JPH07159552A

JPH07159552A - 電子時計

Info

Publication number: JPH07159552A
Application number: JP30826893A
Authority: JP
Inventors: Susumu Aizawa; 進相澤; Hisaaki Yasukawa; 尚昭安川; Hajime Ugata; 肇宇賀田; Takashi Ikegami; 隆池上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】秒針の１ステップ毎の回転条件を適正化し
て、低消費電力化が可能な電子時計を実現すること。【構成】電子時計１において、駆動回路３０は、ステ
ップモータ４０に対して秒針６１を１ステップ毎に５ｍ
ｓｅｃ．を越える時間をかけて回転させる櫛歯状の間欠
信号を送出して、ロータ４２を低速回転させる。秒針６
１の基部６１２には、外乱による飛びを防止するための
錘部６１３が張り出している。ロータ４２の慣性モーメ
ントと、それと反対方向に回転する五番車５１の慣性モ
ーメントとは同等に調整して、外乱によるロータ４２の
ずれを防止してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子時計に関し、特
に、その低消費電力化技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子を時間基準として用いたいわ
ゆる水晶腕時計のうち、指針表示式のアナログ水晶腕時
計では、図１に示すように、ステップモータ４０内に、
永久磁石製のロータ４２を挟んでステータ４３が配置さ
れ、駆動回路３０から出力された信号によって、ステー
タ４３は、Ｎ極、Ｓ極に励磁されて、ロータ４２を１８
０°ずつ回転させる。ロータ４２には、輪列５０が接続
しており、その四番車５２に取り付けられている秒針６
１は、１秒毎に６°ずつ間欠的に回転する。この回転を
駆動するにあたって、駆動回路３０は、図１１に示すよ
うに、１秒毎に電流の流れが反転するパルス信号を送出
している。ここで、電子時計においては、外乱による針
の飛びなどを防止するために、ロータ４２の引きトルク
を十分に大きな値に設定しているので、これに打ち勝っ
て、ロータ４２を回転させるための駆動力も大きくする
必要がある。このため、従来では、ロータ４２の駆動信
号の波高値を電源電圧である１．５８Ｖに設定すると共
に、そのパルス幅を約２ｍｓｅｃ．に設定し、ロータ４
２を５ｍｓｅｃ．以下の速度で間欠的に高速回転させる
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように構成したア
ナログ水晶腕時計では、時計全体の消費電力の殆どが上
記の電気機械変換機構で消費されるにもかかわらず、そ
の駆動条件の適正化が十分に図られていないため、電子
時計の長寿命化、それに用いる電池の小型化・薄型化を
達成できないという問題点がある。すなわち、上記のよ
うに、外乱によって、秒針６１に飛びが発生しないよう
に、ステップモータ４０のロータ４２に対する引きトル
クを高めてあるので、秒針６１を高速で回転させて、大
きなトルクを与えており、ステップモータ４０での消費
電力が高いという問題点があった。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
秒針の１ステップ毎の回転条件を適正化して、低消費電
力化が可能な電子時計を実現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る電子時計では、計時信号に基づいて作
動する駆動回路と、この駆動回路から送出された駆動信
号によって駆動されるステップモータと、このステップ
モータからの回転駆動力を輪列を介して伝達して、秒針
を１ステップずつ間欠的に回転させる駆動力伝達系と、
秒針を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越える時間をか
けて回転させる手段とを設けた構成にしてある。

【０００６】ここで、駆動回路を、駆動信号として間欠
信号を送出する構成にして、秒針を１ステップ毎に約５
ｍｓｅｃ．を越える時間をかけて回転させる。また、駆
動回路には、間欠信号に代えて、電源電圧未満の低電圧
信号を駆動信号として送出するための降圧回路を設けて
もよい。

【０００７】本発明の別の形態では、ステップモータと
して、ステータ側に形成された浅い内ノッチなどを利用
して、ロータに対する引きトルク低減手段を構成して、
秒針を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越える時間をか
けて回転させる。

【０００８】また、駆動信号を間欠信号または低電圧信
号とするとともに、引きトルク低減手段を組み合わせ
て、秒針を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越える時間
をかけて回転させてもよい。

【０００９】本発明では、外乱などによって、停止期間
中の秒針に飛びなどが発生しないように、輪列のうち、
秒針がその回転軸を介して直結された歯車と、秒針とか
らなる回転部材において、秒針の軸線方向における重心
位置を回転軸上に設定することが好ましい。この回転軸
上に重心位置を設定するためには、秒針本体の回転軸に
対する重心位置の偏りを、たとえば、秒針の基部側に設
けたバランサによって補正すればよい。また、秒針本体
の重心位置の偏りは、歯車側の重量バランスを調整する
ことによっても補正することができる。

【００１０】本発明において、回転動作中に加わった外
乱などによって、ロータに位置ずれが発生しないよう
に、ステップモータのロータの慣性モーメントと、輪列
のうち、ロータと反対方向に回転するいずれかの歯車の
慣性モーメントとを同等の値に合わせることが好まし
い。

【００１１】

【作用】本発明の作用を、秒針の間欠回転動作における
回転速度と、トルクとの関係、さらに、エネルギー効率
との関係から説明する。

【００１２】まず、電子時計の秒針を１ステップ毎に所
定の時間で回転させるときのトルクＴは、以下に示すと
おり、ロータの慣性Ｉ、エネルギーＵ、ロータの回転角
Θ、ロータが１８０°回転するのに要する時間ｔとして
表される。ここで、秒針を１ステップ毎に６°ずつ回転
させる動作は、ロータをπ／２の角度で回転駆動する動
作に相当する。なお、従来の一般的な駆動条件では、ロ
ータの慣性Ｉが０．６ｍｇｆｍｍ² 、回転角Θがπ／
２、回転に要する時間ｔが５ｍｓｅｃ．である。

【００１３】Ｔ＝Ｕ／Θ Ｕ＝Ｉ・ω² ／２＝Ｉ・Θ² ／２（ｔ／２）² Ｔ＝２Ｉ・Θ／ｔ² Ｉ＝０．６ｍｇｆｍｍ² Θ＝π／２ｔ＝５ｍｓｅｃ． ∴ Ｔ＝０．７５ｄｙｎ・ｃｍこの条件で駆動効率を求めると、以下のとおりになる。

【００１４】まず、入力エネルギーＵ1 （但し、駆動電
流ｉは、０．４μＡ）を求める。

【００１５】Ｕ₁ ＝Ｗｓｅｃ＝Ｖ・Ａｓｅｃ＝１．５８ｖ × ０．４μＡｓｅｃ＝０．６２３ μＷｓｅｃ．＝０．６２３ μＪ次に、出力エネルギーＵ₂ （但し、慣性Ｉは、０．６ｍ
ｇｆｍｍ2 、ロータが１８０°回転するのに要する時間
ｔは、５ｍｓｅｃ．）を求める。

【００１６】Ｕ₂ ＝Ｉ・ω² ／２＝Ｉ・（Θ／ｔ）² ／２＝０．１１８×１０^-6 Ｎ・ｍ＝０．１１８ μＪよって、駆動効率ηは、Ｕ₂ ／Ｕ₁ として求まり、約
０．１９（１９％）である。

【００１７】ここで、効率ηが一定とした場合、出力エ
ネルギーＵ₂ を小さくすれば、入力エネルギーＵ₁ も少
なくて済む。そこで、本発明では、Ｕ＝Ｔ・Θである出
力エネルギーを低減するため、トルクＴを低減するにあ
たり、ロータの１８０°の回転に要する時間ｔを長く設
定する。たとえば、ロータの１８０°の回転に要する時
間ｔを２倍にすると、上記の式よりトルクＴは、１／４
で済み、出力エネルギーが減少し、入力エネルギーも少
なくてすむため、結果として消費電流も少なくなりステ
ップモータの低消費電流化が実現できるものである。

【００１８】ここで、ロータを遅く回転させるために
は、ロータに対する引きトルクを小さくしておけばよ
い。

【００１９】一方、引きトルクを小さくすると、外乱の
影響を受けやすくなり、針の間欠回転が不安定化する。
すなわち、針の回転時および停止時の安定性が損なわれ
る。しかし、本発明では、秒針の重心バランスを調整し
て、停止時の安定性を確保し、またはステップモータの
ロータの慣性モーメントと、ロータと反対方向に回転す
る歯車の慣性モーメントとのバランスを調整しているの
で、回転中の安定性を確保できる。

【００２０】

【実施例】つぎに、添付図面を参照して、本発明の実施
例を説明する。

【００２１】（全体構成）図１は、本例の電子時計の全
体構成を示す概略構成図である。

【００２２】この図において、本例の電子時計１は、指
針表示式のアナログ水晶腕時計であり、水晶振動子２０
から送出された計時信号に基づいて、ステップモータ４
０に対し、１秒毎に電流の流れが反転する駆動信号を送
出する駆動回路３０を有する。ステップモータ４０は、
一体ステータ型のモータであって、２極に着磁された永
久磁石製のロータ４２と、このロータ４２が配置される
筒状の穴部を有する一体のステータ４３と、コイル４１
を巻いた継鉄４４からなるコイルブロックとから構成さ
れている。

【００２３】このような構成の電子時計１では、駆動回
路３０が、秒針６１を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を
越える時間をかけて回転させる手段として、後述すると
おり、櫛歯状の駆動信号、または電源電圧（約１．５８
ｖ）を降圧した低電圧信号を駆動信号として送出するよ
うになっている。また、秒針６１が低速、低トルク回転
可能なように、ステップモータ４０では、ロータ４２に
対する引きトルクを低減するための手段として、内ノッ
チ４３３、４３４を浅くしてある。

【００２４】ここで、ロータ４２に対する引きトルクを
小さくすると、外乱の影響を受けて間欠回転動作が不安
定化する。この対策として、本例では、秒針６１がその
軸５２１を介して直結された四番車５２と、秒針６１と
からなる回転部材６０では、秒針６１の軸線方向におけ
る重心位置が軸５２１上にあるように秒針６１を設計し
てある。なお、回転部材６０の重量バランスを四番車５
２の側で調整してもよい。あるいは、秒針６１および四
番車５２の双方で調整することもできる。さらに、本例
では、ステップモータ４０のロータ４２の慣性モーメン
トと、ロータ４２と反対方向に回転する歯車としての五
番車５１の慣性モーメントとのバランスを調整して、外
乱によって加わる力を打ち消してある。

【００２５】（ステップモータの構成）ステータ４３に
は、図２に示すように、ロータ４２の中立点Ｐ１、静的
安定位置Ｐ２および動的安定位置Ｐ３を規定するため
に、磁気飽和部を形成する外ノッチ４３１、４３２と、
引きトルクを得るための内ノッチ４３３、４３４とが形
成されており、これらの内ノッチ４３３、４３４によっ
てロータ４２に対する引き位置および引き方向が規定さ
れることになる。すなわち、ロータ４２の径方向に形成
されている磁極Ｎ、Ｓの角度位置と、引きトルクの大き
さおよび方向とは、図３に示すような関係にあり、中立
点Ｐ１では、ロータ４２に対する引きトルクが反時計回
りの方向ＣＣＷから時計回りの方向ＣＣＷへと反転し、
中立点Ｐ１では、ロータ４２に対する引きトルクが０で
ある。従って、中立点Ｐ１の手前では、反時計回りの方
向ＣＣＷの引きトルクがロータ４２を戻す力として作用
するのに対して、中立点Ｐ１を越えると、時計回りの方
向ＣＷの引きトルクがロータ４２を進める力として作用
する。なお、中立点Ｐ１では、ロータ４２の磁極Ｎ、Ｓ
を内ノッチ４３３、４３４に対峙させても、ロータ４２
は、そこで静止するが、この位置では、ロータ４２にわ
ずかな回転力が加わっても、いずれかの静的安定位置Ｐ
２に向けて容易に回転する。

【００２６】ここで、ロータ４２に対する引きトルク
は、内ノッチ４３３、４３４の深さδが深い程、大き
い。従って、本例の電子時計１では、内ノッチ４３３、
４３４の深さδが深いと、秒針６１を遅く回転させるこ
とができないので、ステップモータ４０には、内ノッチ
４３３、４３４を浅くした低引きトルク構造（引きトル
ク低減手段）を採用してある。

【００２７】静的安定位置Ｐ２は、内ノッチ４３３、４
３４の形成位置に対して約９０°の角度をなす位置であ
り、磁気抵抗が最小の位置であって、モータに組み込ん
だロータ４２は、そこで停止する。

【００２８】動的安定位置Ｐ３は、外ノッチ４３１、４
３２の形成位置に対して約９０°の角度をなす位置であ
って、コイル４１に電流を流すと、ロータ４２の磁極
Ｎ、Ｓは、動的安定位置Ｐ３に向かって回転する。ここ
で、ロータ４２を回転可能にするためには、静的安定位
置Ｐ２と動的安定位置Ｐ３とが所定の角度距離を隔てた
位置にある必要がある。

【００２９】また、ロータの磁力を弱めることにより、
引きトルクを低減してもよい。

【００３０】（輪列および秒針細部の構成）図１および
図４に示すように、ロータ４２には、かなを介して、五
番車５１、四番車５２、三番車５３、二番車５４、日の
裏車５５、筒車５６からなる輪列５０を用いた駆動力伝
達系２が接続しており、そのうち、四番車５２の軸５２
１の先端には秒針６１が固定され、二番車５４の円筒軸
の先端には分針６２が固定されている。また、筒車５６
の円筒軸の先端には、時針６３が固定されている。ここ
で、ロータ４２に対する五番車５１の減速比は、１／６
に設定され、この五番車５１に対する四番車５２の減速
比は、１／５に設定されている、このため、ロータ４２
が１秒おきに１８０°ずつ間欠的に回転することによっ
て、秒針６１は、６°ずつ間欠的に回転する。

【００３１】本例では、図５に示すように、秒針６１お
よび四番車５２とからなる回転部材６０では、秒針６１
の軸線方向において、指示部６１１の側と基部６１２の
側との重量バランスの中心位置が軸５２１上にあるよう
に、秒針６１の基部６１２の側に錘部６１３が側方に張
り出している。すなわち、秒針本体（錘部６１３を除い
た秒針６１）は、重量が５ｍｇｆで、３ｍｇｆｍｍのア
ンバランスがあり、このアンバランスを、錘部６１３
は、補正している。

【００３２】その目的は、外乱などによって、一方向の
回転モーメントが秒針６１に加わっても、それを秒針６
１の両側で打ち消して、停止期間中の秒針６１に飛びな
どが発生することを防止するためである。

【００３３】なお、回転部材６０の重心位置を調整する
にあたっては、図５に破線で示すように、四番車５２の
側において、基部６１２に対応する側にバランサとして
の錘部６１０を設けてもよい。また、四番車５２の側に
おいて、指示部６１１に対応する側に切り欠きなどを形
成して、その部分を軽くすることによって、バランスの
調整を行ってもよい。

【００３４】（五番車とロータの慣性モーメントの関
係）本例では、ロータ４２の慣性モーメントと、輪列５
０のうち、ロータ４２と反対方向に回転する五番車５１
の慣性モーメントとを同等の値になるように合わせてあ
る。すなわち、従来の輪列では、ロータ４２、五番車５
１、四番車５２および秒針６１の慣性モーメントは、慣
性をＩ、減速比をＺＺとしたときに、Ｉ・（ＺＺ）2 で
表され、以下に示す値である。

【００３５】慣性Ｉ減速比Ｉ・（ＺＺ）2 （mgf ・mm2 ）ＺＺ（mgf ・mm2 ）針６０１／３００．０６７四番車１０１／３００．０１１五番車４１／６０．１１１ロータ０．７１０．７０ここで、慣性モーメントの総和は、０．８９ｍｇｆｍｍ
2 であるのに対して、四番車５２および秒針６１の慣性
モーメントは、極めて小さいので、慣性モーメントのバ
ランスに関し、影響を無視できる。また、分針６２およ
び時針６３は、秒針６１に比して重いが、減速比が大で
あるため、その慣性モーメントも無視できる。それ故、
本例では、ロータ４２と、それとは逆の方向に回転する
五番車５１との関係のみに注目して、それらの慣性モー
メントを同等の値に設定してある。すなわち、ロータ４
２の慣性力をＩa 、五番車５１の慣性力をＩb 、ロータ
４２と五番車５１との回転比をｍ：１としたときに、以
下の条件を満たすような部品を用い、場合によっては、
五番車５１の側にバランサなどを追加する。

【００３６】ｍ2 ・Ｉa ＝Ｉb その目的は、回転動作中に外乱が加わって、一方向の回
転モーメントが加わっても、それをロータ４２と五番車
５１との間で打ち消して、ロータ４２に位置ずれが発生
することを防止するためである。

【００３７】なお、ロータ４２と反対方向に回転する歯
車として、ロータ４２と三番車５３との間で慣性モーメ
ントのバランスを調整してもよい。

【００３８】（駆動回路の構成）図６は、本例の電子時
計の駆動回路の要部の構成を示す回路図、図７は、駆動
回路における制御信号および駆動信号の波形図である。

【００３９】駆動回路３０には、２つのＰｃｈＭＯＳ・
ＦＥＴ３１、３３と、２つのＮｃｈＭＯＳ・ＦＥＴ３
２、３４とが構成されており、それらのゲートが入力端
子３１１、３２１、３３１、３４１になっている。ここ
で、各ＭＯＳ・ＦＥＴの接続点に対してコイル４１が接
続されている。この駆動回路３０では、水晶振動子２０
から送出された計時信号を分周、波形整形した制御信号
によって、ＰｃｈＭＯＳ・ＦＥＴ３１、３３、ＮｃｈＭ
ＯＳ・ＦＥＴ３２、３４を駆動する。すなわち、入力端
子３１１には、図７（ａ）に示す制御信号Ｐ１が印加さ
れ、入力端子３２１には、図７（ｂ）に示す制御信号Ｐ
２が印加される。また、入力端子３３１には、図７
（ｃ）に示す制御信号Ｐ３が印加され、入力端子３４１
には、図７（ｄ）に示す制御信号Ｐ４が印加される。こ
こで、制御信号Ｐ１、Ｐ３は、１秒毎に電流の流れが反
転するパルス幅が２ｍｓｅｃ．よりもやや長いパルス信
号であり、いずれの制御信号も、送出周期が２秒であ
り、これらの制御信号に対して、制御信号Ｐ２、Ｐ４
は、同期している。

【００４０】駆動回路３０において、ステップモータ４
０の非駆動時（時刻ｔ０〜ｔ１）には、いずれの入力端
子もＬｏｗになっているため、コイル４１には電流が流
れない。この状態から、時刻ｔ１で、入力端子３１１、
３２１をＨｉｇｈにすると、コイル４１に矢印Ａの電流
が流れる。次に、時刻ｔ２で、入力端子３１１、３２１
をＬｏｗに戻すと、コイル４１に流れる電流が遮断さ
れ、以降、時刻ｔ２〜ｔ３では、いずれの入力端子もＬ
ｏｗになり、電流は、コイル４１に流れない。次に、時
刻Ｔ３で、入力端子３３１、３４１をＨｉｇｈにする
と、コイル４１に矢印Ｂの電流が流れ、ステップモータ
４０を駆動可能である。

【００４１】ここで、図７に示すように、制御信号Ｐ
２、Ｐ４は、パルス幅が０．５ｍｓｅｃ．の櫛歯状の間
欠信号になっており、この間欠信号に基づいて、コイル
４１に印加される駆動電圧Ｐ５（駆動信号）は、図７
（ｅ）に示すように、パルス幅が０．５ｍｓｅｃ．の櫛
歯状の間欠信号になっている。なお、駆動電圧Ｐ５の波
高値は、電池の出力電圧（ＶDDに相当する。）に相当
し、１．５８ｖである。

【００４２】（秒針の運針動作）このように構成した電
子時計１のステップモータ４０では、コイル４１に駆動
電圧Ｐ５が印加されて、ステータ４２にＮ極、Ｓ極が励
磁されると、図８（ａ）に示すように、ロータ４２の磁
極Ｎ、Ｓに対する反発力ＴD によって、ロータ４２は、
回転して、磁極Ｎ、Ｓが静的安定位置Ｐ２から外ノッチ
４３１、４３２の形成位置に移動する。この間、磁極
Ｎ、Ｓに対する引き力（復元力）をＫm とすると、反発
力ＴD は、引き力Ｋm に比して大きい。

【００４３】次に、図８（ｂ）に示すように、ロータ４
２の磁極Ｎ、Ｓが外ノッチ４３１、４３２の形成位置か
ら中立点Ｐ１に移動する間では、ロータ４２の磁極Ｎ、
Ｓに対する吸引力ＴD が磁極Ｎ、Ｓに対する引き力（復
元力）Ｋm に比して大きい。次に、図８（ｃ）に示すよ
うに、ロータ４２の磁極Ｎ、Ｓが中立点Ｐ１から動的安
定位置Ｐ３に移動する間では、ロータ４２の磁極Ｎ、Ｓ
に対する吸引力ＴDに、磁極Ｎ、Ｓに対する引き力（復
元力）Ｋm が加わる。また、図８（ｄ）に示すように、
ロータ４２の磁極Ｎ、Ｓが動的安定位置Ｐ３から静的安
定位置Ｐ２に移動する間、引き力Ｋm は、吸引力ＴD に
比して大きい。

【００４４】ここで、ロータ４２は、その磁極Ｎ、Ｓが
中立点Ｐ１を過ぎれば、外部からトルクを加えなくて
も、慣性力によって静的安定位置Ｐ２まで回転するた
め、ステップモータ４０に加えられる駆動電圧Ｐ５は、
図７（ｅ）に示したように、ロータ４２の磁極Ｎ、Ｓが
静的安定位置Ｐ２から中立点Ｐ１に到達する９０°の角
度範囲を移動するのに要する時間のみ印加すれば十分で
ある。

【００４５】このような運針動作において、本例の電子
時計１では、コイル４１に印加される駆動信号（駆動電
圧Ｐ５）は、櫛歯状の間欠的な信号であるため、そのパ
ルス比をｎ：１とすると、その実効的な電圧は、波高値
の１／ｎ倍になる。従って、秒針６１は、１ステップに
おいて従来の５ｍｓｅｃ．よりも長い時間をかけて低速
回転するため、そのトルクＴが小さいので、消費電力が
小さくて済む。この場合でも、ロータ４２に対する引き
トルクを低減してあるため、秒針６１およびロータ４２
の回転に支障がない。なお、秒針６１の角速度が低くな
っても、従来の秒針の動きとの相違は、肉眼では感じら
れない程度である。

【００４６】また、本例では、ロータ４２への引きトル
クが小さく、また、秒針６１が１ステップ毎に回転する
のに要する時間が長くなるため、ロータ４２は、その間
に加わった外乱の影響を受けやすいことになるが、ロー
タ４２と五番車５１との間で慣性トルクのバランスを調
整してあるので、外乱に起因する回転モーメントを双方
が打ち消し合う。さらに、秒針６１の基部６１２の側に
錘部６１３を形成して、秒針６１の軸線方向におけるバ
ランスを調整してあるため、秒針６１の停止中に外乱が
加わっても、外乱に起因する回転モーメントを秒針６１
自身で打ち消す。それ故、本例の電子時計１は、低消費
電力化の弊害がなく、安定した機能を発揮する。

【００４７】（駆動回路の変形例）なお、駆動回路つい
ては、図９に示す回路構成を採用してもよく、この駆動
回路からステップモータ４０に送出される駆動信号の波
形図は、図１０に示すとおりである。

【００４８】図９に示す駆動回路３０ａも、２つのＰｃ
ｈＭＯＳ・ＦＥＴ３１、３３と、２つのＮｃｈＭＯＳ・
ＦＥＴ３２、３４を有し、それらのゲートが入力端子３
０１、３０２になっている。また、各ＭＯＳ・ＦＥＴの
接続点に対して、ステップモータ４０のコイル４１が接
続されている。

【００４９】この駆動回路３０ａでは、入力端子３０１
に対し、図１０（ａ）に示す制御信号Ｐ１１が印加さ
れ、入力端子３０１には、図１０（ｂ）に示す制御信号
Ｐ１２が印加される。ここで、制御信号Ｐ１１と、制御
信号Ｐ１２とは、１秒毎に電流の流れが反転するパルス
幅が２ｍｓｅｃ．よりもやや長いパルス信号であり、い
ずれの制御信号も、送出周期が２秒である。

【００５０】さらに、本例の駆動回路３０ａには、２つ
のＮｃｈＭＯＳ・ＦＥＴ３６、３７と、３つの抵抗３８
１、３８２、３８３とによって構成された降圧回路３０
０が形成されており、ＮｃｈＭＯＳ・ＦＥＴ３６、３７
のゲートが入力端子３６１、３７１になっている。ここ
で、入力端子３６１にも、図１０（ａ）に示す制御信号
Ｐ１１が印加され、入力端子３７１には、図１０（ｂ）
に示す制御信号Ｐ１２が印加される。

【００５１】従って、ステップモータ４０には、図１０
（ｃ）に示す駆動信号が印加され、コイル４１には、電
流Ａと電流Ｂとが間欠的に交互に流れる。ここで、コイ
ル４１には、降圧回路３００が直列に構成されているた
め、コイル４１に印加される駆動電圧Ｐ１５（制御信
号）は、電池の出力電圧（ＶDDに相当する）である１．
５８ｖから降圧された低電圧である。それ故、秒針６１
は、遅く回転し、トルクが小さいので、消費電力が小さ
くて済む。

【００５２】また、図１１に示すような従来の一般的な
比較的高い電圧を持つ駆動信号を与える場合でも、本発
明の引きトルク低減手段を講じておけば、前述した中立
点までのＣＣＷの引きトルクに打ち勝ってロータを回転
させるエネルギーも少なくて済むことになり、与える駆
動信号のパルスの幅を短くすることができ、中立点を越
えた後はロータを進める（引き寄せる）力も弱く働くた
め、ロータはゆっくり回転し、出力トルクが低減するこ
とになる。そのため、前述の式から明らかなように入力
エネルギーも少なくて済み、ステップモータの低消費電
流化を図ることができるものである。

【００５３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る電子時計に
おいては、秒針を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越え
る時間をかけて回転させる手段として、間欠信号または
低電圧信号を送出する駆動回路、またはロータに対する
引きトルク低減手段を有することに特徴を有する。従っ
て、本発明によれば、秒針を低速、低トルクで回転駆動
するため、低消費電力化を図ることができ、電子時計の
長寿命化、それに用いる電池の小型化・薄型化を達成で
きる。

【００５４】本発明において、秒針とそれが接続する歯
車とからなる回転部材に対し、秒針の軸線方向における
重心位置を調整した場合には、低トルク化を図っても、
秒針の停止中に加わった外乱に起因する針飛びが発生し
ない。

【００５５】また、ステップモータのロータの慣性モー
メントと、ロータと反対方向に回転する歯車の慣性モー
メントとのバランスを調整した場合には、低トルク化を
図っても、秒針の回転中に加わった外乱に起因するロー
タのずれが発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子時計の全体構成を示す概略構成図である。

【図２】電子時計に用いたステップモータの構成を示す
概略構成図である。

【図３】電子時計に用いたステップモータにおけるロー
タの角度位置と引きトルクとの関係を模式的に示すグラ
フ図である。

【図４】電子時計に用いた輪列の構成を示す概略構成図
である。

【図５】本発明の実施例に係る電子時計の秒針および歯
車の構成を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施例に係る電子時計の駆動回路の要
部の構成を示す回路図である。

【図７】図６に示す駆動回路の制御信号および駆動信号
の波形図である。

【図８】電子時計に用いたステップモータの回転動作を
示す説明図である。

【図９】図６に示す駆動回路の変形例を示す回路図であ
る。

【図１０】図９に示す駆動回路の制御信号および駆動信
号の波形図である。

【図１１】従来の電子時計における駆動信号の波形図で
ある。

【符号の説明】

１・・・電子時計３０、３０ａ・・・駆動回路４０・・・ステップモータ４１・・・コイル４２・・・ロータ４３・・・ステータ５０・・・輪列３１、３３・・・ＰｃｈＭＯＳ・ＦＥＴ３２、３４・・・ＮｃｈＭＯＳ・ＦＥＴＰ５、Ｐ１５・・・駆動電圧（駆動信号）６１３・・・錘部３００・・・降圧回路６１０・・・バランサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池上隆長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計時信号に基づいて作動する駆動回路
と、この駆動回路から送出された駆動信号によって駆動
されるステップモータと、このステップモータからの回
転駆動力を輪列を介して伝達して、秒針を１ステップず
つ間欠的に回転させる駆動力伝達系と、前記秒針を１ス
テップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越える時間をかけて回転さ
せる手段とを備えていることを特徴とする電子時計。
【請求項２】計時信号に基づいて作動する駆動回路
と、この駆動回路から送出された駆動信号によって駆動
されるステップモータと、このステップモータからの回
転駆動力を輪列を介して伝達して、秒針を１ステップず
つ間欠的に回転させる駆動力伝達系とを有し、前記駆動
回路は、前記駆動信号として、前記秒針を１ステップ毎
に約５ｍｓｅｃ．を越える時間をかけて回転させる間欠
信号を送出することを特徴とする電子時計。
【請求項３】計時信号に基づいて作動する駆動回路
と、この駆動回路から送出された駆動信号によって駆動
されるステップモータと、このステップモータからの回
転駆動力を輪列を介して伝達して、秒針を１ステップず
つ間欠的に回転させる駆動力伝達系とを有し、前記駆動
回路は、前記駆動信号として、前記秒針を１ステップ毎
に約５ｍｓｅｃ．を越える時間をかけて回転させる電源
電圧未満の低電圧信号を送出するための降圧回路を備え
ることを特徴とする電子時計。
【請求項４】請求項１乃至３において、前記ステップ
モータは、ロータに対する引きトルクを低減する引きト
ルク低減手段を備えていることを特徴とする電子時計。
【請求項５】計時信号に基づいて作動する駆動回路
と、この駆動回路から送出された駆動信号によって駆動
されるステップモータと、このステップモータからの回
転駆動力を輪列を介して伝達して、秒針を１ステップず
つ間欠的に回転させる駆動力伝達系とを有し、前記ステ
ップモータは、ロータに対する引きトルクを低減して、
前記秒針を１ステップ毎に約５ｍｓｅｃ．を越える時間
をかけて回転させる引きトルク低減手段を備えているこ
とを特徴とする電子時計。
【請求項６】請求項４または５において、前記引きト
ルク低減手段は、ステータ側に形成された浅い内ノッチ
であることを特徴とする電子時計。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかの項におい
て、前記輪列のうち、前記秒針がその回転軸を介して直
結された歯車と、前記秒針とからなる回転部材では、秒
針の軸線方向における重心位置が前記回転軸上にあるこ
とを特徴とする電子時計。
【請求項８】請求項７において、前記回転部材の重心
位置は、秒針本体の重心位置の偏りがその基部側に設け
たバランサによって補正されて、前記回転軸上にあるこ
とを特徴とする電子時計。
【請求項９】請求項７において、前記回転部材の重心
位置は、秒針本体の重心位置の偏りがその歯車側の重量
バランスによって補正されて、前記回転軸上にあること
を特徴とする電子時計。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかの項にお
いて、前記ステップモータのロータの慣性モーメント
と、前記輪列のうち、前記ロータと反対方向に回転する
いずれかの歯車の慣性モーメントとは、同等の値である
ことを特徴とする電子時計。