40ステップで1回転する場合について例示したが、指針車301、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、これに限るものではない。中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数は、たとえば、指針車301が1回転するステップ数に基づいて設定することができる。あるいは、中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数に基づいて、指針車301が1回転するステップ数を設定してもよい。
図4は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100が備える各中間車および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図4に示すように、指針車301が1回転するステップ数がおなじ場合にも、針位置検出機構300を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。
図4に示したいずれのパターンであっても、針位置検出機構300を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定することにより、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aは、指針車301が1周する間に、各検出孔の軌道が交差する位置において1回重なりあう。
図5は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100が備える各中間車304〜306および指針車301の、モータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比の関係を示す説明図である。図5に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する各中間車304〜306および指針車301の減速比は、各中間車304〜306および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数を、モータにおけるロータ303が1回転するステップ数で除算した値(あるいは、除算した値の逆数)で示すことができる。
また、図5に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する指針車301の減速比がおなじ場合にも、針位置検出機構300を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)のモータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。そして、いずれのパターンであっても、針位置検出機構300を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)のステップ数どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定することにより、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aは、指針車301が1周する間に、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
上述した実施の形態1においては、10秒運針の指針(たとえば、分針106b)の指針車301の、モータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比が1/180、すなわち2ステップで1回転するロータ303に対して指針車301が1回転するステップ数が360である場合を例にして説明したが、当該減速比は1/180に限るものではない。10秒運針の指針に代えて5秒運針の指針としてもよい。この場合、上記の減速比は1/360となる。あるいは、10秒運針の指針に代えて15秒運針の指針としてもよい。この場合、上記の減速比は1/120となる。
この発明にかかる実施の形態1(および下記実施の形態2〜8)の電波修正時計100が備える針位置検出機構は、特に、モータにおけるロータ303に対する減速比、すなわち2ステップで1回転するロータ303に対して指針車に対して時針が1回転するステップ数が大きい指針車301の位置を検出する際に有効となる。
上述した実施の形態1においては、時針の指針車301が360ステップで1回転し、中間車A304が90ステップで1回転し、中間車B305が40ステップで1回転する場合について例示したが、時針106aによって実現される指針の指針車301、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、これに限るものではない。中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、たとえば、時針の指針車301が1回転するステップ数に応じて適宜設定することができる。具体的には、たとえば、時針106aによって実現される時針の指針車301が720ステップで1回転する場合、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を、図6に示すような各値に設定することができる。
図7は、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100が備える各中間車および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図7に示すように、針位置検出機構300を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、指針車301が1回転するステップ数に応じて、適宜、複数パターンを設定することができる。
実施の形態1の針位置検出機構300においては、中間車C306のモータにおけるロータ303に対するステップ数(減速比)は、中間車B305や中間車A304のモータにおけるロータ303に対するステップ数(減速比)にかかわらず任意に設定することができる。
実施の形態1においては、中間車B305および中間車A304によって、指針車301が1周する間に、軌道が交差する位置において1回重なりあう検出孔305a、304aが設けられる複数の中間車B305、中間車A304を実現する例について説明したが、検出孔が設けられる複数の中間車の数は、中間車B305、中間車A304の2つに限るものではない。指針車301が1周する間に、軌道が交差する位置において1回重なりあう検出孔は、モータと指針車301とを連結する輪列302を構成する中間車の数に応じて、3つ以上の中間車にそれぞれ設けられていてもよい。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、指針としての時刻指示針(分針または時針)106が取り付けられて軸心周りに回転可能な指針車301と、指針車301に駆動力を供給するモータとしてのステッピングモータにおけるロータ303と、を連結する輪列302の少なくとも一部を構成し、軸心方向に沿って一部が重なりあう複数の中間車(中間車B305、中間車A304)のそれぞれに、複数の中間車(中間車B305、中間車A304)が回転することによる軌道が、当該複数の中間車(中間車B305、中間車A304)が重なりあう位置において交差するように当該複数の中間車(中間車B305、中間車A304)を軸心方向に貫通する検出孔305a、304aを備える。また、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、軌道が交差する位置に対して発光する発光素子と、発光素子から発光された光を受光する受光素子と、を備える。
さらに、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、指針車301が1回転するステップ数が、複数の中間車(中間車B305、中間車A304)が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しくなるように設定されている。
これにより、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100は、複数の中間車(中間車B305、中間車A304)に設けられた各検出孔305a、304aが、指針車301が1周する間に、軌道が交差する位置において1回重なりあうように設けられていることを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、モータにおけるロータ303の駆動力を指針車301に伝達するための輪列302を構成する中間車304〜306以外の、針位置検出用の歯車を設けることなく指針の位置を検出することができる。これにより、針位置検出用の歯車を用いて指針の位置を検出する場合と比較して、指針車301や中間車304〜306の回転面における平面的なスペースを小さくすることができる。
また、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、針位置検出用の歯車を設けることなく指針(指針車301)の位置を検出することができるので、指針車301を用いて指針の位置を検出する場合と比較して、指針車301に重ねて配置される歯車を減らすことができ、指針車301や中間車304〜306の軸心方向における寸法(厚み寸法)を小さくすることができ、電波修正時計100の薄型化を図ることができる。
このように、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、平面的なスペースや厚み寸法を小さくすることができるので、時刻を計時して表示する時計としての機構に加えて、アンテナ201や受信回路202などのように電波修正時計100に特有の機構を搭載しても電波修正時計100の大型化を抑制することができる。これにより、指針の位置を高精度に検出することができる時計(電波修正時計100)の小型化を図ることができる。
また、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、薄型化を図ることができるので、光センサを用いて指針の位置を検出する従来の構成と比較して、光センサ214における発光素子と受光素子との間隔を小さくすることができる。これにより、指針の位置を高精度に検出することができる。
また、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、針位置検出用の歯車を設けることなく指針の位置を検出することができるので、対象とする指針の位置を針位置検出用の歯車を用いて検出する場合と比較して、部品点数を少なくすることができる。これにより、ケース101の内側の限られた空間における部品配置の自由度が向上し、当該空間を有効に利用することができる。
また、この発明にかかる実施の形態1の電波修正時計100によれば、部品点数を少なくすることができるので、組み立て工数や部品の製造にかかるコストを低減し、電波修正時計100の製造コストの低減を図ることができる。
<実施の形態2>
つぎに、この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計の構成について説明する。実施の形態2においては、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図8は、この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計が備える針位置検出機構の構成を示す説明図である。図8において、この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計100が備える針位置検出機構800は、指針を実現する24時間針(図示を省略する)の位置を検出する。針位置検出機構800において、24時間針は、指針車801に支持されており、0時から24時までを示す。
24時間針の指針車801は、中間車D802を介して、時針106aの指針車301に連結されている。指針車801が1回転するステップ数は、12時間で1回転する時針106aの指針車までのステップ数の2倍に設定されている。実施の形態2において、指針車801は、時針106aが2回転するごとに1回転する。
指針車801が1回転するステップ数は、さらに、中間車A304が1回転するステップ数と中間車B305が1回転するステップ数との最小公倍数となるように設定されている。これにより、指針車801が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と中間車B305が1回転するステップ数との最小公倍数となり、かつ、時針106aの指針車301までの2倍となるように設定されている。
具体的には、たとえば、指針としての24時間針を支持する指針車801が1回転するステップ数を720ステップ、中間車A304が1回転するステップ数を90ステップ、中間車B305が1回転するステップ数を48ステップ、時針106aが1回転するステップ数を360ステップに設定することができる。
これにより、指針車801が1回転するステップ数は、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく設定される。そして、これにより、24時間針を支持する指針車801が1回転するごとに、中間車A304に設けられた検出孔304aと中間車B305に設けられた検出孔305aとが1回重なりあう。
24時間針は、時針106aが2回転すると1回転するため、指針車801が1回転するステップ数を720ステップとした場合、時針106aの指針車301は360ステップで1回転する。このため、指針車801が1回転するステップ数は、時針106aまでの2倍となる。そして、これにより、時針106a(の指針車301)が2回転するごとに、24時間針(の指針車801)が1回転する。
このように、指針車801が1回転するステップ数を、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく、かつ、時針106aの指針車301までのステップ数の2倍に設定することにより、指針を実現する24時間針の位置を検出するとともに、時針106aの位置を検出することができる。
中間車C306、中間車B305、中間車A304、時針106aの指針車301、中間車D802および指針車801の、モータにおけるロータ303に対する減速比は、上述した実施の形態1と同様に、中間車C306、中間車B305、中間車A304、時針106aの指針車301、中間車D802および24時間針(指針)の指針車801がそれぞれ1回転するステップ数を、モータ(ロータ303)が1回転するステップ数で除算した値(あるいは、除算した値の逆数)で示される。
実施の形態2においては、上記のように、指針車801が720ステップで1回転し、時針106aの指針車301が360ステップで1回転し、中間車A304が90ステップで1回転し、中間車B305が48ステップで1回転する場合について例示したが、指針車801、時針106aの指針車301、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、これに限るものではない。
中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数は、たとえば、指針車801が1回転するステップ数に基づいて設定することができる。あるいは、中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数に基づいて、指針車801が1回転するステップ数を設定してもよい。たとえば、上記のように、指針車801が720ステップで1回転する場合、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を、図9に示すような各値に設定することができる。
図9は、この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計100が備える各中間車、時針の指針車301および24時間針の指針車801がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図9に示すように、24時間針の指針車801が1回転するステップ数がおなじ場合にも、針位置検出機構800を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。
いずれのパターンであっても、針位置検出機構800を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数どうしの最小公倍数が、指針車801が1回転するステップ数に等しく、時針106aの指針車301までの2倍の数が指針車801が1回転するステップ数とされる。
これにより、指針車801が1回転するステップ数を、中間車B305と中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく、かつ、時針106aの指針車301までの2倍の数に設定することができる。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計100は、24時間で1回転する24時間針を指針とし、指針車301が1回転するステップ数を、中間車B305、中間車A304がそれぞれ1回転するステップ数の最小公倍数に等しく、かつ、12時間で1回転する時針106aの指針車301までの2倍に設定したことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態2の電波修正時計100によれば、指針を実現する24時間針の位置を検出することにより、当該24時間針の位置とともに時針106aの位置を検出することができる。これにより、針位置検出用の歯車を設けることなく、一つの針位置検出機構800によって24時間針の位置と時針106aの位置とを検出することができる。
これによって、対象とする指針である24時間針の位置を針位置検出用の歯車を用いて検出する場合と比較して、電波修正時計100の大型化を抑制するとともに部品点数を少なくすることができる。
<実施の形態3>
つぎに、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計の構成について説明する。実施の形態3においては、上述した実施の形態1および実施の形態2と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図10は、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計が備える針位置検出機構の構成を示す説明図である。図10において、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100は、時刻指示針106における分針106bと時針106aとを、おなじモータ(分時連動モータ)を用いて回転させる。実施の形態3の電波修正時計100においては、モータにおけるロータ303の回転力を、中間車C306、中間車B305および中間車A304を順次介して分針106bに伝達する。
分針の指針車301には、当該指針車301と同軸周りに回転する、図示を省略する筒カナが設けられている。筒カナは、日の裏車1001と連結しており、日の裏車1001は、時針106aの指針車301と連結されている。これにより、モータ(分時連動モータ)におけるロータ303の回転力を、分針106bの指針車301を介して時針106aの指針車301に伝達することができ、分針106bと時針106aとを一つのモータ(分時連動モータ)によって回転させることができる。
日の裏車1001には、軌道が交差する位置において当該日の裏車1001を軸心方向に貫通する検出孔1001aが設けられている。この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100が備える針位置検出機構1000は、中間車304〜306、日の裏車1001、分針106bの指針車301および時針106aの指針車301によって構成される。
実施の形態3の針位置検出機構1000においては、分針106bを支持する指針車301によって第1の指針車を実現し、時針106aを支持する指針車301によって第2の指針車を実現することができる。分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301は、中間車A304に連結され、60分で1回転する。時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301は、分針106bを支持する指針車301と同軸周りに回転するとともに12時間で1回転する。図10において、時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301は、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301より下側に設けられている。
日の裏車1001が1回転するステップ数は、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301が1回転するステップ数よりも多く設定されている。時針106aの指針車301が1回転するステップ数は、日の裏車1001が1回転するステップ数よりも多く設定されている。これにより、文字盤上のおなじ位置を中心として分針106bと時針106aとをおなじモータ(分時連動モータ)を用いて回転させる場合にも、分針106bよりも時針106aをゆっくり回転させることができる。
実施の形態3の電波修正時計100において、分針106bの指針車301が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と、中間車B305が1回転するステップ数と、の最小公倍数となるように設定されている。また、実施の形態3の電波修正時計100において、時針106aの指針車301が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と中間車B305が1回転するステップ数との最小公倍数と、日の裏車1001が1回転するステップ数と、の最小公倍数となるように設定されている。
具体的には、たとえば、中間車B305が1回転するステップ数を40ステップとし、中間車A304が1回転するステップ数を90ステップとし、分針106bの指針車301が1回転するステップ数を360ステップとすることができる。また、日の裏車1001が1回転するステップ数を432とし、時針106aの指針車301が1回転するステップ数を2160ステップとすることができる(図11を参照)。
図11は、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100が備える各中間車304〜306、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。分針106bの指針車301、時針106aの指針車301、日の裏車1001、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を図11に示す値に設定した場合、中間車304〜306、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301の、モータ(ロータ303)の回転速度に対する減速比は図12に示す値となる。
図12は、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100が備える各中間車、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301の、モータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比の関係を示す説明図である。図12に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する各中間車および指針車301の減速比は、各中間車304、305および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数を、モータにおけるロータ303が1回転するステップ数で除算した値(あるいは、除算した値の逆数)で示すことができる。
分針106bの指針車301、時針106aの指針車301、日の裏車1001、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を図11に示す値に設定することにより、図12に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する第1の指針車301の減速比は、モータにおけるロータ303の回転速度に対する中間車B305および中間車A304の減速比どうしの最小公倍数に等しく、モータの回転速度に対する第2の指針車301の減速比は、モータにおけるロータ303の回転速度に対する日の裏車1001の減速比と中間車B305および中間車A304の減速比どうしの最小公倍数との最小公倍数に等しくなるように設定することができる。
中間車B305、中間車A304および日の裏車1001は、中間車B305および中間車A304に設けられた各検出孔305a、304aと日の裏車1001に設けられた検出孔1001aとは、第2の指針車301が1周する間に軌道が交差する位置において1回重なりあうように設けられている。これにより、分針106bの指針車301と時針106aの指針車301とをおなじモータによって回転させる構成において、針位置検出用の歯車を設けることなく指針の位置を検出することができる。
そして、これにより、平面的なスペースや厚み寸法を小さくすることができるので、時刻を計時して表示する時計としての機構に加えて、アンテナや受信回路などのように電波修正時計100に特有の機構を搭載しても電波修正時計100の大型化を抑制することができる。
実施の形態3においては、検出孔305a、304a、1001aが、当該検出孔305a、304a、1001aの軌道が交差する位置である光センサ214の検出位置において、時針106aが1回転する間に1回重なりあうようにしたが、分針106bと時針106aとを同軸周りに回転させる時計(電波修正時計)における時針106aの位置の検出方法はこれに限るものではない。
図13は、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計が備える別の針位置検出機構の構成を示す説明図である。図13においては、日の裏車1001を用いた針位置検出機構1300を示している。図13に示した針位置検出機構1300において、日の裏車1001は、当該日の裏車1001を当該日の裏車1001の軸心方向に貫通する検出孔1001aを備えている。
日の裏車1001は、当該日の裏車1001に設けられた検出孔1001aの軌道が、中間車B305、中間車A304に設けられた検出孔304a、305aが交差する位置とは異なる位置となるように設けられている。この場合、電波修正時計100は、検出孔304a、305aが交差する位置に設けられた光センサ214とは別に、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aの移動軌跡上の位置に設けられた第2の光センサ(図示を省略する)を備えている。
図13に示した構成では、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aは、指針車301と交差する位置では検出をおこなわず、単独で検出をおこなう。中間車A304に設けられた検出孔304aと、中間車B305に設けられた検出孔305aとは、1時間ごとに重なる。この検出孔304a、305aが重なるタイミングで検出孔1001aの検出をおこなうと、12時間に1回だけ検出孔1001aを検出することができる。これによって、時針106aの位置を特定することができる。
検出孔1001aは、検出孔304a、305aが重なるタイミングにおいて、当該検出孔304a、305aと完全に一致する必要はない。たとえば、「検出孔304a、305aが重なった後、所定ステップ(たとえば50ステップ)後に検出孔1001aを検出する」という条件を設定し、この条件にしたがって検出をおこなうようにしてもよい。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100は、60分で1回転する分針106bおよび12時間で1回転する時針106aによって指針を実現し、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)と時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301とを連結する日の裏車1001を備えている。そして、日の裏車1001には、当該日の裏車1001を軸心方向に貫通する検出孔1001aが設けられている。
そして、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100においては、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301が1回転するステップ数は、各中間車304、305が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しい。また、日の裏車1001は、図10に示したように、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aが、中間車B305、中間車A304に設けられた各検出孔305a、304aが重なりあうときに、当該各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置に位置付けられるように設けることができる。
図10に示した針位置検出機構1000とする場合、中間車B305、中間車A304、日の裏車1001の減速比を図11に示した値に設定することにより、中間車B305、中間車A304、日の裏車1001に設けられた各検出孔305a、304a、1001aは、時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301が1回転するごとに、1回だけ重なりあう。これにより、時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301との位置を特定することができる。
また、図10に示した針位置検出機構1000とする場合、単一の光センサ214を用いて、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301と時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301との位置を特定することができるので、部品点数の増加を抑えることができる。
日の裏車1001は、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aが、中間車B305、中間車A304に設けられた各検出孔305a、304aが重なりあうときに、所定の位置に位置付けられるものであればよく、たとえば、図13に示したように、各検出孔305a、304aが重なりあうときに、当該各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置とは異なる位置に位置付けられるように設けてもよい。
図13に示した針位置検出機構1300とする場合、中間車B305、中間車A304に設けられた各検出孔305a、304aが重なりあうときに、光センサ214によって分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301の位置を特定するとともに、当該光センサ214とは別の光センサによって日の裏車1001の位置を特定することができる。
また、図13に示した針位置検出機構1300とする場合、各検出孔305a、304aが重なりあう位置に左右されることなく、日の裏車1001(検出孔1001aの検出位置)を配置することができるので、配置の自由度を確保するとともに、光センサ214の検出位置において中間車B305、中間車A304と日の裏車1001とを重ねあわせることにより厚み寸法が増すことを抑制することができる。
このように、この発明にかかる実施の形態3の電波修正時計100によれば、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301と時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301とをおなじモータによって回転させる構成において、針位置検出用の歯車を設けることなく、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301および時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301の位置を検出することができる。
これにより、平面的なスペースや厚み寸法を小さくすることができるので、時刻を計時して表示する時計としての機構に加えて、アンテナや受信回路などのように電波修正時計100に特有の機構を搭載しても、電波修正時計100の大型化を抑制することができる。
<実施の形態4>
つぎに、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計の構成について説明する。実施の形態4においては、上述した実施の形態1、実施の形態2および実施の形態3と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図14は、この発明にかかる実施の形態4の時計を実現する電波修正時計100が備える針位置検出機構を示す説明図である。図14においては、この発明にかかる実施の形態4の時計を実現する電波修正時計100が備える針位置検出機構を概略的に示している。
図14において、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100は、上述した実施の形態1の電波修正時計100と比較して、輪列302を構成する中間車の数が異なる。実施の形態4の電波修正時計100は、中間車B305および中間車A304によって構成される輪列302によって、モータにおけるロータ303の回転力を指針車301に伝達する。指針車301は、分針106bあるいは時針106aによって実現される指針を支持する。中間車B305および中間車A304は、軸心方向に沿って一部が重なりあっている。
上述した各実施の形態1〜3においては、輪列302を構成する中間車群(中間車304〜306)のうちモータにおけるロータ303に直接連結していない中間車(中間車A304および中間車B305)に検出孔304a、305aを設けるようにしたが、実施の形態4の電波修正時計100が備える針位置検出機構1400は、検出孔305aが設けられた中間車B305が、モータにおけるロータ303に直接連結されている。
この実施の形態4において、中間車B305のステップ角は、コイルにパルス電流が15回通電される、いわゆる15ステップで1回転するように設定されている。また、この実施の形態4において、中間車A304のステップ角は、コイルにパルス電流が72回通電される、いわゆる72ステップで1回転するように設定されている。
中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数とは、中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数との最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定されている。すなわち、指針車301が1回転するステップ数は、中間車B305が1回転するステップ数と中間車A304が1回転するステップ数との最小公倍数に等しくなるように設定されている。この実施の形態4においては、中間車A304が1回転するステップ数が72であって、中間車B305が1回転するステップ数が15であり、中間車B305と中間車A304とがそれぞれ1回転するステップ数どうしの最小公倍数である360が、指針車301が1回転するために必要なステップ数に設定されている。
指針車301が1回転するステップ数は、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく設定されている。具体的には、この実施の形態4においては、2ステップで1回転するロータ303に対し、中間車A304は72ステップで1回転するため、ロータ303の回転速度と中間車A304の回転速度との比は、2:72=1:36となる。
すなわち、中間車A304はモータ(ロータ303)の回転速度の36分の1の回転速度であり、ロータ303の回転速度に対する中間車A304の減速比は1/36となる。同様に、ロータ303の回転速度に対する中間車B305の減速比は1/7.5となり、ロータ303の回転速度に対する指針車301の減速比は1/180となる。このように構成することにより、中間車B305に設けられた検出孔305aと中間車A304に設けられた検出孔304aとは、指針車301が1周するごとに、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
このように構成された針位置検出機構1400においては、光センサ214により、中間車A304に設けられた検出孔304aと中間車B305に設けられた検出孔305aとが重なりあったことを検出することにより指針(分針106bあるいは時針106a)の位置を検出することができる。そして、検出した指針の位置に基づいて当該指針の位置を修正することができる。
上述した実施の形態4においては、指針車301が360ステップで1回転し、中間車A304が72ステップで1回転し、中間車B305が15ステップで1回転する場合について例示したが、指針車301、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、これに限るものではない。中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数は、たとえば、指針車301が1回転するステップ数に基づいて設定することができる。あるいは、中間車B305が1回転するステップ数および中間車A304が1回転するステップ数に基づいて、指針車301が1回転するステップ数を設定してもよい。
図15は、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100が備える各中間車305、304および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図15に示すように、指針車301が1回転するステップ数がおなじ場合にも、針位置検出機構1400を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。
そして、いずれのパターンであっても、針位置検出機構1400を構成する各中間車305、304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定することにより、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aは、指針車301が1周する間に、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
図16は、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100における針位置検出機構1400が備える各中間車305、304および指針車301の、ロータ303の回転速度に対する減速比の関係を示す説明図である。図16に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する各中間車305、304および指針車301の減速比は、各中間車305、304および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数を、モータにおけるロータ303が1回転するステップ数で除算した値(あるいは、除算した値の逆数)で示すことができる。
また、図16に示すように、モータにおけるロータ303の回転速度に対する指針車301の減速比がおなじ場合にも、針位置検出機構1400を構成する各中間車305、304のロータ303の回転速度に対する減速比の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。そして、いずれのパターンであっても、針位置検出機構1400を構成する各中間車305、304の減速比どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定することにより、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aは、指針車301が1周する間に、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
上述した実施の形態4においては、時針の指針車301が360ステップで1回転し、中間車A304が72ステップで1回転し、中間車B305が15ステップで1回転する場合について例示したが、時針の指針車301、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、これに限るものではない。中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数は、たとえば、時針106aの指針車301が1回転するステップ数に応じて適宜設定することができる。具体的には、たとえば、時針106aの指針車301が720ステップで1回転する場合、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を、図17に示すような各値に設定することができる。
図17は、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100における針位置検出機構1400が備える各中間車305、304および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図17に示すように、針位置検出機構1400を構成する各中間車305、304が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、指針車301が1回転するステップ数に応じて、適宜、複数パターンを設定することができる。
図18は、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100における針位置検出機構1400が備える各中間車305、304および指針車301の、モータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比の関係を示す説明図である。各中間車305、304および指針車301がそれぞれ1回転するステップ数が図17に示した値である場合、モータにおけるロータ303の回転速度に対する各中間車305、304および指針車301の減速比は、それぞれ図18に示すような値とされる。
ロータ303の回転速度に対する各中間車305、304および指針車301の減速比が図18に示すような値においても、針位置検出機構1400を構成する各中間車305、304の減速比どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定することにより、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aは、指針車301が1周する間に、各検出孔305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100は、回転速度の速い中間車B305を含む針位置検出機構1400を構成し、各中間車305、304に設けられた検出孔305a、304aが指針車301が1周するごとに1回重なりあうように各中間車305、304が1回転するステップ数を設定することを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100によれば、各検出孔305a、304aがそれぞれ1回転する間に1ステップだけ重なりあう条件を確実につくることができる。これにより、複数ステップにわたって検出孔305a、304aどうしが重なりあうことがなく、すべての検出孔305a、304aが重なりあう位置を、当該検出孔305a、304aの軌道が交差する位置のみに制限することができる。
このように、この発明にかかる実施の形態4の電波修正時計100によれば、複数ステップにわたって検出孔305a、304aどうしが重なりあうことがないので、検出孔305a、304aどうしが重なりあう位置を確実に検出することができ、指針の位置を精度よく検出することができる。
<実施の形態5>
つぎに、この発明にかかる実施の形態5の電波修正時計100の構成について説明する。実施の形態5においては、上述した実施の形態1、実施の形態2、実施の形態3および実施の形態4と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。実施の形態5の電波修正時計100は、上述した実施の形態2の電波修正時計100と比較して、輪列302を構成する中間車の数が異なる。
実施の形態5の電波修正時計100は、上記の24時間針によって指針を実現する。24時間針は、指針車801によって支持されている。実施の形態5の電波修正時計100において、時針の指針車301には、実施の形態4の電波修正時計100と同様に、指針車801が連結されている。指針車801が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と中間車B305が1回転するステップ数との最小公倍数となり、かつ、時針106aの指針車301までの2倍の数となるように設定されている。
具体的には、たとえば、24時間針が1回転するステップ数を720ステップ、中間車A304が1回転するステップ数を90ステップ、中間車B305が1回転するステップ数を16ステップ、時針106aを支持する指針車301が1回転するステップ数を360ステップに設定することができる。これにより、指針車801が1回転するステップ数は、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく設定される。そして、これにより、24時間針が1回転するごとに、中間車A304に設けられた検出孔304aと中間車B305に設けられた検出孔305aとが1回重なりあう。
図19は、この発明にかかる実施の形態5の電波修正時計100が備える針位置検出機構における各中間車、時針106aの指針車301および指針車801がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図19に示すように、指針車801が1回転するステップ数がおなじ720である場合にも、針位置検出機構を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数の組み合わせパターンは、複数パターン設定することができる。
いずれのパターンであっても、針位置検出機構を構成する各中間車(中間車B305および中間車A304)が1回転するステップ数どうしの最小公倍数が、指針車801が1回転するステップ数に等しく、かつ、時針の指針車301までの2倍の数が指針車801が1回転するステップ数とされている。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態5の電波修正時計100は、回転速度の速い中間車B305を含む針位置検出機構を構成し、当該針位置検出機構により指針を実現する24時間針の位置を検出することにより、当該24時間針の位置とともに時針106aの位置を検出することができる。
これにより、針位置検出用の歯車を設けることなく、一つの針位置検出機構800によって24時間針の位置と時針106aの位置とを検出することができる。これによって、対象とする指針である24時間針の位置を針位置検出用の歯車を用いて検出する場合と比較して、電波修正時計100の大型化を抑制するとともに部品点数を少なくすることができる。
<実施の形態6>
つぎに、この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100の構成について説明する。実施の形態6においては、上述した実施の形態1〜実施の形態5と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図20は、この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100が備える針位置検出機構の構成を示す説明図である。図20において、この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100は、輪列302を構成する中間車C306、中間車B305および中間車A304によって構成される針位置検出機構2000を備えている。中間車C306、中間車B305および中間車A304は、それぞれの一部が、軸心方向に沿って重なりあうように設けられている。
各中間車306、305、304には、それぞれ、検出孔306a、305a、304aが設けられている。中間車C306に設けられた検出孔306aと、中間車B305に設けられた検出孔305aと、中間車A304に設けられた検出孔304aとは、それぞれ、中間車C306、中間車B305および中間車A304を、軸心方向に貫通するように設けられている。各検出孔306a、305a、304aは、それぞれ、中間車C306と中間車B305と中間車A304とが回転することによる各検出孔306a、305a、304aの軌道が、中間車C306と中間車B305と中間車A304とが重なりあう位置において交差するように設けられている。
このように、針位置検出機構2000は、上述した実施の形態1の電波修正時計100が備える針位置検出機構300と比較して、検出孔306a、305a、304aが設けられた中間車306、305、304の数が異なる。また、針位置検出機構2000は、上述した実施の形態1の電波修正時計100が備える針位置検出機構300と比較して、モータにおけるロータ303に直接連結された中間車C306にも、検出孔306aが設けられている点が異なる。
針位置検出機構2000において、中間車C306が1回転するステップ数と、中間車B305が1回転するステップ数と、中間車A304が1回転するステップ数とは、各中間車が1回転するステップ数どうしの最小公倍数が、指針車301が1回転するステップ数に等しくなるように設定されている。すなわち、指針車301が1回転するステップ数は、各中間車が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しくなるように設定されている。
この実施の形態6においては、中間車C306が1回転するステップ数が8であって、中間車B305が1回転するステップ数が40であって、中間車A304が1回転するステップ数が90であり、中間車C306と中間車B305と中間車A304とがそれぞれ1回転するステップ数どうしの最小公倍数である360が、指針車301が1回転するために必要なステップ数に設定されている。
各中間車306、305、304の回転速度のモータ(ロータ303)に対する減速比は、それぞれ、1/4、1/20および1/45に設定されている。また、指針車301の回転速度のモータ(ロータ303)に対する減速比は、1/180に設定されている。このように構成することにより、各検出孔306a、305a、304aは、指針車301が1周するごとに、各検出孔306a、305a、304aの軌道が交差する位置において1回重なりあう。
中間車C306が1回転するステップ数は、中間車B305が1回転するステップ数の整数倍に設定されている。これにより、中間車C306にも検出孔を設ける場合においても、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数は、中間車B305および中間車A304のみに検出孔305a、304aを設けた場合とおなじ値に設定することができる。具体的には、各中間車306、305、304がそれぞれ1回転するステップ数の組み合わせパターンを上述した図4に示した値と同様に設定し、各中間車306、305、304の回転速度のロータ303に対する減速比の組み合わせパターンを上述した図5に示した値と同様に設定することができる。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100は、回転速度の速い中間車C306にも検出孔306aを設け、各中間車306、305、304に設けられた検出孔306a、305a、304aが指針車301が1周するごとに1回重なりあうように各中間車306、305、304が1回転するステップ数を設定することを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100によれば、各検出孔306a、305a、304aがそれぞれ1回転する間に1ステップだけ重なりあう条件を確実につくることができる。これにより、複数ステップにわたって検出孔306a、305a、304aどうしが重なりあうことがなく、すべての検出孔306a、305a、304aが重なりあう位置を、当該検出孔306a、305a、304aの軌道が交差する位置のみに制限することができる。
このように、この発明にかかる実施の形態6の電波修正時計100によれば、複数ステップにわたって検出孔306a、305a、304aどうしが重なりあうことがないので、検出孔306a、305a、304aどうしが重なりあう位置を確実に検出することができ、指針の位置を精度よく検出することができる。
<実施の形態7>
つぎに、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計の構成について説明する。実施の形態7においては、上述した実施の形態1〜実施の形態6と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図21は、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計が備える針位置検出機構の構成を示す説明図である。図21において、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100は、上述した実施の形態3の電波修正時計100と同様に、分針106bと時針106aとを、おなじモータ(分時連動モータ)を用いて回転させる。この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100においては、モータにおけるロータ303の回転力を、中間車B305および中間車A304を順次介して分針106bに伝達する。
分針の指針車301には、上述した実施の形態3と同様の筒カナ(図示を省略する)が設けられている。筒カナは、時針106aの指針車301と連結された日の裏車1001と連結している。これにより、モータ(分時連動モータ)におけるロータ303の回転力を、分針106bの指針車301を介して時針106aの指針車301に伝達することができ、分針106bと時針106aとを一つのモータ(分時連動モータ)によって回転させることができる。
また、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100は、上述した実施の形態4の電波修正時計100と同様に、中間車B305および中間車A304によって構成される輪列302によって、モータにおけるロータ303の回転力を分針106bの指針車301に伝達する。
中間車B305、中間車A304および日の裏車1001には、それぞれ、軌道が交差する位置において各車305、304、1001を軸心方向に貫通する検出孔305a、304a、1001aが設けられている。この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100が備える針位置検出機構2100は、中間車B305、中間車A304、日の裏車1001、筒カナ、分針106bの指針車301および時針106aの指針車301によって構成される。
実施の形態7の針位置検出機構2100においては、実施の形態3の針位置検出機構1000と同様に、分針106bを支持する指針車301によって第1の指針車を実現し、時針106aを支持する指針車301によって第2の指針車を実現することができる。分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301は、中間車A304に連結され、60分で1回転する。時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301は、分針106bを支持する指針車301と同軸周りに回転するとともに12時間で1回転する。
実施の形態7の電波修正時計100において、分針106bの指針車(第1の指針車)301が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と、中間車B305が1回転するステップ数と、の最小公倍数となるように設定されている。また、実施の形態7の電波修正時計100において、時針106aの指針車(第2の指針車)301が1回転するステップ数は、中間車A304が1回転するステップ数と中間車B305が1回転するステップ数との最小公倍数と、日の裏車1001が1回転するステップ数と、の最小公倍数となるように設定されている。
図22は、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100が備える各中間車、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。図22に示すように、実施の形態7の電波修正時計100においては、中間車B305が1回転するステップ数を15ステップとし、中間車A304が1回転するステップ数を72ステップとし、分針106bの指針車(第1の指針車)301が1回転するステップ数を360ステップとすることができる。また、実施の形態7の電波修正時計100においては、日の裏車1001が1回転するステップ数を432とし、時針106aの指針車(第2の指針車)301が1回転するステップ数を2160とすることができる。
図23は、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100が備える各中間車、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301の、モータにおけるロータ303の回転速度に対する減速比の関係を示す説明図である。図23において、分針106bの指針車301、時針106aの指針車301、日の裏車1001、中間車A304および中間車B305が1回転するステップ数を適宜設定することにより、中間車A304、中間車B305、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301の、モータ(分時連動モータ)におけるロータ303の回転速度に対する減速比は図23に示す値となる。
すなわち、分針106bの指針車(第1の指針車)301が1回転するステップ数は、中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数に等しく、時針106aの指針車(第2の指針車)301が1回転するステップ数は、日の裏車1001が1回転するステップ数と中間車B305および中間車A304が1回転するステップ数どうしの最小公倍数との最小公倍数に等しくなるように設定することができる。
このように構成することにより、中間車B305および中間車A304に設けられた各検出孔と日の裏車1001に設けられた検出孔1001aとは、第2の指針車301が1周する間に軌道が交差する位置において1回重なりあう。そして、このように構成された針位置検出機構2100においては、光センサ214により、検出孔304a、検出孔305aおよび検出孔1001aが重なりあったことを検出することにより指針(分針106bおよび時針106a)の位置を検出することができる。そして、検出した指針の位置に基づいて当該指針の位置を修正することができる。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態7の電波修正時計100によれば、分針106bを支持する指針車(第1の指針車)301と時針106aを支持する指針車(第2の指針車)301とをおなじモータによって回転させる構成において、回転速度の速い中間車B305を含む針位置検出機構2100を構成し、当該針位置検出機構2100により指針を実現する分針106bおよび時針106aの位置を検出することができる。これにより、針位置検出用の歯車を設けることなく指針の位置を精度よく検出することができる電波修正時計100の小型化を図ることができる。
<実施の形態8>
つぎに、この発明にかかる時計を実現する実施の形態8の電波修正時計の構成について説明する。実施の形態8においては、上述した実施の形態3と同様の、日の裏車1001を用いた針位置検出機構1300において分時の針位置検出をおこなう。また、実施の形態8においては、上述した実施の形態1〜7と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
図24は、この発明にかかる実施の形態8の電波修正時計が備える各中間車304〜306、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301がそれぞれ1回転するステップ数の関係を示す説明図である。各中間車304〜306、日の裏車1001、時針106aの指針車301および分針106bの指針車301がそれぞれ1回転するステップ数を、図24に示したように設定することにより、12時間に1回、検出孔304a、305aが重なりあったことを検出してからモータを所定ステップ数駆動した後における、日の裏車1001の検出孔1001aの有無の検出結果に基づいて、針位置検出をおこなうことができる。
(分時の針位置検出の原理)
この発明にかかる実施の形態8の電波修正時計100は、12時間に1回、検出孔304a、305aが重なりあったことを検出してから所定ステップ数後に、日の裏車1001の検出孔1001aを検出するまでのモータのステップ数を記憶している。モータのステップ数は、たとえば、ROM203bに記憶する。電波修正時計100は、記憶されたモータのステップ数に基づいて、12時間に1回、検出孔304a、305aが重なりあったことを検出してからモータを所定ステップ数駆動した後における、日の裏車1001の検出孔1001aの有無の検出結果に基づいて、針位置検出をおこなう。
図25は、通常時における分時の針位置検出(通常検出)の原理を示す説明図である。図25において、記号「×」は検出対象とする検出孔(検出孔304a、305aが重なったこと、あるいは、検出孔1001a)を検出していないことを示し、記号「○」は検出したことを示している。また、図25において、各記号「×」や「○」を囲む四角枠は、検出対象とする指針車(分針の指針車301、日の裏車1001)に対応する光センサの発光素子を発光させたタイミングを示している。
図25において、時針106aの指針車301が1回転する間に1回、検出孔304a、305aが重なりあったことを検出してから、あらかじめ定められた所定ステップ後に日の裏車1001の検出孔1001aが検出されるように、分針の指針車301および日の裏車1001の回転速度が調整されていることから、分針の指針車301の基準位置に対する日の裏車1001の基準位置が、あらかじめ記憶されたモータのステップ数のとおりである場合すなわち通常検出が成功する場合には、分針の指針車301が基準位置に位置付けられている状態では日の裏車1001は検出孔1001aを検出しない。このため、分針の指針車301の光センサ214の発光素子が発光しているタイミングでは日の裏車1001の光センサ(第2のセンサ)の発光素子は発光させない。
日の裏車1001の光センサの発光素子は、分針の指針車301の基準位置を検出してからモータを所定ステップ数駆動した位置において発光させる。分針の指針車301の基準位置に対する日の裏車1001の基準位置が、あらかじめ記憶されたモータのステップ数のとおりである場合、分針の指針車301の基準位置を検出してからモータを所定ステップ数駆動した位置においては、日の裏車1001の光センサは検出孔1001aを検出する。
針位置の検出が正常におこなわれる場合、すなわち、通常検出時においては、検出孔304a、305aが重なりあったことを検出してから日の裏車1001の検出孔1001aを検出するまでにモータを駆動するステップ数は、(X2+X3)とすることができる。ここで、X2は、分針の指針車301の基準位置を検出してから、日の裏車1001の光センサが発光素子の光を検出しはじめるまでにモータを駆動するステップ数とする。X3は、日の裏車1001の光センサが検出孔1001aを検出しはじめてから、日の裏車1001の検出孔1001aを検出できなくなるまでにモータを駆動するステップ数の半分の値とする。ステップ数(X2+X3)に基づいて、記憶するモータのステップ数を決定し、ROM203bに記憶する。
日の裏車1001の検出タイミングと、分針106bの指針車301の検出タイミングとが、ランダムな状態であっても検出可能な構成としたので、分針106bの基準位置を検出する中間車B305および中間車A304の各検出孔305a、304aと、日の裏車1001の検出孔1001aとの位相をあわせる必要がないため、容易にムーブメントを組み立てることができる。
図25に示した分時の針位置検出は、分針の指針車301の光センサが検出孔304a、305aが重なりあったことを検出するタイミングが、ROM203bに記憶された分針106bの指針車301の基準位置に対してずれている(遅れている、あるいは、進んでいる)場合は成立しない(検出失敗)。実施の形態8の電波修正時計100は、検出失敗時には、分針の指針車301を再度検出孔304a、305aが重なる位置まで回転させ、再度の分時の再度検出孔304a、305aが重なる位置の検出をおこなう。
実施の形態8の電波修正時計100は、検出失敗の場合、再度の分時の再度検出孔304a、305aが重なる位置の検出を成功するまで針位置の検出を繰り返す。実施の形態8の電波修正時計100は、秒針、分針あるいは日の裏車の検出に失敗した場合に、再度の分時の再度検出孔304a、305aが重なる位置の検出を成功するまで針位置の検出を繰り返す。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態8の電波修正時計100によれば、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aが、時針106aを支持する指針車301が1周する間に1回、複数の中間車304、305に設けられた検出孔304a、305aが重なりあってから所定ステップ後に所定の位置に位置付けられるように設けられており、あらかじめ記憶したモータのステップ数に基づいて、分針106bおよび時針106aの位置を検出するように構成したことを特徴としている。
これにより、分針106bや時針106aの取り付けの容易化を図ることができる。すなわち、記憶するモータのステップ数を調整することによって指針の位置を高精度に検出することができるので、分針106bや時針106aの取り付けに際しての厳密な調整を不要とし、分針106bや時針106aの取り付けの容易化を図ることができる。
また、この発明にかかる実施の形態8の電波修正時計100は、複数の中間車304、305に設けられた各検出孔304a、305aが重なりあったタイミングを分針106bの指針車301の基準位置として検出し、日の裏車1001に設けられた検出孔1001aを検出しはじめてから、当該検出孔1001aを検出できなくなるまでにモータを駆動するステップ数の半分の値を日の裏車1001の基準位置として検出することを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態8の電波修正時計100によれば、分針106bの基準位置を検出する中間車B305および中間車A304の各検出孔305a、304aと、日の裏車1001の検出孔1001aとの位相をあわせる必要がないため、容易にムーブメントを組み立てることができる。