JPH0194289A

JPH0194289A - 電子時計

Info

Publication number: JPH0194289A
Application number: JP62252035A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sakamoto; 研二坂本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1987-10-06
Filing date: 1987-10-06
Publication date: 1989-04-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電磁結合により充電可能としたアナログクォ
ーツ時計に関するものである。

〔従来の技術〕

充電可能な、アナログクォーツ時計の従来例としては、
特開昭６１−２９７８３に示す技術がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の従来技術では以下の様な問題点を有する
。

特開昭６１−２９７８３の場合、充電器からの磁界の影
響で、ステップモータのロータが、回転したり、ミスリ
、ビビリを発生するのを防ぐために、充電時は外部操作
部材によりロータを強制的に規正しなければならない。

この場合、時計の表示時刻の遅れを補正するために、充
電時間をカウントする計数回路および、ロータ規正解除
後にステップモータを早送りして時刻を、合わせるため
の一致回路、さらにこうした論理を制御するための制御
回路が必要である。従って、通常のアナログクォーツ時
計に比べて回路構成が複雑で、ＩＣ（集積回路）内に作
り込んだ場合、そのチップ面積は大幅に拡大してしまい
、アナログクォーツ時計の小型化を妨げ、大幅なコスト
アップにもつながる。さらに、充電のたびにリューズを
引き出して運針に規正をかける作業は、ユーザーにきっ
ては大変不便であり、万一規制をかけ忘れて時計を充電
器に載置した場合、即遅れにつながってしまう。特に、
毎日習慣的に充電を、行なおうとするユーザーにとって
は大きな問題である。

さらに、通常の時刻合せの場合のロータ規正及び解除と
充電時の規正及び解除とを区別する手段については開示
されていないが、もしとのための論理回路、機構を付加
すれば、ますます複雑となってしまう。さらに特開昭６
１−２９７８３の場合、電磁結合充電を実現するための
コイル構造や配置、充電器の構成等が開示されておらず
、極めて具体性に欠け、実現性の乏しいものである。

本発明はこの様な問題点を解決するもので、その目的と
するところは、充電中にも運針に影響されることのなく
、充電のためのロータ規正手段、計数、一致回路、制御
回路等が不要な、極めて簡単な構成の充電可能アナログ
クォーツ時計を実現することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電子時計は、少なくともステップモータ、２次
電源、電磁結合充電の為のコイル、整流回路を仔する電
子時計に於て、前記電磁結合充電の為のコイルを、高透
磁率材料より成る磁心にコイル導線を巻回した構造とし
、前記コイル導線に外部交流磁界により誘起した電流を
前記整流回路を通して流し、前記２次電源を充電するこ
とを特徴とする。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例における電子時計１の平面レイ
アウト図であって、２は２次電池、３はステップモータ
のロータ、４はステップモータのステータ、また、５は
ステップモータのコイルであり、高透磁率材料より成る
ステップモータの磁心６にコイル導線を巻回したもので
ある。７は、電磁結合充電の為のコイル（以後充電コイ
ルと呼ぶ）であり、高透磁率材料より成る磁心８にコイ
ル導線を巻回した構造となっている。第２図は充電コイ
ルの構造を示す斜視図である。図に示した様に、充電コ
イルは、ステップモータの磁心と同じ形状の磁心８にコ
イル導線を巻回したものである。また、充電コイルの巻
線仕様は、線径０．０３５ｍｍ１巻数３８００ターン、
直流抵抗４００Ω、インダクタンス０．５Ｈとなってお
り、モータコイル５に比ベインピーダンスを下げ、効率
の良い充電を可能としている。また、第１図に示した様
に、ステップモータコイル５と充電コイル７はその中心
軸が平面的に直交する向きにレイアウトされている。後
述する様に、充電器の発生ずる交流磁界による磁束は、
充電コイルの中心軸方向に鎖交する様に構成されるため
、上述したレイアウトにすれば、充電用外部交流磁束か
、ステップモータのコイルを、その中心軸方向には鎖交
せず（ｃｏｓ９０°二〇）、誘起電圧を発生することは
ない。さらに、後に詳述するが、充電コイルとモータコ
イルをその中心軸が平面的に直交する向き以外の向きに
レイアウトしても、本発明の実施例によれば、時計運針
に影響されることはない。

第３図は、本発明の実施例における電子時計の充電回路
構成を示す回路図である。図中、７は充電コイル、２は
２次電池であり、１２は整流ダイオードである。充電器
コイル１３により発生した外部交流磁束が充電コイル７
を鎖交すると、充電コイル７には誘起電圧が発生し、整
流ダイオード１２を通して直流電流が流れ、２次電池２
が充電される。また、１４は過充電防止用リミッタトラ
ンジスタ、１５は逆流防止ダイオードを示している。

第４図は、本発明の他の実施例における充電コイルの構
造を示す斜視図である。磁心８の取り付は部の幅すは充
電コイル７の巻き幅ａの１．５倍以上となる様に設定し
ている。これにより、充電器より発生する磁束の集磁性
を高め、充電効率を向上させることができる。

第５図は、後述する充電器を用いて、電子時間を充電し
た時の、充電時間と充電性能（即ち、２次電池両端の電
圧）の、関係を示したグラフである。本発明の場合、充
電コイル７を磁心８に巻き回しているため、充電効率が
良く、磁心を使わない場合、即ち空芯の、充電コイルと
した場合に比ベ、約２倍の充電性能となる。また、第４
図で示した様に、磁心取り付は部の幅を１．５倍にする
と、充電性能もほぼこの幅に比例して増大し、約１．５
倍に向上する。勿論、磁心幅を２倍、３倍、・・とすれ
ば、充電性能もこれに比例して、向上する。

次に、充電器の構成について説明する。第６図は本発明
に係る充電器の、実施例を示す外観図である。１６は電
子時計１を載置する台である。また、１３及び１３′は
台１６の内部に配置された充電器コイルであり、このコ
イルより発生する磁束により、電子時計１を充電する。

第７図は、充電器コイル１３．１３’の構造を示す斜視
図である。同図に示した通り、充電器コイル１３及び１
３′は、一対の平面状おむすび型形状のもので、鉄板ま
たは他の電磁鋼板よりなるコイルヨーク２１上に貼り付
けられている。この充電器コイルは他の任意形状、例え
ば円型形状等にしても良く、本発明の域を出るものでは
ない。また、一対の充電器コイル１３及び１３′は、直
列接続されている。また、とれを並列接続としても良い
。２２及び２２′は、それぞれ接続されたコイル１３．
１３′の両端を示している。この両端に一定周期のスイ
ッチング電圧や、サイン波交流電圧等を加えることによ
り、一対の充電器コイル１３及び、１３′には交流磁界
が発生し、それぞれの上面及び下面には磁極（Ｎ極また
はＳ極）を形成する。本実施例においては、充電器コイ
ル１３及び１３′に形成される磁極の向きが反対となる
様構成されている（例えば、１３の上面がＮ極である時
は１３′の上面はＳ極となる）。この構成は例えば、充
電器コイル１３．１３’の巻き始め同士あるいは巻き終
り同士を接続する、または、それぞれのコイルの貼り付
は向き（表裏）を逆にする等の手段により、容易に実現
でき、本実施例では、充電器コイル１３及び１３′の、
巻き終り同士を接続し、巻き始め、即ち充電器コイル両
端、２２．２２′は、コイルヨーク２１にあけられた穴
２３゜２３′を通して、コイルヨーク２１の反対側に引
き出されている。また、２４及び２４′は、固定のため
のねじを通すために、コイルヨーク２１にあけられた穴
である。

第８図は、充電器コイル１３．１３’及びコイルヨーク
２１の、充電器の台１６への、取付構造を示す断面図で
ある。図から分かる様に、コイルヨークの穴２４．２４
’を通して、ネジ２５及び２５′により、直接台１６の
内側に固定されている。ネジ止め固定の外に、接着その
他の固定方法を用いても良い。また、第６図において、
２０及び２０′は、電子時計の固定部材であり、これに
より電子時計１が、台１６に載置される向きが、決定さ
れる。これにより、充電器コイル１３，１３′及び電子
時計１内部に配在された充電コイルの向き、相対位置が
一義的に決まり、即ち、充電コイルが第１１図に示した
様に、充電器コイル１３．１３’に水平対向し、充電効
率の最適化がはかれる。また１７はスイッチで、このス
イッチが押されると充電がスタートする。また、１９は
充電中であることを示す発光ダイオードであり、１８は
電源コードである。

第９図は、充電器の回路構成を示すブロック図である。

２６は電源部、２７は発振部、２８，２９．３０．３１
は充電器コイル１３．１３’を励磁するためのスイッチ
ングトランジスタである。

また、３２はタイマ一部であり、スイッチ１７が押され
てから一定時間経過後に充電動作を終了する。

第１０図は充電器コイルの励磁タイミングを示すタイミ
ングチャートである。ＳＯは第８図の発振部２６より出
力される信号で、この信号により充電器コイルの励磁周
波数、即ち充電用交流磁界の周波数ｆが設定される。ま
た、Ｓｌ、、Ｓ２はそれぞれスイッチングトランジスタ
２８．３０及び２９．３１に、印加される信号を示して
いる。また、Ｓ３．Ｓ４はそれぞれ充電器コイル１３，
１３′の両ｆ＃２２．２２’の、電圧（コイル励磁電圧
）のタイミングを示している。これにより充電器コイル
１３．１３’に流れる電流の向きは一定周波数ｆで切り
換わる。Ｐｉ、Ｐ２はこの時充電器コイル１３．１３’
の上面に形成される磁極の向きを示している。

第１１図は、以上のタイミングでコイルを励磁した時の
充電原理を示す図である。充電器コイルに発生した磁束
３３は、コイルヨーク２１、充電コアｒルアの磁心８に
より構成される磁気回路を通して流れ（即ち、充電器コ
イル１３の上面のＮｔｉ→磁心８→充電器コイル１３′
の上面のＳ極→同下面のＮ極→コイルヨーク２１→充電
器コイル１３の下面のＳ極という経路）、充電コイル７
には誘起電圧が発生し、整流ダイオード１２を通して充
電電流が流れ、２次電池２が充電される。本実施例の場
合、一対の充電器コイル１３．１３’をコイルヨーク上
に固定した構造であるため、コイルより発生した磁束の
大部分はコイルヨーク２１の内部を通り、上述した磁路
が効果的に形成される。この、コイルヨーク２１がない
と、空気中に漏れる磁束が多くなり、充電効率が低下す
る。また、本実施例の場合、充電器コイル１３．１３’
に発生する磁極が１８０度位相差、即ち反対向きとなる
様に構成されているため、充電コイル磁心８を鎖交する
磁束は強め合う。即ち、一方の充電器コイル１．３より
、発生した磁束は、磁心８を通り、もう一方の充電器フ
ィル１３′に確実に鎖交することにより、充電効率が高
められる。もし、充電器コイル１３および１３′に形成
される磁極が同方向となる様に構成すると、それぞれの
磁束は反発し、磁心８を鎖交する磁束数が減少し、充電
効率が低下する。

次に、第１０図の、タイミングチャートにおける、コイ
ル励磁周波数ｆについて説明する。

第１２図は、充電用交流磁界により二電子時計のステッ
プモータのロータが振動し、運針がミスリ、ビビリ等の
影響を受けない限界の周波数と、ロータの慣性モーメン
ト（ロータ直径をパラメータとして示しである）の関係
を示したグラフである。即ち、ロータの慣性モーメント
がＩ５（ロータ径３．Ｏｍｍ）の時は、２００Ｈｚ以上
の磁界にはロータが追従しない。従って、コイル励磁周
波数ｆを２００Ｈｚ以上に設定すれば運針への影響はな
い。同様に、ロータ慣性モーメントが■１（ロータ径１
．Ｏｍｍ）の時は、ｆを６００Ｈｚ以上に設定すれば運
針への影響はない。一般に、アナログ電子時計に於ては
、その寸法制約上からロータ径は３．Ｏｍｍ程度が最大
であり、また、ロータ磁石の加工能力上、ロータ径は１
．Ｏｍｍ程度が最小である。さらに、現在主流である小
型薄型アナログ電子時計に於ては、ロータ径は１゜５ｍ
ｍ以下のものがほとんどであり、実用的にはｆを５００
Ｈｚ以上に設定しておけば問題ない。

第１３図は、コイルの励磁周波数ｆと、充電コイル７か
ら２次電池２へと流れる充電電流の関係を示すグラフで
ある。本実施例の場合、充電器コイル１３及び１３′の
仕様は、線径０．３ｍｒｒ＋。

巻数１７０ターン、インダクタンス０．６４ｍＨで、充
電コイル７の仕様は、　線型０．０３５ｍｍ１巻数３８
０巻数１７０ターンタンス０．５Ｈとなっている。第１
３図より分かる様に、充電電流はｆが１０００Ｈｚ付近
の時最大となる。従って、前述した運針への影響の条件
も合わせて、本実施例では、コイルの励磁周波数、即ち
発振部２６の出力信号の周波数ｆを１０００Ｈｚに設定
している。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、少なくともステップモ
ータ、２次電源、電磁結合充電の為のコイル、整流回路
を有する電子時計に於て、前記電磁結合充電の為のコイ
ルを、高透磁率材料より成る磁心にコイルＳ線を巻回し
た構造とし、前記フィル導線に外部交流磁界により誘起
した電流を前記整流回路を通して流し、前記２次電源を
充電することにより、充電中も運針に影響されることな
く、充電のためのロータ規正手段、計数・一致回路、制
＃回路等が不要な、簡単な構成の充電可能アナログクォ
ーツ時計を実現できるという効果を存する。また、充電
のたびにリューズ引き出しにより、規正をかける必要が
なく、ユーザーは手軽に、また日常的にかつ確実に電子
時計の充電を行なうことができる。さらに、充電方式は
電磁結合方式であるため、電子時計や充電器に充電端子
・接合部等を必要とせず、設計上の負荷も少なく、デザ
イン性を損うこともない。

以上、本発明の実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電子時計の平面レイアウ
ト図。第２図は充電コイルの構造を示す斜視図。第３図は本発明の実施例における電子時計の充電回路構
成図。第４図は本発明の他の実施例における充電コイルの構造
を示す斜視図。第５図は充電時間と充電性能関係図。第６図は本発明に係る充電器の外観図。第７図は充電器コイルの構造を示す斜視図。第８図は充電器コイルの取付構造断面図。第９図は充電器の回路構成を示すブロック図。第１０図は充電器コイルの励磁タイミングを示すタイミ
ングチャート。第１１図は充電原理図。第１２図はロータ慣性モーメントと限界周波数の関係図
。第１３図は充電器コイル励磁周波数と充電電流の関係図
。２・・・２次電池　　　　　７・・・充電コイル８・・
・充電コイル磁心　１２・・・整流ダイオード以　　上出願人　セイコーエプソン株式会社坤　１　図第２区第３　囚剋を目間　（羽芝　ぐ　　白希ＩＯ図第１１図第　１　区

Claims

【特許請求の範囲】

少なくともステップモータ、２次電源、電磁結合充電の
為のコイル、整流回路を有する電子時計に於て、前記電
磁結合充電の為のコイルを、高透磁率材料より成る磁心
にコイル導線を巻回した構造とし、前記コイル導線に外
部交流磁界により誘起した電流を前記整流回路を通して
流し、前記２次電源を充電することを特徴とする電子時
計。