JPS62130378A - 電子時計用ステツプモ−タの逆回転駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子時計用ステップモータの駆動方法、特に指
針位置変更時の連続逆回転駆動方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

通常の電子時計用ステップモータは、入力信号に応じて
ロータは正方向にのみ回転し、逆方向には回転しない様
に構成されている。従って例えば指針位置変更のために
ロータを逆回転させたい場合には特殊な逆回転用パルス
により駆動する必要がある。この種の例については特開
昭５２−８００６３号公報に開示されている。

ここで逆回転時の分針軸出力トルクを出来るだけ大にす
るには反１発用の第１パルスと、第１パルスと逆極性の
第２パルスと、第１パルスと同極性の第３パルスの３つ
のパルスを１組トスルパルス群により駆動するのが効果
的である。またスピードアップのためにロータを１ステ
ップ逆回転させた後、ロータが静止する以前に次のパル
スを入力して連続的にロータを逆回転させたい場合があ
る。

この場合特に磁界中で同期はずれが起きやすいが、これ
を防ぐためには第３パルスをチｌツハハルスにすると効
果的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこれでもステータのローブ収納穴の形状、
ロータ磁力、ロータの慣性、コイル抵抗値がバラツクと
連続の逆回転が不可能になる場合がある。

ここでステップモータの平面図を示す第３図と駆動トル
クと保存トルクの関係を示した第４図の概念図をもとに
してロータの逆回転について説明する。

第４図に於て、保存トルク曲線は９０°毎に極性が反転
し、駆動トルク曲線は１８０°毎に反転している。Ｏｏ
はロータが駆動されずに静止している点を示し、一般に
静的安定位置と呼ばれ、ＥＭｏは駆動電流をコイルに流
し続げた時にロータが見掛上安定する位置で、一般に電
磁的安定位置と呼ばれている位置を示す。次に第３図に
よりロータの逆転動作を説明する。

先ず第１の反発用パルスにより駆動されて第３図（ａｌ
に示すロータ７が第３図（ｂ）に示す様にわずかに正方
向に回転する（第４図Ａ点に相当）。その後ロータ７は
第１パルスと逆極性の第２パルスにより駆動されて第３
図（Ｃ１に示す様に逆方向に回転する。その後ロータ７
は第１パルスと同極性の第３パルスにより駆動されて第
３図′（ｄ）に示す様に逆回転を持続し、その後第４図
に示した電磁的安定位置ＥＭ、をすぎると、第３パルス
の吸引作用と保存トルクにより正方向に向きを変え、そ
の後第３パルスが消えると静的安定位置０１を中心とし
て振動しながら停止し、ｌステップの逆回転を終了する
（第４図Ｂ点、０点、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点参照几ここでロ
ータ７が静止する以前に次のパルスが印加、すなわちロ
ータ７が慣性により正方向に動いている途中（第４図Ｃ
点の少し前）で最初と同じパルス幅のパルスが印加され
ると、ロータ７が前述の静止状態から駆動された時より
も振幅が犬となり（第４図Ｆ点参照〕、部品のバラン・
キが大きいとその後の振幅も大となり第４図Ｇ点に示す
様に駆動トルクよりも保存トルクが大となる領域にまで
ロータ７が移動することがあり、その後は第４図Ｈ点、
１点と動くため、次のパルスに同期して動くことが出来
なくなるので正常な逆回転が行われず、誤動作するとい
う欠点があった。尚第４図の駆動トルク曲線は概念図で
あるためＧ点で保存トルクよりも大となっているが、実
際には第３パルスをチョッパパルスとすることにより駆
動トルクが保存トルクよりも小となる領域が発生する。

本発明の目的は上記従来の欠点を除去し、部品のバラツ
キがあっても安定して連続的に逆回転を行なわせること
の出来る駆動方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明による電子時計用ステ
ップモータの逆回転駆動方法は、ロータをわずかに正方
向に駆動するための反発用の第１パルスと、この第１パ
ルスと逆極性の第２パルスと、前記第１パルスと同極性
の第３パルスを１組とするパルス群によりロータを逆回
転駆動する電子時計に於て、前記ロータの始動は、比較
的大きい駆動力を有する始動用パルス群によって逆回転
駆動され、前記始動後の連続逆回転は前記始動用パルス
群ヨりも短いパルス巾の第１パルスヲ有スる連続用パル
スにより駆動されることを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による電子時計のブロック図であり、１
は発振回路、２は分周回路で、発振回路１の出、力を基
にして時計の動作に必要な信号を得る迄分周する。３は
波形竪型回路で、第２図（ａｌに示す様に４．５ｍｓ幅
の通常の運針に必要なパルス幅を作成する。４はトグル
フリップフロップで、波形竪型回路６からＯＲゲート１
２を介して信号が入る度に出力を反転する。５は駆動回
路で、ＡＮＤゲート１６、ＯＲゲート１４を通過、又は
ＡＮＤゲート１５、ＯＲゲート１６を通過した入力信号
に応じてステップモータのコイル６に反転した電流を流
し、ロータ７を回転させる。尚上記実施例では２０　Ｓ
ｅｃ毎にロータ７が１ステツプ正方向に駆動される。

８は始動用逆回転信号発生回路、９は連続用逆↓ 回転信号発生回路、１０は弁中ヨッパパルス発生回路、
、１１は１ショットパルス発生回路で、これらは通常は
パルス信号を発生せず、外部操作部材（図示せず）を操
作することにより、その操作に応じて始動用逆回転信号
発生回路８は第２図（ｂｌに示す如きパルスを発生し、
連続用逆回転信号発生回路９は第２図（Ｃ１に示す如き
パルスを発生し、チョッパパルス発生回路１０は第２図
（ｄ）に示す如きパルスを発生し、ｌショットパルス発
生回路１１は第２図ｔｅｌに示す如きパルスを発生する
。尚第２図（ｃＪｌｄｌは６４１１ｚｓすなわち１５ｍ
５毎に同形のパルスを発生している。ここで注目すべき
点は始動用逆回転信号発生回路８の第２図（ｂｌに示し
たパルスの最初のパルスｂ、の幅が１．５ｍＳであるの
に対し、連続用逆回転信号発生回路９の第２図（Ｃ１に
示シタパルスの最初のパルスＣ１の幅カ１．　□ｍｓト
狭くなっていることである。

始動用逆回転信号発生回路８の出力信号はＡＮＤゲート
１７を介してＯＲゲート１８に印加され、連続用逆回転
信号発生回路９の出力信号はＡＮＤゲート２２を介して
ＯＲゲート１８に印加されている。ＯＲゲート１８の出
力信号はＯＲゲート１２を介してトグルフリップフロッ
プ４に印加されると共にＯＲゲート１９、ＡＮＤゲート
２０又は２１、ＯＲゲート１４又は１６を介して駆動回
路５に印加される。これら始動用逆回転信号発生回路８
、連続用逆回転信号発生回路９の出力信号は１ショット
パルス発生回路１１の出力信号により直接又はインパー
ク２６を介して制御さレルタめ、コイル６の一端には第
２図（ｆ）に示す如きパルスが発生する。

すなわち第２図（ｆ）の始動用パルス群Ｎｈは、第２図
（ｂ）及び（ｄ）の波形の組合わせによって構成され、
第１パルスｂ＋、第２パルスｂよ、第３パルスｄの３パ
ルスを１組とするパルス群であり、又連続用パルス群Ｎ
ｌは第２図（Ｃ１及び（ｄｌの波形の組合わせによって
構成され、第１パルスＣ１、第２パルスＣ２、第３パル
スｄの３パルスを１組とするパルス群であり、前記始動
用パルス群Ｎｈは、連続用パルス群Ｎｌに対し、第１パ
ルスｂ１のパルス巾が広い分だけ強い駆動力を有する。

尚第２図（ｂｌ及び（Ｃ）の３番目のパルスｂ５、Ｃ５
は、いずれも前記トグルフリップフロップ４を反転させ
るためのパルスである。

次に動作について説明するが、始めに１ステツプずつゆ
りくりと逆回転させる場合について説明する。

第１図に於て通常運針時は第１図に示したスイッチＳ１
、スイッチＳ、は共に電源のＶ、に接続されており、２
０ＳｅＣ毎にロータ７はｌステップずつ正回転しており
、輪列な介して時分針が２０５ｅＣ毎に所定の角度ずつ
運針している。上記通常運針動作を第３図で説明すると
第３図（ａｌはロータ７が運針を終え静止している状態
を示しており第１図ではＯＲゲート１４から駆動回路５
へ信号が印加された後の状態を示す。ここで外部操作部
材、例えば巻真を引き出すと先ずスイッチＳ、が電源の
ＶＤＤに接続され、分周器２の後段がリセットされて正
回転駆動は停止する。この状態から巻真をゆっ（つと回
転させると、スイッチＳ２は電源ＶＯＯに一担接続され
、その後すぐに切離される。この動作はスイッチＳ２が
バネ（図示せず）によりたえずＶｇｌｌに接続する様に
付勢されているために起きる。スイッチＳ、が一度Ｖ。

０に接続されると前記始動用逆回転信号発生回路８から
第２図（ｂｌに示す信号が発生し、チョッパパルス発生
回路１０から第２図（ｄ）に示す信号が発生し、さらに
１ショットパルス発生回路１１から第２図（ｅｌに示す
信号が発生する。そして、これらの各信号の発生により
第２図ｔｂｌに示した。ｂ、信号が先ずゲート１７．１
８．１２を介してトグルフリップフロップ４に印加され
るためトグルフリップフロップ４の出力信号が反転し、
駆動回路５には第２図（ｂｌのｂ１信号がＯＲゲート１
６から印加される。そのため第３図（ｂ）に示す様にロ
ータ７は正方向に回転を始める。しかしながらこのパル
スは１．５ｍｓと短いためにロータ７を１ステツプ駆動
することは出来ない。

次に第２図（ｂｌのｂ２信号によりトグルフリップフロ
ップ４の出力信号は反転し、上記ｂ２信号はＯＲゲート
１４から駆動回路５に印加される。そのため第３図（Ｃ
）に示す様にロータ７は吸引作用により逆回転を始める
。電磁的安定位置をロータ７の磁極が通過すると第２図
（ｂｌのす、信号がトグルフリップフロップ４に印加さ
れるためトグルフリップフロップ４の出力信号は反転し
、第２図（ｄｌに示したチョッパパルス信号ｄが今度は
ＯＲゲート１６から駆動回路５に印加される。そのため
第３図（ｄｌに示す様にロータ７は反発作用により逆回
転を持続する。ロータ７の磁極が反対側の電極的安定位
置を通過すると、ロータ７はチョッパパルスによる吸引
作用と保存トルクによりブレーキがかかり、やがて向き
を変えて正方向に回転を始める。

チョッパパルスが切れるとロータ７は若干撮動しながら
やがて第３図（ｄｌに示す様に最初の位置から１ステツ
プ逆方向に回転した位置に落ちつ（。以上が始動用パル
ス群Ｎｈにより逆回転駆動であり、さらに巻真をゆらく
りと回転させると上記と同様にロータ７は１ステツプ逆
方向に回転し、指針もそれに応じて逆方向に回転する。

次に連続的にロータ７を逆回転させる場合について説明
する。

分周器２の後段がリセットされた状態から巻真を早回転
させると、スイッチＳ２が断続的に電源ｖＤＤに接続さ
れる。ある定められた時間間隔例えば０．５　ｓｅｃ以
内に２回以上断続的にスイッチＳ２がＶＯＯに接続され
ると、始動用逆回転信号発生回路８、チョッパパルス発
生回路１０．１ショットパルス発生回路１１からは前記
のゆっ（つと送る場合と同様のパルス信号が発生すると
共に、連続用逆回転信号発生回路９からも第２図（Ｃ１
に示す如き信号が発生する。この場合最初の１ステツプ
目の逆回転は前記したと同様に始動用逆回転信号発生回
路８の出力信号、及びチロツバパルス発生回路１０の出
力信号ｄよりなる始動用パルス群Ｎｈにより駆動される
が、２ステツプ以後は１ショットパルス発生回路１１の
出力信号により制御されて第２図（Ｃ）に示す連続用逆
回転信号発生回路９のＣ８信号、Ｃ２信号及びチョッパ
パルス発生回路１０の出力信号ｄよりなる連続用パルス
群Ｎｌにより駆動されることになる。ここで２ステツプ
以後はロータ７が完全に静止する前に次の信号が印加さ
れることになるが、従来は始動時の始動用パルス群Ｎｈ
と第２ステツプ以後の連続用パルス群　（を同じにして
いたため、第２ステツプ以後でのロータ７の振幅が大と
なり第４図で説明した様に同期はずれが生じやすかった
。本発明では第２ステツプ以後の連続用パルス群は第２
図（Ｃ１に示す様にＣ１パルスノパルス幅カ第２図（ｂ
）のす、パルスの　くパルス幅よりも狭くしであるので
、ローｐ７の振幅は太き（ならず、同期はずれることな
く安定して逆回転を持続することが出来る。又第２ステ
ツプ以後は、ロータ７が慣性トルクを有するため比較的
駆動力の小さい連続用パルス群による駆動を行っても分
針軸出力トルクを始動時の始動パルス群による分針軸出
力トルクと略同等にすることが出来た。

上記早送り操作によって始動した連続逆回転を止めるに
は巻真を再度回転させ、スイッチＳ２を一度ＶＯＯに接
続する。この動作を行なうと連続用逆回転信号発生回路
９及びチョッパパルス発生回路１０からのパルス信号は
停止する様講成されているため逆回転は停止する。

発明の効果〕 以上の説明で明らかな様に、本発明によればステップモ
ータの部品に多少のバラツキがあっても安定してロータ
の連続逆回転を行なわせることが出来、その効果大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる電子時計のブロック図、第２図
は本発明に係わる電子時計の要部の電圧波形図、第３図
は従来及び本発明に係わるステップモータのロータの動
作説明図、第４図は従来及び本発明に係わるステップモ
ータの駆動トルクと保存トルクの関係を示す概念図であ
る。 ８・・・・・・始動用逆回転信号発生回路、９・・・・
・・連続用逆回転信号発生回路、１０・・・・・・チョ
ッパパルス発生回路、１１・・・・・・１ショットパル
ス発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　通常の運針時は交互の反転パルスによりステップモー
   タのロータが正回転し、指針位置変更操作を行なうと、
   反発用の第１パルス、この第１パルスと逆極性の第２パ
   ルス、前記第１パルスと同極性の第３パルスの３つのパ
   ルスを１組とするパルス群により前記ロータが１ステッ
   プ逆回転し、連続的に逆回転する際には前記ロータの静
   止以前に次のパルス群が印加される電子時計に於て、指
   針位置変更操作が行なわれて前記ロータの連続逆回転駆
   動が選択されると、前記ロータの始動は、比較的大きい
   駆動力を有する始動用パルス群によって逆回転駆動され
   、前記始動後の連続逆回転は前記始動用パルス群よりも
   短いパルス巾の第１パルスを有する連続用パルス群によ
   り駆動されることを特徴とする電子時計用ステップモー
   タの逆回転駆動方法。