JPH02130495A - 指針表示式発電時計 - Google Patents

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〕 本発明は指針表示時計の電源の充電方式に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

水晶時計の成熟化にともない時間精度、耐久性等著しく
向上し、さらに価格面に於ても従来のメカ時計とほとん
ど差のないものとなって来た。しかしながら水晶時計に
於いては、発振分周等の回路、電気−機械変換としての
ステップモータ等の電源が必要であり、通常は２〜３年
で電源である電池の交換が必要である。これは一般ユー
ザーにとって非常にわずられしいものであり、また電池
の交換費用も決して安価と言えるものではない。

その欠点を解消する１つの方式として、充電可能な電源
に、外部操作部材等により磁石を回転させるこ・とでコ
イル内に誘起される電流にて（いわゆる電磁誘導現象に
て）発電し、該電源を充電することで電池交換のわずら
れしさを解消する提案が数多く出されている。

一般的に前述の発電装置は、指針表示のための電気−機
械変換機としてのステップモータの回転子（ロータ）を
外部力により強制的に回転させることで機械−電気変換
機（発電機）として使用出来るものである。しかしなが
ら、従来の提案のほとんどのものは、指針表示のための
ステップモータと発電機とは別々に設けているものが多
い。これは発電機とモータを分けることで各々独立して
動作させ、システムを簡素化するためである。しかし、
部品点数が増えてコスト高になるばかりでなく、スペー
ス的にも非常に太き（なり、デザイン的にも従来の時計
より著しく見劣りするものとなってしまう。そこで、前
述のステップモータと発電機を共用することで、この欠
点を補う提案として、特開昭５３−２７０７０号公報が
ある。この提案は電源容量が無くなった時、ＩＪ、−ズ
操作によりステップモータの回転子に増速輪列を噛み合
せ、リューズ回転操作にて発電し、電源を充電するもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、リューズを回転しステップモータの回転
子な強制高速回転させて発電しても、数分間でのリュー
ズ回転操作では１日分程度の発電量でしかなく、数年分
の発電を行５には一時的な指先での回転運動では不可能
な事である。

この提案のように、リューズを引出して回転操作し発電
を行うと、指針表示はずれ、せつか（の水晶時計の時間
精度の良さが失われるのみでな（、場合によっては大幅
な時間のズレになってしまう欠点が生じる。

本発明の目的は前述の欠点を解消するもので、外部操作
部材によりステップモータを強制回転させ発電しても、
時刻のズレな発生しないようにすることであり、さらに
、部品点数の少ないステップモータと発電機を共用する
に当り、その機構が安全に作動し、信頼性の高い時計を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案の構成は、充電可能な
電源、指針表示を行うステップモータ、該ステップモー
タを外部操作部材にて強制的に回転させ発電し、前記充
電可能な電源を充電する手段を有する発電時計に於いて
、発電動作時間を計測する手段、前記ステップモータを
停止する手段、及び、該ステップモータを通常運針より
速く回転し、発電動作時間を補償する手段を有したこと
を特徴とする。

〔作用〕

本考案に於ける時計は、ステップモータの指針表示回転
方向と、外部操作部材によるステップモータ回転方向を
逆にするように構成し、また、指針表示のための減速輪
列には、発電時の外部操作部材によるステップモータの
回転が指針に伝わらないように、回転を防止する機構と
、スリップ機構を設けている。また、通常運針にて指針
表示を行っている時には、外部操作部材と、ステップモ
ータを強制回転させるための増速輪列は自動的に切り離
せるよう構成し、さらに前述の増速輪列にスイッチを設
け、外部操作部材を動作させ発電状・態にすると、該ス
イッチが入ることによりステップモータの出力を停止し
、指針は停止し、発電動作時間を計測する手段が働き、
発電動作時間を計測する。発電動作が終了するとはｙ同
時に前記スイッチが離れ、ステップモータは指針回転方
向に駆動回転し、前記スイッチの動作時間分すなわち発
電動作時間分の補償を早送りにて行い、現在時刻に一致
させ、その後通常運針を行うよ５にしている。

〔実癩例〕

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例の構成を示す時計のシステムブ
ロック図であり、第２図は本発明の時計の要部平面図で
あり、第３図は本発明の時計の要部断面図である。

まず第１図により本発明の時計のシステムについて簡単
に説明する。

６はステップモータで、通常駆動時は駆動回路１６から
の信号を受けて、スリップ機構１０と逆転防止機構１１
とを含む減速輪列４を介して指針表示５を駆動し、通常
時刻な表示する。次に電源を充電したい時には外部操作
部材１を操作して、一方向クラッチ８とスイッチ９を含
む増速輪列２を回転させてステップモータ３を高速回転
させ、充電回路１２を介して電源６を充電する。この時
、駆動回路１３は後に詳述する制御回路７０作用により
駆動信号の発生を停止し、また、それと同時に発電動作
時間を計測する。また充電が終了すると、前記制御回路
７０作用により駆動回路１３を介してステップモータ３
を早送りし、指針表示５を現在時刻と一致させるように
している。

次に制御回路７の構成について説明する。

１４は計時回路であり、１秒周期の信号である信号ＳＡ
と、前記信号ＳＡよりももつと周期の短い信号である信
号ＳＢとが出力されており、前記信号ＳＡは後述するセ
レクター１５の入力端子Ａと後述するカウンタ１７とに
入力され、前記信号ＳＢはセレクター１５の入力端子Ｂ
に入力されている。

１５はセレクターであり、前記計時回路１４からの信号
ＳＡと信号ＳＢとをそれぞれ入力端子Ａと入力端子Ｂと
に入力し、コントロール端子Ｃへの入力信号により信号
ＳＡか信号ＳＢを選択し、コントロール端子Ｃの信号が
Ｈのとき信号ＳＡを出力端子Ｑからセレクター出力信号
ＳＱとして出力し、コントロール端子Ｃの信号がＬのと
き信号ＳＢを出力端子Ｑからセレクター出力信号ＳＱと
して出力する。１６はＯＲゲートであり、入力端子は入
力端子Ｊと入力端子にの２つあり、スイッチ９からのス
イッチ信号ＳＸが入力端子Ｊに、セレクター１５の出力
端子Ｑからのセレクター出力信号ＳＱが入力端子Ｋに入
力される。スイッチ９のスイッチ信号ＳＸがＬの場合、
セレクター出力信号ＳＱをＯＲ出力信号ＳＯＲとして出
力し、ま号ＳＯＲとして出力する。ＯＲゲート１６のＯ
Ｒ出力信号ＳＯＲは後述するカウンタ１８と駆動回路１
６へ入力されている。駆動回路１３は前記ＯＲ出力信号
ＳＯＲにより駆動信号を出力し、ステップモータ３を駆
動させる。１７は１２時間カウンタであり、常に、前記
計時回路１４の１秒周期の信号である信号ＳＡをカウン
トしている。

１８は１２時間カウンタであり、前記ＯＲゲート１６の
出力信号ＳＯＲ’ｉｊカウントしている。１９は一致回
路であり、前記カウンタ１７と前記カウンタ１８とのカ
ウント数が一致している時Ｈの信号を一致信号ＳＩとし
て出力し、カウント数が−致していない時りの信号を一
致信号ＳＩとして出力し、出力された一致信号ＳＩは前
記セレクター１５のコントロール端子Ｃに入力される。

次に制御回路７の動作について説明する。

通常運針時、スイッチ９は切れた状態であり、スイッチ
信号ＳＸはＬな、ＯＲゲート１６の一方の入力端子Ｊに
入力している。また、通常運針時にはカウンタ１７とカ
ウンタ１８とのカウント数は一致しているため、一致回
路１９からの一致信号ＳＩはＨを出力し、セレクター１
５は計時回路１４０１秒周期の信号である信号Ｓ／ｌ−
選択して出力端子Ｑからセレクター出力信号ＳＱとして
前記ＯＲゲート１６のもう一方の入力端子Ｋに入力して
いる。このためＯＲゲート１６からは計時回路１４の信
号ＳＡと同一の信号がＯＲ出力信号ＳＯＲとして出力さ
れており、カウンタ１８を１秒周期でカウントするとと
もに、駆動回路１６へ１秒周期の信号を送っている。一
方、カウンタ１７には計時回路１４の信号ＳＡが送られ
ており、カウンタ１７とカウンタ１８は共に１秒周期の
信号をカウントし、通常運針時には常にカウント数が一
致しているのである。

次に発電動作のためにスイッチ９が入り、スイッチ信号
ＳＸがＨになったとき、ＯＲゲート１６の一方の入力端
子Ｊにスイッチ信号ＳＸ’７）Ｈの信号が入力され、Ｏ
Ｒゲート１６のもう一方の入力端子にの入力信号に関係
な（、ＯＲゲート１６の出力信号であるＯＲ出力信号Ｓ
ＯＲはＨとなり、駆動回路１３が駆動を停止すると同時
に、カウンタ１８がカウントをやめるため、前記カウン
タ１８とカウンタ１７とのカウント数が一致しな（なり
、一致回路１９の出力信号である一致信号ＳＩはＬにな
る。これにより、セレクター１５のコントロール端子Ｃ
にＬの信号が入り、セレクター１５は計時回路・１４の
信号ＳＡよりももっと周期の短い信号である信号ＳＢを
選択し、出力端子Ｑからセレクター出力信号ＳＱとして
出力し、前記ＯＲゲート１６のもう一方の入力端子にへ
入力する。しかし、前述したようにＯＲゲート１６の一
方の入力端子Ｊには、スイッチ９からのスイッチ信号Ｓ
ＸがＨの状態で入っているので、ＯＲゲート１６の出力
信号ＳＯＲはＨの状態であり、駆動回路１３は駆動な停
止した状態となり、カウンタ１８はカウントを停止して
いるため、カウンタ１７とのカウント数の差は時間の経
過と共に大きくなっていく。

次に発電動作が終り、スイッチ９が再び切れる一ト１６
の一方の入力端子ＪにＬの信号が入る。

前述したように、ＯＲゲート１６のもう一方の端子には
計時回路１４の信号ＳＡよりももつと周期の短い信号で
ある信号ＳＢが入力されているため、ＯＲゲート１６の
出力信号であるＯＲ出力信号ＳＯＲは信号ＳＢと同一の
信号となり、カウンタ１８を信号ＳＢの周期で、カウン
タ１７とカウンタ１８とのカウント数が一致するまでカ
ウントすると同時に、駆動回路１３にもＯＲ出出力信号
ＳＯＲ送送、ステップモータ６を高速駆動し、指針表示
５を早送りして現在時刻に一致させる。

そして、前記信号ＳＢの周期でカウントされたカウンタ
１８がカウンタ１７と一致すると、−数回路１９の一致
信号ＳＩがＨになり、セレクター１５のコントロール端
子Ｃに入力される。セレクター１５は計時回路１４の信
号ＳＡを選択し、前記信号ＳＡはセレクター出力信号Ｓ
Ｑとして出力され、ＯＲゲート１６を通ってＯＲ出力信
号ＳＯＲとしてカウンタ１８へ入力される。これにより
カウンタ１８は１秒周期でカウントされ、常に信号ＳＡ
によりカウントされているカウンタ１７と一致し続け、
また駆動回路１３は前記ＯＲ出力信号ＳＯＲにより１秒
周期でステップモータ３を駆動し、指針表示５は通常運
針を行う。

ここで、本発明の特許請求の範囲に記載の「発電動作時
間を計測する手段」とは、前述したように、発電動作に
よりスイッチ９が入り、カウンタ１８にＨの信号が入り
つづけ、一方カウンタ１７は計時回路１４からの１秒周
期の信号ＳＡによりカウントされ、発電動作が終りスイ
ッチ９が切れるまでカウンタ１８とカウンタ１７とのカ
ウント数の差が太き（なることを言い、また、「ステッ
プモータな停止する手段」とは、発電動作によりりＯＲ
ゲート１６０入力端子ＪにＨの信号が入力され、出力信
号５ＯＲ７り’−Ｈになりつづけ、そのＨの信号が駆動
回路１６に入力され駆動信号が停止することを言い、ま
た、「ステップモータを通常運針より速く回転し、発電
動作時間を補償する手段」とは、発電動作な行うと前述
した「発電動作を計測する手段」により、カウンタ１７
とカウンタ１８とのカウント数に差が生じて一致せず、
−数回路１９の出力信号はＬとなり、セレクター１５の
コントロール端子ＣにはＬの信号が入り、セレクター１
５は計時回路１４０周期の短い信号ＳＢを選択しており
、セレクター出力信号ＳＱとしてＯＲゲート１６０入力
端子Ｋに入力されており、発電動作が終りスイッチ９が
切れスイッチ倍力端子ＪにＬの信号が入力されると、信
号ＳＢがＯＲゲート１６のＯＲ出力信号ＳＯＲとして、
カウンタ１７とカウンタ１８との力９ント数が一致する
まで、カウンタ１８と駆動回路１６とに入力され、駆動
回路１３からの短い周期の駆動信号によりステップモー
タ３が通常運針時より速く回転し、指針が現在時刻に一
致することを言う。

次に第２図、第３図を用いて本発明の時計の構造ととも
に動作を説明する。時計ケース４０の上部には回転自在
に回転ベゼル１がはめ込まれており、該回転ベゼル１の
下部には該回転ベゼル１を押し上げるバネ部４２ａと、
下向きに複数個のフック４２ｂとを設けたリング状のベ
ゼル上げバネ４２を配しである。更に、該回転ベゼル１
の下部には上面に多数の突起２０　ａｌ有する内歯リン
グ２０が回転自在に配されており、回転ベゼル１を押し
下げると、ベゼル上げバネ４２のフック４２ｂと内歯リ
ング２０の突起２０ａとが引っ掛かり、そのまま該回転
ベゼル１を回転させることによって内歯リング２０が回
転する。また、内歯リング２０はクラッチ車２１と常時
噛合っており、内歯リング２０の回転により常にクラッ
チ車２１を回転させるよ５になっている。

以上述べた機構により時計外装と時計モジュールとが連
結され、回転ベゼル１を押しまわすことによって回転エ
ネルギーを時計内に伝達することが可能となる。

一方、時計モジュールにおいて、コイル２６と固定子２
４及び回転子２２によりステップモータ６を形成してお
り、モータ３の回転子２２はコイル２３に印加される電
流にて固定子２４が誘硼され、一定周期（通常は１秒間
隔）で時計方向（第２図点線の矢印にて図示）に回転し
ている。その回転は回転子２２０１つのがす部２２ａよ
り五番歯車２５、五番カナ２６は反時計方向に、四番車
２７は時計方向に、三番車２８は反時計方向に、中心束
２９及び筒車６０は時計方向に回転し、これらによって
減速輪列４を構成している。尚、四番車２７、中心束２
９、筒車６０には指針表示５としてそれぞれ秒針６１、
分針６２、時針３３が嵌合しており通常の水晶時計と全
（同様に時刻表示を行う。

第３図に示すように、回転子２２にはもう１つのカナ２
２ｂが設けてあり、これに常時噛合っている増速型６４
、中間車３５及び発電時のみ中間車３５と噛合するクラ
ッチ車２１及びクラッチバネ３６にて増速輪列２を構成
している。ここで通常運針時には前述の減速輪列４と増
速型３４及び中間車３５の増速輪列２の一部は常時回転
している。

クラッチ車２１の軸部２１ａの軸受は部２１ｂ及び２１
ｄは長円形になっており、クラッチ車２１のカナ部２１
Ｃが中間車６５と噛合する位置と噛み合いが完全にはず
れる位置とを移動可能になっている。さらに該軸部２１
ａにはクラッチバネ３６のバネ部３６ａが作用し、常に
前述の中間車６５との噛み合いがはずれる位置に（るよ
うになっている。

次に、発電使用時について説明する。モジュールを裏ブ
タ６９側より見た場合、回転ベゼル１を押し下げて時計
方向にまわすことによって、ベゼル上げバネ４２を介し
て内歯リング２０を時計方向に回転させて、クラッチ車
２１を時計方向に回転させる力な加える。この時、クラ
ッチ車２１には前述のクラッチバネ３６の別の一端のバ
ネ部３６ｂからクラッチ車２１を受げ４１に押し上げる
力をかけており、その摩擦力によって荷重点３６Ｃを中
心として、クラッチ車２１はそのカナ部２１ｃが中間車
６５と噛合する位置に移動を開始する。

また前述のクラッチバネ６６のバネ部３６ａの先端部に
はスイッチ端子３６ｄが形成されており、スイッチパタ
ーン６７に接触してスイッチ９が入る様になっており、
クラッチ車２１のカナ部２１Ｃが中間車６５と噛合する
直前に前述のスイッチ９が入る様に設定しである。スイ
ッチ９が入ることにより、前述したように制御回路７０
作用により駆動回路１６の駆動信号の発生を停止し、ス
テップモータ６も停止し、それと同時に前記制御回路７
の動作により発電動作時間を計測する。

その後、回転ベゼル１を時計方向に回転させるとクラッ
チ車２１のカナ部２ＩＣと中間車６５は完全に噛合し、
中間車３５は反時計方向に回転し、増速型３４は時計方
向に、ステップモータ３の回転子２２は反時計方向に回
転する。当然、五番歯車２５は通常運針時とは逆に時計
方向に回転する。

五番歯車２５は五番カナ２６とは遊合になっており、ス
リップバネ３８によって結合されている。

その結合力は回転子２２０回転力及び保持トルクより若
干太き（設定してあり、発電時にスリップし、指針表示
がずれることはない様になっている。

第４図、第５図は五番カナ２６と四番車２７との歯車の
噛み合いを示す説明図であり、第４図は通常運針の噛み
合い状態な示しており、五番カナ２６は反時計方向に回
転し、四番車２７は時計方向の通常の噛み合いを行って
いる。第５図は発電状態の噛み合いを示す図で、五番歯
車２５が時計方向に回転し、五番カナ２６もスリップ力
により時計方向に回転しようとする場合、四番車２７の
歯先２７ａと五番カナ２６の背面２６ａとが突張り、五
番カナ２６０回転を防止し、回転子２２のカナ部２２ａ
と噛み合っている五番歯車２５のみが回転し、四番車２
７以後の減速輪列４は全て停止し、当然、秒、分、時の
各指針３１．３２．３６も停止する。

回転ベゼル１を更に時計方向に回転すれば、回転子２２
は反時計方向に回転を続け、固定子２４に磁束を発生し
コイル２３には電流が誘電され、充電回路１２を通じて
電源６を充電することになる。

ここで発電動作が終り、回転ベゼル１カ）ら手を離すか
、反時計方向に回転すると、中間車３５への回転力がな
（なりクラッチ車２１を反時計方向に回転するため、ク
ラッチ車２１はクラツチノ（ネ６６のバネ部６６ａの作
用によりクラッチ車２１のカナ部２１Ｃが中間車６５と
完全に離れる位置に戻されるとともに、スイッチ端子５
６ｄもスイッチパターン６７から離れスイッチが切れる
ことになるーこの時、スイッチ９からの信号により、前
述したように制御回路７０作用により、駆動回路１６は
発電動作時間分の駆動信号を通常運針時より短い周期で
出し、ステップモータ６を駆動し指針を早送りすること
により、発電時に停止している時間分の指針の位置を補
正し、補正終了後通常運針を開始するようになっている
。

以上、本実施例によれば１通常の指針表示式時計のわず
かの部品付加と充電可能な電源によって電源交換のわず
られしさが解消されるとともに、外部操作部材によりス
テップモータを強制回転させ発電している開停止してい
る指針を、発電終了後早送りすることにより、指針の表
示時刻のズレを発生しない指針表示式発電時計が可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上の説明のように本発明によれば、外部操作部材によ
り発電を行う指針表示式発電時計に於いて、指針駆動用
ステップモータを外部操作部材により回転し発電を行う
ことが可能となり、発電時には指針の駆動を停止し、発
電時間の計測を行い、発電終了後に指針を停止時間分早
送りすることにより、指針の表示時刻のズレな発生せず
に信頼性の高い時計を得られるとともに、１つのステッ
プモータで指針駆動と発電との両方を少ない部品点数で
行うことが可能となる指針表示式発電時計が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の時計の構成を示す時計システ
ムブロック図であり、第２図及び第３図は本発明の実施
例の時計要部平面図及び断面図であり、第４図及び第５
図はそれぞれ本発明の実施例の５番カナと四番車の噛み
合い状態を示す説明図である。 １・・・・・・回転ベゼル、　　　２・・・・・・増速
輪列、３・・・・・・ステップモータ、４・・・・・・
減速輪列、５・・・・・・指針表示、　　　６・・・・
・・電池、７・・・・・・制御回路、　　　　８・・・
・・・一方向クラッチ、９・・・・・・スイッチ、　　
　　１０・・・・・・スリップ機構、１１・・・・・・
逆転防止機構、１２・・・・・・充電回路、１６・・・
・・・駆動回路、　　　１４・・・・・・計時回路、１
５・・・・・・セレクター　　１６・・・・・・ＯＲゲ
ート、１７・・・・・・カウンタ、　　　１８・・・・
・・カウンタ、１９・・・・・・一致回路、　　　２０
・・・・・・内歯リング、２１・・・・・・クラッチ車
、　２２・・・・・・回転子、２６・・・・・・コイル
、　　　　２４・・・・・・固定子、２５・・・・・・
五番歯車、　　２６・・・・・・五番カナ、２７・・・
・・・四番車、　　　　２８・・・・・・五番車、２９
・・・・・・中心車、　　　　６４・・・・・・増速束
、３５・・・・・・中間車、　　　　６６・旧・・クラ
ッチバネ、３６ｄ・・・・・・スイッチ端子、３７・・
・・・・スイッチパターン、３８・・・・・・スリップ
バネ、４ｏ・・・・・・時計ケース４２・・・・・・ベ
ゼル上ケバネ。 笥４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充電可能な電源、指針表示を行うステップモータ、該ス
   テップモータを外部操作部材にて強制的に回転させ発電
   し、前記充電可能な電源を充電する手段を有する発電時
   計に於いて、発電動作時間を計測する手段、前記ステッ
   プモータを停止する手段、及び、該ステップモータを通
   常運針より速く回転し、発電動作時間を補償する手段を
   有する指針表示式発電時計。