JPS6148110B2 - - Google Patents

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JPS6148110B2
JPS6148110B2 JP15976776A JP15976776A JPS6148110B2 JP S6148110 B2 JPS6148110 B2 JP S6148110B2 JP 15976776 A JP15976776 A JP 15976776A JP 15976776 A JP15976776 A JP 15976776A JP S6148110 B2 JPS6148110 B2 JP S6148110B2
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JP
Japan
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pulse
drive
load
circuit
motor
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JP15976776A
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Japanese (ja)
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JPS5385467A (en
Inventor
Kiichi Kawamura
Minoru Hosokawa
Sakiho Okazaki
Hiroshi Ishii
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Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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Publication of JPS6148110B2 publication Critical patent/JPS6148110B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子時計に関し、特にその電気機械
変換機構の駆動方式に関する。本発明の目的はか
かる変換機構の低電力をはかるとともに高信頼化
をも達成することにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic timepiece, and more particularly to a drive system for its electromechanical conversion mechanism. An object of the present invention is to achieve low power consumption and high reliability of such a conversion mechanism.

水晶振動子を時間標準振動子としたいわゆる水
晶腕時計が実用化されて以来、その高精度、高信
頼性から広く普及するに至つた。その間、この水
晶腕時計の技術革新はめざましく、その消費電力
についても当初20数μW必要としたものが現在で
は5μW程度で実現できるようになつてきた。し
かしながら現状の消費電力5μWの内訳を見ると
水晶振動子の発振、分周等回路関係で1.5〜2μ
W、電気機械変換機構で3〜3.5μWと、かなり
アンバランスが目立つ、即ち電気機械変換機構の
消費電力が全体の消費電力の6〜7割もしめてい
るわけで今後さらに低電力化を図つていくために
はこの電気機械変換機構の低電力化が効果的であ
りそうである。しかし現状の電気機械変換機構の
変換効率はかなり高くこれ以上の効率アツプはか
なり困難である。ただ従来の電気機械変換機構
は、カレンダー機構の如き耐付加機構、温度、磁
気等の耐環境、振動衝撃等の耐外乱等の要求から
最悪状態でも充分に作動する様に設計されてき
た。そのため一定の駆動条件で一定負荷に耐える
性能が変換機構に要求されていたのであるが、実
際に時計体がこの様な負荷状態にあるのは一日の
内で4〜5時間程度で他の20時間は殆んど無負荷
状態にある。即ち、時計体が常に無負荷状態にあ
れば、交換機構はそれ程大きな負荷に耐える様な
設計をする必要がなく、その場合には消費電力も
かなり低減できるのであるが、時計は短時間では
あるが厳しい環境になるので、これを保証するた
めに大電力を供給して大出力を得る変換機構を用
いる必要があつた。
Since the so-called quartz wristwatch, which uses a quartz oscillator as a time standard oscillator, was put into practical use, it has become widely popular due to its high precision and reliability. During that time, technological innovations in crystal wristwatches have been remarkable, and their power consumption, which initially required 20-plus microwatts, can now be achieved at around 5 microwatts. However, if we look at the breakdown of the current power consumption of 5 μW, it will be 1.5 to 2 μW due to the oscillation of the crystal oscillator, frequency division, etc.
W, the electromechanical conversion mechanism is 3 to 3.5μW, which is quite unbalanced.In other words, the power consumption of the electromechanical conversion mechanism accounts for 60 to 70% of the total power consumption, so we will strive to further reduce power consumption in the future. In order to achieve this goal, reducing the power consumption of this electromechanical conversion mechanism seems to be effective. However, the conversion efficiency of current electromechanical conversion mechanisms is quite high, and it is quite difficult to increase the efficiency further. However, conventional electromechanical conversion mechanisms have been designed to operate satisfactorily even under the worst conditions due to requirements such as load-resistant mechanisms such as calendar mechanisms, environmental resistance such as temperature and magnetism, and resistance to external disturbances such as vibration and shock. For this reason, the conversion mechanism was required to have the ability to withstand a certain load under certain driving conditions, but in reality, the watch body is under such load only for about 4 to 5 hours a day, when other watch bodies are under such load. Most of the 20 hours are without load. In other words, if the watch body was always in a no-load state, the exchange mechanism would not need to be designed to withstand such a large load, and in that case, power consumption could be reduced considerably, but the watch body would only last for a short time. In order to guarantee this, it was necessary to use a conversion mechanism that could supply a large amount of power and obtain a large output.

本発明は、変換機構の駆動方式を負荷が小さい
ときには少ない電力で駆動し、負荷が大きいとき
は大電力で駆動することにより上述の不合理性を
改め、変換機構で消費する電力を大巾に低減する
ものである。しかもこの様な駆動方式を機械的接
点などを含まず信頼性のある全電子的な手段で構
成するとともに変換機構の種類、量産によるバラ
ツキ等にも対処できる安定な駆動を実現したもの
である。
The present invention corrects the above-mentioned irrationality by driving the conversion mechanism with less power when the load is small, and with high power when the load is large, and greatly reduces the power consumed by the conversion mechanism. It is intended to reduce Furthermore, such a drive system is constructed using reliable all-electronic means without including mechanical contacts, and a stable drive that can cope with variations due to the type of conversion mechanism and mass production has been realized.

以下、本発明につき説明するが、まづ電子腕時
計に用いられている電気機械変換機構の一例とし
てパルスモーター及びその作動、さらにこのパル
スモーターにもとづき、本発明の考え方を説明
し、続いて実施例につく詳説する。
The present invention will be explained below. First, a pulse motor and its operation will be explained as an example of an electromechanical conversion mechanism used in an electronic wristwatch, and the concept of the present invention will be explained based on this pulse motor. Then, examples will be explained. I will explain in detail.

第1図は、電子腕時計用パルスモーターの1例
であり、図において1は2極に着磁された永久磁
石製のローターで、このローター1をはさんでス
テータ2,3が対向して配置されているが、これ
らのステータ2,3はそれぞれコイル4を巻いた
継鉄5に接続して1組のステータを構成してい
る。ステーター2,3は、ローター1が一定方向
に回転できる様にローター1の中心に対しステー
ター2,3の円孤部2a,3aを偏心させ、ロー
ター1の静止時の磁極(NおよびS)位置をステ
ーター2,3の一方にずらしている。この種のパ
ルスモーターは従来から実用化されており第2図
に示す様な回路ブロツクで駆動されていた。10
は水晶振動子であり、発振回路11により駆動さ
れ、その周波数は分周器12により分周され、波
形整形器13で適当な時間間隔で適当な時間幅の
180゜位相の異なる2つのパルスが成形される。
Figure 1 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch. In the figure, 1 is a permanent magnet rotor magnetized to two poles, and stators 2 and 3 are arranged facing each other with rotor 1 in between. However, these stators 2 and 3 are each connected to a yoke 5 around which a coil 4 is wound to form a set of stators. The stators 2 and 3 are arranged so that the circular arc portions 2a and 3a of the stators 2 and 3 are eccentric to the center of the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction, and the magnetic poles (N and S) of the rotor 1 are positioned at rest. is shifted to one of stators 2 and 3. This type of pulse motor has been in practical use for some time and was driven by a circuit block as shown in FIG. 10
is a crystal oscillator, which is driven by an oscillation circuit 11, whose frequency is divided by a frequency divider 12, and by a waveform shaper 13 at an appropriate time interval and an appropriate time width.
Two pulses with a 180° phase difference are formed.

その一例として、2″毎7.8msecのパルスを考え
以下これについて説明していく。このパルスを
CMOSインバータで構成されるドライバー14,
15に入力し、その出力をコイル4の端子4a,
4bに供給する。第3図はこのドライバー部の詳
細図であり、一方のインバーター14の入力端子
16に18なる信号を印加すると矢印19で示す
様に電流が流れ、逆に他方のインバータ15の入
力端子17に同様の信号を印加すると矢印19と
対称的なルートに電流が流れる。即ち両インバー
タの入力端子16,17に交互に信号を印加する
ことによりコイル4に流れる電流を交互に反転さ
せることができ、具体的には1秒毎に交互に反転
する7.8msecの電流をコイル4に流すことができ
る。このような駆動回路により第1図のステツプ
モーターのステーター2,3にはN極、S極が交
互に発生し、ローター1の磁極と反撥、吸引によ
りローター1を180゜ずつ回転させることができ
る。そしてこのローター1の回転は中間車6を介
して4番車7に伝達され、さらに3番車8、2番
車9、さらには図示しないが筒カナ、筒車、カレ
ンダー機構に伝達され、時針、分針、秒針、カレ
ンダー等からなる指示機構を作動させる。
As an example, let's consider a pulse of 7.8 msec every 2" and explain this below.
Driver 14 consisting of a CMOS inverter,
15, and its output is sent to the terminals 4a of the coil 4,
4b. FIG. 3 is a detailed diagram of this driver section. When a signal 18 is applied to the input terminal 16 of one inverter 14, a current flows as shown by an arrow 19, and conversely, the same goes to the input terminal 17 of the other inverter 15. When a signal is applied, a current flows in a route symmetrical to the arrow 19. That is, by alternately applying signals to the input terminals 16 and 17 of both inverters, the current flowing through the coil 4 can be alternately reversed. Specifically, a current of 7.8 msec, which is alternately reversed every second, is applied to the coil 4. It can be passed to 4. With such a drive circuit, N and S poles are alternately generated in the stators 2 and 3 of the step motor shown in Figure 1, and the rotor 1 can be rotated 180 degrees by repulsion and attraction from the magnetic poles of the rotor 1. . The rotation of the rotor 1 is transmitted to the fourth wheel 7 via the intermediate wheel 6, and further transmitted to the third wheel 8, second wheel 9, and further to the cylinder pinion, hour wheel, and calendar mechanism (not shown), and the hour hand. , operates an indicating mechanism consisting of a minute hand, second hand, calendar, etc.

第1図のパルスモーターは、原理的には以上の
説明の如く作動し、これを電子腕時計用の変換機
構として用いてきた。
The pulse motor shown in FIG. 1 operates in principle as explained above, and has been used as a conversion mechanism for electronic wristwatches.

第3図のドライブ回路において、端子17にハ
イレベル信号を端子16に信号18を印加して矢
印19の如く電流を流したときMOSトランジス
タ15にはチヤネルインピーダンスによつて駆動
電流に基く電圧降下が生じ端子4bでこの電流に
相当する信号波形を検出することができる。その
電流波形は、例えば第4図の如くになる。第4図
で区間Aは駆動区間でこの場合7.8msec、この区
間Aで流れる電流がモーター駆動で消費される電
流である。この区間Aでの電流波形が図の如く複
雑な形状を示すのは、駆動回路によつて印加され
た電圧にもとづいて生ずる電流の他に駆動された
ローターの回転によつてコイルに、誘起電流が重
量されるためである。区間Bは、駆動パルス印加
後の区間で、ローターは慣性による回転と安定位
置に停止する迄の振動を行う、このときこの区間
は第3図の駆動用インバータ14,15のPチヤ
ンネルMOSトランジスタがONになつているため
コイル4とこのトランジスタとのループで前記ロ
ーターの動きに応じたコイル4への誘起電流が流
れる。第4図の区間Bの波形が脈動しているのは
このためである。従つてこの駆動電流波形及び駆
動後の誘起電流波形の形状とローターの回転位置
とはほぼ対応をつけることができる。
In the drive circuit shown in FIG. 3, when a high-level signal is applied to the terminal 17 and a signal 18 is applied to the terminal 16, and a current is caused to flow as shown by an arrow 19, a voltage drop based on the drive current occurs in the MOS transistor 15 due to the channel impedance. A signal waveform corresponding to this current can be detected at the generating terminal 4b. The current waveform is as shown in FIG. 4, for example. In FIG. 4, section A is a drive section, in this case 7.8 msec, and the current flowing in this section A is the current consumed by motor drive. The reason why the current waveform in section A shows a complicated shape as shown in the figure is that in addition to the current generated based on the voltage applied by the drive circuit, there is also an induced current in the coil due to the rotation of the driven rotor. This is because it weighs a lot. Section B is the section after the drive pulse is applied, and the rotor rotates due to inertia and vibrates until it stops at a stable position.At this time, in this section, the P-channel MOS transistors of the drive inverters 14 and 15 in FIG. Since it is turned on, an induced current flows to the coil 4 in response to the movement of the rotor in a loop between the coil 4 and this transistor. This is why the waveform in section B in FIG. 4 is pulsating. Therefore, the shapes of the drive current waveform and the induced current waveform after driving can substantially correspond to the rotational position of the rotor.

さて、第4図の波形20と波形20は、一連の
波形であり、これはローターへの負荷が非常に少
ない場合である。波形22と波形22′も一連の
波形であつて、この場合ローターへの負荷が大き
く、ローターの作動限界に近い状態であり、波形
21、波形21′は許容最大負荷の約1/2の負荷を
かけた場合である。この様に負荷を変化させたと
きの電流波形をよく観察すると、負荷が大きくな
るに従つて波形が右へ延びていくことがわかる。
これは負荷の増大に従つてローターの回転が遅く
なるためであり、安定位置に停止するまでのロー
ター振動周波数が低く、且つ振幅が小さくなる事
を実験的に確めている。この現象を逆に考えると
ローターへの負荷が常に、無負荷状態にあるなら
ば、駆動パルス幅は7.8msecよりもつと短いパル
ス幅で駆動できると理解される。事実パルス幅を
短くしても、モーターは作動し、出力トルクは減
少する。この状況を第5図に示す。第5図は、駆
動パルス幅を変化させたときの出力トルク特性T
と消費電力特性Iを表わしたものである。
Now, waveform 20 and waveform 20 in FIG. 4 are a series of waveforms, and this is the case when the load on the rotor is very small. Waveform 22 and waveform 22' are also a series of waveforms, and in this case, the load on the rotor is large and is close to the operating limit of the rotor, while waveform 21 and waveform 21' are at a load of approximately 1/2 of the maximum allowable load. This is the case when multiplied by . If you carefully observe the current waveform when the load is changed in this way, you will see that the waveform extends to the right as the load increases.
This is because the rotation of the rotor slows down as the load increases, and it has been experimentally confirmed that the rotor vibration frequency and amplitude become low until it stops at a stable position. Considering this phenomenon in reverse, it can be understood that if the load on the rotor is always in a no-load state, the rotor can be driven with a short pulse width of 7.8 msec. In fact, even if the pulse width is shortened, the motor still operates and the output torque decreases. This situation is shown in FIG. Figure 5 shows the output torque characteristic T when changing the drive pulse width.
This represents the power consumption characteristic I.

前述の駆動パルス幅7.8msecは、この図でP2
相当する。即ちパルス幅P2で出力トルクはT2
あり、消費電力はI2である。この出力トルクT2
前述の様に時計体の遭遇する負荷に充分耐えられ
る様に設定される。ところがローターにかかる負
荷が小さいか無視できる程度であればもつと出力
トルクは小さくてよく、駆動パルス幅も短くで
き、従つて消費電力も少なくできる。例えば、P1
のパルス幅で駆動すれば、出力トルクT1で消費
電力もI1で済む、従つて、ローターにかかる負荷
を検出することにより、無負荷時もしくは負荷が
小さいときは狭いパルス幅で駆動し、大きい負荷
がかかつたときには広いパルス幅で駆動すれば大
幅な低電化が図れる。前にも述べたように無負荷
状態にある方が圧倒的に多いので低電力化の効果
は非常に大きい。例えば、第5図の如く無負荷時
(20時間)はP1のパルス幅で負荷時(4時間)は
P2のパルス幅で駆動し、I1/I2=1/2であると
すると、平均消費電力は I=I×20+I×4/24 =14/24I2≒0.58I2 となり、常時P2のパルス幅で駆動した従来の方式
に比し、60%以下の電力で済み大幅な低電力化が
はかられる。
The aforementioned driving pulse width of 7.8 msec corresponds to P 2 in this figure. That is, the output torque is T 2 with a pulse width of P 2 and the power consumption is I 2 . As mentioned above, this output torque T 2 is set so as to be able to sufficiently withstand the load encountered by the watch body. However, if the load on the rotor is small or negligible, the output torque can be small, the drive pulse width can be shortened, and the power consumption can be reduced. For example, P 1
If the rotor is driven with a pulse width of When a large load is applied, driving with a wide pulse width can significantly reduce power consumption. As mentioned before, the overwhelming majority of people are in a no-load state, so the effect of reducing power consumption is very large. For example, as shown in Figure 5, when there is no load (20 hours), the pulse width is P 1 , and when there is a load (4 hours), the pulse width is P 1.
If it is driven with a pulse width of P 2 and I 1 /I 2 = 1/2, the average power consumption is I = I 2 × 20 + I 2 × 4/24 = 14/24 I 2 ≒ 0.58 I 2 , and it is always Compared to the conventional method that drives with a pulse width of P 2 , it requires less than 60% of the power, resulting in a significant reduction in power consumption.

ただP1とP2の2つのパルス幅で制御すると少し
でも負荷が増大するとP2のパルス幅で駆動しなけ
ればならなくなり、時計の携帯条件や環境条件に
より消費電流にバラツキがでやすくなる。そこで
P1とP2のパルス幅の間のP3なるパルス幅を設定
し、通常の負荷たとえばカレンダー機構による負
荷には耐えられる出力トルクT3を得るようにす
る。この様にすることにより、特別なこと、たと
えばカレンダー機構による負荷と外乱による負荷
と極低温による負荷とが同時にかかつたときを除
きP1とP3のパルス幅でモーターは駆動される。従
つて上で述べた消費電流よりもさらに低電力化で
きるとともに電流値のバラツキも押えることがで
きる。
However, if the watch is controlled using two pulse widths, P 1 and P 2 , if the load increases even slightly, it will have to be driven with the pulse width P 2 , and the current consumption will tend to vary depending on the conditions in which the watch is carried and the environmental conditions. Therefore
A pulse width P 3 between the pulse widths P 1 and P 2 is set to obtain an output torque T 3 that can withstand a normal load, such as a load caused by a calendar mechanism. By doing this, the motor is driven with the pulse widths of P 1 and P 3 except in special cases, such as when a load from a calendar mechanism, a load from a disturbance, and a load from extremely low temperatures are applied at the same time. Therefore, the power consumption can be further reduced than the above-mentioned current consumption, and variations in current values can also be suppressed.

ところで今、上で「負荷を検出して………」と
簡単に述べたが、この負荷の検出方法が本発明の
大きなポイントであることは言う迄もない。次に
この負荷の検出方法について述べる。第4図のコ
イルに流れる電流波形を見ると、負荷の増大とと
もに、この電流波形が変化することがわかる。即
ち駆動区間Aでは極大、極小になる位置が負荷の
増大とともに右へシフトしている。この点に着目
して負荷の大きさを知ることができるが、この波
形の変化量は極めて少なく量産のバラツキを吸収
することがむづかしく、又、極めて徴妙な制御を
しなければならない。
By the way, although it was briefly mentioned above that "the load is detected...", it goes without saying that this method of detecting the load is a major point of the present invention. Next, a method for detecting this load will be described. Looking at the current waveform flowing through the coil in FIG. 4, it can be seen that the current waveform changes as the load increases. That is, in drive section A, the positions of maximum and minimum shift to the right as the load increases. The magnitude of the load can be determined by focusing on this point, but the amount of change in this waveform is extremely small, making it difficult to absorb variations in mass production, and requires extremely delicate control.

そこで本発明は、駆動パルス印加後の区間Bに
着目した。この区間Bにおいても負荷の増大につ
れて、例えば最初に極小値をとる点は右へシフト
している。しかも区間Aの波形の変化量に比し、
数倍の変化量が得られる。従つて、この区間Bに
おける誘起電流波形によつて負荷の大小を検出す
ることは、上述の区間Aに比し容易で、信頼性も
高くなる。この現象は、駆動パルス幅を短くした
ときも同様で、第6図にその状況を示す。この第
6図に示した駆動は第4図に比し、駆動パルス幅
が狭いため小さな負荷に耐えるのみであるが無負
荷時の駆動電流波形23、同じく駆動後の誘起電
流波形23と作動限界負荷時の駆動電流波形24
同じく駆動後の誘起電流波形24′との関係は、
第4図と同様である。負荷の検出は上述の方法で
行うが、本発明の構成はモーター駆動パルスを3
個用意しておく、この3個の駆動パルスをパルス
幅の狭い方から順に第1駆動パルス、第2駆動パ
ルス、第3駆動パルスとし、モーターへの負荷が
微小な電負荷時には第1駆動パルスで駆動し常に
駆動後の誘起電流波形により負荷の大きさを検出
し、負荷が十分小さいときにはこの第1駆動パル
スでの駆動を続け、負荷が増加してきて第1駆動
パルスの限界に近づいてきたと判断された場合、
もしくは急激に負荷が過大となりモーターが作動
しなかつたときには引き続いて広いパルス幅の駆
動で補正駆動するとともに次の駆動時には第2駆
動パルス幅で駆動する、そしてさらに前と同様駆
動後の誘起電流波形により負荷の大きを検出し、
負荷が大きくなり第2の駆動パルス幅でも駆動が
むづかしくなつてきたと判断されたときにはさら
に次の駆動から第3の駆動パルスで駆動し、負荷
が軽減された場合には第1の駆動パルスに戻る様
に構成するものであり、第7図によりさらに具体
的に詳説する。
Therefore, the present invention focused on section B after application of the drive pulse. Also in this section B, as the load increases, for example, the point where the minimum value is first shifted to the right. Moreover, compared to the amount of change in the waveform in section A,
A change several times larger can be obtained. Therefore, it is easier to detect the magnitude of the load based on the induced current waveform in this section B than in the above-mentioned section A, and the reliability is also higher. This phenomenon also occurs when the driving pulse width is shortened, and the situation is shown in FIG. The drive shown in Fig. 6 has a narrower drive pulse width than that shown in Fig. 4, so it can only withstand a small load. Drive current waveform 24 during load
Similarly, the relationship with the induced current waveform 24' after driving is as follows:
It is similar to FIG. The load is detected by the method described above, but the configuration of the present invention uses three motor drive pulses.
These three drive pulses are set as the first drive pulse, the second drive pulse, and the third drive pulse in order from the one with the narrowest pulse width.When the load on the motor is a small electric load, the first drive pulse is used. The load size is always detected by the induced current waveform after driving, and when the load is small enough, driving is continued with this first drive pulse, and when the load increases and approaches the limit of the first drive pulse. If it is determined that
Or, if the load suddenly becomes excessive and the motor does not operate, it will continue to perform corrective driving with a wide pulse width, and then drive with the second driving pulse width during the next drive, and then the induced current waveform after driving as before. The large load is detected by
When the load becomes large and it is determined that driving becomes difficult even with the second drive pulse width, the third drive pulse is used from the next drive, and when the load is reduced, the first drive pulse is used. This will be explained in more detail with reference to FIG.

第7図は、本発明の構成を示すブロツク図であ
り、25は時間標準振動子、26は発振回路、分
周回路等を含む回路、27はパルスモーター駆動
回路、28はパルスモーターでここまでの構成は
従来の電子腕時計と同じである。29は負荷検出
回路で第4図、第6図で説明した様に駆動パルス
印加後の誘起電流波形により負荷を検出する。3
0は制御回路で負荷検出回路29で検出した負荷
の状態に応じてパルスモーター28の駆動を制御
する回路で、あらかじめ3個の駆動パルスを用意
しておき負荷の大きさに応じて夫々の駆動パルス
を供給するように制御する。この制御方式を第8
図につき説明する。第8図は駆動パルスの状態を
示したもので先のパルスモーターの項で述べた様
にモーターには反転パルスが供給されるので、こ
れをパルス31,32の様に示した。パルス3
1,32は無負荷状態の第1駆動パルスである。
パルス31,32、を印加後第7図の検出回路が
負荷状態を検出するがこの場合、無負荷又は微小
負荷状態である。即ちパルス31後の負荷検出は
無負荷と判定したので、次のパルス32も第1駆
動パルスを供給され、このパレス32後の負荷検
出も無負荷と判定したので、その次のパルス33
も第1駆動パルスとなる。そしてパルス33後の
負荷検出では第1駆動パルスに耐える限界に近く
して負荷状態であると判定した。この場合パルス
33後数10msec以内に広いパルス幅の補正駆動
パルス34がパルス33と同じ極性(即ち同じ電
流方向)で印加される。そして次の駆動パルス3
5は第2駆動パルスが供給される。さらにパルス
35後も同様に負荷検出を行い、第2駆動パルス
に耐えられる中程度の負荷であれば、次のパルス
36も第2駆動パルスが供給される。同様にその
次のパルス37も第2駆動パルスが供給された
が、負荷検出で大負荷となり第2駆動パルスで駆
動限界に近づいたので前と同様引き続いて広いパ
ルス幅の補正駆動パルス38がやはりパルス37
と同じ極性で印加される。そして次のパルス90
は第3駆動パルスが供給される。さらにパルス9
0後も負荷検出を行い大負荷であれば次のパルス
91も第3駆動パルスが供給される。同様にパル
ス92も第3駆動パルスが供給されたが印加後の
負荷検出で無負荷と判定されたので、次のパルス
93は第1駆動パルスが供給された、全く同様に
して以下パルス94,95,96は第1駆動パル
スでありパルス97は補正駆動パルス、パルス9
8,99,100は第2駆動パルスであり、パル
ス101,102は第1駆動パルスである。これ
らの径偉は改めて説明する迄もなく上述の説明か
ら明らかであろう。パルス33とパルス34の関
係を説明すると、パルス33の駆動で負荷が大き
いことを検出すると数10msec後に広いパルス幅
のパルス34が印加される。これはパルス33後
の負荷検出で負荷が大きいと判定するが、このと
きローターが作動したかどうかの判定はむずかし
い、というのは第6図の誘起電流波形は負荷の増
加とともに右へシフトするとともに減衰する。そ
してローターが作動しなかつたときは、誘起電流
が出ないのであるが負荷が限界に近いときロータ
ーがやつと作動する状態との区別がつきにくい。
負荷が徐々に増加する場合は、負荷が大きいと判
定してもそのときのパルス33ではローターは作
動しているし、負荷が急激で狭いパルス幅では駆
動できない大きさになるとパルス33ではロータ
ーは作動しない。この両者の判別するのは困難で
ある。そこでパルス印加後の負荷の検出は多少余
裕をもつように設定するがが簡単である。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the present invention, where 25 is a time standard oscillator, 26 is a circuit including an oscillation circuit, a frequency dividing circuit, etc., 27 is a pulse motor drive circuit, and 28 is a pulse motor. The configuration is the same as a conventional electronic wristwatch. Reference numeral 29 denotes a load detection circuit that detects the load based on the induced current waveform after application of the drive pulse, as explained in FIGS. 4 and 6. 3
0 is a control circuit that controls the drive of the pulse motor 28 according to the state of the load detected by the load detection circuit 29. Three drive pulses are prepared in advance and each drive is controlled according to the size of the load. Control to supply pulses. This control method is used in the eighth
This will be explained with reference to the diagram. FIG. 8 shows the state of the driving pulses. As mentioned in the section on the pulse motor, the motor is supplied with inverted pulses, so these are shown as pulses 31 and 32. pulse 3
1 and 32 are first drive pulses in a no-load state.
After applying the pulses 31, 32, the detection circuit of FIG. 7 detects a load condition, which in this case is a no-load condition or a slight load condition. That is, since the load detection after pulse 31 was determined to be no load, the next pulse 32 was also supplied with the first drive pulse, and the load detection after this pulse 32 was also determined to be no load, so the next pulse 33
also serves as the first drive pulse. Then, in the load detection after pulse 33, it was determined that the load state was close to the limit that could withstand the first drive pulse. In this case, within several tens of milliseconds after the pulse 33, a correction drive pulse 34 with a wide pulse width is applied with the same polarity as the pulse 33 (that is, the same current direction). And the next drive pulse 3
5 is supplied with the second drive pulse. Furthermore, load detection is performed in the same manner after the pulse 35, and if the load is moderate enough to withstand the second drive pulse, the second drive pulse is also supplied for the next pulse 36. Similarly, the second drive pulse was supplied for the next pulse 37, but the load detection caused a large load and the second drive pulse approached the drive limit, so a correction drive pulse 38 with a wide pulse width was again applied as before. pulse 37
is applied with the same polarity as. and the next pulse 90
is supplied with the third drive pulse. Further pulse 9
Even after 0, the load is detected, and if the load is large, the third drive pulse is also supplied as the next pulse 91. Similarly, for pulse 92, the third drive pulse was supplied, but it was determined that there was no load in the load detection after application, so the next pulse 93 was supplied with the first drive pulse. 95 and 96 are first drive pulses, and pulse 97 is a correction drive pulse, pulse 9.
8, 99, and 100 are second drive pulses, and pulses 101 and 102 are first drive pulses. These characteristics are obvious from the above explanation without needing to be explained again. To explain the relationship between the pulse 33 and the pulse 34, when a large load is detected by driving the pulse 33, the pulse 34 with a wide pulse width is applied after several tens of milliseconds. This is because the load is determined to be large when the load is detected after pulse 33, but it is difficult to determine whether the rotor has operated at this time, because the induced current waveform in Figure 6 shifts to the right as the load increases. Attenuate. When the rotor does not operate, no induced current is produced, but it is difficult to distinguish this from the situation in which the rotor operates smoothly when the load is close to its limit.
If the load increases gradually, even if the load is determined to be large, the rotor will still be operating at the pulse 33 at that time, and if the load suddenly becomes too large to be driven by a narrow pulse width, the rotor will not operate at the pulse 33. It doesn't work. It is difficult to distinguish between the two. Therefore, it is easy to set the load detection after pulse application so that there is some margin.

本構成では、パルス34を印加する、パルス3
3、でローターが作動したときは、パルス34は
パルス33と同方向のパルスであるため、このパ
ルス34は逆相のパルスになり、ローターは回転
しない。又、パルス33でローターが作動しなか
つたときはパルス34で駆動される。このとき数
10msec遅れてローターが駆動されることになる
がこれが秒針の作動として目に判別されることは
なく、これを原因とした見苦しさを心配する必要
は全くない。
In this configuration, pulse 34 is applied, pulse 3
When the rotor operates in step 3, the pulse 34 is a pulse in the same direction as the pulse 33, so this pulse 34 becomes a pulse with the opposite phase, and the rotor does not rotate. Further, when the rotor is not operated by pulse 33, it is driven by pulse 34. At this time the number
Although the rotor will be driven with a 10msec delay, this will not be visually recognized as the operation of the second hand, and there is no need to worry about unsightliness caused by this.

次に本構成では、あらかじめ3個の駆動パルス
を用意しておき負荷の大きさに応じて夫々の駆動
パルスを供給する様に構成したが2個のパルスの
どちらかで駆動するという方式より若干構成が複
雑になるものの一層低電化がはかれるという単純
な理由以外にモーターに要求される性能即ち、最
大出力は時計が遭遇するあらゆる条件を考慮して
モーターにとつて厳しい条件が全て同時に重さな
つたとした最悪条件ですら若干の余裕をもつこと
である。しかしながら現実的にはこの様な最悪条
件はめつたに起こるものではなく確率的にもわず
かである。従つて本発明では第1駆動パルスは時
計の最小限の作動に必要とする出力を得る程度の
パルスとし、第2駆動パルスではカレンダー機構
等、ローターに加わる負荷の一つだけに耐えられ
る程度の出力が得られるパルスとし、第3駆動パ
ルスは最悪条件に耐えられるパルスとすることに
より、殆んど大部分は第1駆動パルスと第2駆動
パルスで済み、2つ以上の負荷が同じに加わつた
ときで極くわずかである。従つてモーターを駆動
する消費電力は極く微小となるとともに駆動方式
としても最も合理的、効果的な駆動方式といえ
る。以上が本発明の構成であるが、次に本発明の
具体的実施例につき説明する。第9図は、本発明
になる時計の負荷検出回路及び駆動パルス制御回
路の一例である。第9図中25は発振回路、26
は分周回路であり、28はモーター、27は駆動
回路、29はモーター負荷状態検出回路である。
以下、回路素子について順次説明していく。39
のNAND GATE出力は無負荷状態のモーターを
駆動する際の第1駆動パルスを作る為のクロツク
であり、例えば1秒信号の立下りに対して5m
sec遅れたクロツクパルスを発生する。この時デ
イレイフリツプフロツプ42は、入力の1秒信号
を5msec遅らせて出力する事になりゲート46
の出力に5msec幅の狭パルスが発生する。同様
にNAND GATE45の出力は第2駆動パルスを
作る為のクロツクであり、フリツプフロツク50
の出力は例えば1秒信号に対して6msec遅れた
クロツクパルスを発生し従つてゲード51の出力
に6msec幅のパルスを得る。これが第2駆動パ
ルスとする。フリツプフロツプ44は、128Hzを
クロツク入力とするデイレイフリツプフロツプで
44の出力は入力1秒信号に対し7.8msec遅れ
る。従つて、ゲート47の出力に7.8msec幅のパ
ルスが得られ、大負荷時の第3駆動パルスとす
る。ゲート40およびゲート52は駆動パルス印
加後にローターの動作によつて生ずる電流波形の
極小部分が現われるまでの時間に対し、無負荷状
態と有負荷状態を判別するパルスを発生するた
め、クロツクであり、ゲート40は第1駆動パル
ス、第2駆動パルス時の判定用、ゲート52は第
2駆動パルス、第3駆動パルス時の判定用であ
る。そして42と44と同様の動作によつて43
と48および103と104の出力に判定基準パ
ルスを得る。
Next, in this configuration, three drive pulses are prepared in advance and each drive pulse is supplied according to the size of the load. In addition to the simple reason that even though the configuration is more complex, it is possible to use even less electricity, the performance required of the motor, i.e., the maximum output, takes into consideration all the conditions that the watch will encounter, and the harsh conditions for the motor are all weighed down at the same time. Even under the worst-case conditions, there is some leeway. However, in reality, such worst-case conditions do not occur very often, and the probability is very small. Therefore, in the present invention, the first drive pulse is a pulse that is sufficient to obtain the output necessary for the minimum operation of the watch, and the second drive pulse is a pulse that is sufficient to withstand only one load applied to the rotor, such as a calendar mechanism. By using a pulse that can obtain an output and a pulse that can withstand the worst conditions for the third drive pulse, the first drive pulse and second drive pulse can be used for most of the work, and two or more loads can be applied at the same time. It is extremely small when it occurs. Therefore, the power consumption for driving the motor is extremely small, and it can be said to be the most rational and effective driving method. The configuration of the present invention has been described above. Next, specific embodiments of the present invention will be described. FIG. 9 is an example of a load detection circuit and a drive pulse control circuit of a timepiece according to the present invention. In Figure 9, 25 is an oscillation circuit, 26
is a frequency dividing circuit, 28 is a motor, 27 is a drive circuit, and 29 is a motor load state detection circuit.
Hereinafter, the circuit elements will be explained one by one. 39
The NAND GATE output is the clock for creating the first drive pulse when driving the motor in a no-load state.
Generates a clock pulse delayed by sec. At this time, the delay flip-flop 42 delays the input 1 second signal by 5 msec and outputs it, so the gate 46
A narrow pulse with a width of 5 msec is generated at the output. Similarly, the output of NAND GATE 45 is a clock for creating the second drive pulse, and the output of flip-flop 50 is
For example, the output of the gate 51 generates a clock pulse delayed by 6 msec with respect to the 1 second signal, so that a pulse with a width of 6 msec is obtained at the output of the gate 51. This is assumed to be the second drive pulse. The flip-flop 44 is a delay flip-flop which receives a 128 Hz clock as input, and its output is delayed by 7.8 msec with respect to the input 1 second signal. Therefore, a pulse with a width of 7.8 msec is obtained at the output of the gate 47, which is used as the third drive pulse at the time of heavy load. The gates 40 and 52 are clocks because they generate pulses for determining the no-load state and the loaded state for the time until the minimum portion of the current waveform generated by the rotor operation appears after the application of the drive pulse. The gate 40 is for determining the first drive pulse and the second drive pulse, and the gate 52 is for determining the second drive pulse and the third drive pulse. And by the same action as 42 and 44, 43
The determination reference pulses are obtained at the outputs of and 48, 103, and 104.

第10図58は、ゲート46の出力第1駆動パ
ルスに相当し、59はゲート48出力の判定基準
パルスに相当する。ゲート41は、補正パルス発
生回路であつて、パルス幅は7.8msecの広パル
ス、発生位置は、ゲート46或は47のパルスに
対して、例えば30msec遅れる。第10図66に
その例を示す。ゲート41の入力端子57は、後
述する補正信号であつて、該補正信号がHIGHに
なつた場合のみ41の出力に補正パルスを発生
し、後段に供給する。ゲート39,40,41,
45,52の入力信号は、前記パルスを得る為の
信号で、カウンタ26の出力を適当に組み合せ
る。ゲート89,49は、上記パルスを駆動用イ
ンバータ14,15に対して分離、1秒おきに交
互に出力させる回路である。フリツプクロツブ1
05,106はモーターに供給する駆動パルスを
選定するためのものでモーターが第1駆動パルス
で駆動されるとき、フリツプブロツク105,1
06の出力Qは共にLOWにありANDGATE10
7,108の出力もLOW従つてGATE47,5
1を閉じている。モーターにかかる負荷が増加し
第1駆動パルスで限界に近づくと補正駆動パルス
がゲート41の出力に発せられるとこのフリツプ
フロツプ105,106の出力Qは共にHighと
なり、ANDGATE107の出力がHigh、従つて
ゲート51を開き第2駆動パルスが供給される様
になる。さらに負荷が増大し第2駆動パルスでの
駆動限界に近づくと、さらに補正駆動パルスがゲ
ート41の出力に発せられ、フリツプフロツク1
06の出力QがLOWとなり、ANDGATE108
の出力がHigh、従つてゲート47が開かれ第3
駆動パルスが供給される。なおモーターが第2駆
動パルスパルス又は第3駆動パルスで駆動されて
いるとき負荷が小さくなると後述の如く、ゲート
110の出力に信号が発せられフリツプフロツク
105,106の出力QをLOWに戻し第1駆動
パルスでの駆動に戻される。
10 corresponds to the output first drive pulse of the gate 46, and 59 corresponds to the determination reference pulse of the gate 48 output. The gate 41 is a correction pulse generating circuit, and the pulse width is a wide pulse of 7.8 msec, and the generation position is delayed by, for example, 30 msec with respect to the pulse of the gate 46 or 47. An example is shown in FIG. 1066. The input terminal 57 of the gate 41 is a correction signal which will be described later, and only when the correction signal becomes HIGH, a correction pulse is generated at the output of the gate 41 and supplied to the subsequent stage. Gate 39, 40, 41,
Input signals 45 and 52 are signals for obtaining the pulses, and the outputs of the counter 26 are appropriately combined. The gates 89 and 49 are circuits that separate the pulses and output them alternately every second to the driving inverters 14 and 15. Flip Crochet 1
05 and 106 are for selecting the drive pulse to be supplied to the motor, and when the motor is driven by the first drive pulse, flip blocks 105 and 106 are used to select the drive pulse to be supplied to the motor.
Both outputs Q of 06 are LOW and ANDGATE10
The output of 7,108 is also LOW, so GATE47,5
1 is closed. When the load on the motor increases and the first drive pulse approaches the limit, a correction drive pulse is issued to the output of gate 41, and the outputs Q of flip-flops 105 and 106 both become high, and the output of ANDGATE 107 becomes high, so that the gate 51 is opened and the second drive pulse is supplied. When the load increases further and approaches the drive limit of the second drive pulse, a further corrective drive pulse is issued to the output of gate 41, and flip-flop 1
The output Q of 06 becomes LOW, ANDGATE108
The output of the third
A drive pulse is supplied. Note that when the motor is being driven by the second drive pulse or the third drive pulse and the load becomes small, a signal is generated at the output of the gate 110, as will be described later, and the output Q of the flip-flops 105 and 106 is returned to LOW and the first drive is started. Returned to pulse drive.

次にブロツク29は駆動パルス印加後のモータ
ーの動作状態よりモーター負荷を検出する回路で
あり、ゲート109は第1駆動パルス及び第2駆
動パルスで駆動時負荷が増加したかどうか判定す
るゲートであり、ゲート110は第2駆動パルス
及び第3駆動パルスで駆動時無負荷になつたかど
うかを判定するゲートである。以下先づ前者から
説明する。53,54は、トランスミツシヨンゲ
ートであつて、駆動用インバータ14,15の出
力を駆動信号に応じて交互に選択する。
Next, block 29 is a circuit that detects the motor load from the operating state of the motor after applying the drive pulse, and gate 109 is a gate that determines whether or not the drive load has increased with the first drive pulse and the second drive pulse. , the gate 110 is a gate that determines whether or not there is no load during driving with the second driving pulse and the third driving pulse. The former will be explained below. Reference numerals 53 and 54 are transmission gates that alternately select the outputs of the drive inverters 14 and 15 in accordance with the drive signal.

53,54の出力は結合されてコンデンサを介
し、微分増幅器55に入力される。53,54の
出力信号の内、無負荷状態の波形と有負荷状態の
波形をそれぞれ第10図60,61に示す。微分
回路は、この場合ピーク検出器として動作し、微
分回路出力を更にインバータを通して得た信号
は、各ピークで反転する矩形波となり、60に対
しては62,61に対しては64の信号が得られ
る。62及び64の信号において、駆動パルス印
加後の立下り位置を検出する回路ゲート56であ
つて出力信号として63,65を得る。この立下
り位置が前記判定基準パルス59の内に含まれる
状態を無負荷状態と判定し、パルス59の内に含
まれない場合を有負荷状態と判定する。65は明
らかに有負荷状態と判定され57はHIGHとな
る。この結果、波形61の場合に対しては補正パ
ルス66が引き続いて印加され、66によつてロ
ーターの回転は完結する。但し、前述した如く6
6が印加される以前にローターの回転が完結して
いる場合も含まれる。補正パルス66は前述の如
くフリツプクロツプ105,106の出力Qを
Highにして次の駆動から第2駆動パルスが供給
される。さらにこの第2駆動パルスで駆動中も上
と全く同様にしてゲート109により負荷が増大
したか否かの判定を行い増大した場合にはやは
り、ゲート41より補正駆動パルスが発せられ、
次の駆動から第3駆動パルスで駆動されるように
なる。ところで第2駆動パルスで駆動中ゲート1
10では無負荷になつたか否かの判定を行つてい
る。即ち、駆動パルス印加終了後の誘起電流波形
の最初の極小値がゲート52で設定された時間内
に発生すれば、無負荷状態としてゲート110の
出力に信号が発せられ、フリツプフロツプ10
5,106の出力をLOWにし、この次の駆動か
ら第1駆動パルスが供給される、これは第3駆動
パルスで駆動中においても全く同様に行われる。
但し第3駆動パルスで駆動中はゲート109は閉
じていて、従つて57はLOW状態にあり、補正
駆動パルスは出力されない。これは第3駆動パル
スで駆動時はモーターは要求性能最大の出力トル
クがあるからである。なお本実施例では第1及び
第2駆動パルスで駆動中負荷が増大したか否かの
判定を共通のゲート109で行つたがこれは前述
の説明からも理解されると思うが負荷が増大して
きてその駆動パルス幅での駆動が限界に近づくと
誘起電流波形の極小値はずつと遅れる。これは駆
動パルス巾の広い、狭いにほゞ共通の原象である
ためである。また第2及び第3駆動パルスで駆動
中、無負荷になつたか否かの判定も共通のゲート
110で行つたが、これは本実施例のモーターの
性能がこれを許したものである。即ち第11図に
本実施例のモーターの無負荷状態でパルス幅を変
化させて駆動電流波形及び誘起電流波形を実測し
て示したもので作動限界の狭いパルス幅111で
の駆動時を除きそれより長いパルス幅112,1
13,114での駆動では、駆動後の誘起電流波
形の最初の極小値115がほゞ一値している。従
つて第2及び第3駆動パルスで駆動中の無負荷か
否かの判定は共通にできたのである。従つて本実
施例と異なるモーターに本発明を適用した場合、
この様な共通化ができない場合もあり得るので当
然この様な変更は本発明の範囲に含まれるもので
ある。尚第9図中に制御回路30と、その制御回
路30内に含まれる、波形成形回路30に、判別
回路30b、選択回路30cを各々枠で囲んで示
した。波形成形回路30aは、5msecの駆動パ
ルスを成形するために用いられるGATE39とフ
リツプフロツプ42、インバータ120、ゲート
46と、6msecの駆動パルスを成形するために
用いられるGATE45、フリツプフロツプ50、
インバータ120、ゲート51と、更に7、8m
secの駆動パルスを成形するために用いられるフ
リツプフロツプ44、インバータ121、ゲート
47とから構成されている。また判別回路30b
はフリツプフロツプ105と106及びANDGATE
107,108により構成される。波形成形回路
30aが形成する3種の駆動パルスから判別回路
30bの出力に応じて1つの駆動パルスを選択す
る選択回路30cは、ゲート46,51,47に
よつて構成される。尚制御回路30、負荷検出回
路29、駆動回路27、パルスモーター28、発
振回路25、分周回路26は各々第7図に対応し
ている。
The outputs of 53 and 54 are combined and input to a differential amplifier 55 via a capacitor. Of the output signals 53 and 54, waveforms in a no-load state and a waveform in a loaded state are shown in FIGS. 60 and 61, respectively. The differentiating circuit operates as a peak detector in this case, and the signal obtained by passing the differentiating circuit output through an inverter becomes a rectangular wave that is inverted at each peak. can get. The circuit gate 56 detects the falling position of the signals 62 and 64 after application of the drive pulse, and output signals 63 and 65 are obtained. A state in which this falling position is included in the determination reference pulse 59 is determined to be a no-load state, and a state in which this falling position is not included in the pulse 59 is determined to be a loaded state. 65 is clearly determined to be in a loaded state, and 57 becomes HIGH. As a result, for the case of waveform 61, a correction pulse 66 is subsequently applied, which completes the rotation of the rotor. However, as mentioned above, 6
This also includes the case where the rotation of the rotor is completed before 6 is applied. The correction pulse 66 changes the output Q of the flip-flops 105 and 106 as described above.
The second drive pulse is supplied from the next drive by setting it to High. Furthermore, during driving with this second drive pulse, the gate 109 determines whether or not the load has increased in exactly the same manner as above, and if the load has increased, a correction drive pulse is also issued from the gate 41.
From the next drive, the third drive pulse will be used. By the way, gate 1 is being driven by the second driving pulse.
At step 10, it is determined whether or not there is no load. That is, if the first minimum value of the induced current waveform after the application of the drive pulse is completed within the time set by the gate 52, a signal is generated at the output of the gate 110 indicating a no-load state, and the flip-flop 10
The output of 5, 106 is set to LOW, and the first drive pulse is supplied from the next drive. This is done in exactly the same way during drive with the third drive pulse.
However, while driving with the third drive pulse, the gate 109 is closed, so 57 is in the LOW state, and no correction drive pulse is output. This is because the motor has the maximum output torque required for performance when driven by the third drive pulse. In this embodiment, a common gate 109 is used to determine whether or not the load has increased during driving with the first and second drive pulses, but as can be understood from the above explanation, the load has increased. When driving with that drive pulse width approaches its limit, the minimum value of the induced current waveform gradually lags behind. This is because it is a common phenomenon when the driving pulse width is wide or narrow. Furthermore, while driving with the second and third drive pulses, a common gate 110 was used to determine whether or not there was a no-load state, but this was allowed by the performance of the motor of this embodiment. That is, Fig. 11 shows the actual measurement of the drive current waveform and induced current waveform while changing the pulse width of the motor in the no-load state of this embodiment, except when driving at the narrow pulse width 111, which is the operating limit. longer pulse width 112,1
13 and 114, the first minimum value 115 of the induced current waveform after driving is almost the same value. Therefore, it was possible to commonly determine whether or not there was no load during driving with the second and third drive pulses. Therefore, when the present invention is applied to a motor different from this embodiment,
Since there may be cases where such commonization is not possible, such changes are naturally included within the scope of the present invention. In FIG. 9, a control circuit 30, a waveform shaping circuit 30 included in the control circuit 30, a discrimination circuit 30b, and a selection circuit 30c are each shown surrounded by a frame. The waveform shaping circuit 30a includes a GATE 39, a flip-flop 42, an inverter 120, a gate 46, which are used to shape a 5 msec drive pulse, a GATE 45, a flip-flop 50, which is used to shape a 6 msec drive pulse,
Inverter 120, gate 51 and further 7,8m
It is composed of a flip-flop 44, an inverter 121, and a gate 47, which are used to form a drive pulse of sec. Also, the discrimination circuit 30b
is flip-flop 105 and 106 and ANDGATE
It is composed of 107 and 108. A selection circuit 30c that selects one drive pulse from three types of drive pulses formed by the waveform shaping circuit 30a according to the output of the discrimination circuit 30b is constituted by gates 46, 51, and 47. The control circuit 30, load detection circuit 29, drive circuit 27, pulse motor 28, oscillation circuit 25, and frequency division circuit 26 correspond to those shown in FIG. 7, respectively.

ピーク検出回路としては、55の微分増幅回路
の他に様々な方式が考えられる。第19図は、遅
延回路を用いたピーク検出回路のブロツク図で、
図中53,54はトランスミツシヨンゲート、8
0は第9図55に代る一般的な増幅器、81は遅
延回路、82は80及び81の出力を入力する比
較器である。増幅器80の一例を第14図又は第
15図に示す。前述したモーター駆動検出波形2
3,24等は実質的に電源レベル付近に発生する
数mV〜数10mV程度の信号である為、抵抗6
6,67で分圧し、増幅器の入力動作レベルに変
換してやる。端子68には、第17図76の波形
が現われる。第15図は、第13図を改良した回
路であつて、抵抗67の代りにMOSトランジス
タを挿入し、増幅器入力レベルが動作レベルにな
る様にトランジスタ69のチヤンネルインビーダ
ンスを制御してやる帰環回路をもつ、ブロツク7
0は出力レベルを検出する回路である。第16図
は遅延回路81の簡単な実施例であつて、71,
73はトランスミツシヨンゲート、72,74は
負荷コンデンサである。この場合、端子68の入
力信号76は出力端子において77の如く遅延す
る。第18図は、この波形を模型的に表わしたも
ので入力信号76はトランスミツシヨンゲート7
1によつて、コンデンサ72に伝えられ72の端
子電圧波形は79となる。更に、トランスミツシ
ヨンゲート73によつて出力端子75には、波形
77が表われる。比較器82は波形76と77が
入力される時、78に示す矩形信号を出力する。
As the peak detection circuit, various systems can be considered in addition to the 55 differential amplifier circuit. Figure 19 is a block diagram of a peak detection circuit using a delay circuit.
In the figure, 53 and 54 are transmission gates, 8
0 is a general amplifier replacing 55 in FIG. 9, 81 is a delay circuit, and 82 is a comparator to which the outputs of 80 and 81 are input. An example of the amplifier 80 is shown in FIG. 14 or 15. Motor drive detection waveform 2 mentioned above
3, 24, etc. are signals of several mV to several tens of mV that are substantially generated near the power supply level, so resistor 6 is used.
The voltage is divided by 6 and 67 and converted to the input operating level of the amplifier. At the terminal 68, the waveform shown in FIG. 17 76 appears. FIG. 15 is a circuit improved from FIG. 13, in which a MOS transistor is inserted in place of the resistor 67, and the channel impedance of the transistor 69 is controlled so that the amplifier input level becomes the operating level. Block 7 with
0 is a circuit that detects the output level. FIG. 16 shows a simple embodiment of the delay circuit 81, in which 71,
73 is a transmission gate, and 72 and 74 are load capacitors. In this case, the input signal 76 at terminal 68 is delayed as 77 at the output terminal. FIG. 18 schematically represents this waveform, and the input signal 76 is connected to the transmission gate 7.
1, it is transmitted to the capacitor 72 and the terminal voltage waveform of 72 becomes 79. Furthermore, a waveform 77 appears at the output terminal 75 by the transmission gate 73. Comparator 82 outputs a rectangular signal shown at 78 when waveforms 76 and 77 are input.

遅延回路としては第16図が適しているが、他
に入力信号周波数が比較的低いため、バケツリレ
ー型データ転送素子等も適する。
As the delay circuit, the one shown in FIG. 16 is suitable, but since the input signal frequency is relatively low, a bucket brigade type data transfer element or the like is also suitable.

本発明における負荷検出方式は時計体に加わる
磁界或は衝激等に対しても有効な動作をすること
が確められている。第20図は直流磁界をパルス
モーターのコイル方向に加えた場合の検出電流波
形である。83は外部磁界がモーター内コアに誘
起する磁場と駆動用磁場の方向が相反する場合で
あり、84は両磁場が同方向にある場合である。
It has been confirmed that the load detection method of the present invention operates effectively even in the case of magnetic fields or shocks applied to the watch body. FIG. 20 shows a detected current waveform when a DC magnetic field is applied in the direction of the coil of the pulse motor. 83 is a case where the directions of the magnetic field induced in the motor inner core by an external magnetic field and the driving magnetic field are opposite to each other, and 84 is a case where both magnetic fields are in the same direction.

83,84において、波形85,86は外部磁
場が零にあり、ほぼ同一波形とみなせる。87,
88は外部磁界が40Gaussの時の波形である。波
形より83の方向の動作は外部磁界が強くなる程
動作しにくくなり、負荷が大きくなつた場合の動
作と同一特性を示す。従つて本発明になる時計回
路にあつては外部磁界の影響に対しても有効な動
作を示し、実験的に外部磁界に対する強度が従来
の時計と何ら変らない事が確認されている。第2
0図87の場合、波形の極小位置が判定基準パル
ス以後に現われるため、87′で示す補正信号が
加わつている。耐衝激性についても以上の説明か
ら本発明が有効な効果をもつものであることは極
めて容易に類推されよう。
At 83 and 84, waveforms 85 and 86 have zero external magnetic field, and can be considered to be substantially the same waveforms. 87,
88 is a waveform when the external magnetic field is 40 Gauss. According to the waveform, the operation in the direction 83 becomes more difficult as the external magnetic field becomes stronger, and exhibits the same characteristics as the operation when the load becomes large. Therefore, the timepiece circuit according to the present invention exhibits effective operation even under the influence of external magnetic fields, and it has been experimentally confirmed that the strength against external magnetic fields is no different from that of conventional timepieces. Second
In the case of FIG. 87, since the minimum position of the waveform appears after the determination reference pulse, a correction signal indicated by 87' is added. From the above explanation, it can be easily inferred that the present invention has an effective effect on impact resistance as well.

以上本発明の実施例につき詳説したが、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
種々の改良変更応用が可能である。例えば電気機
械変換機構はここで述べたパルスモーターに限定
されるものではない。モーター以外の変換機構で
もよいし、パルスモーターの内第12図に示すパ
ルスモーターであつても全く同じ構成で実現でき
る。第12図のパルスモーターは、ローター10
0が永久磁石で作られ、ステーター101は第1
図と違つてギヤツプのない1体型であるとともに
ローターの静的位置を定めるためのノツチ10
2,103が形成されている。104は駆動コイ
ルである。この様なパルスモーターは、ステータ
ー101が接続しているため、駆動後の誘起電流
は第12図に示すように、第4図、第6図に比し
若干異なる。しかし、無負荷時の波形105,1
05′負荷時の波形106,106′の関係は基本
的には同様であり、同じ方式で実現できることが
理解されよう。また駆動パルスの種類は3種類以
上であつても良いことは自明である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments described here, and various improvements and modifications can be made. For example, the electromechanical conversion mechanism is not limited to the pulse motor described here. A conversion mechanism other than a motor may be used, and even a pulse motor shown in FIG. 12 among pulse motors can be used with exactly the same configuration. The pulse motor in Fig. 12 has a rotor 10
0 is made of a permanent magnet, and the stator 101 is the first stator.
Unlike the figure, it is a single body without a gap and has a notch 10 for determining the static position of the rotor.
2,103 are formed. 104 is a drive coil. In such a pulse motor, since the stator 101 is connected, the induced current after driving is slightly different from that in FIGS. 4 and 6, as shown in FIG. 12. However, the waveform 105,1 at no load
It will be understood that the relationship between the waveforms 106 and 106' under a 05' load is basically the same and can be realized in the same manner. Furthermore, it is obvious that there may be three or more types of drive pulses.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る電子腕時計のパルスモー
タの例を示す。第2図、第3図は従来の回路構成
を示し、第4図は従来の時計におけるパルスモー
タ駆動コイルの電流波形を示す。第5図はパルス
モーターの駆動パルス幅に対する出力トルクと消
費電力の関係図である。第6図は従来の駆動パル
スよりも狭いパルス幅で、モーターを駆動した場
合のコイル電流波形である。第7図は本発明にな
る時計の回路ブロツクを表わす。第8図は本発明
になる回路によるモータ駆動パルスのタイムチヤ
ート例である。第9図は第7図のブロツク回路の
一具体例。第10図は第9図における負荷検出部
のタイムチヤート例である。第11図は駆動パル
スを変化させたときの駆動電流波形及び誘起電流
波形を示す。第12図は本発明に係る電子腕時計
のパルスモータの例を示す。第13図は第11図
のパルスモーターにおける狭パルス駆動時のコイ
ル電流波形である。第14図〜第19図は第9図
における負荷検出部の別の例を示すものである。
第20図は本発明になる電子腕時計に直流磁界を
印加した場合のコイル電流波形の変化を示す。 25……発振回路、26……分周回路、27…
…駆動回路、28……モータ、29……モータ負
荷検出判定回路、30……制御回路、31〜33
……狭パルス駆動信号、34……補正信号、35
……広パルス駆動信号、59……負荷判定基準パ
ルス、60……無負荷時検出信号、61……有負
荷時検出信号。
FIG. 1 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch according to the present invention. 2 and 3 show conventional circuit configurations, and FIG. 4 shows a current waveform of a pulse motor drive coil in a conventional timepiece. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between output torque and power consumption with respect to the drive pulse width of the pulse motor. FIG. 6 shows the coil current waveform when the motor is driven with a pulse width narrower than the conventional drive pulse. FIG. 7 shows a circuit block of a timepiece according to the invention. FIG. 8 is an example of a time chart of motor drive pulses by the circuit according to the present invention. FIG. 9 shows a specific example of the block circuit shown in FIG. FIG. 10 is an example of a time chart of the load detection section in FIG. 9. FIG. 11 shows the drive current waveform and induced current waveform when the drive pulse is changed. FIG. 12 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch according to the present invention. FIG. 13 shows a coil current waveform during narrow pulse driving in the pulse motor of FIG. 11. 14 to 19 show other examples of the load detection section in FIG. 9.
FIG. 20 shows changes in the coil current waveform when a DC magnetic field is applied to the electronic wristwatch according to the present invention. 25... Oscillation circuit, 26... Frequency dividing circuit, 27...
... Drive circuit, 28 ... Motor, 29 ... Motor load detection judgment circuit, 30 ... Control circuit, 31 to 33
... Narrow pulse drive signal, 34 ... Correction signal, 35
...Wide pulse drive signal, 59...Load judgment reference pulse, 60...No load detection signal, 61...Load detection signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発振回路25、前記発振回路の出力を分周す
る分周回路26、前記分周回路の出力信号に基づ
いて作動する駆動回路27、コイルとステーター
及び永久磁石ローターから形成され前記駆動回路
により駆動されるパルスモーター28を備えた電
子時計において、前記コイルに接続され前記コイ
ルに発生する誘起電流を検出する負荷検出回路2
9と、前記分周回路26と前記駆動回路27の間
に接続され前記負荷検出回路29によつて制御さ
れる制御回路30を備えており、前記制御回路は
少くとも3種の駆動パルスを形成する波形成形回
路30aと、前記負荷検出回路の出力に応じて前
記少くとも3種の駆動パルスから次に出力される
駆動パルスを判別する判別回路30bと、前記判
別回路30bの出力に応じて前記少くとも3種の
駆動パルスの1つを選択する選択回路30cを備
えたことを特徴とする電子時計。
1. An oscillation circuit 25, a frequency division circuit 26 that divides the frequency of the output of the oscillation circuit, a drive circuit 27 that operates based on the output signal of the frequency division circuit, and a coil, a stator, and a permanent magnet rotor, and is driven by the drive circuit. In an electronic watch equipped with a pulse motor 28, a load detection circuit 2 is connected to the coil and detects an induced current generated in the coil.
9, and a control circuit 30 connected between the frequency dividing circuit 26 and the drive circuit 27 and controlled by the load detection circuit 29, the control circuit forming at least three types of drive pulses. a waveform shaping circuit 30a for determining the next drive pulse to be outputted from among the at least three types of drive pulses in accordance with the output of the load detection circuit; An electronic timepiece characterized by comprising a selection circuit 30c that selects one of at least three types of drive pulses.
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