JP6814872B2 - 電子時計のムーブメント - Google Patents

Description

本発明は、電子時計のムーブメントに関する。

電子時計は、ステップモータにより時刻表示用の指針等を駆動している。電子時計に衝撃が入力されると、指針に大きなモーメントが作用する。電子時計の指針は、輪列を介してステップモータのロータに連結しているが、ロータはステップモータが有する保持力で所定位置に保持されているに過ぎないため、保持力を上回るモーメントが指針から入力されて回転し、指針の位置ずれが発生する。

ステップモータの保持力を強くすることで、衝撃の入力による指針の位置ずれを防止することも考えられるが、保持力を強くすると、ロータを回転させるために必要とされる電力を増大させる必要がある。このため、ステップモータの消費電力が大きくなり、省エネルギの観点から好ましくない。
特に駆動頻度の高い秒針用のステップモータの保持力を強くすると、消費電力の増大は一層重要な問題となる。

そこで、衝撃が入力されることで指針が動かされ、これによりロータが回転されたときにステップモータに生じた逆起電力を検出することで、衝撃の入力を検出し、衝撃の入力が検出されたときは、ロータを制動させる駆動の制御を行って、指針の位置ずれを防止する衝撃検知機能が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１７２６７７号公報

本発明はスペースの利用効率を高めることができる電子時計のムーブメントを提供することを目的とする。

本発明は、電波を受信するアンテナとブザーコイルとを備え、前記アンテナは矩形のパッチアンテナであり、前記ブザーコイルは、前記アンテナとムーブメントの外周輪郭の間に配置されている電子時計のムーブメントである。

本発明に係る電子時計のムーブメントによれば、スペースの利用効率を高めることができる。

本発明に係る電子時計のムーブメントを有する電子時計の一実施形態である電波修正時計を示す透視図である。 図１に示した電波修正時計を文字板の側から見た図である。 ムーブメントにおける４つのステップモータの配置を示す図である。

以下、本発明に係る電子時計のムーブメントの実施形態について、図面を用いて説明する。
＜電波修正時計の構成＞
図１は、本発明に係る電子時計のムーブメントを有する電子時計の一実施形態である電波修正時計１を示し、裏蓋側から、二点鎖線で表したケース２を仮想的に透過して実線で表したムーブメント３が見えている状態を表す透視図である。図１の上方は１２時方向、左方は３時方向である。図２は、図１に示した電波修正時計１を文字板４の側から見た図であり、ケース２等の外装部品は記載を省略している。

電波修正時計１は、図１に示すように、導電性を有する金属製のケース２の内部にムーブメント３が収容されている。電波修正時計１は、時刻情報を含む電波（例えば、ＧＰＳ衛星から発信された、時刻情報を含むＧＰＳ信号）を受信し、時刻表示用の指針を正しい位置に自動的に修正する機能を有する。
電波修正時計１は、図２に示すように、文字板４の中心回りに時計回りの回転する指針の一例である時針５ａ、分針５ｂ及び秒針５ｃを備えている。また、文字板４の６時の方向の部分には、時針５ａ及び分針５ｂで示す時刻とは別の時分を２４時間表示で示すためのデュアル分時小文字板４ａが形成されている。このデュアル分時小文字板４ａに対応して、電波修正時計１は、デュアル時針５ｄ及びデュアル分針５ｅを備えている。

さらに、文字板４の９時の方向の部分には、曜日（Ｓ，Ｍ，Ｔ，Ｗ，Ｔ，Ｆ，Ｓ）を示したり、サマータイム（ＳＭＴ）のオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）との選択状態を示したり、電池の充電残量を示したりする機能表示小文字板４ｂが形成されている。この機能表示小文字板４ｂに対応して、電波修正時計１は、機能表示針５ｆを備えている。
また、文字板４の３時の方向の部分には、時針５ａ、分針５ｂ、秒針５ｃ、デュアル時針５ｄ、デュアル分針５ｅ及び機能表示針５ｆの表示する機能を切り替える機能切替小文字板４ｃが形成されている。この機能切替小文字板４ｃに対応して、電波修正時計１は、機能切替針５ｇを備えている。

なお、時針５ａ、分針５ｂ、秒針５ｃ、デュアル時針５ｄ、デュアル分針５ｅ及び機能表示針５ｆは、後述するようにムーブメント３に備えられたステップモータ３１，３２，３３，３４（後述する図３参照）により自動的に回転駆動されるが、機能切替針５ｇは、図示を省略したリュウズを手動で操作することにより回転駆動される。

文字板４の４時の方向と５時の方向との間の部分には、文字板４の背面側に配置された日板に記載の日付の文字（図３の例では「７」）６を露出させるための日付窓４ｄが開いている。

＜ムーブメントの構成＞
図３は、ムーブメント３における４つのステップモータ３１，３２，３３，３４の配置を示す図であり、図２の背面側から見た図である。
ムーブメント３は、本発明に係る電子時計のムーブメントの一実施形態である。ムーブメント３は、図３に示すように、４つのステップモータ３１，３２，３３，３４を備えている。

電波修正時計１の文字板４（図２参照）の３時から４時の間の方向に対応して配置されたステップモータ３１は、秒針５ｃを回転させる秒針用ステップモータである。以下、このステップモータ３１を秒針用ステップモータ３１という。秒針用ステップモータ３１は、１秒間に１回の周期（頻度）で駆動される。
文字板４の８時から９時の間の方向に対応して配置されたステップモータ３２は、時針５ａ及び分針５ｂを回転させる分時針用ステップモータである。以下、このステップモータ３２を分時針用ステップモータ３２という。分時針用ステップモータ３２は、１０秒間に１回の周期（頻度）で駆動される。分時針用ステップモータ３２は、２つのコイル３２ａ，３２ｂを有している。

文字板４の６時の方向に対応して配置されたステップモータ３３は、デュアル時針５ｄ及びデュアル分針５ｅを回転させるデュアル分時針用ステップモータである。以下、このステップモータ３３をデュアル分時針用ステップモータ３３という。デュアル分時針用ステップモータ３３は、１分間に１回の周期（頻度）で駆動される。
文字板４の９時から１０時の間の方向に対応して配置されたステップモータ３４は、機能表示針５ｆを回転させる機能表示針用ステップモータである。以下、このステップモータ３４を機能表示針用ステップモータ３４という。機能表示針用ステップモータ３４は、曜日の表示のために１日に１回の周期（頻度）で駆動される。なお、機能表示針５ｆで表示する別の機能を利用するときは、その機能の利用の際にも駆動される。

秒針用ステップモータ３１と分時針用ステップモータ３２とには、それぞれのステップモータ３１，３２に対する衝撃の入力を検出することにより駆動の制御を行う衝撃検知機能が付加されている。
衝撃検知機能は、具体的には、電波修正時計１を落下させる等して衝撃の入力があったときに、指針がその衝撃によって動くのを阻止する機能である。衝撃検知機能は、例えば、衝撃の入力により指針が動いたとき、その指針を駆動するステップモータのロータの動きを、逆起電力の検出により検出し、逆起電力が検出されたときは、ステップモータのロータに制動を掛けるように駆動を制御することにより実現されている。

したがって、衝撃検知機能が付加されたステップモータはそれぞれ、例えば逆起電力の検出により衝撃の入力を検出する衝撃検出回路と、衝撃の入力が検出されたときに、ロータに制動を掛けるように駆動を制御する制御回路とを備えている。本実施形態においては、秒針用ステップモータ３１と分時針用ステップモータ３２とは、この衝撃検出回路と制御回路との機能を有するＩＣ３９により制御されて上述した衝撃検知機能が付加されている。

また、ムーブメント３は、地板７と、図示を省略した輪列機構、輪列受け、ＩＣ３９等の回路が形成された回路基板、回路押さえ板、２つの耐磁板、電波受信用のアンテナ及びブザーコイル等を備えている。
輪列機構は、地板７と輪列受けとによって回転可能に支持されていて、各ステップモータ３１〜３４と対応する指針（秒針５ｃ、分針５ｂ、時針５ａ、デュアル時針５ｄ、デュアル分針５ｅ、機能表示針５ｆ）とに連結されている。
輪列機構は、地板７に輪列機構を配置するために凹んで形成された輪列用凹部７ａ等に配置される。輪列用凹部７ａの一部は、分時針用ステップモータ３２と秒針用ステップモータ３１との間に形成されている。したがって、分時針用ステップモータ３２と秒針用ステップモータ３１との間に、輪列機構の一部が配置されている。

電波受信用のアンテナは、例えば平面視で矩形のパッチアンテナである。このアンテナは、地板７にアンテナを配置するために凹んで形成されたアンテナ用凹部７ｂ等に配置される。
ブザーコイルは、機能切替小文字板４ｃに表示されたアラーム（ＡＬＭ）がセットされている場合に鳴らされるものである。このブザーコイルは、地板７にブザーコイルを配置するために凹んで形成されたブザーコイル用凹部７ｃ等に配置される。ブザーコイル用凹部７ｃは、アンテナ用凹部７ｂの周囲のスペースに形成されている。

ここで、分時針用ステップモータ３２と秒針用ステップモータ３１との間の距離をＬ１、分時針用ステップモータ３２とデュアル分時針用ステップモータ３３との間の距離をＬ２、分時針用ステップモータ３２と機能表示針用ステップモータ３４との間の距離をＬ３とすると、これらの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、以下の大小関係となっている。
Ｌ１＞Ｌ２，Ｌ３
すなわち、分時針用ステップモータ３２から見て、秒針用ステップモータ３１が最も遠い位置に配置され、デュアル分時針用ステップモータ３３と機能表示針用ステップモータ３４とが次に遠い位置に配置されている。

＜ムーブメントの作用＞
以上のように構成された本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３によると、衝撃検知機能が付加された分時針用ステップモータ３２からは、他のステップモータ３１，３３，３４のうち駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１が最も遠い位置（距離Ｌ１の位置）に配置されている。

分時針用ステップモータ３２は、このように最も遠い位置に配置された秒針用ステップモータ３１からは、駆動時の漏洩磁気の影響を受け難い。したがって、分時針用ステップモータ３２は、秒針用ステップモータ３１の駆動の都度、分時針用ステップモータ３２に付加された衝撃検知機能を非動作状態に切り替えなくても、衝撃検知機能を正常に動作させることができる。
これにより、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、分時針用ステップモータ３２に付加された衝撃検知機能を、頻繁に停止させることなく動作させることができ、衝撃検知機能の非動作状態の時間を短縮することができる。

なお、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３において、衝撃検知機能が付加された分時針用ステップモータ３２を除いた他のステップモータ３１，３３，３４を、駆動頻度が高い順（秒針用ステップモータ３１、デュアル分時針用ステップモータ３３、機能表示針用ステップモータ３４の順）、すなわち、漏洩磁気を発生する頻度が高い順に、衝撃検知機能が付加された分時針用ステップモータ３２から遠い位置（距離Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）に配置することにより、分時針用ステップモータ３２の衝撃検知機能を停止する頻度を最も低くすることができる。
本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３によれば、最適な場合には、衝撃検知機能を停止する必要が無くなり、衝撃検知機能を動作状態と非動作状態とに切り替える必要が無い。

なお、電波修正時計１及びムーブメント３においては、分時針用ステップモータ３２と駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１との間（輪列用凹部７ａ）に、輪列機構などの、アンテナによる電波の受信に影響を与えない動作部材のみを配置し、ステップモータを配置しないことが好ましい。
ただし、分時針用ステップモータ３２と駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１との間に他のステップモータを配置することを完全に排除するものではない。このように、他のステップモータを配置する場合は、ステップモータ３３，３４のように、駆動頻度が他に比較して低いものを配置することが好ましい。

なお、分時針用ステップモータ３２と駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１との間には、輪列機構の他に、電波受信用のアンテナ等の動作部材を配置してもよい。アンテナを配置する場合は、分時針用ステップモータ３２と駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１との間の地板７にアンテナを配置するためのアンテナ用凹部７ｂを形成すればよい。
分時針用ステップモータ３２と駆動頻度が最も高い秒針用ステップモータ３１との間にアンテナを配置するものでは、アンテナによる電波の受信の際は、秒針用ステップモータ３１及び分時針用ステップモータ３２の駆動を停止するのが好ましい。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、衝撃検知機能が付加されたステップモータが２つ（秒針用ステップモータ３１、分時針用ステップモータ３２）あり、分時針用ステップモータ３２から見て、秒針用ステップモータ３１は、他のステップモータ３３，３４よりも遠くに配置されている。したがって、２つのステップモータ３１，３２の衝撃検知機能の相互干渉を防止することができる。
また、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、衝撃検知機能が付加された各ステップモータ３１，３２が制動の際に出力するパルスの漏洩磁気の影響を防ぐこともできる。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、衝撃検知機能が付加されているのが、秒針用ステップモータ３１と分時針用ステップモータ３２とであるため、時刻を指示する時針５ａ、分針５ｂ及び秒針５ｃの全ての位置ずれを、消費電力の増加をさせることなく防止することができる。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、分時針用ステップモータ３２が、２つのコイル３２ａ，３２ｂを有している。２つのコイル３２ａ，３２ｂを制御して１つのロータを駆動させることで、ロータを正回転方向（時計回り方向）に回転させるときと、逆回転方向（反時計回り方向）に回転させるときとで、回転速度を同じにすることができる。
したがって、例えば世界の都市間での時差の調整のために、分時針用ステップモータ３２により分針５ｂ及び時針５ａを進める速度と戻す速度とを同じにすることができ、操作性を向上させることができる。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、秒針用ステップモータ３１が文字板４の３時から４時の間の方向に対応して配置され、分時針用ステップモータ３２が文字板４の８時から９時の間の方向に対応して配置されている。
一般的に、文字板４の４時付近の位置や８時付近の位置は、指針が配置されないため、その指針に連結される輪列機構も配置されず、デッドスペースになり易い。

これに対して、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、デッドスペースになりやすい文字板４の４時付近の位置に秒針用ステップモータ３１が配置され、かつデッドスペースになりやすい文字板４の４時付近の位置に分時針用ステップモータ３２が配置されている。
したがって、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、デッドスペースを有効に利用することができる。

また、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３において、衝撃検知機能が付加された２つのステップモータ３１，３２が配置される４時付近の位置と８時付近の位置とは、ムーブメント３の中心を挟んで、互いにほぼ対角となる位置である。
したがって、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３によれば、ムーブメント３内の限られたスペースの中で、衝撃検知機能が付加された２つのステップモータ３１，３２を互いに遠ざけて配置することができる。

なお、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、衝撃検知機能が付加された２つのステップモータ３１，３２を、４時付近の位置と８時付近の位置という組み合わせの配置であるが、本発明に係る電子時計及び電子時計のムーブメントにおける衝撃検知機能が付加された２つのステップモータの配置は、この実施形態における位置の組み合わせに限定されるものではない。
したがって、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３において、アンテナ等を別の位置に配置するなどして、衝撃検知機能が付加された２つのステップモータ３１，３２を、１２時付近の位置と６時付近の位置という組み合わせの配置としてもよい。また、その他の位置の組み合わせの配置としてもよい。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、地板７のアンテナ用凹部７ｂの周囲にブザーコイル用凹部７ｃが形成されているため、ブザーコイルは、アンテナの周囲に配置されている。アンテナは矩形のパッチアンテナであり、ムーブメント３は外周輪郭が円形であるため、アンテナの周囲はデッドスペースとなる。そして、ブザーコイルは、このアンテナの周囲に形成されたデッドスペースに配置されているため、電波修正時計１及びムーブメント３は、ムーブメント３内のスペースの利用効率を高めることができる。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、衝撃検知機能が付加されたステップモータを２つ有するが、衝撃検知機能が付加されたステップモータを２つ有するものに限らず、２つ以上有するものであればよい。

なお、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、秒針用ステップモータ３１にも衝撃検知機能が付加されている。そして、この秒針用ステップモータ３１から見た場合、最も遠い位置に配置されたステップモータは機能表示針用ステップモータ３４となっている。
しかし、機能表示針用ステップモータ３４は、残りの他のステップモータ（分時針用ステップモータ３２、デュアル分時針用ステップモータ３３）に比べて駆動頻度が極端に少なく、実質的にほとんど動作しないステップモータであるということができる。

したがって、秒針用ステップモータ３１から見た場合、他の複数のステップモータ（分時針用ステップモータ３２、デュアル分時針用ステップモータ３３、機能表示針用ステップモータ３４）から、実質的にほとんど動作しない機能表示針用ステップモータ３４を、秒針用ステップモータ３１から遠い位置に配置する対象から除外してもよい。
これにより、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、秒針用ステップモータ３１から見た場合、他の複数のステップモータとしては分時針用ステップモータ３２、デュアル分時針用ステップモータ３３だけを対象とし、その結果、分時針用ステップモータ３２を秒針用ステップモータ３１から最も遠い位置に配置されている。

また、本発明に係る電子時計のムーブメントにおけるステップモータを、一定の周期で駆動されるステップモータだけに限定することもできる。
すなわち、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３における秒針用ステップモータ３１、分時針用ステップモータ３２及びデュアル分時針用ステップモータ３３は、一定の周期で動作するため、本発明の電子時計のムーブメントにおけるステップモータの一例となる。

一方、本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３における機能表示針用ステップモータ３４は、不定期の動作に対応して不定周期で駆動されるため、本発明の電子時計のムーブメントにおけるステップモータの適用外とすることができる。
なお、このような不定期の動作に対応したステップモータとしては、上述した機能表示針用ステップモータ３４の他に、クロノグラフ表示針用のステップモータや、ユーザの操作によって動作される機能に対応したステップモータなどを適用することができる。

本実施形態の電波修正時計１及びムーブメント３は、秒針５ｃを駆動する秒針用ステップモータ３１と、分針５ｂ及び時針５ａを駆動する分時針用ステップモータ３２とに、衝撃検知機能が付加されたものであるが、本発明の電子時計のムーブメントはこの実施形態に限定されない。

すなわち、電波修正時計１及びムーブメント３が、例えば、秒針用ステップモータ３１及び分時針用ステップモータ３２に代えて、秒針５ｃ及び分針５ｂを駆動する１つのステップモータとして秒分針用ステップモータと、時針５ａを駆動するステップモータとして時針用ステップモータとを備え、これら秒分針用ステップモータと時針用ステップモータとにそれぞれ衝撃検知機能が付加されたものとしてもよい。この場合、秒分針用ステップモータを、分時針用ステップモータ３２と同様に、２つのコイルを有するものとしてもよい。

また、電波修正時計１及びムーブメント３が、例えば、秒針用ステップモータ３１及び分時針用ステップモータ３２に代えて、秒針５ｃを駆動するステップモータとして秒針用ステップモータと、分針５ｂを駆動するステップモータとして分針用ステップモータと、時針５ａを駆動するステップモータとして時針用ステップモータとを備え、これら秒針用ステップモータと分針用ステップモータと時針用ステップモータとにそれぞれ衝撃検知機能が付加されたものとしてもよい。

電子時計は、時刻情報を表示することを主たる機能としているため、時刻情報は、他の付加的な機能を表示する指針に比べて大きな指針で表示される。そして、時刻情報を表示する指針は、他の付加的な機能を表示する指針に比べて駆動頻度が高い。したがって、本発明の電子時計のムーブメントは、時刻情報を表示する時針、分針又は秒針を駆動するステップモータに衝撃検知機能を付加して、視認され易い大きな指針の位置ずれを防止又は抑制することができる点が、非常に重要な利点である。

１ 電波修正時計
３ ムーブメント
４ 文字板
４ａ デュアル分時小文字板
４ｂ 機能表示小文字板
４ｃ 機能切替小文字板
５ａ 時針
５ｂ 分針
５ｃ 秒針
５ｄ デュアル時針
５ｅ デュアル分針
５ｆ 機能表示針
５ｇ 機能切替針
３１ 秒針用ステップモータ
３２ 分時針用ステップモータ
３３ デュアル分時針用ステップモータ
３４ 機能表示針用ステップモータ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 距離

Claims (2)

1. 電波を受信するアンテナとブザーコイルとを備え、
   前記アンテナは矩形のパッチアンテナであり、
   前記ブザーコイルは、前記アンテナとムーブメントの外周輪郭の間に配置されている電子時計のムーブメント。
2. 前記アンテナの側面に、電波の受信に影響を与えない動作部材のみが配置され、
   前記動作部材は輪列機構である請求項１に記載の電子時計のムーブメント。