JPH0421151B2 - - Google Patents

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JPH0421151B2
JPH0421151B2 JP62051263A JP5126387A JPH0421151B2 JP H0421151 B2 JPH0421151 B2 JP H0421151B2 JP 62051263 A JP62051263 A JP 62051263A JP 5126387 A JP5126387 A JP 5126387A JP H0421151 B2 JPH0421151 B2 JP H0421151B2
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Seikosha KK
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/02—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum
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    • G04C3/06—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance using electromagnetic coupling between electric power source and balance
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は振子等の駆動に用いられる電磁駆動回
路に関するものである。
［従来の技術］ 例えば時計の振子を一つのコイルで検出および
駆動する駆動回路として第８図に示すものがあ
る。この回路によつて第９図のような２極の永久
磁石Ｍを駆動する場合の動作について説明する。
永久磁石Ｍが第９図ａ〜ｅの位置に順次矢印方向
に移動していくと、コイルL2には第１０図のよ
うな誘起電圧が発生する。すなわち、ｃの位置に
おいて誘起電圧が最大となり、ａ−ｂ間およびｄ
−ｅ間において小振幅の誘起電圧が発生する。
この誘起電圧は第８図の端子Ｐに発生するもの
で、これが第１１図Ａの基準電圧vrを越えると、
第８図のトランジスタT2がオフになり、トラン
ジスタT1がオンになつてコイルL2に駆動電流が
流れる。このトランジスタT1のオン時間ｔはコ
ンデンサＣおよび抵抗R1の時定数によつて決ま
るものである。
磁石を効率よく駆動するためには、誘起電圧の
極大点（第１０図ｃの位置）で駆動するのが好ま
しく、このタイミングで駆動するために、基準電
圧vrおよび駆動時間ｔを適宜設定している。
［発明が解決しようとする問題点］ 振子を駆動する場合には、その振り角によつて
誘起電圧の振幅が変動するものである。そのため
基準電圧vrを例えば第１１図Ａのレベルに設定す
ると、振り角が大きくなつて誘起電圧の振幅が第
１１図Ｂのように増大すると、誘起電圧の極大点
以外においても基準電圧を越えてしまい、誤動作
をしてしまうことがある。
そこで基準電圧を高いレベルに設定すると、振
り角が小さいときや長い周期の振り子の場合に
は、誘起電圧が基準電圧を越えず、駆動できない
ことがあつた。
そのため振子の振り角や周期に応じて基準電圧
をその都度変更しなければならないものであつ
た。
本発明は、１コイルで永久磁石の検出および駆
動を行うものにおいて、自動的に基準電圧を最適
に調整できるようにしたものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、永久磁石の検出および駆動を行うコ
イルの誘起電圧が基準電圧を越えたときに出力を
発生する比較回路を設け、この比較回路からの出
力発生に応答して駆動パルスを発生するパルス発
生回路を設け、この駆動パルスによつてコイルに
駆動電流を流し、上記比較回路からの出力を受け
て上記誘起電圧の振幅に応じて基準電圧を制御す
るようにしたものである。
［実施例］ 第１図において、Vrは基準電圧源で、基準電
圧が可変のものである。CMは比較回路で、コイ
ルL1の誘起電圧が基準電圧vrを越えたときに出力
を発生するものである。PGはパルス発生回路で、
比較回路CMからの出力発生に応答して最適のタ
イミングおよびパルス幅の駆動パルスを発生する
もので、その詳細については後述する。Ｓは駆動
回路を構成するトランジスタである。TMはタイ
マ回路で、そのタイマ時間は振子の１周期よりも
長い時間に設定してある。Ｗはワントシヨツトパ
ルス発生回路、Ｆはフリツプフロツプ回路で、こ
れらによつて第２の制御回路を構成している。Ｇ
はゲート回路、CTはアツプダウンカウンタで、
これらによつて第１の制御回路を構成している。
つぎに動作について第２図を参照しながら説明
する。いまカウンタCTの出力によつて基準電圧
が第２図ａ（左端）の電圧vr1に設定されているも
のとする。
そこでコイルL1の誘起電圧が第２図ａ（左端）
において、基準電圧vr1を越えると、パルス発生
回路PGから第２図ｂのように駆動パルスが発生
し、トランシジスタＳがオンになつてコイルL1
に駆動電流が流れる。
一方、上記駆動パルスによつてフリツプフロツ
プ回路Ｆがセツトされ、その出力によつてカウン
タCTがアツプモードになる。そして上記駆動パ
ルスの立下りよつてカウンタCTがトリガされ、
その内容が第２図ｆのように１つアツプし、これ
によつて基準電圧ががvr2に上昇する。
なお上記駆動パルスはタイマ回路TMのリセツ
ト入力に供給してあり、駆動パルスが発生した場
合にはタイマ回路TMはリセツトされるものであ
る。
つぎに誘起電圧が基準電圧vr2を越えると、上
記と同様にして駆動パルスが発生し、カウンタ
CTの内容がさらに１つアツプする。これによつ
て基準電圧がさらにvr3に上昇する。この基準電
圧においても駆動パルスが発生した場合には、基
準電圧がさらにvr4に上昇する。
そして誘起電圧が基準電圧vr4を越えなくなる
と、もはや駆動パルスは発生せず、タイマ回路
TMもリセツトされない。したがつてタイマ回路
TMからは第２図ｃのように、時間Ｔ後に出力が
発生する。そのためワントシヨツトパルス発生回
路Ｗから第２図ｄのようにパルスが発生し、フリ
ツプフロツプ回路Ｆがリセツトされてカウンタ
CTがダウンモードになる。そして上記パルスの
立下りによつてカウンタCTの内容が１つダウン
し、基準電圧がvr3に低降される。
以後は、基準電圧はvr3あるいはvr4に安定し、
誘起電圧の極大点以外において駆動パルスが発生
する不都合が解消される。
なお上記の実施例では、説明を簡単にするため
に駆動パルスが１パルス発生するごとに基準電圧
を上昇させるようにしたが、実際には、駆動パル
スがｎ（ｎ＝２、３…）回以上連続して発生した
ときに基準電圧を１段階上昇させるのが好まし
い。この場合には、駆動パルスの発生数を計数す
るｎ進のカウンタ（図示せず）等を用いてｎパル
スを計数したときに１パルスを発生する回路を設
け、この出力をゲート回路Ｇの入力とする。そし
てワントシヨツトパルス発生回路Ｗのパルスによ
つて上記ｎ進カウンタをリセツトするものであ
る。
またカウンタCTの内容に応じてタイマ回路
TMのタイマ時間を変えるようにしてもよい。つ
まり、短周期の振子を駆動する場合には、一般に
誘起電圧の振幅が大きくなり、したがつてカウン
タCTの内容が大きくなるものである。そこでカ
ウンタCTの内容が大きい場合には振子の周期が
短いものとみなし、タイマ時間を短い時間に切り
換えるものである。
つぎにパルス発生回路PGの具体例について説
明する。第３図において、G1，G2はゲート回路、
F1はフリツプフロツプ回路、INはインバータで
ある。W1，W2はワントシヨツトパルス発生回路
で、それぞれのパルス幅はt1，t2に設定してあ
る。なお第１図と同一符号は同一のものを示す。
つぎに以上の構成において、比較回路CMから
出力が発生しない状態では、ゲート回路G1の出
力によつてワンシヨツトパルス発生回路W1，W2
がそれぞれセツトおよびリセツトされている。
そこでコイルL1の誘起電圧が第４図ｇのよう
に基準電圧vrを越えると、比較回路CMから第４
図ｈのように出力が発生し、ゲート回路G1を介
してワンシヨツトパルス発生回路W1，W2のセツ
ト、リセツトが解除される。そのためワンシヨツ
トパルス発生回路W1の出力は第４図ｊのように
時間t1後に“０”に反転し、これによつてワンシ
ヨツトパルス発生回路W2がトリガされ、その出
力からは時間t2の幅のパルスが発生する。こうし
てワントシヨツトパルス発生回路W1，W2が発振
し、ワンシヨツトパルス発生回路W1の出力から
は第４図ｊの駆動パルス列が発生する。この駆動
パルス列の最初のパルスの立上りによつてフリツ
プフロツプ回路F1がトリガされ、その出力Ｑが
第４図ｋのように“１”に保持される。したがつ
てゲート回路G1の出力は第４図ｉのように、比
較回路CMの出力発生から“１”に保持され、ゲ
ート回路G2からは第４図ｌのように駆動パルス
列が発生する。この駆動パルス列によつてトラン
ジスタＳがオンになり、コイルL1に駆動電流が
流れるものである。
上記駆動パルス列はフリツプフロツプ回路F1
のクロツク入力に供給されており、その立上りに
よつて比較回路CMの出力状態の判定が行われ
る。そのため、比較回路CMから出力が発生して
いる間は上記駆動パルス列が発生してコイルL1
が駆動される。
そして誘起電圧が基準電圧vr以下になつて比較
回路CMの出力が停止すると、その後最初に発生
する駆動パルスの立上りによつてフリツプフロツ
プ回路F1の出力が“０”に反転して駆動パルス
列が停止し、コイルL1の駆動が停止する。
以上のように、誘起電圧が基準電圧vrを越えて
いる間コイルに駆動電流が流れるものである。
パルス発生回路PGとして上記の回路を用いる
場合には、ゲート回路G1の出力を第１図のゲー
ト回路Ｇの入力、タイマ回路TMのリセツト入力
およびフリツプフロツプ回路Ｆのセツト入力とす
るものである。
ところで、上記の説明では省略したが、ワンシ
ヨツトパルス発生回路W2の出力幅t2は以下のよ
うに設定してある。コイルL1は駆動パルス列に
よつて駆動されるため、このパルスが途切れたと
きに第４図ｇのようにリンギングｒが通常１ｍｓ
程度生じる。このリンギングの発生中はコイル
L1の誘起電圧が不安定になるため、この間につ
ぎの駆動パルスが発生してフリツプフロツプ回路
F1によつて比較回路CMの出力判定が行なわれる
と、誤動作の危険性がある。そこで誘起電圧が安
定した状態でつぎの駆動パルスが発生するよう
に、ワンシヨツトパルス発生回路W2の出力幅t2
を数ｍｓ程度に設定しておくものである。
なおコイルを駆動する場合には、数ｍｓ程度の
駆動停止時間が存在しても、永久磁石の付勢に影
響はなく、無視できるものである。
上記の実施例では、駆動開始タイミングおよび
駆動停止タイミングを決定する基準電圧vrを同じ
電圧にしたが、両者を異ならせて駆動終了タイミ
ングを調整するようにしてもよい。例えば、基準
電圧をフリツプフロツプ回路F1の出力によつて
第４図ｇのように電圧vr5に切り換えることによ
つて、最後の駆動パルスを発生しなくすることが
できる。これによつて駆動時間のより細かな調整
が可能になるものである。
ところで一般に誘起電圧の振幅は電源電圧の変
動によつて影響を受けるものである。誘起電圧の
振幅が変動すると、基準電圧を越えるタイミング
がずれ、ひいては駆動タイミングおよび駆動時間
の変動を引き起す結果となつてしまう。そこで、
電源変動による影響を小さくするために、基準電
圧vrを、電圧変動の影響が小さな、低めの電圧に
設定しておき、比較回路からの出力を遅延回路
（図示せず）によつて一定時間だけ遅らせ、この
時点から駆動を開始するようにしてもよい。例え
ば、第４図ｇのように、基準電圧を低い電圧vr6
に設定しておくことにより、誘起電圧が電圧vr6
を越えたときに比較回路から出力が発生するが、
これを遅延回路によつて時間t0だけ遅らせてフリ
ツプフロツプ回路F1およびゲート回路G1に供給
するものである。これによつて、電源電圧の変動
による影響を小さくでき、しかも最適のタイミン
グおよび駆動時間でコイルを駆動することができ
るものである。
つぎにパルス発生回路PGの他の例について説
明する。第５図において、F2はフリツプフロツ
プ回路、W3〜W6はワンシヨツトパルス発生回路
で、ワンシヨツトパルス発生回路W4は出力パル
ス幅が可変のプログラマブルワンシヨツト回路を
用いており、ワンシヨツトパルス発生回路W3，
W5，W6のパルス幅はそれぞれt3，T5，t6に設定
してある。CT1はアツプダウンカウンタである。
以上の構成において、カウンタCT1の内容がｕ
になつていてこれによりワンシヨツトパルス発生
回路W2のパルス幅がt4に設定されているものと
する。
そこで誘起電圧が基準電圧vrを越えると、比較
回路CMから第６図ｎのように出力が発生して、
ワンシヨツトパルス発生回路W3がトリガされ、
幅t3のパルスが発生する。このパルスの立下りに
よつてワンシヨツトパルス発生回路W4から幅t4
の駆動パルスが発生し、トランジスタＳがオンに
なつてコイルL1に駆動電流が流れる。この駆動
パルスの立下りによつてワンシヨツトパルス発生
回路W5から幅t5のパルスが発生し、その立下り
によつてフリツプフロツプ回路F2およびワンシ
ヨツトパルス発生回路W6がトリガされる。フリ
ツプフロツプ回路F2のＤ入力には比較回路CMの
出力を供給してあり、この出力状態がフリツプフ
ロツプ回路F2に読み込まれる。すなわち、ワン
シヨツトパルス発生回路W5からのパルスの立下
り時点における誘起電圧のレベルが基準電圧vrを
越えているかどうかの判定が行われる。基準電圧
を越えている場合には、フリツプフロツプ回路
F2の出力が“１”になり、カウンタCT1がアツプ
モードになる。すなわちこの場合には、駆動パル
ス幅が短く、かつ誘起電圧の極大点を中心にして
効率よく発生していないと判定されるものであ
る。
一方、ワンシヨツトパルス発生回路W5からの
パルスの立下りによつてワンシヨツトパルス発生
回路W6から幅t6のパルスが発生し、これがカウ
ンタCT1のクロツク入力となる。これによつてカ
ウンタCT1の内容が一つアツプし、第６図ｐのよ
うに（ｕ＋１）となる。そのためワンシヨツトパ
ルス発生回路W4のパルス幅が前回より長い幅に
設定される。
したがつて次回は、駆動パルス幅が長くなり、
駆動パルスのパルス幅の補正が行われる。
この動作が繰り返されて、カウンタの内容がｍ
になり、駆動パルス幅が第６図ｍのようにt4′に
なつたとする。このときのワンシヨツトパルス発
生回路W5からのパルスの立下り時点における誘
起電圧レベルが基準電圧以下になると、フリツプ
フロツプ回路F2出力が第６図ｏのように“０”
に反転し、カウンタCT1がダウンモードになる。
そのためカウンタCT1の内容が（ｍ−１）にダウ
ンし、次回の駆動パルス幅が１段階短くなる。
したがつて駆動パルス幅はt4′およびそれより
１段階短い幅に交互に切り換えられて安定する。
このように駆動パルス幅が自動的に最適のタイ
ミングで所定幅に安定し、一定の振り角に安定さ
せることができるものである。
なお上記の例では、駆動パルス幅のみを調整す
るようにしたが、これに限らずワンシヨツトパル
ス発生回路W3，W5としてプログラマブルワンシ
ヨツトパルス回路を用い、これらのパルス幅もカ
ウンタCT1の内容に応じて適宜調整するようにし
てもよい。例えば、振子の振り角を小さく設定し
たい場合には、安定状態では誘起電圧の振幅が第
７図ａのように小さく、かつ変化が緩慢になるた
め、時間t3〜t5は同図示のようにやや長めの状態
で安定させる必要がある。また振子の振り角を大
きく設定したい場合には、安定状態では、第７図
ｂのように、誘起電圧の振幅が大きくなり、かつ
その変化も急峻になり、駆動パルスの幅も短くて
よい。そのため、時間t3〜t5は第７図ａのそれに
比べて相対的に短い時間で安定させる必要があ
る。
第７図ａの状態と第７図ｂの状態とでは、時間
t3，t5に対する時間t4の比率が異なり、この比率
を調整することによつて、安定する振り角が設定
されるものである。例えば第７図ｂの状態で安定
させたい場合には、各時間が同図示の比率になる
ようにワンシヨツトパルス発生回路W3〜W5のパ
ルス幅を設定しておき、カウンタCT1の内容に応
じて、この比率を保つて各パルス幅が変更される
ように設定しておく。
そこで以下のようにして時間t3〜t5を自動的に
調整することによつて、所望の振り角に安定させ
るものである。初期状態におけるカウンタCT1の
内容によつてワンシヨツトパルス発生回路W3〜
W5のパルス幅が第７図ｂの値に設定されている
ものとする。この状態で電源を投入すると、振子
が振動を開始するが、最初は振り角が小さいた
め、第７図ａに近い誘起電圧が発生する。そのた
めワンシヨツトパルス発生回路W5からのパルス
の立下り時点では、誘起電圧は基準電圧を越えて
おり、駆動パルス幅が短いと判定されてカウンタ
CT1の内容が１つアツプされ、時間t3〜t5が１段
階長い時間に設定される。この動作が繰り返され
て時間t3〜t5が段階的に増大していく。こうして
駆動パルス幅が次第に増大していくものである
が、これに追随して、振子の振り角がやや遅れて
次第に大きくなつていき、それに連れて誘起電圧
の振幅も増大していく。
そのため、ある時点において駆動パルス幅が過
剰となり、カウンタCT1がダウンモードに切り換
わり、時間t3〜t5が減少していく。これに追随し
て、振子の振り角がやや遅れて小さくなつてい
く。
以上の動作が繰り返されることによつて第７図
ｂの状態に近づいていき、最終的にこの状態で安
定することになる。すなわち、誘起電圧の極大点
において、最適の駆動パルス幅で効率よく駆動が
行われるように自動調整が行われるのである。
ところで、ワンシヨツトパルス発生回路W5の
パルス幅t5は、誘起電圧のレベル判定のタイミン
グが、誘起電圧の最も判定のし易い箇所で行われ
るように設定しておくものであるが、先に述べた
リンギングも考慮して設定してある。
上記の実施例では、駆動開始タイミングを決め
る基準電圧および駆動終了後の誘起電圧レベルの
判定のための基準電圧を同じ電圧vrにしたが、後
者をカウンタCT1の内容に応じて変更するように
してもよい。例えば、基準電圧をワンシヨツトパ
ルス発生回路W4〜W6からの出力パルスが発生し
ている間だけカウンタCT1の内容に応じた電圧に
切り換えるものである。これは、ワンシヨツトパ
ルス発生回路W5のパルス幅を調整することと等
価の意味を有している。
なお電源電圧の変動等を考慮しなければ、ワン
シヨツトパルス発生回路W3は必ずしも必要とせ
ず、比較回路CMの出力を直接ワンシヨツトパル
ス発生回路W4に供給するようにしてもよい。
さらに上記の実施例では、１駆動パルスごとに
カウンタCT1にクロツクパルスを供給するように
したが、例えばカウンタCT1のアツプ／ダウンモ
ードが３駆動パルス連続して一定であつた場合に
初めてカウンタCT1の内容を一つアツプするよう
にしてもよい。ダウンモードの場合も同様であ
る。
この場合には、ワンシヨツトパルス発生回路
W6およびカウンタCT1間に３進のカウンタを設
け、このカウンタをフリツプフロツプ回路F2の
出力レベルが反転するごとにリセツトするように
構成すればよい。これによつて、ノイズ等による
誤動作を防止することができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、一つのコイルによつて永久磁
石を検出および駆動し、コイルの誘起電圧が基準
電圧を越えたときに比較回路から出力を発生さ
せ、この出力に応答してコイルを駆動するととも
に誘起電圧の振幅に応じて基準電圧を制御するよ
うにしたので、誘起電圧の極大点以外において駆
動パルスが発生する不都合を解消することがで
き、常時誘起電圧の極大点において効率よく駆動
されるように自動制御が行われ、永久磁石を安定
した振幅で効率よく駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示した論理回路
図、第２図は第１図の動作説明のための電圧波形
図、第３図は第１図の一部を詳細に示した論理回
路図、第４図は第３図の動作説明のための電圧波
形図、第５図は第３図の他の例を示した論理回路
図、第６図および第７図は第５図の動作説明のた
めの電圧波形図、第８図は従来の駆動回路例を示
した電気回路図、第９図はコイルおよび永久磁石
の関係を示した説明図、第１０図は第９図のコイ
ルから生じる誘起電圧を示した電圧波形図、第１
１図は第８図の欠点を説明するための電圧波形図
である。 L1……コイル、Vr……基準電圧源、CM……比
較回路、Ｆ……フリツプフロツプ回路、PG……
パルス発生回路、TM……タイマ回路、Ｓ……駆
動回路、CT……アツプダウンカウンタ、Ｇ……
ゲート回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石を検出および駆動するコイルと、基
    準電圧が可変の基準電圧源と、上記コイルの誘起
    電圧が上記基準電圧を越えたときに出力を生じる
    比較回路と、この比較回路からの出力発生に応答
    して駆動パルスを発生するパルス発生回路と、上
    記駆動パルスによつて動作し上記コイルに駆動電
    流を流す駆動回路と、上記比較回路の出力を受け
    上記誘起電圧の振幅に応じて上記基準電圧を制御
    する制御回路とからなる電磁駆動回路。 ２ 上記制御回路は、上記比較回路から所定時間
    以内で連続して出力が発生したときに上記基準電
    圧を上昇させる第１の制御回路と、上記比較回路
    から所定時間以上出力が発生しなかつたときに上
    記基準電圧を低降させる第２の制御回路からなる
    特許請求の範囲第１項記載の電磁駆動回路。 ３ 上記制御回路は、上記比較回路からｎ（ｎ＝
    １、２、…）回連続して出力が発生したときに上
    記基準電圧を上昇させる第１の制御回路と、上記
    比較回路から一定時間以上出力が発生しなかつた
    ときに上記基準電圧を低降させる第２の制御回路
    からなる特許請求の範囲第１項記載の電磁駆動回
    路。
JP62051263A 1987-03-06 1987-03-06 電磁駆動回路 Granted JPS63217289A (ja)

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