JPS62263492A - 充電式電子時計 - 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〕 本発明は太陽電池等の発電手段によって充電さ肚る電源
を有する電子式の時計において、照射光等の充電不足が
続いて充電された電気量をほとんど消費しつくしてしま
った後でも、新たに充電すればすみやかに時計の表示動
作を再開させる機能を備えた電子式の時計に関する。

更に詳しくは、上記のような時計において、電源の耐圧
一杯に充電を可能にし、しかも充電不足や一時的止りの
警告表示の誤動作をなくしたシステムに関する。

〔従来の技術〕

太陽電池等の発電手段からの起電力を電源に蓄え、これ
を電源として動作する方式の電子時計が商品化されてい
る。

この商品化された電子時計のほとんどは電源電圧である
電源のチャージ電圧が各素子間の電気的定格の電圧レベ
ル以上にチャージされないように電源の過充電を検出す
ると電源の電荷を放電するようになっている。また充電
容量が異なる２種類の電源を備え照射光等の充電不足が
続いて充電された電気量をほとんど消費しつくしてしま
った後でも新たに光を充電すればすみやかに時計の表示
動作が再開できる充電式電子時計においても、電源電圧
である電源のチャージ電圧が各素子間の電気的定格の電
圧レベル以上にチャージされないように電源の過充電を
検出すると電源の電荷を放電するようになっている。

以下このような電源によって動作する方式における従来
の電子時計を第２図を参照しながら説明する。従来例と
して指針式の電子時計で、電源が規定電圧レベルよりも
大であることを検出する過充電検出回路と該過充電検出
回路の制御に基づき電源の電荷を放電するための放電回
路を備えたものとする。

第２図の従来例において、充電容量が小さい第１の電源
が第１のコンデンサ４（容量値が６．８μＦ＝耐圧６．
０Ｖ）、充電容量が大きい第２の電源が第２のコンデン
サ７（容量値が０．３３Ｆ：耐圧２．８Ｖ）である。時
計駆動回路３は運針を行うステップモータを駆動するコ
イル２０に駆動パルスを出力する駆動回路（種々な信号
を作成し駆動状態を制御するコントロール回路を含むも
のとする）である。

３０は通常電圧検出回路であり、ＶＯＯ端子とＶＳＳ端
子との間に供給される動作するための電源に基づいて、
入力端子りへの電圧レベル情報が時計を通常枢動するた
めの最低電圧レベル以上である時に出力端子ＱにＨレベ
ルの通常電圧検出信号ｐｓｏを出力する。ＶＤＤ端子と
Ｖｌ、端子との間の電源は前記時計駆動回路３と共通で
あり、入力端子りへの電圧レベル情報として前記第２の
コンデンサ７の電位を検出する。

３１は電源接続回路であり、Ｎｃｈ・ＭＯ８１１ＦＥＴ
３１ａ（以下ＭＯ８−Ｔｒ３１ａ）Ｊ、’）構成される
。

小容量の第１のコンデンサ４と並列に時計駆動回路６を
接続した第１の並列回路１０に逆流防止ダイオード５を
介して第１の太陽電池６を接続する。また、容量の大き
い第２のコンデンサ７と逆流防止ダイオード５を介して
第２の太陽電池８を接続した第２の並列回路１１を電源
接続回路３１を介して前記第１の並列回路１０に並列接
続する。

すなわち、前記第１の並列−路１０と前記第２の並列回
路１１との間に電源接続回路３１であるＭＯ８ＩＩＴｒ
３１ａを直列に挿入してＭＯ８ＬＩＴｒ３１ａのバルク
はＭＯＳ・Ｔｒ３１ａの既成ダイオードの向きが前記第
１の太陽電池６にまり前記第２のコンデンサ７が充電さ
れないような方向とし本従来例では前記第１の並列回路
１０の側に接続している。またＭＯ８＠Ｔｒ３１ａのゲ
ート入力端子は前記通常電圧検出回路３０の出力端子Ｑ
に接続されているので通常電圧検出信号ｐｓｏが入力さ
れる。ここで、第１のコンデンサ４の電気容量は時計駆
動回路３のコイル２０による負荷変動（指針式時計では
１秒毎のモータ駆動電流による電圧変動）を吸収させる
に足る最小容量であり、第２のコンデンサ７の電気容量
は太陽電池バックアップ時の時計持続時間に対応した値
である。

４０は過充電検出回路であり、前記時計駆動回路３への
印加電圧を検出し各素子間の電気的定格ノミ圧しベル（
例えばコンデンサの耐圧）を越える厘約に過充電である
事を検出しＱ出力端子から過充電検出信号Ｐ４゜を出力
する。

５０は放電回路であり、入力端子への前記過充電検出回
路４０からの過充電検出信号Ｐ４゜に基づき放電動作を
行うためた前記時計駆動回路３の電源間に接続されてい
る。放電回路５０は、時計が高照度下にあっても前記第
１の太陽電池６と前記第２の太陽電池８から供給される
電流を流しきれるＪ：５に放電時におけるトランジスタ
のＯＮ状態での抵抗値を決める事により能力が設定され
ている。

次に上記構成を有する電子時計の動作を説明する。

今、照射光の不足が続いて両者のコンデンサに残留電荷
が無く、ある低照度に時計が置かれた状態を考える。前
記第２のコンデンサ７は当然時計が通常駆動するための
最低電圧レベルよりも低いので前記通常電圧検出回路３
０からの通常電圧検出信号Ｐ、。はＬレベルであり、そ
れを受けて前記ＭＯ８＠Ｔｒ３１ａはＯＦＦである。す
ると両者のコンデンサには共に太陽電池からの充電電流
が生じ、容量の小さい第１のコンデンサ４はすみやかに
前記時計駆動回路３の駆動電圧まで充電され、時計機能
が開始される。そして、′容量の大きい第２のコンデン
サ７も徐々に充電されて行き、やがて第２のコンデンサ
７の電圧が時計を通常駆動するための最低電圧レベル以
上に充電されると通常電圧検出回路３０はＨレベルの通
常電圧検出信号Ｐ、。を出力し、それを受けて前記ＭＯ
８＠Ｔｒ３１ａはＯＮとなる。すると、前記ＭＯ８＠Ｔ
ｒ３１ａのＯＮ状態では第２のコンデンサ７は第１の太
陽電池６と第２の太陽電池８０両方から充電できる。そ
して、いつ訪れるかわからない照度がゼロになる状態に
備えて第２のコンデンサ７を十分に充電しておく事に貢
献する。次に第２のコンデンサ７が十分に充電された状
態から実際に照度がゼロになった場合を考えると、ＭＯ
８＠Ｔｒ３１ａは引続きＯＮ状態であり第２のコンデン
サ７からＭＯＳ−Ｔｒ３１ａを通して電圧の供給を受性
るようになり、時計機能を持続し続ける。そして、第２
のコンデンサ７の電圧が時計を通常駆動するための最低
電圧レベルより低下するまで時計機能を持続し続ける事
ができるが、低消費電流化および高容量の二重層コンデ
ンサの登場により第２のコンデンサ７が十分に充電され
た状態から約１週間ぐらいは時計機能が持続できる。こ
の間に照射されれば第２のコンデンサ７は再び充電され
て問題はないが、第２のコンデンサ７の電圧が時計を通
常駆動するための最低電圧レベルより低下すると、通常
電圧検出回路３０の通常電圧検出信号Ｐ３０はＬレベル
となってＭＯＳ−Ｔｒ３１ａはＯＦＦ状態に戻り時計機
能は停止し、その後は新たに光を照射すればすみやかに
時計機能が再開するための準備状態となる。以上の説明
から明らかのよ５に、第２の並列回路１１と第１の並列
回路１０との間に双方向に電流を流すことができる電源
接続回路６１を直列に挿入し、かつ第２のコンデンサ７
が時計を通常駆動するための最低電圧レベル以上に充電
されている事を通常電圧検出回路３０が検出している時
のみ紬記電源接続回路６１をＯＮさせている。それによ
り、第１の太陽路３に電源を供給する事ができる。

前記過充電検出回路４０は、前記時計駆動回路３への印
加電圧が各素子間の電気的定格の電圧レベル（例えばコ
ンデンサの耐圧）を越える直前に過充電である事を検出
し、その時にＨレベルの過充電検出信号Ｐ４゜を出力す
る。該過充電検出信号Ｐ４Ｇの制御に基づき前記放電回
路５０はＯＮＬ前記第１のコンデンサ４もしくは前記第
２のコンデンサ７の電荷を放電する。放電により電位が
低下して過充電でなくなると、過充電検出信号Ｐ４゜は
ＯＦＦとなり放電されなくなる。以上説明したごとく過
充電検出回路４０と放電回路５０により前記時計駆動回
路３への印加電圧が各素子間の電気的定格の電圧レベル
（例えばコンデンサの耐圧）によって決まる規定電圧レ
ベル以上にならないように制御され、太陽電池等の発電
手段からの起電力を電源に蓄え、これを電源として動作
する方式の電子時計において各電気的素子が破壊されず
正しい電圧範囲で使用されるように安定した電源供給が
なされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の説明の如く前記過充電検出回路４０と前記放電回
路５０により、前記時計駆動回路３への印加電圧を検出
し各素子間の電気的定格の電圧レベルによって決まる規
定電圧レベル以上にならないように制御されている。第
２図の従来例においてコンデンサの電気的定格だけで考
えると、前記第１のコンデンサ４の耐圧は６．Ｏｖであ
り前記第２のコンデンサ７の耐圧は２．８ｖなので、い
ずれが電源でも助記過充電検出回路４０の検出電圧を耐
圧の低い第２のコンデンサ７に合わゼて２．７ｖぐらい
と同じで良い。ところが、時計駆動回路３の電源として
第１のコンデンサ４である時と第２のコンデンサ７が接
続されている時とで、規定電圧レベルが一つである過充
電検出回路４０では問題があった。

次に１問題があったのは如何なる場合かについて具体的
に述べる。具体的に説明する上で、まず本願と同じ発明
者によって既に出願された発明を紹介する。

発明の名称は「警告表示付電子時計」であり、その特許
請求の範囲を以下に示す。

基準信号発生回路、モータ駆動回路、パルスモータおよ
び運針表示装置を備え、かつ太陽電池等の発電手段によ
って充電される蓄電器を電源とする電子時計に於いて、
第１の変調信号を発生する第１変調信号発生回路、第２
の変調信号を発生する第２変調信号発生回路、前記蓄電
器の充電電圧の低下を検出する電圧検出回路、及び前記
基準信号発生回路の基準信号の停止を検出し、記憶する
基準信号停止記憶回路と、前記パルスモータの停止を検
出し、記憶するパルスモータ停止記憶回路を設け、前記
電圧検出回路の動作信号によって第１の変調信号を、又
前記基準信号停止記憶回路および前記パルスモータ停止
記憶回路の動作信号によって第２の変調信号を選択し前
記モータ駆動回路に供給することを特徴とする警告表示
付電子時計。

尚出願番号は特願昭６１−０３７０５３、出願臼は昭和
６１年２月２１日である。

この発明が第２図の従来例に組込まれているものとして
、図面と照らし合わせて説明する。

前記通常電圧検出回路３０が前記第２のコンデンサ７の
チャージ電圧が時計を通常動作するための最低電圧レベ
ルよりも低下を検出すると通常表示状態である通常駆動
（１秒ステップ駆動）から携帯者に充電を促す意味の２
秒ごとに秒針がまとめて２回続けて動く第１の変調表示
状態である２秒ステップ駆動に切り換わる。そして、充
電電圧の低下が原因による基準信号停止状態あるいはバ
、ルスモータ停止状態から第２のコンデンサ７の電圧が
再び充電されて時計が再び駆動し始めた場合、基準信号
発生回路の基準信号が停止しているか、あるいはパルス
モータが停止していた事を検出し、かつ記憶する基準停
止記憶回路あるいはパルスモータ停止記憶回路により、
その時間分だけ時計が遅れている事を警告する意味の２
秒ごとに秒針がまとめて２回続けて動き、かつ２回続け
て動く周期が交互に変化する第２の変調表示状態である
変則２秒ステップ駆動に切り換わり、その後のりニーズ
引き操作によって変則２秒ステップ駆動は解除される。

ところが、前記パルスモータ停止記憶回路はパルスモー
タの動作・非動作を正確に判定できる電源電圧範囲には
制限がある。前記時計駆動回路３の電源として第１のコ
ンデンサ４で前記２秒ステップ駆動である時に電源電圧
が高くなるとパルスモータのロークーに勢がつきすぎて
低電圧時と異なった運動をするため、前記パルスモータ
停止記憶回路が停止の誤検出をし、パルスモータは正規
のステップ動作をなしたｋもかかわらず時計が遅れてい
る事を警告する表示である前記変則２秒ステップ駆動に
切り換わってしまうという欠点があった。その一方では
、パルスモータ停止記憶回路は１．４ｖぐらいまでは誤
検出をしないので、いずれが電源の時でも規定電圧レベ
ルを誤検出の恐れのない１，３ｖぐらいに設定してしま
うと今度は第２のコンデンサ７を耐圧一杯にフルチャー
ジできなくなり、それ以［Ｃ放電回路５０が働いてしま
う。即ち時計駆動回路３の電源として第２のコンデンサ
７が接続されている時に一杯に充電されても第２のコン
デンサ７　ｋｍ　１．３　Ｖまでしか上らずフルチャー
ジからの時計駆動の持続時間は２０〜３０時間程度と著
しく短（なってしまい問題である。

以上のように時計駆動回路乙の電源として第１のコンデ
ンサ４である時と第２のコンデンサ７が接続されている
時とで規定電圧レベルが変化しない従来技術では問題で
あった。

本発明は以上のような問題点を解消させ携帯者のさまざ
まな使用状況においても時計が正しく動作して安定した
電源供給がなされる充電式電子時計を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有す
る。

いずれも太陽電池等の発電手段からの起電力な充電する
充電容量が異なる２種類の電源と、該電源のうち充電容
量が小さい第１の電源を直接の電源とする時計駆動回路
と、前記電源のうち充電容量が大きい第２の電源のチャ
ージ電圧が時計を通常動作するための最低電圧レベル以
上に充電されている事を検出し通常電圧検出信号を出力
する通常電圧検出回路と、該通常電圧検出回路が前記第
２の電源が前記電圧レベル以上に充電されている事を検
出している時だけ前記第２の電源を前記時計駆動回路に
接続する電源接続回路と、前記時計駆動回路への印加電
圧が規定電圧レベルである検出電圧よりも大であること
を検出し放電制御を行う過充電検出回路と、紬記過充電
検出回路の放電制御に従い放電動作を行う放電回路とを
設け、さらに前記過充電検出回路は異なる２種類の検出
電圧のいずれかに、応答して過充電検出信号を出力する
検出信号発生手段と、前記通常電圧検出信号に応じて前
記２種類の検出電圧のいずれか一方を選択する検出電圧
選択手段より構成される事を特徴とする。

〔実施例〕

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の電子時計の一実施例を示すブロック線
図であり、第２図と同一要素には同一番号を付し説明を
省略する。第１図の実施例は第２図の従来例と同様に指
針式電子時計であり、前記時計駆動回路３に前述の「警
告表示付電子時計」のところで解説した基準信号発生回
路、基準信号停止記憶回路、パルスモータ浮上記憶回路
、第１変調信号発生回路、第２変調信号発生回路を含ん
でおり警告表示の機能を備えているものとする。

次に、第１図に於いて第２図と異なる部分に２いて説明
する。

４１は過充電検出回路であり、検出電圧選択手段４２と
検出信号発生手段４３とにより構成されている。検出電
圧選択手段４２は前記通常電圧検出回路３０からの通常
電圧検出信号Ｐ、。に応じて２種類の検出電圧のいずｎ
か一方を選択する。前記２種類の検出電圧として、前記
時計駆動回路３の電源として第１のコンデンサ４である
時には１．３ｖの検出電圧を選択し、前記時計駆動回路
３の電源として第２のコンデンサ７が接続されている時
には２．７ｖの検出電圧を選択する。検出信号発生手段
４３は前記検出電圧選択手段４２の選択制御に基づき異
なる２種類のいずれかに応答して過充電検出信号Ｐ４３
を出力し、放電回路５０に対し放電制御を行う。

前記時計駆動回路３は前記通常電圧検出回路３０からの
通常電圧検出信号Ｐ、。が入力されており、通常電圧検
出信号Ｐ３ｏがＨレベルの時には通常駆動用の１秒ステ
ップ駆動パルスを、またＬレベルの時忙は第１の変調表
示状態用の２秒ステップ駆動パルスを前記コイル２０に
対し出力する。

電源接続回路３１がＮＣｈ−ＭＯ８＠ＦＥＴ３１ｄ（以
下ＭＯ８＠Ｔｒ３１ｄ）とダイオード３１ｅとの並列接
続により構成される。Ｍ　ＯＳ・Ｔｒ！ｔ１ｄは第２図
のＭＯ８ｅＴｒ３１ａと同様であり、前記ダイオード３
１ｅの向きは前記第２のコンデンサ７の放電経路に対し
て頭方向である。

また前記通常電圧検出回路３０からの通常電圧検出信号
Ｐ、。により時計駆動回路３が制御され、Ｈレベルの通
常電圧検出信号ｐａｏでは時計が通常駆動である各秒等
時間間隔運針であり、Ｌレベルの通常電圧検出信号Ｐ、
。では時計が２秒毎に２ステツプを不等時間間隔的に送
る運針形態である。すなわち、第２のコンデンサ７が十
分に充電された状態から照度がゼロとなったときに時計
機能を持続するために第２のコンデンサ７からの電圧を
供給する経路として、第２のコンデンサ７の電圧が時計
を通常駆動するための最低電圧レベル以上で前記通常電
圧検出信号Ｐ、。がＨレベルのときはＯＮ状態の前記Ｍ
Ｏ８−Ｔｒ３１ｄであり、又第２のコンデンサ７の電圧
が時計を通常駆動するための最低電圧レベルよりも低下
し時計が２秒毎に２ステツプを不等時間間隔的に送る運
針形態で前記通常電圧検出信号Ｐ、。がＬレベルのとき
は前記ダイオード３１ｅである。本実施例のように運針
形態を切り換える場合には、電源接続＠路３１としてＭ
ＯＳ−Ｔｒ３１ｄとダイオード３１ｅとの並列接続は有
効である。

次に上記構成を有する充電式電子時計の動作説明を行う
。第２図の従来例と同じ部分は説明を省略する。

前述の動作説明のごとく、前記時計駆動回路乙の電源と
して前記第１のコンデンサ４である時には前記通常電圧
検出回路３０かもの通常電圧検出信号Ｐ、。はＬレベル
である。すると検出電圧選択手段４２は検出電圧として
１．３ｖを選択するように検出信号発生手段４３に対し
制御を行う。そこで、その時に充電されて時計駆動回路
３への印加電圧が１．３ｖとなると前記検出信号発生手
段４３から■レベルの過充電検出信号Ｐ４ｍが出力され
前記放電回路５０は放電動作を行う。そして放電により
電位が低下して１．３ｖより低くなると過充電回路５０
はＯＦＦとなり放電されな（なる。

逆に、前記時計駆動回路３の電源として第２のコンデン
サ７が接続されている時には前記通常電圧検出回路３０
からの通常電圧検出信号Ｐ、。はＨレベルである。する
と検出電圧選択手段４２は検出電圧として２．７Ｖを選
択するように検出信号発生手段４３に対し制御を行う。

そこで、その時に充電されて時計駆動回路６への印加電
圧が２．７ｖとなると前記検出信号発生手段４６からＨ
レベルの過充電検出信号Ｐ４３が出力され、前記放電回
路５０は放電動作を行う。そして放電により電位が低下
して２．７ｖより低くなると過充電検出信号はＯＦＦと
なり放電されなくなる。

以上の説明で明らかのように、前記時計駆動回路乙の電
源として第１のコンデンサ４で時計が前記２秒ステップ
駆動している時には１．３ｖに、また前記時計駆動回路
６の電源として第２のコンデンサ７が接続され時計が前
記通常駆動である１秒ステップ駆動している時には２．
７　Ｖ　忙前記過充電検出回路４１の検出電圧が切り換
わり、それぞれの電圧がその時の規定電圧レベルに合わ
せて設定されているので問題は起こらず時計、は正しく
機能する。すなわち、時計駆動回路乙の電源として第１
のコンデンサ４で時計が前記２秒ステップ駆動している
時には時計駆動回路３の中のモータ浮上記憶回路には１
．４ｖ以上の電圧がかかる事はなく誤検出をして時計が
停止していないのに時計が遅れている事を警告する前記
変則２秒ステップ駆動になってしまうことはない。また
、時計駆動回路３の電源として第２のコンデンサ７で時
計が前記通常駆動である１秒ステップ駆動している時に
は一杯に元、電されると２．７ｖまで第２のコンデンサ
７の電位が上がりフルチャージからの時計駆動の持続時
間は約２００時間と高性能を維持する事ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば時計駆動回路が動作するための電源カー
充電容量の異なる２種類の電源のいずれであるかによっ
て、それぞれの状況での規定電圧レベルに応じて過充電
検出回路の検出電圧を切り換える事により、全ての状況
で規定電圧レベルを越える事がなく時計動作の上で問題
の発生を防ぐ効果があり、かつきめ細かな時計仕様に対
応する事ができる。そのための手段である過充電検出回
路は、２つ用意する事な（そｎぞれの状況に応じて切り
換えて使用する方式なので集積回路内でのスペースはほ
とんど取らないので負担とならない。

そして、携帯者のさまざまな使用状況においても時計が
正しく動作して安定した電源供給がなされ、充電式電子
時計において理想的なものを供給する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光′亀式電子時計の実施例を示ス
回路システムのブロック図、第２図は充電式電子時計の
従来例を示す回路システムのプロッり図である。 ３・・・・・・時計駆動回路、 ４・・・・・・第１のコンデンサ、 ５・・・・・・逆流防止ダイオード、 ６・・・・・・第１の太陽電池、 ７・・・・・・第２のコンデンサ、 ８・・・・・・第２の太陽電池、 ６０・・・・・・通常電圧検出回路、 ３１・・・・・・電源接続回路、 ４１・・・・・・過充電検出回路、 ５０・・・・・・放電回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. いずれも太陽電池等の発電手段からの起電力を充電する
   充電容量が異なる２種類の電源と、該電源のうち充電容
   量が小さい第１の電源を直接の電源とする時計駆動回路
   と、前記電源のうち充電容量が大きい第２の電源のチャ
   ージ電圧が時計を通常動作するための最低電圧レベル以
   上に充電されている事を検出し通常電圧検出信号を出力
   する通常電圧検出回路と、該通常電圧検出回路が前記第
   ２の電源が前記電圧レベル以上に充電されている事を検
   出している時だけ前記第２の電源を前記時計駆動回路に
   接続する電源接続回路と、前記時計駆動回路への印加電
   圧が規定電圧レベルである検出電圧よりも大であること
   を検出し放電制御を行う過充電検出回路と、前記過充電
   検出回路の放電制御に従い放電動作を行う放電回路とを
   設け、さらに前記過充電検出回路は異なる２種類の検出
   電圧のいずれかに応答して過充電検出信号を出力する検
   出信号発生手段と、前記通常電圧検出信号に応じて前記
   ２種類の検出電圧のいずれか一方を選択する検出電圧選
   択手段より構成される事を特徴とする充電式電子時計。