JPH06235776A - 電子式アナログ時計及びアラーム付電子式アナログ時計 - Google Patents

電子式アナログ時計及びアラーム付電子式アナログ時計

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JPH06235776A
JPH06235776A JP2141593A JP2141593A JPH06235776A JP H06235776 A JPH06235776 A JP H06235776A JP 2141593 A JP2141593 A JP 2141593A JP 2141593 A JP2141593 A JP 2141593A JP H06235776 A JPH06235776 A JP H06235776A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の請求項1は指針と固定電極の間に発
生する静電容量の変化でCR発振回路の発振周波数を変
化させ、この周波数変化を検出することで指針の回転位
置を検出する。本発明の請求項2は請求項1の固定電極
を目安針に置き換える事で指針と目安針の重なり具合を
検出する。 【構成】 本発明は指針と固定電極並びに指針と目安針
の間に生ずる静電容量の変化をCR発振回路の発振周波
数変化で検出する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子式アナログ時計の
指針位置検出装置及びアラーム付電子式アナログ時計
の、目安針と指針の相対位置検出装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電子式アナログ時計に於ける指針
位置検出装置は、例えば特許出願公開昭62−2221
83に述べられている如く、指針と電極の間に生じた容
量変化を時定数の変化に置き換え、指針の位置を検出し
ようとしていた。また、従来のアラーム付電子式アナロ
グ時計に於ける目安針と指針の相対位置検出装置では、
目安針を取り付けた目安筒車と時針を取り付けた筒車の
一方に穴、もう一方に突起を設け、筒車の回転により穴
に突起が落ち込む動作で接点を動かして電気的な信号を
発生させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による指
針位置検出装置を実現しようとすると以下の問題点があ
った。
【0004】時計が内部に有するクロック信号で時定数
の変化を検出判別するには、最低でもクロック信号1パ
ルス分の時間より時定数の変化時間の方が長くなければ
ならない。 一方、時計が内部に有するクロック信号の
周波数の最高値はほとんどの場合水晶振動子の源振周波
数の32kHzである。 従って時定数の変化は30μ
S以上必要になる。 ところで、時定数はT=C*Rで
あらわされる。 従って時定数の変化分ΔTはΔT=Δ
CRで表され、3*10-5≦ΔCR(1式)が成り立つ
必要がある。
【0005】真空中にある2枚の平行板電極で構成され
たコンデンサーの容量は、例えば日刊工業新聞社刊の
「コンデンサ」(著者;衣川 浩平)のP1によればC
=8.855*10-12 *S/t(F)(S;向かい合
う電極面積(m2 )、t;電極間の距離(m))で表さ
れる。 時計は真空中にあるわけではないが、極端な高
湿度雰囲気を除けば空気中でもこの式は成り立つ。 こ
の容量がΔCに相当する。 次に、具体的にこの容量を
計算してみる。 仮に、指針の一つである秒針の巾を
0.2mm、電極と秒針の重なり長さを2mm、秒針と
電極の距離を0.2mmと仮定すると発生する容量の最
大値は0.018pFとなる。 (1式)が成り立つR
の値を求めるとR≧1.7*109 Ω(=1700M
Ω)となる。しかし、現在の所、この値は大きすぎて安
定で時計に内蔵可能な抵抗器を作る事が出来ない。
【0006】次に、従来技術によるアラーム付電子式ア
ナログ時計に於ける目安針と指針の相対位置検出装置で
は目安筒車を筒車に押しつけるばね機構が必要である。
このばね機構は機構自体が複雑であるのみならず、常
時トルクロスが発生し、この為消費電流が増加し、電池
寿命が短くなる。 またトルクロスをカバーする為に運
針用のモーターは高トルク仕様にする必要がある。 ま
た目安筒車に対する目安針、筒車に対する時針の取付方
向をそれぞれ管理する必要があった。 さらに、、この
構成の場合アラーム時刻は筒車で設定されるためきめ細
かく設定する事が出来なかった。 本発明は従来技術に
よるこのような課題を解決し、時計を厚くしたり大きく
したりする事なく、部品点数が少なく、かつモーターに
負荷とならない電子式アナログ時計の指針位置検出装置
及びアラーム付電子式アナログ時計の目安針と指針の相
対位置検出装置を提供する事を狙いとする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明における電子式ア
ナログ時計の指針位置検出装置では、例えばIC回路上
にCR発振回路を設け、このCR発振回路のコンデンサ
ーに、指針と、文字板やガラスに設けた固定電極との間
で形成されるコンデンサーを並列に接続する。 アラー
ム付電子式アナログ時計の、目安針と指針の相対位置検
出装置では、針位置検出に於ける固定電極を目安針に置
き換える。
【0008】
【作用】本発明の電子式アナログ時計に於いて、指針が
固定電極に近づくと指針と固定電極の間で形成されたコ
ンデンサーの容量が増加し、この容量変化がCR発振回
路の発振周波数を変化させる。 この変化によって固定
電極への接近を検出する。
【0009】本発明のアラーム付電子式アナログ時計に
於ける目安針と時刻を示す指針の相対位置検出では、固
定電極を目安針に置き換える事で同様の作用が得られ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づき説明す
る。
【0011】まずアナログ式電子時計への本発明の適用
例を図1〜図6により説明する。
【0012】図1は本発明によるアナログ式電子時計の
第1の実施例で、3針のアナログ式電子時計の指針の一
つである秒針に本発明を適用した場合の構造を示す断面
図並びに回路構成図である。
【0013】以下図1の構成を説明する。11,12,
13は時刻を示す指針であり、それぞれ11は秒針、1
2は分針、13は時針である。それぞれの針は四番車3
1、二番車32、筒車33に固定されていて図の紙面に
対し垂直な面上を回転する。21は固定電極の役割を兼
ねた植字、23は文字板、22は植字21を文字板23
から電気的に絶縁する絶縁体である。なお、植字21は
秒針11の先端が作る回転円内に配置されている。41
は四番車ばねで通常の時計の場合には秒針11の運針む
らを改善する事を目的とするが、本発明では更に導通部
材としての役割も持つ。45は輪列受で四番車31の案
内をする。44はねじで四番車ばね41を輪列受45に
固定する。34は針座である。これまでに述べた構成部
品の内、少なくとも秒針11、植字21、四番車31、
四番車ばね41、導通部材42、43は金属製で電気的
に良導体である。 54は秒針11と植字21の間で形
成されるコンデンサーである。51は例えばIC(図示
せず)上に形成したCR発振回路で、予め作られたコン
デンサー53と抵抗52を内蔵する。秒針11と植字2
1の間で形成されたコンデンサー54は導通部材42,
43でコンデンサー53に並列に接続されている。CR
発振回路51の発振周波数はコンデンサー53、54及
び導通部材42、43の間に生ずる浮遊容量(図示せ
ず)の和の容量と抵抗52の抵抗値と積に反比例する。
なお、CR発振回路の動作は広く知られているのでここ
ではこれ以上説明しない。61はCR発振回路の発振周
波数を別の状態量に変換する変換回路でF−V変換回路
や周波数カウンター等が例として考えられる。
【0014】次に本実施例の動作を説明する。秒針11
は紙面に垂直な面上を1分間に1回転する。秒針11が
植字21に接近するとコンデンサー54の容量は増加す
る。コンデンサー54の容量が増加するとCR発振回路
51の発振周波数が低くなる。この周波数変化を検出す
る事で植字21への秒針11の接近を知る事ができる。
本発明に於いてはコンデンサー53の容量を可能な限
り小さくすれば発振周波数の変化が大きくなりSN比を
改善することが可能になる。 コンデンサー54を構成
する要素が従来例と同じであれば容量の増加分は0.0
18pFである。例えばコンデンサー53の容量を2p
Fとすれば発振周波数は約1%変化する。なお従来例で
問題となったRの値は本発明ではCR発振回路が安定的
に発振が可能な範囲内であればどのような値でもかまわ
ない。既に述べた如く、発振周波数にはコンデンサー5
3、54、導通部材42、43の間に生ずる浮遊容量の
合計の容量が関係するが、これらの容量は周囲の湿度や
指針と固定電極の距離によって変化する。そこで指針の
接近を検出する方法として発振周波数の絶対値を監視す
る以外にその変化量に着目し、変化量が一定以上になっ
たら接近したと判断する方法も考えられる。更に最も接
近した時は周波数変化の符号が反転した時を検出すれば
知ることができる。時計は内蔵した電池をエネルギー源
としている為、指針位置の検出も可能な限り省エネルギ
ー化が望ましい。 そこで指針位置を指針の回転毎に監
視する必要がある場合にはCR発振回路を間欠的に動か
す方法も考えられる。具体的には指針の毎運針後一定の
期間のみ発振させて検出動作をさせる方法や、指針が固
定電極に最も接近する時刻を予測してその直前に検出動
作を開始し、指針が通り過ぎたら検出動作を前記予測時
刻までストップさせする方法などが考えられる。 本実
施例に於いては秒針への導通経路として四番車ばねを用
いたが要は秒針にコンデンサーの一つの端子が導き得る
ものであればどんな構造でも代用は可能で、例えば導通
部材42を文字板23に導き、文字板23→針座34→
筒車33→二番車32→四番車31→秒針11という経
路や輪列受45がプラスチック製であれば四番車の軸受
部に金属製の軸受(図示せず)を挿入しその軸受に導通
部材42を導く経路、又、輪列受45が金属製の場合に
は四番車の軸受部にリング状の絶縁物(図示せず)を挿
入しその内側に金属製の軸受(図示せず)を挿入し導通
部材42を導く経路、更に四番車以外の歯車からの経路
も考えられる。
【0015】本実施例で従来の時計に対し追加が必要に
なる部品の内、ICに作り込めないのは植字の周囲の絶
縁体22、導通部材42、43のみである。
【0016】図2に本発明の第二の実施例を示す。図2
の第二の実施例では第一の実施例に比べ分針121が長
くなっており、秒針11と分針121の両方の先端の回
転円内に植字21が配置されている。この実施例では第
一の実施例に加え少なくとも二番車32、分針121は
金属製である。この実施例ではコンデンサー54とコン
デンサー541の和の容量は分針121と秒針11の両
方の動きに対応し、発振周波数から二つの針の情報が得
られる。
【0017】図3に本発明の第三の実施例を示す。この
実施例では時針131の回転円の内側に固定電極211
を設けている。これまでの実施例では固定電極は植字が
兼用していたが、固定電極は植字に限る必要はない。一
般に植字は時針の回転円の外側にあり、植字を固定電極
にした場合は検出できる指針は秒針と分針に限られる。
そこでこの実施例では時針の回転円内に植字とは別の
固定電極211を設け、針3本の動き全てを検出を可能
にしている。
【0018】図4に本発明の第四の実施例を示す。この
実施例は構造的には第二の実施例と第三の実施例の組み
合わせであるが、固定電極を2つ設けた理由は、固定電
極が211のみで、時針131の幅が広く、かつ固定電
極211が四番車の中心に近い場合、時針131は他の
2本の針に比べ動きが遅いのでこの時針131が固定電
極211を覆っている時間が長くなり時針より上にある
秒針や分針の接近信号が得難くなる事がある為である。
【0019】図5に本発明の第五の実施例を示す。この
実施例は第四の実施例に対し第二のCR発振回路511
及び第二の変換回路611を設けている。この構成の場
合には時針と他の針の動きを独立に把握する事が可能に
なる。ところで図5には二つのCR発振回路が記述され
ているがCR発振回路を一つにして導電部材43と43
1をスイッチ(図示せず)で切り換えて同等の情報を得
る方法も考えられる。
【0020】図6に本発明の第六の実施例を示す。この
実施例はガラス47に透明な導電膜や蒸着による金属膜
で固定電極212を設けた構成になっている。動作は既
に述べた実施例と同様である。
【0021】この他、文字板が液晶パネルに置き変わっ
た構造の時計に於いてはそのパネルガラスの上に固定電
極を設ける事も考えられる。
【0022】次にアラーム付電子式アナログ時計への本
発明の適用例を図7〜図8により説明する。
【0023】図7に請求項2に関する本発明の第一の実
施例を示す。
【0024】71は目安針で目安筒車81に固定されて
いる。221は筒車33と目安筒車81を絶縁する絶縁
リングである。目安筒車81と目安針71は金属製で良
導体である。本実施例は請求項1の第一の実施例に於け
る植字を目安針に置き換えた物で動作原理や他の構成要
素は同じである。
【0025】図8に請求項2に関する第二の実施例を示
す。
【0026】本実施例は請求項2の第一実施例と請求項
1の第二実施例を重ね合わせた物である。本実施例では
植字21を文字板上の12箇所の正時位置に配置すれば
分針の位置を植字で5分毎に検出する事で2つの変換回
路の出力の組み合わせで5分刻みの目安時刻設定が可能
になる。
【0027】また、上記12箇所の植字の内12時位置
の植字のみ他の植字と独立させ、さらに専用のCR発振
回路を設ければ、5分刻みの時刻設定に加えて0秒設定
も可能になる。
【0028】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば僅かな
部品の追加によって針位置検出並びに目安針の位置検出
が可能になる。従って、従来の時計の形や大きさを損な
う事無く本技術を実現できる。また、目安針位置検出に
於いては筒車に対する負荷トルクを軽減できるので時計
の耐久性、電池寿命の改善やモータの軽トルク仕様への
移行が可能になる。更に目安筒車に対する目安針、筒車
に対する時針の取付方向の合わせが不要になる。
【0029】なお、針位置検出は例えばコンビネーショ
ンウォッチに於けるアナログ時計とデジタル時計の同期
やアナログ多軸時計に内蔵された複数の時計の同期に応
用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の請求項1に関する第一実施例の断面
図並びに回路構成図。
【図2】 本発明の請求項1に関する第二実施例の断面
図。
【図3】 本発明の請求項1に関する第三実施例の断面
図。
【図4】 本発明の請求項1に関する第四実施例の断面
図。
【図5】 本発明の請求項1に関する第五実施例の断面
図並びに回路構成図。
【図6】 本発明の請求項1に関する第六実施例の断面
図。
【図7】 本発明の請求項2に関する第一実施例の断面
図並びに回路構成図。
【図8】 本発明の請求項2に関する第二実施例の断面
図並びに回路構成図。
【符号の説明】
11・・・指針の一つである秒針 12、121・・・指針の一つである分針 13、131・・・指針の一つである時針 21、211・・・植字 212・・・ガラスに設けた電極 22、221・・・絶縁体 23・・・文字板 31・・・四番車 32・・・二番車 33・・・筒車 34・・・針座 41・・・四番車ばね 42、43、431・・・導通部材 44・・・ねじ 45・・・輪列受 47・・・ガラス 51、511・・・CR発振器 52・・・抵抗 53、54、55、541・・・コンデンサー 61・・・変換回路 71・・・目安針 81・・・目安筒車

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、導電性の固定電極(以降、
    固定電極と記す)、時刻を示す金属性の指針(以降、指
    針と記す)、CR発振回路、2つの接続部材からなり、
    電気的には、前記固定電極と前記指針が絶縁されてお
    り、前記2つの接続部材は前記固定電極及び前記指針を
    前記CR発振回路の構成要素であるコンデンサーの2つ
    の端子に導通させ、平面レイアウト的には、前記固定電
    極の少なくとも一部が前記指針先端の回転円と重なる事
    を特徴とする電子式アナログ時計。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の固定電極が金属性の目安
    針に置き換えられたことを特徴とするアラーム付電子式
    アナログ時計。
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