JPH0850186A - 機械的エネルギ源により駆動され電気回路により調節される時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電機のコイルの巻き数が少なく、如何なる
環境下でも電気回路の作動に十分な電力が供給され回転
子の制動抵抗値が極めて低い時計を提供する。 【構成】 時計１の針６は所望の速度Ｖｃより高い速度
で発電機３の回転子３ａをも駆動するバレルバネ２に接
続され、発電機３により供給される電気的エネルギは、
発電機３のコイル３ｂを短絡するトランジスタ１６を含
み、それゆえ比較手段１１がこの回転子３ａが理論上の
角度位置に対して前方にあることを示すとき、所望速度
Ｖｃ未満の速度に降下させるように回転子３ａを制動す
るスレーブ回路７を作動し、制限回路１２〜１５は、回
転子３ａの制動動作の継続を発電機３により供給された
交流電圧Ｕｇの周期の分数に制限する。この装置は、た
とえ回転子３ａが実質的に前方にあっても、スレーブ回
路７が十分動作することを確実にするよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械的エネルギ源により
駆動され電気回路により調節される時計に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第３９３７００１号に開示され
た機械的エネルギ源により駆動され電気回路により調節
される時計は、回転子と該回転子の回転に応じて電気的
エネルギを供給する電気的エネルギ供給手段とを有する
発電機と、設定された所望の速度よりも高い速度で前記
回転子を回転させるため前記回転子に機械的に結合され
る機械的エネルギ源と、前記電気的エネルギにより電力
供給され、所望の速度に前記回転子の回転速度を従属さ
せるスレーブ手段と、を備え前記スレーブ手段が、前記
回転子が所定角度位置を回転通過する毎に測定パルスを
複数個発生させる前記発電機に結合される測定手段と、
前記回転子が前記所望の速度で回転する時に前記測定パ
ルスの周期と等しい複数の周期的基準パルスを発生させ
る基準パルス発生手段と、所定の開始時期から発生され
る基準パルスの数に相当する第１の数と、前記開始時期
から発生される前記測定パルスの数に相当する第２の数
との間の差を示す比較信号であって、該第１の数が該第
２の数より小さいかまたは大きいかに依存してそれぞれ
第１の状態または第２の状態を有する比較信号を供給す
る比較手段と、前記回転子の回転速度が前記所望の速度
より低いときの該回転子に負わされるブレーキトルクを
命令信号に応答して該回転子に加える制動手段と、を備
えたことを特徴とする。

【０００３】上記時計は、一般的な電子時計と同様な正
確度を有する。何故ならば、基準パルスの周波数が発電
機の回転子の回転速度を決定し、前進する時刻を表示す
る時計の針が水晶発振器により供給される信号から発生
されるからである。

【０００４】更に、上記時計の電気回路は発電機により
供給される電気的エネルギによって作動するのでこの時
計は電池も蓄電池ももたない。この発電機の回転子は、
一般的な機械式時計に使用されるものと類似のバレルバ
ネにより形成される機械的エネルギ源に接続される。

【０００５】このことは、寿命のある電池や蓄電池によ
り電気回路に電気的エネルギが供給される通常の電子時
計と比べて明らかに有利であることを示している。

【０００６】上述した米国特許第３９３７００１号に開
示された時計において、発電機の回転子を制動する手段
は電子スイッチと直列接続される抵抗器により形成され
る。これらの抵抗器とスイッチにより形成された部分は
発電機のコイルに並列接続される。

【０００７】更に、このスイッチはその比較信号が第１
状態のときに永久的に閉じるようにその比較信号によっ
て直接制御される。すなわち、発電機の回転子が占有し
たであろう位置に対して回転子が前方にある限り、発電
機の回転子は絶えず所望速度で回転する。

【０００８】従ってこの回転子は、特に角度の衝撃によ
って強く加速されたとき非常に長い間中断されることな
く制動されることがある。

【０００９】時計の電気回路は、発電機により発生され
る交流電圧を整流する回路により供給された直流電圧に
よりエネルギの供給を受ける。

【００１０】交流電圧に依存する直流電圧の値が、これ
らの電気回路を適切に動作させるため絶えず十分でなけ
ればならないことは明白である。

【００１１】発電機の回転子が制動されるとき、制動抵
抗が小さい程、発電機により発生される交流電圧は低
く、制動抵抗が０のときは交流電圧は０となることは明
白である。

【００１２】発電機の回転子が比較的ほんの短時間制動
されるとき、制動中、たとえ制動抵抗値が０であっても
電気回路を作動する整流器回路に含まれる１つまたは複
数のコンデンサに蓄えられた電気的エネルギによって時
計の電気回路に電気エネルギを供給することができる。

【００１３】しかしながら、上述したように、発電機の
回転子は極めて長時間中断されることなく制動され得
る。それゆえ、制動抵抗値として０を選択することは実
際上問題にならない。何故ならば、整流器回路のコンデ
ンサは非常に大きな容量のコンデンサをもたなければな
らずそれゆえ図体が大きく高価であるからである。その
上、発電機の回転子を制動することのできない最も長い
時間は予測できないので、コンデンサの適切な容量を確
認することができない。

【００１４】制動抵抗が発電機のコイルに並列に接続さ
れるとき、このコイルから発生される交流電圧は減少す
る。この第１の理由は、この並列接続による回転速度の
降下であり、その第２の理由は、この制動抵抗器により
吸収される電流によって発電機のコイルに発生する電圧
降下である。

【００１５】この結果、時計の電気回路への供給電圧は
絶えず十分であり、前述したように、制動抵抗値は比較
的高くなければならず、０でないことでは十分でない。

【００１６】しかしながら、制動抵抗が小さい程、発電
機の回転子に加えられる制動トルクは大きく、この制動
トルクは制動抵抗が０のとき最大となる。

【００１７】このブレーキトルクは、バレルバネによっ
て供給される駆動トルクが如何なる値であっても所望の
速度より低い回転速度の発電機の回転子に負わされなけ
ればならない。

【００１８】この駆動トルクの最大値ができる限り大き
いことは、時計の自立に好ましい影響を及ぼす。すなわ
ち時計が巻き戻されなければならないバレルバネをもた
ないで時計が動作可能な時間を長くし、制動トルクはま
た非常に大きいものでなければならず、これは、制動抵
抗器が小さい値をもたなければならないことを意味す
る。好ましくは、この抵抗値は０である。

【００１９】回転子の制動抵抗はそれゆえ２つの相反す
る条件を満足させなければならない。第１に、回転子の
制動抵抗は、全ての条件下で電気回路へ供給される電圧
が十分となるように、その抵抗値が十分大きく如何なる
場合も０でないことを必須要件とする。第２に、回転子
の制動抵抗は、機械的エネルギ源により供給された駆動
トルクが最大のときでさえもその所望速度より低くなる
ように制動されたとき大きくあるべき制動抵抗および回
転子の回転速度のために、その抵抗値が十分に小さく好
ましくは０でなければならない。

【００２０】上記第１の条件に対しより容易に満足させ
るため、発電機のコイル内の巻き数を増加することは理
論上可能である。しかしながら、巻き数が多いコイルは
巨大であり、腕時計のように体積の小さい時計に利用で
きる限定されたスペース内に収納することは困難であ
る。或いはさもなければ、このコイルを余り巨大となら
ないように直径の十分小さい電線で製造することを選択
するときには、コイルの製造は難しく、その製造費も増
大する。

【００２１】直径の小さい電線で製造され巻き数が多い
コイルは大きい内部抵抗を有し、一方では制動抵抗に加
えられ、回転子の制動トルクを減少し、他方では発電機
により供給される電流がコイルに流れるとき、発電機に
より発生される交流電圧の電圧を降下する。

【００２２】理論上、発電機のコイルにより発生される
交流電圧を整流するための電圧増倍整流回路をまた使用
できる。しかしながら、このような回路は極めて多数の
図体の大きいコンデンサおよび時計の電気回路に電力供
給するために必要とされる電圧より実質的に低い閾値電
圧を有するダイオードを含む。このことは、実際上１つ
の単純な整流器か、または発電機により発生される交流
電圧を整流するための最大でも電圧増倍整流器を使用す
ることによってのみ可能である。

【００２３】上記第２の条件に対しより容易に満足させ
るため、バレルバネによって発電機の回転子に供給され
る駆動トルクの最大値を減少できるのは当然である。し
かしながら、時計の自立性は減少され、望ましいことで
はない。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した米国特許第３９３７００１号に開示された時計と同
様な時計であるが、前記欠陥のない、すなわち巻き数の
非常に多い発電機のコイルを提供することなく、かつ如
何なる環境下でも電気回路に電力供給する電圧がその電
気回路を適切に作動させるために不十分となるような如
何なる危険もなく、回転子の制動抵抗値がほとんど無い
程に極めて低い時計を提供することにある。この非常に
低いほとんど０の制動抵抗値は、発電機の回転子の最大
トルクが大きくなり、時計の自立性がそれゆえより増大
するように、発電機の回転子を駆動するバレルバネを選
択することを可能とする。また本発明の時計は上記公知
の時計の特徴を全て含む。

【００２５】

【課題を解決するための手段と作用】本発明の機械的エ
ネルギ源により駆動され電気回路により調節される時計
は、前述した米国特許第３９３７００１号に開示された
時計の有する特徴に加え、前記スレーブ手段は、前記比
較信号が前記第１の状態のとき前記測定パルスの各々に
応答して、パルス幅が設定された前記命令信号を発生す
る制御手段をさらに備える、ことを特徴とする。

【００２６】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の他の目
的と利点を含め本発明の時計を詳細に説明する。図１は
本発明による時計の一実施例の概略構成図である。本図
において本発明による時計を全体的に符号１で示す。時
計１はバレルバネ２からなる機械的エネルギ源を含む。
この概略が示されるバレル（球面）バネ２は一般的な機
械式時計に使用される公知のものと同種のものでよい。

【００２７】バレルバネ２は、手動または自動の図示し
ない巻取機構に結合される。この巻取機構もまた一般的
な機械式時計に使用される公知の巻取機構と類似のもの
でよい。

【００２８】バレルバネ２は、電気的エネルギを発電す
る発電機３の回転子３ａに一点鎖線で表されるギアトレ
イン４を介して機械的に結合される。発電機３はまたコ
イル３ｂを有し、このコイル３ｂは詳細説明を省略する
が専門家に公知の種々の方法で作ることができる。

【００２９】簡単に説明すると、本実施例における回転
子３ａは磁化軸を示す矢による記号で表される双極磁石
を有する。

【００３０】コイル３ｂは、例えば、図示しない固定子
を介して、回転子３ａの回転周期に等しいすなわち回転
子３ａが１回転するために要する時間に等しい周期を有
する交流電圧Ｕｇを、回転子３ａの如何なる回転にも応
答して端子Ｂ１とＢ２を横断して発生させるように、回
転子３ａの永久磁石に磁気的に結合される。コイル３ｂ
の端子Ｂ1 とＢ２は、従って発電機３の出力端子であ
る。

【００３１】時計１は他に整流回路５を有する。整流回
路５の入力５ａ、５ｂは、それぞれ発電機３の端子Ｂ
１、Ｂ２に接続され、整流回路５の入力５ｃ、５ｄは、
発電機３により発生される交流電圧Ｕｇに応答して少な
くとも実質的に直流である電圧Ｕａを供給する。直流電
圧Ｕａは図示しない導体を介して種々の電気回路の電力
供給に使用される。

【００３２】整流器５は一般的に使用されるものでよ
い。整流器５は一般的なものと同様にその出力端子５
ｃ、５ｄ間を横断して接続される図示しない平滑コンデ
ンサを有する。

【００３３】本実施例においては、整流器の端子５ａ、
５ｃは短絡され、発電機３の端子Ｂ１に接続されてい
る。更に、これらの３つの端子５ａ、５ｃおよびＢ１の
電位は、基準の電位またはグラウンドとして任意に選択
され、本明細書において以降に記す電圧とはこの基準電
位に対して測定された電圧を意味する。

【００３４】この任意の基準に対して交流電圧Ｕｇはそ
れゆえ回転子３ａが一定速度で回転するときこの基準電
位に対して対称である。

【００３５】更に、以下の記述において、測定点の電位
が基準電位に実質的に等しいかまたは整流器５の端子５
ｄの電位に実質的に等しいかにより、種々の信号をそれ
ぞれロジック状態０またはロジック状態１と記す。

【００３６】時計１はさらに実際の時刻を表示する手
段、本実施例においては時計の針６を含むが、他の公知
の要素、例えばディスク、ドラム、等を含んでもよい。
時計１はまた１つ以上の補助表示装置（図示せず）、例
えばカレンダ、月相またはその他の装置を有する。

【００３７】針６および場合次第では補助装置または主
装置は少なくともギアトレイン４の一部と共通な部分の
ギアトレインを介してバレルバネ２および発電機３の回
転子３ａに機械的に接続される。図１において、針６に
接続されるギアトレインは個別には引用しなかったが、
このギアトレインもまた一点鎖線で示される。

【００３８】時計１はまた、針６を設定する機構、およ
び場合次第では補助装置または主装置を修正する機構を
有する。これらの機構は当業者に公知の種々の機構の何
れか１つと類似のものでよい。

【００３９】針６の回転速度は適切に調節され一定の平
均値をもたねばならず、回転子３ａの回転速度を以後Ｖ
ｃで示す所望の速度に従わせるスレーブ回路７により制
御される。

【００４０】回転子３ａの回転速度を決定する以下に記
すスレーブ回路７の要素は、ギアトレイン４と同様に、
回転子３ａが所望の速度Ｖｃで回転するとき、針６が通
常速度で回転するように設けられる。本実施例では、所
望の速度Ｖｃは１秒につき４回転で設定される。

【００４１】更に、本明細書において以降に明白となる
ような理由として、バレルバネ２、回転子３ａが駆動す
る種々の要素および発電機３の特性は、コイル３ｂが短
絡されていないとき、バレルバネ２が十分に降下されて
いない限り回転子３ａの平均回転速度が所望速度Ｖｃよ
り大きくなるように選択される。また、以下に記す条件
下、すなわちバレルバネが十分に巻き上げられバレルバ
ネが供給する駆動トルクがそれゆえ最大値であるとき
に、これらの特性は、コイル３ｂが短絡されていると
き、上記平均回転速度が所望速度Ｖｃより小さくなるよ
うに選択される。

【００４２】上述したスレーブ回路７は、正入力が発電
機３の端子Ｂ２に直接接続され、負入力が基準電位に接
続される比較器８を有し、従って比較器８の出力により
発生される信号（以下信号ＳＭと記す）は、発電機３に
より供給された電圧Ｕｇが負か正かに応じて交互に状態
「０」および状態「１」となる。

【００４３】信号ＳＭの周期が電圧Ｕｇの周期と等しい
ことは明白である。それゆえ、特に発電機３の回転子３
ａが本実施例においては１秒につき４回転である所望速
度Ｖｃで回転するとき、信号ＳＭの周期は２５０msecで
ある。

【００４４】更に、電圧Ｕｇが０の値を通過して正とな
る時に対応する特定角度位置を発電機３の回転子３ａが
通過する毎に、信号ＳＭは状態０から状態１に変化す
る。

【００４５】このように信号ＳＭは、回転子３ａの回転
速度を検出する信号でもあり、回転子３ａが上記定義し
た特定角度位置を通過したことを検出する信号でもあ
る。

【００４６】スレーブ回路７はまた、本実施例では発振
器９、例えば水晶発振器を有する基準信号ＳＲの発生源
と、発振器９により発生される信号に応答する信号ＳＲ
を供給する出力Ｑ１を有する周波数分周器１０の回路と
を有する。

【００４７】発振器９および周波数分周器１０は当業者
に公知な種々のものでよいのでその説明は省略する。発
振器９および周波数分周器１０は、発電機３の回転子３
ａが所望の速度Ｖｃすなわち本実施例では２５０msecで
回転するときに、信号ＳＲの周期が信号ＳＭの周期と同
一となるように設けられる。

【００４８】この結果は、例としてであるが、発振器９
として大多数の電子時計に使用されるものと類似の３２
７６８Ｈｚの周波数を有する信号を発生する発振器を用
い、かつ１３個直列のフリップフロップと呼ばれる双安
定マルチバイブレータの公知の形式で設計された周波数
分周器１０を設けることによって得られる。

【００４９】周波数分周器１０は、例えば信号ＳＲの周
期より約１／１００倍の短い周期をもつ信号ＳＣを発生
するＱ２と示される第２の出力を有する。この有用性に
ついては以下に明確に記す。本実施例においては、信号
ＳＣは周波数分周器１０の第６番目のフリップフロップ
の出力から得られ従って約１．９５msecの周期を有す
る。

【００５０】スレーブ回路７は更に、可逆カウンタまた
はアップダウンカウンタ１１を有する。可逆カウンタ１
１のカウントアップ入力Ｃは周波数分周器１０の出力Ｑ
１に接続され、ここから信号ＳＲを受け、一方カウント
ダウン入力Ｄは比較器８の出力に接続され、ここから信
号ＳＭを受ける。

【００５１】可逆カウンタ１１は種々の公知の方法で設
計されたものでよくその詳細説明は省略する。可逆カウ
ンタ１１は受信したパルスの立ち上がりに応答する。す
なわち、信号ＳＲおよびＳＭがロジック状態０からロジ
ック状態１へ変化する時に応答する。換言すれば、可逆
カウンタ１１のカウント値、すなわち可逆カウンタ１１
を構成する種々のフリップフロップの直接出力における
ロジック状態０または１からなる２進数は、信号ＳＲパ
ルスの各立ち上がり時に１単位毎増加され、信号ＳＭパ
ルスの各立ち上がり時に１単位毎減少される。可逆カウ
ンタ１１はさらに入力Ｃと入力Ｄで受信されるパルスの
時間内の如何なる種類の重なりによる不明瞭さを除去す
る公知の手段を有する。

【００５２】更に、可逆カウンタ１１はリセット入力Ｒ
を有し、その入力Ｒがロジック状態１である限りカウン
ト値は０に保持されるように設けられる。

【００５３】可逆カウンタ１１がｎ個のフリップフロッ
プからなるとき、そのカウント値は０以上で２ⁿ −１以
下の値を取ることは注意すべきことである。

【００５４】更に、可逆カウンタ１１の操作は周期的で
あり、すなわち特にカウント値が０に等しいときにカウ
ント値はダウンカウント入力Ｄに入力されるパルスに応
答する値２ⁿ −１と推定される。

【００５５】任意の方法でそして以下に明白となる理由
に対して、可逆カウンタ１１の０以上で２^(n-1) 以下の
カウント値は正の値と呼び、２^(n-1) 以上で２ⁿ −１以
下のカウンタ１１のカウント値は負の値と呼ばれる。上
記の基本に基づいて、フリップフロップの最終の直接出
力により一般的な方法で設計された可逆カウンタ１１の
出力Ｑが、カウント値が正のときロジック状態０とな
り、カウント値が負のときロジック状態１となることは
当業者に容易に理解できることである。

【００５６】可逆カウンタ１１の出力ＱがＡＮＤゲート
１２の第１入力に接続され、ＡＮＤゲート１２の第２入
力には比較器８の出力が接続される。

【００５７】ＡＮＤゲート１２の出力はＲＳフリップフ
ロップ１３の入力Ｓに接続され、ＲＳフリップフロップ
１３の入力ＲはＯＲゲート１４の出力に接続される。

【００５８】上記可逆カウンタ１１のようにフリップフ
ロップ１３は入力Ｒ、Ｓで受信したパルスの立ち上がり
に応答する。換言すれば、直接出力Ｑおよび逆転出力Ｑ
上付きバーは、入力Ｓに加えられる信号の各立ち上がり
に応答してそれぞれロジック状態１とロジック状態０と
なることが推定され、入力Ｒに加えられる各信号の立ち
上がりに応答してそれぞれロジック状態０とロジック状
態１となることが推定される。

【００５９】ＯＲゲート１４の第１入力は簡素な非可逆
のカウンタ１５の出力Ｑに接続される。カウンタ１５
は、本実施例において、一般的な方法で直列接続された
５つのフリップフロップからなり、第５番目のフリップ
フロップの直接出力である出力Ｑはカウント値が１５か
ら１６に変化する時に状態０から状態１に変化する。

【００６０】カウンタ１５のカウント入力Ｃは周波数分
周器１０の出力Ｑ２に接続され、信号ＳＣを受信し、カ
ウンタ１５のリセット入力Ｒはフリップフロップ１３の
逆転出力Ｑ上付きバーに接続される。

【００６１】再び、可逆カウンタ１１に関するように、
カウンタ１５はカウント入力Ｃに入力された信号の立ち
上がりに応答し、カウンタ１５の入力Ｒがロジック状態
１に保持される限りカウント値は０を保持する。

【００６２】スレーブ回路７は、さらに発電機３の回転
子３ａの電気的制動手段を有する。この制動手段は、本
実施例においてはｎ型ＭＯＳトランジスタ１６を有し、
ｎ型ＭＯＳトランジスタ１６のソースとドレインはそれ
ぞれ発電機３の端子Ｂ１、Ｂ２に接続され、ゲートはフ
リップフロップ１３の直接出力Ｑに接続される。

【００６３】トランジスタ１６がｎ型であり、そのソー
スが基準電位にあるので、トランジスタ１６がそのゲー
トのロジック状態０または１により遮断または導通され
ることは当業者にとって容易に理解できることである。

【００６４】スレーブ回路７はさらに初期化回路１７を
有する。この初期化回路１７は、整流器５の入力端子５
ｃ、５ｄにそれぞれ接続される２つの入力と、一方にお
いて周波数分周器１０のリセット入力Ｒと可逆カウンタ
１１のリセット入力Ｒに接続され、他方においてＯＲゲ
ート１４の第２入力に接続される１つの出力とを有す
る。

【００６５】初期化回路１７は、種々の公知の方法で構
成できるので詳細説明は省略する。初期化回路１７の出
力は、電圧Ｕａが、上昇中に、１組の閾値に到達する瞬
間に短い初期化パルスを発生する。この閾値はスレーブ
回路７の種々の他のコンポーネントが適切に動作開始す
るときの値と等しいかまたは僅かに大きい。この瞬間を
以降初期化瞬間ｔ０と記す。

【００６６】バレルバネ２が完全に降下しているときで
発電機３の回転子３ａが回転していないとき、電圧Ｕｇ
およびＵａは明らかに０であり時計１は動作していな
い。

【００６７】バレルバネ２が次に巻き戻されるとき、回
転子３ａが回転を開始し、電圧ＵｇおよびＵａが増加を
開始する時が来る。

【００６８】前記定義された瞬間ｔ０において、初期化
回路１７により発生されるパルスは周波数分周器１０と
可逆カウンタ１１をリセットし、それにより周波数分周
器１０の出力Ｑ１、Ｑ２と可逆カウンタ１１の出力Ｑは
ロジック状態０となる。

【００６９】同一の初期化パルスが、ＯＲゲート１４を
介してフリップフロップ１３のＲ入力に入力され、それ
によりフリップフロップ１３の出力ＱとＱ上付きバーは
ロジック状態０と１に推定される。

【００７０】フリップフロップ１３の出力Ｑのロジック
状態０は、トランジスタ１６が遮断となるように作用
し、それにより発電機３のコイル３ｂは短絡されず、回
転子３ａの回転速度は所望の速度Ｖｃに到達し越えるこ
とができる。また、フリップフロップ１３の出力Ｑ上付
きバーのロジック状態１はカウンタ１５のカウント値を
０に保持する。

【００７１】瞬間ｔ０後の時計１の動作は、これまで説
明してきた内容をつなぎ合わせれば当業者にとって容易
であるので、以下にその概略のみを説明する。

【００７２】この時計１の動作の記述において、基準信
号ＳＲが状態０から状態１に切り換わり、可逆カウンタ
１１のカウント値がその結果１単位づつ増加する各瞬間
を基準瞬間ｔｒと称する。また、測定信号ＳＭが状態０
から状態１に切り換わり、可逆カウンタ１１のカウント
値がその結果１単位づつ減少する各瞬間を測定瞬間ｔｍ
と称する。

【００７３】更に、瞬間ｔ０から平均回転速度が所望速
度Ｖｃと等しくなる各基準瞬間ｔｒにおいて回転子３ａ
が占める角度位置を理論上の角度位置と称する。

【００７４】可逆カウンタ１１のカウント値は、上記定
義された瞬間ｔ０から周波数分周器１０により発生され
た信号ＳＲのパルス数と、比較器８によって発生された
信号ＳＭのパルス数、すなわち同一瞬間ｔ０から発電機
３の回転子３ａが回転した完全な回転数との間の差で永
久的に表されることは明白である。

【００７５】可逆カウンタ１１のカウント値は、従って
また、理論角度位置に対する回転子３ａの遅れまたは進
みを永久的に表す。この遅れまたは進みは総計、数回転
に達する。

【００７６】カウンタ１１のカウント値が、上記定義し
た瞬間ｔｍの内、丁度１つ後が正のとき、回転子３ａは
理論角度位置に対して遅れていることを意味する。

【００７７】このような場合において、可逆カウンタ１
１の出力Ｑはロジック状態０を保ち、それによりＡＮＤ
ゲート１２の出力は状態０を保ち、フリップフロップ１
３はその出力Ｑがロジック状態０の状態を保つ。発電機
３のコイル３ｂが短絡されず、回転子３ａの回転速度が
本実施例の場合、バレルバネ２が十分に巻き上げられて
いても所望速度Ｖｃ以上となる傾向にあるので、トラン
ジスタ１６は遮断されたままとなる。

【００７８】理論角度位置に対する回転子３ａの遅れ
は、このように可逆カウンタ１１のカウント値と同様に
０に減少する傾向がある。

【００７９】可逆カウンタ１１のカウント値が前記定義
された瞬間ｔｍの丁度１つ後が負のとき、回転子３ａは
理論角度位置に対して進んでいることを意味する。

【００８０】このような場合において、可逆カウンタ１
１の出力Ｑは、ロジック状態１を保つ。信号ＳＭが次に
また状態１のとき、フリップフロップ１３の出力Ｑおよ
び出力Ｑ上付きバーはそれぞれロジック状態１およびロ
ジック状態０を取る。

【００８１】この結果、トランジスタ１６は導通状態と
なり、発電機３のコイル３ｂは短絡される。回転子３ａ
はこのように制動され回転速度は所望速度Ｖｃ以下に降
下する。

【００８２】この結果また、カウンタ１５のリセット入
力Ｒは状態０となるのでカウンタ１５のカウント値は信
号ＳＭの各パルス毎に１単位づつ増加される。本実施例
において、このカウント値が１５から１６に変化すると
き、すなわちフリップフロップ１３がその状態を変えた
後、約３１．２５msec経過すると、カウンタ１５の出力
Ｑはロジック状態１に変化する。

【００８３】フリップフロップ１３は次にその出力Ｑお
よび出力Ｑ上付きバーがそれぞれロジック状態０および
１の状態に戻る。

【００８４】トランジスタ１６は、このように再び遮断
され、それ故、回転子３ａは次にもはや制動されず、回
転速度を再び増加することができる。

【００８５】ＡＮＤゲート１２、ＯＲゲート１４、フリ
ップフロップ１３およびカウンタ１５を有する回路は、
回転子３ａを制動する存続期間を設定割合まで、本実施
例では発電機３により供給される電圧Ｕｇの周期の１／
８まで制限する回路を構成することが理解できる。

【００８６】次に続く瞬間ｔｍの直後、可逆カウンタ１
１の出力Ｑがロジック状態１を保持するとき、上記処理
は回転子３ａの平均速度が瞬間ｔ０から回転子３ａが制
動される毎に減少し、所望速度Ｖｃ以下となるまで繰り
返される。

【００８７】この状況に到達したとき、可逆カウンタ１
１の出力Ｑは、ロジック状態０を取り、回転子３ａはも
はや制動されない。

【００８８】回転子３ａの平均速度が、比較的長時間に
及んで測定されたとき、平均速度は所望速度Ｖｃに等し
く、時計の針６が瞬間ｔ０で設定されたとき、時計の針
６は基準信号ＳＲの周波数の正確さに等しい正確さで正
しい時刻を表示する。

【００８９】また、回転子３ａが理論角度位置に対して
ほんの制限された存続期間の周期だけ、すなわち回転子
３ａが完全に１回転するために取られる平均時間より明
白に短い期間だけ進んでいるとき、回転子３ａを制動す
ることによりこの結果が得られることが理解できる。本
実施例においては、信号ＳＣの周波数とカウンタ１５を
なすフリップフロップの数とにより決定される制動時間
のこの存続期間は、回転子３ａの平均回転周期の約１／
８倍より短い。

【００９０】各回転子制動期間中、発電機３により発生
される電圧Ｕｇは、トランジスタ１６が導通しコイル３
ｂが短絡されるので明らかに０である。

【００９１】しかしながら、これらの各制動期間は電圧
Ｕｇが何れの場合も０の瞬間に開始し、その存続期間は
総計でも上述したこの電圧周期の小部分に過ぎない。こ
れらの制動期間中、コイル３ｂが短絡されていないと
き、電圧Ｕｇは比較的小さい値のみを有し、発電機３は
何れの場合もほとんど０のごく少量のエネルギを整流器
５へ供給するのみである。しかしながら、これらの制動
期間外で、電圧Ｕｇは通常の値を有し、それゆえ発電機
３によって供給される電気的エネルギの量は、回転子３
ａの制動動作によって減少するとしてもほとんど減少し
ない。

【００９２】結果として、たとえ回転子３ａが理論角度
位置に対して進んでおり、かつその進みの度合いに無関
係に、上述したように制動されたとしても、発電機３
は、スレーブ回路７の動作に必要な電気的エネルギを供
給し続ける。

【００９３】整流器５の１個または２個以上の平滑コン
デンサは、比較的低い静電容量が有ればよい。何故なら
ば、前記米国特許第３９３７００１号に記載された公知
の時計の例のように、長時間に渡ってスレーブ回路７を
作動するための供給電力は必要とされないからである。

【００９４】更に、同一理由により、回転子３ａの制動
手段が上述したように構成されること、すなわち制動手
段内に上記米国特許第３９３７００１号に記載された時
計の制動手段に必然的に設けられなければならないもの
と類似の何れかの種類の抵抗器を含むことなく構成する
ことが可能であり、実際好ましい。

【００９５】上記米国特許第３９３７００１号に記載さ
れた時計に関して、この抵抗器を消去することは回転子
３ａの制動動作がより有効となるという利点を有し、こ
れによりバレルバネ２に許容される最大モータトルクを
増加し、その結果時計１の自立性を向上する。

【００９６】当業者にとって上述した時計の他の変形例
は本発明の思想範囲内で容易になし得ることは言うまで
もない。

【００９７】このように、例えば、本発明による時計の
発電機の回転子は、上記発電機３の回転子３ａの双極磁
石の代わりに、多極永久磁石またはディスクの周辺に配
置された複数の双極永久磁石を有することが可能であ
る。このような場合において、この発電機のコイルによ
り発生される交流電圧は、回転子の回転周期と、多極磁
石の極対の数との比または双極磁石の数との比に等しい
周期を有する。

【００９８】測定信号、すなわち例えば図１の信号ＳＭ
を時計の発電機により発生される交流電圧が上昇して０
を通過する時ばかりでなく、またこの交流電圧が降下し
て０を通過する時もまた、限定された存続期間に対し、
状態１に変化するように発生させることも可能である。

【００９９】このような場合、この測定信号の周期は、
発電機により発生される交流電圧の周期の半分に等し
く、かつこの発電機の回転子は、回転子が理論角度位置
に対して進んでいるときこの交流電圧の周期につき２度
制動される。発電機により供給される電気的エネルギを
時計の電子回路に十分電力供給するのに不十分とならな
いように、この回転子の制動期間の存続期間を減少させ
ることが必要である。

【０１００】上述した全ての場合において、発電機の回
転子が所望速度で回転しているとき、この基準信号の周
期が測定信号の周期と等しくなるように基準信号源を図
１における例えば発振器９および周波数分周器１０によ
り設けられなければならない。

【０１０１】更に、図１におけるカウンタ１５から、こ
の回転子の理論角度位置に対する進みの度合いに直接依
存するように、発電機の回転子の制動期間の存続期間を
決定する手段を修正することも可能である。このような
修正は、この理論角度位置に対応する数周期（回転）の
進みを与え得る、例えば激しい衝撃により大きな角度の
加速を受けた後、回転子が理論角度位置を取り戻すため
に必要な時間を減少することを可能とする。

【０１０２】

【発明の効果】本発明によれば、巻き数の非常に多い発
電機のコイルを提供することなく、如何なる環境下でも
電気回路に電力供給する電圧がその電気回路を適切に作
動させるために不十分となるような如何なる危険もな
く、回転子の制動抵抗値がほとんど無い程に極めて低い
時計を提供することができる。更に本発明によれば、こ
の非常に低いほとんど０の制動抵抗値は、発電機の回転
子の最大トルクが大きくなり、時計の自立性がそれゆえ
より増大するように、発電機の回転子を駆動するバレル
バネを選択することを可能とする時計を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による時計の一実施例の概略構成図であ
る。

【符号の説明】 １…時計 ２…バレルバネ ３…発電機 ３ａ…回転子 ３ｂ…電気的エネルギ供給手段 ６…針 ７…スレーブ手段（スレーブ回路） ８…測定手段（比較器） ９、１０…基準パルス発生手段 １１…比較手段（可逆カウンタ） １２、１３、１５…制御手段 １６…制動手段（ｎ型ＭＯＳトランジスタ） １７…初期化回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子（３ａ）と該回転子の回転に応じ
   て電気的エネルギを供給する電気的エネルギ供給手段
   （３ｂ）とを有する発電機（３）と、 設定された所望の速度よりも高い速度で前記回転子（３
   ａ）を回転させるため前記回転子（３ａ）に機械的に結
   合される機械的エネルギ源（２）と、 前記電気的エネルギにより電力供給され、所望の速度に
   前記回転子（３ａ）の回転速度を従属させるスレーブ手
   段（７）と、を備え前記スレーブ手段（７）が、 前記回転子（３ａ）が所定角度位置を回転通過する毎に
   測定パルスを複数個発生させる前記発電機（３）に結合
   される測定手段（８）と、 前記回転子（３ａ）が前記所望の速度で回転する時に前
   記測定パルスの周期と等しい複数の周期的基準パルスを
   発生させる基準パルス発生手段（９、１０）と、 所定の開始時期から発生される基準パルスの数に相当す
   る第１の数と、前記開始時期から発生される前記測定パ
   ルスの数に相当する第２の数との間の差を示す比較信号
   であって、該第１の数が該第２の数より小さいかまたは
   大きいかに依存してそれぞれ第１の状態または第２の状
   態を有する比較信号を供給する比較手段（１１）と、 前記回転子（３ａ）の回転速度が前記所望の速度より低
   いときの該回転子（３ａ）に負わされるブレーキトルク
   を命令信号に応答して該回転子（３ａ）に加える制動手
   段（１６）と、を備えた時計（１）において、 前記スレーブ手段（７）は、前記比較信号が前記第１の
   状態のとき前記測定パルスの各々に応答して、パルス幅
   が設定された前記命令信号を発生する制御手段（１２、
   １３、１５）をさらに備えることを特徴とする機械的エ
   ネルギ源により駆動され電気回路により調節される時
   計。