JPS6130222B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子時計に関し、特にステツプモータ
ー等電気機械変換機構を内蔵するアナログ表示式
電子腕時計の電源の構成に関する。

電子腕時計、特に水晶発振子を時間標準とする
水晶腕時計は、高精度であることとともに、数々
の技術革新、コスト低下によつて、近年その普及
が著しい。しかしながら、電子腕時計は電池交換
を避けられず、又、電池交換時には、時計機能が
停止するという最大の弱点をもつている。特に、
高精度をうたつている水晶腕時計は、電池交換直
前まで時刻が合つていながら、電池交換によつて
時計が狂つてしまうのは、非常に残念なことであ
る。

本発明は、この様な欠点を除くため、従来一系
統であつた電源電池を、主電池と副電池の二系統
の構成とし、主電池としては、従来の銀電池、水
銀電池、あるいはリチウム電池等の電池を、副電
池として長期信頼性の高い固体電解質電池の如き
電池を用い、常時は主に主電池で時計体を駆動
し、主電池が容量低下等による電圧低下時、又は
電池交換時には、副電池によつて時計体を駆動し
ようとするものである。しかしながら、副電池で
ある固体電解質電池は、その内部抵抗が大きいと
いう欠点を有しており、そのためパルス状の大電
流を駆動源として要求するステツプモーター等の
電気機械機構を駆動することはできない。従つて
単純に上述の構成にすることはできない。そこで
本発明は、固体電解質電池のこの様な性能を考慮
して実質的に主電池の交換時の狂いをなくしよう
とするもので、以下、本発明の一実施例につき、
第１図に基づき詳説する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
であり、１は時間標準となる水晶振動子であり、
２はこれを振動させる為の発振回路、及び分周回
路である。ここで規定の周波数に分周された信号
はモーター駆動回路３へ伝えられ、コイル４に電
流を流しローター５を駆動する。このローター５
は図示しないが、歯車輪列を介して時，分，秒針
等を駆動し、時刻表示を行なう。ところで６は主
電池であり、その具体例としてはボタン型の酸化
銀電池であり、７は電池電圧検出回路であり、主
電池６の電圧が規定の電圧が保たれているとき
は、トランスミツシヨンゲート８，９をONとな
る様に出力する。従つてこの時は、発振分周回路
２、及びモーター駆動回路３へは主電池６の電圧
が供給される。又、１０は副電池であり、その具
体例は固体電解質電池である。主電池６の電圧が
規定の電圧がある時はトランスミツシヨンゲート
１１はOFFとなつているので、この副電池１０
の電圧はどの回路にも供給されない。しかるに、
主電池６が容量低下をきたし、その出力電圧が低
下するか、交換により主電池６が取り除かれる
と、電池電圧検出回路の出力は反転し、トランス
ミツシヨンゲート８，９をOFFに、トランスミ
ツシヨンゲート１１をONにする。従つて、前述
の発振分周回路２の電源は、主電池６から副電池
１０に切り換えられるが、モータ駆動回路３への
電源供給はどこからも受けずモーターは停止す
る。即ちトランスミツシヨンゲート８と１１が切
換手段を構成し、電圧検出回路７に制御されるト
ランスミツシヨンゲート９が駆動回路３の停止手
段を構成している。しかしながら、分周回路の出
力は、スイツチング回路１２（これは主電池６の
電圧低下時ONとなる）を経てカウンター１３に
導入される。従つて主電池６がはずされてモータ
ーが停止している時間はこのカウンター１３によ
り記憶される。しかる後、主電池６が新品と交換
されると再び時計回路に主電池６により電源が供
給され、モーターが駆動されるとともにモーター
速送り回路１４が作動し、前述のカウンター１３
に記憶された時間分のモーターの作動を規定の周
波数より速い周波数でモーターを速送りする。こ
のモーター速送り回路１４は、主電池６の電圧が
規定電圧が保たれている時に作動する様になつて
おり、カウンター１３はアツプダウンカウンター
の如きもので構成されていて、このカウンター１
３の内身がなくなるまでモーター速送り回路１４
が作動する。具体的数値を用いて再度説明する
と、ローター５は１秒に１ステツプずつ回転する
１秒ステツプ時計であり、主電池６を交換の為取
りはずすとローター５は停止するが、分周回路２
の１秒信号はカウンター１３に導入される。10分
後新電池が主電池６として取り付けられると、カ
ウンター１３には10分分の記憶がなされており、
これをモーター速送り回路１４で毎秒32ステツプ
の速度でロータ５を駆動することによりローター
５が停止していた10分間の時間遅れを直ちに補償
する。なおこの時、規定１秒ステツプの信号も供
給されるため、この速送り回路１４の出力との重
複をさける様な簡単な工夫が必要である。

以上が本発明の一実施例であるが、本発明は上
述の如く電池交換時には時計は一時的に停止する
が、新電池と交換後は、この停止時間を直ちに補
正するため電池交換前後の時刻の狂いをなくし、
電子腕時計の最大の弱点を解決するものである。

疑問として、主電池から副電池に切換える時、
モーター駆動回路も副電池で電源を供給、主電池
を取りはずしたときもモーターを駆動した方が、
より有利で、しかも構成も簡単になるのではない
かという点である。

これに答えるために、副電池として用いた固体
電解質電池について若干説明を加える。これは、
電解質にAg₃SI，AgI，R₆Ag₄I₅等の固体電解値を
用いたものであり、その系及び反応式を、例え
ば、電解質Ag₃SI，陽極をAg，陰極をTeで構成
した固体電解質電池を例にして説明する。

Ag／Ag₃SI／Te 〔Ag＋Te＝Ag・Te Ag＝Ag⁺＋e^- Te＋e^-＝Te^-〕 固体電解質電池の特徴は、第１に、極小化が可
能である。これは漏液がないため密閉が簡単であ
り、又、固体電解質を蒸着で形成できるためであ
る。第２に、耐用年数が長く、10年程度の保証が
できる。これは化学的な安定度が高いこと、自己
放電が少なく漏液が皆無であるためである。第３
に、再充電が可能である等があげられる。反面、
エネルギー密度は酸化銀電池の1/5〜1/10である
こと、内部抵抗がこれらの電池の１桁から２桁大
きい点である。

これらの得失は、低容量超小型で、長期に安定
であるという点で、上に述べた如き短時間一時的
に用いる副電池として最適である。しかしながら
電池の内部抵抗が大きいため大電流を取り出すこ
とができないので、ステツプモーターの如き電気
機械変換機構を駆動することができない。一般に
ステツプモーターは7.8ｍsecと短時間ながら、
500〜700μＡの大電流を供給する必要があるため
である。そこで上に述べた本発明の実施例では、
副電池に切換つたときモーターの駆動を停止し、
これを補うため、新電池に入れ替つた時点で保償
するようにしたものである。又、本実施例は、一
般的に電子腕時計の消費電力はモーターによる部
分が大きく、電子回路部分はＣ MOSで形成さ
れているため極微少であるので、容量の少ない副
電池の負担が軽減されるという利点もある。電子
回路部の消費電流は１μＡ多くとも２μＡ程度で
あるので、副電池としては数mAH程度の容量で
長期間その機能を果たすことができる。従つて本
発明の電子腕時計は、主電池のみの電池交換で十
分で、副電池を交換する必要は全くなく、その点
では、従来の電子腕時計と同等である。

以上、本発明につき詳説したが、本発明はここ
で述べた実施例に限定されるものではなく、具体
例としては種々変更が可能である。例えば、第１
図のブロツク図についてその一部を変更するこ
と、通常状態で主電池が必ずしも時計体の全電源
を供給せず、一部を副電池に負担させることもで
きる。例えば、ここでは触れなかつたが、水晶振
動子の周波数調整法の一種に電子回路で論理的に
行なういわゆる論理緩急方式があるが、これのメ
モリーの電源を副電池で供給することもできる。
又、固体電解質電池は再充電可能電池であるの
で、主電池で副電池を充電し、副電池は常時その
容量を満たしておく様にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す図である。 ２……発振分周回路、３……モーター駆動回
路、５……ローター、６……主電池、７……電池
電圧検出回路、１０……副電池、１２……スイツ
チング回路、１３……カウンター、１４……モー
ター速送り駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源、時間標準となる水晶振動子、発振回路
   及び分周回路、前記分周回路の出力に基づいて作
   動する駆動回路、及びステツプモーター等の電磁
   変換機構とからなる電子時計において、前記電源
   を第１電源と第２電源から構成し、前記発振回路
   及び分周回路に前記第１と第２の電源を切換手段
   を介して接続するとともに、前記第１電源に電圧
   検出回路を接続し、前記第１電源の電圧値が所定
   値以上のとき前記第１電源を前記発振回路及び分
   周回路に接続し、所定値以下のとき前記第２電源
   を前記発振回路及び分周回路に接続するよう前記
   切換手段が前記第１電源の電圧検出回路と接続さ
   れており、更に前記駆動回路には前記第１電源の
   電圧値が前記所定値以下となつたとき前記駆動回
   路の作動を停止させる停止手段が接続され、且つ
   前記分周回路には前記駆動回路が停止している時
   間をカウントするカウンタが接続され、前記カウ
   ンタには前記第１電源の電圧値が所定値以上とな
   つたとき前記カウンタのカウント数だけ前記電磁
   変換機構を早送り作動する早送り手段が接続され
   たことを特徴とする電子時計。