JPS6055033B2 - 電子時計の電池寿命表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の電子時計の電池寿命表示装置に関する。

従来時分秒針を有するいわゆるΞ針式のアナログ水晶時
計においては、電池電圧の低下を検出し、通常は毎秒１
回送りの毎秒をたとえば２秒間−隔に２回送る等により
通常と異なつた運針方式で、電池寿命を表示する方式が
とられている。

しカルながら時・分針のみのドレスウォッチ、あるいは
女性用の二針時計では、電池寿命になつた時に発光ダイ
オードで寿命を示す等が提案されている。

これらの方式はたとえば発光ダイオード等を用いると、
消費電流やデザイン上の制約があること、コスト的にも
高くなり不利である。

本発明は二針時計でも電池寿命の到来に気がつくチャン
スを増し、なおかつコスト的にも安くできる方式を提供
するものである。本発明を具体的な一実施例によつて説
明する。

第１図は本発明の概要を示すブロック図、第２図は本発
明による輪例の運針の様子、第３図は回路の一例、第４
図はタイミングチャートを示す。第１図において時間標
準源としての水晶振動子等を発振回路１を用い、たとえ
ば３２ＫＨ２で発振させている。分周回路２は周知のフ
リップフロップ（略してＦ−Ｆ）回路等を用い１１２分
周、あるいは組合せにより１’３、１１５、１１６分周
は容易にできる。駆動回路３は分周回路からの信号をモ
ーター駆動用の波形になおす。モーターはコイル、磁心
、ステーター永久磁石からなるローター等の周知のステ
ップモーターを用いることが多い。モーター駆動用の信
号は毎秒送りの信号の場合も多いが、時針、分針のみの
二針時計においては、分針を数秒〜数分間の間欠的な駆
動であつても使用上は不便がないのでモーターの出力ト
ルクや輪列の歯数比から適切な間隔で駆動している。輪
列５は変換器としてのモーター４の回転を減速している
。指針部６は、分車あるいは簡単に、分針・時針をとり
つけて、時刻を判読できるようにしている。この構成は
一般の水晶時計として周知であるが、本発明では更に電
池寿命の検出・表示を行うため、電源電圧検出機構７、
電圧低下検出時に指針を早送りするための信号発生する
早送り回路８を有している。早送り回路としてはタイマ
ーを用いたりカウンターを用いたりして適当はパルスを
発生させ、駆動回路３へ入力させるものである。なお電
池の電圧は時計用の銀電池等では通常時１．５Ｖ程度で
あるが、放電末期まで比較的安定した電圧が得られ、電
池容量がほとんどなくなりかけた時に急激に電圧が低下
するので、この電圧を検出して電池寿命を表示する方式
は秒針を持つた三針の時計でも広く用いられているので
特に詳しい説明は省略する。第２−ａ図において本発明
の電池寿命の表示状態の説明をする。横軸に正しい時刻
ＴＲを示す。縦軸には時計の指針部，時針，分針の示す
時間ＴＤを示す。即ち横軸と縦軸を同一目盛でとつた場
合は、４５度の傾きを持つ直線１が正時刻ＴＲと時計Ｔ
Ｄの一致している状態である。ある状態で正確だつた時
計が、電池電圧が低下して容量がなくなつたという信号
を受けると、電池寿命表示が作用する時点１１にある。

ここでたまたま二針の時計として１鰍に１回出力パルス
が入力され分針が駆動されるように回路・モーター・輪
輪が構成されている時計とする。期間１では１＠に１回
信号が入つて運針している。ここで作用点１１において
はたとえば１２個のパルスを１秒間に２回の割合で入力
したとする。時計の指示は１回のパルスで１鰍ずつ送る
ようになつているので、１２個パルスが入力されると、
１２×１０ｓｅｃ＝１２（ト）Ｅｃ即ち２分間だけ先行
した表示を行う。即ち第２図では、■の期間として１秒
に２個ずつパルスが入るので１２×１１２＝６ｓｅｃ間
は分針が動いて表示時間１２を示している。このパルス
を印加する機構は第１図の早送り機構８で行うもので具
体的な回路は第３図で後述する。二針式の時計としては
ドレスウォッチや女性用の時計が多い。こういつた時計
では、水晶時計としてたとえば月差１＠程度は容易に得
られるので、通常携帯時に分針の示す誤差はほとんど文
字板の目盛と一致して判読できない。従つてたとえば本
発明の例のように数分程度の進みあるいは遅れがあつて
も容易に検出され、今まで携帯中に正確だつた時計が、
ある時点から常時数分指示ズレが表われるので、電池が
なくなつてきたのではないかと気がつくものである。又
数分から１紛程度のズレでは二針時計では特に毎分目盛
が文字板についていないこともあり、又実用上の不便さ
としても許容できるものである。構造的には、発光ダイ
オード等の特殊な部品がなく回路的な手段により簡単に
構成できるもので、第３図以下で説明する。更に本発明
では電池電圧が低下し、一定時間進めた後に一定期間た
とえば２橋監なり北時間後には更に表示時間を数分進め
る構成をとるため、第２−ｂ図において、電池電圧低下
を１１で検出し、早送りすることにより時計の表示時間
を１２にして、その後は通常の時間送りをする。期間■
として２４Ｔｆ間後に更び表示時間１３から早送りパル
スにより１４に表示を移し、その後はたとえば今までの
倍の時間進むようにした場合である。即ち携帯時におい
て、今まで分針の指示誤差としてほとんど気がつかなか
つたものが徐々進みが大きくなり時計としておかしな状
態、即ち時計点では電池寿命が到来したとして１つの判
断基準を与えることになる。次にこの電池寿命表示状態
を更に確実に確認する手段として、第２−ｃ図で説明す
る。まず通常携帯時に巻真等の外部操作部材、あるいは
修正ボタン等により、時刻修正をする状態において、た
とえば巻真を引出すことにより針合せの状態であるとと
もに、回路がリセットされ、次に針合せが後巻真を押込
むと、正確に１（ト）Ｅｃ後に出力が出る。いわゆるリ
セット方式が一般に用いられている。第３図の回路では
Ｄタイプフリップフロップ３６とリセットスイッチ４６
がその役目をしている。第２図において電池寿命が検出
され、分針が、今までと異つた進みあるいは遅れの状況
になつたとき、ほんとうに寿命が来たかどうか確認する
ための一手段として、表示時間が１６になつている時、
巻真と連動するリセットスイッチ（第３図４６）等によ
り、たとえば巻真を通常の一段目から引き出して針合せ
の状態でリセットスイッチが電源電圧の１へ引き上げら
れている。針合せのために分針を設定時間の約２分戻す
。

表示時間は１７となる。そして巻真を一段目に押し込む
と、同時にリセットが解除されてその瞬間、分針早送り
用の信号を発生させると、表示される時間は、表示時間
１８まで進む。従つて巻真の引出し後押込むことにより
即早送りの状態を観察できるので、電池の寿命が来たこ
とを確実に知ることができる。この点は特に婦人用時計
やドレスウォッチ等の二針の時計ではデザイン上不利に
ならないよう電池プタ等をつけないので、不具合な時計
をチェックする時、電池寿命が簡単にチェックできるた
め、単に電池チェックだけのためにウラブタを開いて外
装部品に損傷を与えたり、ゴミや切粉の粉入を防ぐ意味
からも、簡単な電源電圧チェック方式として有効なもの
である。またこのリセットスイッチは巻真と独立してい
てもリセット構造としてボタン等で構成されたものもあ
るが、作用効果は同じである。本発明の具体的な回路と
タイミングチャートについて第２−ｂ図の方式及び第２
−ｃ図の方式を主体に説明する。

第３図において、水晶発振器２０，周知のフリップフロ
ップ（以下略してＦ−Ｆ）による分周回路として２１，
２２，２３，２４，４１，リセット付ＤタイプＦ●Ｆ２
６，３６，セット付きＤタイプＦ−Ｆ４２，ＤタイプＦ
ＩＦ３２，電池寿命検出用信号としてのＮＡＮＤゲート
２９，検出周期選択用のゲートとしてＡＮＤゲート２５
，２７，０Ｒゲート２８，一定時間に早送り信号入力ゲ
ートとしてＡＮＤゲート４３，４４，４５，通常状態と
電池寿命検出時のゲートとして３３，３５であり、駆動
波形成形回路としてＤタイプＦ−Ｆ３６，ＡＮＤゲート
３７，３８，モーター駆動用の比較的大電流を印加する
ためのインバータは３９，４０である。

又リセットスイッチ４６は４電源のＨＩＧＲ状態でリセ
ットが機能するようになつている。次にこの回路の動作
について説明する。

水晶発振器２０は、たとえば３２ＫＨｚで発振し、分周
回路２１は、周知のＦ−Ｆを組合せて１２８Ｈｚ（７．
８ｓｅｃ）の信号４Ｈｚの信号を出力している。

以下分周段は負論理動作をしているが、Ｆ−Ｆ４２，３
２，３６は正論理動作で考える。信号波形ｅは第４図に
示しているが、以下同様に波形については第４図に示し
ているので特に説明しない。分周回路２２はＦ．Ｆを用
いて２Ｈｚの信号をｆから出している。分周段２３はＦ
．Ｆの組合せにより６秒ＬＯＷ４秒ＨＩＧＨの１１１０
Ｈｚの信号ｇに出している。次にＦ−Ｆ２４で１１２０
Ｈｚの信号がｈに出る。通常時にはこの１１２０Ｈｚの
信号は０Ｒゲート３５を通り、リセット付ＤタイプＦ−
Ｆ３６により、１２８Ｈｚの信号ｅの位相差で７．８ｒ
ｎｓｅｃのパル子幅が信号Ｑ，ｒに生じ、コイルには電
流Ｓ１が反転信号としてコイル５０に流れ、磁心５１，
ステーター５２に生じた磁界は、永久磁石からなる磁石
５３を回転させる電気機械変換器としてのステップモー
ターを駆動する。この時計の場合通常時は１１１０Ｈｚ
の信号が印加されるので１（ト）Ｅｃの１回分針が動く
ことになる。次に電池電圧が低下した場合を考えると、
電池電圧検出回路のＰＭＯＳトランジスタ３０は、Ｄタ
イプＦ−Ｆ２６から２０＄ＥＣに１回７．８ｎ１ｓｅｃ
だけゲートがＬＯｗになるので、電池電圧によつてその
間だけ導通状になり得る。

すなわち電池電圧が電池の検出回路の設定レベルより高
い電圧なら、ＳＭＯＳトランジスタ３０は７．８ｒｒ１
ｓｅｃだけ導通状態となり、インバータ４９の出力はそ
の間だけＨＩＧＨになりｍの出力信号は０）Ｗである。
一方電池電圧が設定レベルよりも低ければゲート電圧が
１０ＷになつてもＰＭＯＳトランジスタ３０は導通状態
になり得ないので、インバータ４９の出力は１０Ｗのま
までりｍの出力はＨＩＧＨになる。又この電池電圧の検
出周期は通常時はＦ−Ｆの出力の２（ト）Ｅｃで行つて
いるが、電圧低下時には分周回路４１の出力が２１２×
２（ト）Ｅｃ：４５．時間間隔を利用しＡＮＤゲート２
７に入力して、電圧低下でも安定して電池寿命低下状態
を知らせるようにしている。周知のＦ−Ｆの組合せによ
り２（ト）Ｅｃ信号を１１２１２分周し２１２×２（ト
）Ｅｃの信号が分周段４１から出力され、ＤタイプＦ−
Ｆ４２ではクロックパルスとして１鰍信号ｇが、第４図
に示すような６秒と４秒のＬＯＷ，ＨＩＧＨ信号で形成
されたものが入力され、６秒間だけＦ−Ｆ４２の出力ｕ
はＬＯＷになり、分周回路４１の出力とのＡＮＤをとる
。こで２Ｈｚ信号ｆとのＡＮＤ４４をとるとｗには６ｓ
ｅｃ間に１２個のパルスを得ることができる。この信号
はリセットスイッチ信号が入らない時に、通過する。又
リセット４１の解除時にも直後に１２個のパルスが発生
するように、各分周回路２１，２２，２３，２４，４１
等はリセット信号が入力されるようになつている。Ｆ−
Ｆ４２はセット信号が入力されるこの１陥のパルスはＡ
ＮＤゲート３３と電池寿命検出のｍ信号ＨＩＧＨにより
、０Ｒゲート３５を通り、通常状態と同じように駆動波
形成形回路としてＦ−Ｆ３６、ＡＮＤゲート３７，２８
，インバータ３９，４０を通り、モーターを１秒に２回
６ｓｅｃ間早送りすることになる。また、電池電圧の高
い通常時にリセット４６をＨＩＧＨにすると、リセット
付ＤタイプＦ●Ｆは規正され、リセット解除後１（ト）
Ｅｃ（又は設定時間後）出力信号が発生するが、これは
通常の時計にも用いられている方式なので詳しい説明は
しない。第４図はタイミングチャート図であるが、区間
１，■，■については第２図と同様な状態を示し期間と
出力信号Ｓ１の関係を見れば本発明の意図するところが
理解できる。

Ｉは通常携帯時、■は電池寿命検出状態になつて早送り
パルスを出力している状態、■は出力信号が停止して運
針されない状態、■はリセットがＨｌＧＨになつた状態
、■の次の■はリセット解除直後にも早送りパルスが出
力される状態を示している。

以上の如く本願の構成によれば、電池電圧検出回路が電
圧の低下を検出すると第２の波形成形回路の間欠早送り
信号がゲート手段を介して駆動回路に供給されるので、
時間の経過とともに表示誤差が段階的に増加していくこ
とになり、携帯者は電池寿命の到来を事前に知ることが
できる。

特に本発明の対象としている２針式表示では分針の僅か
なズレは読取り誤差として認識され難く、また実用上も
大きな支障を来たさないものであるが、本発明のように
段階的表示誤差が増大していくことにより、携帯者は実
用上さほど問題を感じることなく、しかもある時点で確
実に電池寿命の到来を認識することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック図。 第２−ａ図，第２−ｂ図，第２−ｃ図は本発明の考え方
を示すグラフ。第３図は本発明の一実施例を示す回路図
。第４図は第３図のタイミングチャート図。１０・・・
・・・正しい時刻の傾き、０〜１１・・・・・・通常運
針のとき、１１〜１２，１３〜１４・・・・・・電池寿
命を検出し早送りしている時、１２〜１３，１４〜１５
，１８〜１９・・・・・・指針は通常の送りをしている
時、１６〜１７・・・・・・リセットをかけて巻真で正
しい時刻に針合せした時、１７〜１８・・・・・・リセ
ット解除直後の指示の動きを示す、ＴＲ・・・・・・正
しい時刻、ＴＯ・・・・・・時計の指針部を表示する時
刻。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源電池、時間標準となる水晶発振回路、分周回路
   、通常運針のための駆動信号を発生する第１の波形成形
   回路、駆動回路、及び時計と分針からなる表示手段を駆
   動するステップモータとからなる電子時計の電池寿命表
   示装置において、前記電源電池に接続する電池電圧検出
   回路には検出出力をラッチする記憶回路が接続されてお
   り、前記分周器と前記駆動回路間には一定周期毎に早送
   り駆動信号を供給する第２の波形成形回路が設けられて
   おり、前記第２波形成形回路の出力を前記記憶回路の出
   力が制御信号となるゲート手段に接続するとともに、前
   記ゲート手段の出力と前記第１の波形成形回路の出力信
   号とが共に前記駆動回路に入力され、前記電池電圧検出
   手段が電圧低下を検出したとき、前記ゲート手段から出
   力される駆動信号により表示時刻誤差が間欠的に増大す
   る手段を有することを特徴とする電子時計の電池寿命表
   示装置。