JPH0954173A - 駆動力残量表示器を備えた時計 - Google Patents

駆動力残量表示器を備えた時計

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JPH0954173A
JPH0954173A JP8226159A JP22615996A JPH0954173A JP H0954173 A JPH0954173 A JP H0954173A JP 8226159 A JP8226159 A JP 8226159A JP 22615996 A JP22615996 A JP 22615996A JP H0954173 A JPH0954173 A JP H0954173A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ぜんまいを使用してロータを回転させて発電
し、その電力で動作する時計の使用電力残を電気的に検
出して表示する。 【解決手段】 ぜんまいが充分に巻かれているときの発
電機の出力を時計針の回転速度より早くなるようにして
おき、その発電機の出力端子を短絡することで針の回転
を時間通りになるように調整し、任意の固定された期間
内での短絡回数、または短絡間隔を計測して表示する。
ぜんまいばねの力が弱くなったときにロータの回転速度
が遅くなり、起電力が弱くなるのを利用している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、電子時計の駆動力
残量を表示するための装置に関するものである。特に、
本発明は、巻き上げバレルぜんまい機構によって駆動さ
れる発電機によって電気エネルギを発生するようにした
電子時計用のそのような装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】長年にわたって、駆動力残量表示用の装
置を備えた機械式時計が知られており、この装置は一般
的に様々な方法で機能し、そのような時計を動作させる
エネルギ源である時計のぜんまいを収容しているバレル
と共に巻き上げ装置にも連結されている。その場合、そ
のような装置の表示機構は、バレルの巻き上げ中に一方
向へ、ぜんまいが巻き戻されて時計が動く時と反対方向
へ駆動される。
【０００３】駆動力残量を表示するそのような装置は、
巻き上げバレルぜんまい機構に連結されるとともに、水
晶発振器によって調整される電子計時回路に給電するよ
うにされた発電機を有する電子時計に用いることができ
る。
【０００４】しかし、そのような用途では、電子手段に
比し、残量を表示するための従来機構は複雑で大型にな
る。電子回路を用いて駆動力残量を表示すれば、相当に
簡単にすることが可能であるはずである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バレ
ルの巻き上げゼンマイによって駆動される発電機から電
気エネルギを得ており、その発電機によって時計の動作
の調整も行うことができるようにした電子時計の駆動力
残量を申し分のない明確な方法で表示するための簡単で
有効な解決策を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、バレルと、そ
のバレル内に収容されたぜんまいと、前記バレルに機械
的に連結された時間表示機構と、前記バレルに機械的に
連結されて交流電圧を発生する発電機と、その発電機に
接続されて前記交流電圧から直流電圧を発生する整流器
と、その直流電圧を供給されて現在時間の正確な表示に
対応した回転速度を前記表示機構に与えるように前記発
電機の速度を調整する調整回路とを有している。その調
整回路は、前記発電機が時間の正確な表示を確実に行う
ように回転すべき速度よりも高速で回転していることを
感知して前記発電機を短絡させて制動するスイッチング
機構を備えている。本発明は、さらに、所定持続時間の
連続した期間を定める手段と、その期間の間に前記発電
機を前記スイッチング機構で制動する回数を計数する手
段と、この計数結果の関数として駆動力残量の視覚表示
を行うディスプレイ手段とを備えている。制動する回数
を計測するのではなく、制動する間隔を計測するのも本
発明である。
【０００７】本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面
を参照しながら以下に一例として示されているにすぎな
い本発明の説明から明らかになるであろう。
【０００８】本発明による時計の全般的な概要図を表す
図１を参照することにする。この時計の発電機の回転速
度を制御する調整回路に関する部分についてはここでは
詳細に説明しないが、本出願の出願人の名前で出願され
ているスイス特許出願第ＣＨ６８６，３３２号の説明を
読めば、当業者にはこの制御装置を容易に考えることが
できるであろう。しかし、本発明を理解しやすくするた
め、この機構の主要素子及びこの調整回路の機能につい
ては簡単に説明する。
【０００９】本発明による駆動力残量を表す装置を備え
た時計は、時計技術では一般的な形式である、機械的ま
たは自動的に巻き上げることができるぜんまい１ａをバ
レル１に収容して形成されている機械式エネルギ源を有
している。バレル１は、点線で示されている歯車装置３
を介して発電機２のロータ２ａに機械的に連結されてい
る。
【００１０】発電機２は、ロータ２ａが回転駆動された
時に交流電圧Ｕｇを端子Ｂ１及びＢ２に発生するコイル
２ｂを備えており、このロータは、図１に矢印で示され
ている磁界を発生する永久磁石を備えていて、コイル２
ｂに結合されている。コイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２は
整流器４に接続されており、整流器の出力端子４ａ及び
４ｂには、交流電圧Ｕｇから得られた直流電圧Ｕａが生
じて、時計の幾つかの電子回路へ供給される。
【００１１】針５または他の従来型の機械的な時間表示
手段が歯車装置３に連結されて、現在時間やおそらくは
日付及び曜日または別の時間情報を表示できるようにな
っている。針５の回転速度は、この値を基準速度Ｖｃに
調整する調整回路６によって一定の平均値に維持され
る。上記引用の特許出願に記載されているように、調整
回路６を構成する素子は、時間を正確に表示するのに必
要な速度で針５が回転するように、ロータ２ａの回転速
度を調整できるように構成されている。この基準速度Ｖ
ｃは、例えば毎秒４回転である。
【００１２】調整回路６は、時計用水晶によって安定化
された発振器７と、この水晶の周波数をｎ型ＭＯＳトラ
ンジスタ等の半導体素子１０のゲートを制御する機能ブ
ロック９で使用できる値に変化させる分周器８とを備え
ている。半導体素子１０は、発電機２のコイル２ｂの端
子Ｂ１及びＢ２に接続されている。従って、この半導体
素子が導通した時、このコイルを短絡させ、これによっ
て発電機２の回転移動の制動効果が得られる。
【００１３】上記の幾つかの素子の機能的特徴と共に構
造的特徴は以下の通りである。 ａ）コイル２ｂが半導体素子１０によって短絡されてい
ない場合、バレルぜんまい１ａがほぼ完全に巻き戻され
ているのでない限り、ロータ２ａの平均回転速度は基準
速度Ｖｃより高速である。 ｂ）コイル２ｂが短絡されている場合、この平均回転速
度は基準速度Ｖｃより低速であり、またバレルぜんまい
１ａが完全に巻き上げられ、それが与えるトルクが最大
である時でもそうである。
【００１４】さらに、本発明の構想の範囲内において、
以上に簡単に説明した素子及び機能は、発電機の回転速
度が上記のように正確に調整されるようになっていれ
ば、上記引用の特許出願に記載されているもの以外の構
成とすることもできるのはいうまでもない。この調整
は、発電機２のコイル２ｂの短絡を繰り返すことによる
発電機２の連続的な制動動作を介して（針５による時間
の正確な表示によって決定される）必要な基準速度Ｖｃ
に相関させて行われる。
【００１５】機能ブロック９と半導体素子１０のゲート
との間の導線１１を流れる制御制動信号ＳＦは論理形式
であり、図示の例において、時計が遅い、すなわちロー
タ２ａの平均速度が基準速度Ｖｃより低速である時、こ
の信号の論理状態が「０」であるとする。この状態で
は、素子すなわちトランジスタ１０はオフ状態にあっ
て、ロータ２ａは制動されない。
【００１６】反対に、時計が速すぎる、すなわちロータ
２ａの平均速度が基準速度Ｖｃより高速である時、調整
回路６はそれを検知して、制御制動信号ＳＦが、コイル
２ｂの端子Ｂ１及びＢ２における電圧Ｕｇの各交替、例
えば正の交替の開始時に始まる一定長さのパルスで形成
される。制御信号ＳＦのこれらのパルスの各々の間、こ
の信号は状態「１」にあるため、トランジスタ１０が導
通してロータ２ａが制動される。
【００１７】コイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２に与えられ
る交流電圧Ｕｇに関する情報は導線１２を介して機能ブ
ロック９へ送られる。本発明は、導線１１を流れる制動
信号ＳＦ、言い換えるとロータ２ａを制動する頻度がぜ
んまい１の巻き上げ状態の程度を表すという見解に基づ
いている。実際に、バレルぜんまいが完全に巻き上げら
れている時、すなわち駆動力残量が最大である時、それ
が発生するトルクが最大になる。このような状態では、
ロータは基準速度Ｖｃより高速で回転する傾向を持って
おり、従って電圧Ｕｇの各周期の開始時に制動しなけれ
ばならない。
【００１８】バレルぜんまい１ａの巻き戻し中は、それ
が与えるモータトルクが順次減少する結果、ロータを制
動する頻度が低くなり、徐々にその速度が基準速度Ｖｃ
より高くなる頻度が低くなり、やがてそれをまったく制
動する必要がなくなる。従って、これは、駆動力残量が
使い尽くされて、ユーザがぜんまい１ａを巻かなければ
時計が停止することを表している。
【００１９】本発明によれば、このように駆動力残量を
表す装置には、所定長さの一定の連続期間中に連続制動
動作を計数して、これらの連続期間中に発生した制動動
作回数からディスプレイ信号を生じる手段が設けられて
いる。これらの手段の実施形態の１つをここで詳細に説
明する。
【００２０】制御制動信号ＳＦをトランジスタ１０へ送
る機能ブロック９の導線１１が、この信号のパルス数を
計数するためのカウンタ１３に接続されている。このた
め、カウンタの計数入力部Ｃが導線１１に接続されてい
る。また、ゼロリセット入力部Ｒは、所定持続時間の連
続期間を定める分周器１４の出力部Ｑに接続されてい
る。本例では、この分割器１４の入力部が分周器８の出
力部に接続されて、その分周器８の出力周波数をさらに
分割できるようになっている。
【００２１】例えば従来型のラッチ回路で形成されたメ
モリ１５はその入力部Ｅ１〜Ｅ４にカウンタ１３の出力
部、ここでは出力部Ｑ９〜Ｑ１２に接続されている。こ
のメモリのクロック入力部Ｃが分周器１４の出力部Ｑに
接続されている。メモリ１５の出力部Ｑ１〜Ｑ４はそれ
ぞれデコーダ１６の入力部Ｅ１〜Ｅ４に接続されてお
り、デコーダの出力部、ここではＳ１〜Ｓ９はそれぞれ
ディスプレイ手段、すなわちディスプレイ１７の入力部
Ｅ１〜Ｅ９に接続されている。
【００２２】本例では、分周器８の出力信号の周期が２
５０ｍｓである。もちろん、これに限定されるものでは
ない。分周器１４の分割比は２０４８であり、このため
５１２秒毎に出力部にパルスを発生する（図２を参
照）。このように、この信号はトランジスタ１０がコイ
ル２ｂを短絡する回数を計数する所定期間を設定する。
【００２３】計数期間の持続時間全体にわたってロータ
２ａが基準速度Ｖｃよりも過度に高速で回転して、電圧
Ｕｇの各周期の開始時に制動される（これは、ぜんまい
が巻き戻され始めたばかりであることを意味する）と仮
定した時、制御信号ＳＦのパルス数は２０４８を越え
る。このため、カウンタ１３はそれより大きい容量を備
えていなければならず、このカウンタに４０９６の最低
必要容量を与える予備のフリップフロップが必要であ
る。
【００２４】図２は、幾つかの重要な信号を時間の関数
として表す線図によって、以上に記載した駆動力残量を
表す装置の機能の仕方を説明している。曲線ａ）は、分
周器１４の出力信号を示している。この信号は、ここで
は５１２秒に等しく選択された持続時間Ｄの期間を表し
ている。曲線ｂ）は、カウンタ１３の計数入力部に加え
られる信号ＳＦを示しており、この図は説明のために比
較的離れた２つの計数期間を示しており、各期間中のパ
ルス数が互いに異なっていることが理解されよう。この
ようにして、ぜんまいの巻き上げが強い状態及び弱い状
態の２つの機能段階を考慮に入れている。曲線ｃ）は、
図示の２つのそれぞれの期間中のカウンタ１３の内容を
表しており、曲線ｄ）は、先行の計数期間の情報を毎回
保存し、導線１８（図１）に沿って送られるリセット信
号によって各計数期間の終了時にゼロにリセットされる
メモリ１５の出力を示している。
【００２５】図３は、ディスプレイ手段１７の幾つかの
実施形態を示している。図面はａ）、ｂ）、ｃ）及び
ｄ）のディスプレイでメモリ１５の出力の瞬間値を、そ
れぞれ目盛りなしの表示（ａ）、または例えば１２時間
間隔の目盛り付き表示（ｂ）、ｃ）、及びｄ））示して
いる。これらのディスプレイ装置を設ける方法は多数あ
り、当業者であればそれらを考える方法を容易に知るこ
とができることは理解されるであろう。例えば、時計の
文字盤Ｃに開口Ｇを設けて、その背後でデコーダ１６か
ら制御信号を受け取る小型アクチュエータ（図示せず）
が色付きのストリップを動作させて移動させるようにし
てもよい。変更例として、一連の発光ダイオードを用い
てもよい。
【００２６】図３のｅ）及びｆ）には別の２変更例が示
されており、一方は駆動力残量を時間単位で視覚表示す
る液晶ディスプレイＣＬを有しており、他方では幾つか
の開口Ｏが例えば１２時間の期間単位で目盛られた目盛
りを形成している。各開口の背後に発光ダイオードを設
けて、デコーダ１６の出力で適当に制御されるようにし
てもよい。
【００２７】ディスプレイ１７の分解能は特に限定され
ず、例えば図３のｂ）、ｃ）、ｄ）及びｆ）に示されて
いるように所定時間数の期間でも、ｅ）のように１時間
単位でもよく、あるいは唯一の表示器を必要とするか否
かによっても図示されていない変更形にすることもでき
る。当業者であれば、メモリ１５、デコーダ１６及びデ
ィスプレイ１７を本発明の構想の範囲内にあるこれらの
様々なディスプレイ方式に容易に合わせることができる
であろう。特に、分解能の増加はメモリ１５の容量の増
加を伴うことは明らかである。
【００２８】前述したように、上記引用のスイス特許出
願第ＣＨ６８６，３３２号に記載されているものとは異
なった方法で素子及び機能を実施することもできる。こ
のため、駆動力残量を決定するために、前述したように
固定的な所定持続時間中のこのパルス数を計数する代わ
りに、個々の制動パルスＳＣが発生する間隔の持続時間
を測定することも同様に可能であり、そのことも本発明
の構想の範囲内にあることは理解されるであろう。この
場合、２つの連続パルスの間隔の持続時間が短い時、す
なわち制動が頻繁に行われている時には、駆動力残量が
多く、この持続時間が長い時には残量が少ない。
【００２９】メモリ１５がカウンタ１３の出力情報の上
位の一定ビット数を、例えば図１に示されているように
上位の４ビットだけを記憶することも可能である。この
ような状態では、ディスプレイ１７上に１６個の情報を
表示することが理論的に可能になる。これは一般的にこ
の目的には余剰であると考えられ、時計のユーザにそれ
の駆動力予備状態を有益に知らせるのにはせいぜい９ま
での情報数で十分であろう。
【００３０】さらに、本発明による装置は、ある程度ま
で時計の機械的状態をユーザに知らせることができるこ
とにも注目する必要がある。例えば、ユーザがぜんまい
を完全に巻き上げてもディスプレイ１７が最高残量目盛
りに達することができない場合、これは例えば時計の修
理が必要で、新しく注油すべきであることを意味するこ
とができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による時計の全般的な概
要図である。
【図２】 上記実施形態による時計の機能を説明する時
間線図である。
【図３】 本発明による時計に使用できるディスプレイ
装置の幾つかの実施形態を示している。
【符合の説明】
１ バレル １ａ ぜんまい ２ 発電機 ４ 整流器 ５ 時間表示機構 ６ 調整回路 ８、１４ 分周器 １０ スイッチング機構 １３ カウンタ １７ ディスプレイ手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バレル（１）と、そのバレル（１）内に
    収容されたぜんまい（１ａ）と、前記バレルに機械的に
    連結された時間表示機構（５）と、前記バレル（１）に
    機械的に連結されて交流電圧（Ｕｇ）を発生する発電機
    （２）と、その発電機（２）に接続されて前記交流電圧
    （Ｕｇ）から直流電圧（Ｕａ）を発生する整流器（４）
    と、その直流電圧（Ｕａ）を供給されて、現在時間の正
    確な表示に対応した回転速度を前記表示機構（５）に与
    えることができるように前記発電機の速度を調整する調
    整回路（６）とを有しており、その調整回路（６）は、
    前記発電機（２）が時間の正確な表示を確実に行うよう
    に回転すべき速度（Ｖｃ）よりも高速で回転しているこ
    とを感知して前記発電機（２）を短絡させて制動するス
    イッチング機構（１０）を設けていて、さらに、所定持
    続時間（Ｄ）の連続期間を定める手段（８、１４）と、
    その期間内に前記発電機（２）が前記スイッチング機構
    で制動される回数を計数する手段（１３）と、この計数
    結果の関数として駆動力残量の視覚表示を行うディスプ
    レイ手段（１７）とを備えている駆動力残量表示装置を
    有している時計。
  2. 【請求項２】 前記調整回路（６）は、時計用水晶発振
    器（７）と第１分周器（８）とを有しており、所定持続
    時間（Ｄ）の連続期間を定める前記手段は、前記第１分
    周器（８）の出力部に接続された他の分周器（１４）を
    備えていることを特徴とする請求項１に記載の時計。
  3. 【請求項３】 前記発電機（２）はコイル（２ｂ）を備
    えており、前記スイッチング機構（１０）は半導体素子
    であって、その半導体素子は、前記調整回路（６）で制
    御されたときに前記コイル（２ｂ）を短絡させるように
    前記発電機（２）の前記コイル（２ｂ）の端子に接続さ
    れており、前記計数手段は、前記半導体素子（１０）の
    制御ゲートに接続されて前記所定持続時間（Ｄ）中に前
    記素子（１０）が前記コイル（２ｂ）を短絡させる回数
    を計数するカウンタ（１３）を有していることを特徴と
    する請求項１または２に記載の時計。
  4. 【請求項４】 前記カウンタ（１３）は、前記所定期間
    の各々の期間中の前記カウンタの状態を記憶する記憶回
    路（１５）に接続されていることを特徴とする請求項３
    に記載の時計。
  5. 【請求項５】 前記ディスプレイ手段（１７）は、前記
    時計の文字盤（Ｃ）上に時間単位目盛り情報または複数
    時間単位目盛り情報を与えるように構成されていること
    を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の
    時計。
  6. 【請求項６】 バレル（１）と、そのバレル（１）内に
    収容されたぜんまい（１ａ）と、前記バレルに機械的に
    連結された時間表示機構（５）と、前記バレル（１）に
    機械的に連結されて交流電圧（Ｕｇ）を発生する発電機
    （２）と、前記発電機（２）に接続されて前記交流電圧
    （Ｕｇ）から直流電圧（Ｕａ）を発生する整流器（４）
    と、その直流電圧（Ｕａ）を供給されて、現在時間の正
    確な表示に対応した回転速度を前記表示機構（５）に与
    えるように前記発電機の速度を調整する調整回路（６）
    とを有しており、その調整回路（６）は、前記発電機
    （２）が時間の正確な表示を確実に行うように回転すべ
    き速度（Ｖｃ）よりも高速で回転していることを前記調
    整回路（６）が感知して前記発電機（２）を短絡させて
    制動するスイッチング機構（１０）を備えており、さら
    に、前記発電機（２）が前記スイッチング機構（１０）
    で制動される回数を計数する手段（１３）と、各制動動
    作間隔の時間長さを測定する手段と、この時間長さ測定
    値の結果の関数として駆動力残量の視覚表示を行うディ
    スプレイ手段（１７）とを有していることを特徴とする
    時計。
  7. 【請求項７】 前記ディスプレイ手段（１７）は、前記
    時計の文字盤（Ｃ）上に時間単位目盛り情報または複数
    時間単位目盛り情報を与えるように構成されていること
    を特徴とする請求項６に記載の時計。
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