JPS6245507B2 - - Google Patents

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JPS6245507B2
JPS6245507B2 JP29948385A JP29948385A JPS6245507B2 JP S6245507 B2 JPS6245507 B2 JP S6245507B2 JP 29948385 A JP29948385 A JP 29948385A JP 29948385 A JP29948385 A JP 29948385A JP S6245507 B2 JPS6245507 B2 JP S6245507B2
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JP
Japan
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load
pulse
circuit
drive
signal
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Application number
JP29948385A
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Japanese (ja)
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JPS61274290A (en
Inventor
Kiichi Kawamura
Minoru Hosokawa
Sakiho Okazaki
Hiroshi Ishikawa
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPS6245507B2 publication Critical patent/JPS6245507B2/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化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 reduce the power consumption of such a conversion mechanism and also to achieve high reliability.

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
内でも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 only under such a load for about 4 to 5 hours in a day. 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幅に低減する
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 significantly reduces the power consumed by the conversion mechanism. It is something to do. 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、まず電子時計
に用いられている電気機械変換機構の一例として
ステツプモーター及びその作動、さらにこのステ
ツプ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き詳説する。
The present invention will be explained below. First, a step motor and its operation will be explained as an example of an electromechanical conversion mechanism used in an electronic watch, and the concept of the present invention will be explained based on this step motor. Then, examples will be explained in detail. do.

第1図は、従来用いられてきた電子腕時計用モ
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ー2,3が対向して配置され
ているが、これらのステーター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
ターを構成している。
Figure 1 shows an example of a conventional electronic watch motor. In the figure, 1 is a rotor made of a permanent magnet magnetized to two poles.
Stators 2 and 3 are arranged facing each other with the stators 2 and 3 in between, and 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.

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
2,3の円弧部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
2,3の一方にずらしている。この種のステツプ
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。
The stators 2 and 3 have circular arc portions 2a and 3a eccentric to the center of the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction, and the positions of the magnetic poles (N and S) when the rotor 1 is at rest are adjusted. The stators 2 and 3 are shifted to one side. This type of step motor has been in practical use for some time and was driven by a circuit block as shown in FIG. 10 is a crystal resonator, which is driven by an oscillation circuit 11;
The frequency is divided by the frequency divider 12, and the waveform shaper 13 divides the frequency into 180
Two pulses with different phases are formed.

その一例として、2′毎7.8m sec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インバーターで構成されるドライバー1
4,15に入力し、その出力をコイル4の端子4
a,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ー1
5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
ンバーターの入力端子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7.8m secの電流コイル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、時計、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, a pulse of 7.8 m sec every 2' will be considered and explained below. This pulse
Driver 1 consisting of CMOS inverter
4 and 15, and the output is sent to terminal 4 of coil 4.
a, 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 indicated by an arrow 19, and conversely, a current flows to the input terminal 16 of one inverter 14.
When a similar signal is applied to the input terminal 17 of 5, a current flows in a route symmetrical to arrow 19. That is, by applying signals alternately to the input terminals 16 and 17 of both inverters, the current flowing through the coil 4 can be alternately reversed. Specifically, the current coil of 7.8 m sec is alternately reversed every second. It can be passed to 4. With such a drive circuit, the stators 2 and 3 of the step motor shown in FIG.
S poles occur alternately, and are repelled by the magnetic pole of rotor 1,
The rotor 1 can be rotated by 180 degrees by suction. The rotation of the rotor 1 is transmitted to the fourth wheel 7 via the intermediate wheel 6, and further to the third wheel 8, second wheel 9, and further to the cylinder pinion, hour wheel, and calendar mechanism (not shown), and is transmitted to the clock. 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にはチヤン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7.8m sec、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
重畳されるためである。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ー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
で流れる。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 flows 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. Fourth
In the figure, section A is a drive section, in this case 7.8 m sec, and the current flowing in this section A is the current consumed by motor drive. The reason why the current waveform in section A has 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 they are superimposed. 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, this section is the period after the drive pulse is applied.
Since the channel MOS transistor is turned on, an induced current flows in 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。
Now, waveform 20 and waveform 20' in FIG. 4 are a series of waveforms, and this is 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 the rotor is close to its operating limit, while waveform 21 and waveform 21' represent a load that is approximately 1/2 of the maximum allowable load. This is the case when it is multiplied.

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7.8m sec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。
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.
It has been experimentally confirmed that the rotor vibration frequency is low and the amplitude is small 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 m sec. In fact, even if the pulse width is shortened,
The motor runs and the output torque decreases.

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。前述の駆動パ
ルス幅7.8m secは、この図でP2に相当する。即
ちパルス幅P2で出力トルクはT2であり、消費電
力はI2である。この出力トルクT2は前述の様に時
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、
本発明はこの点に着目し、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しようと
するもので合理的で低電力化を図るものである。
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
はかれる。
This situation is shown in FIG. FIG. 5 shows the output torque characteristic T and the power consumption characteristic I when the drive pulse width is changed. The aforementioned drive pulse width of 7.8 m sec 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, if driven with a pulse width of P 1 , the output torque would be T 1 and the power consumption would be I 1 .
The present invention focuses on this point, and by detecting the load on the rotor, drives with a narrow pulse width when there is no load or a small load, and drives with a wide pulse width when a large load is applied. It is a rational and low-power device.
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 driving with a pulse width of P 1 during no load (20 hours) and with a pulse width of P 2 during load (4 hours), and assuming that I 1 /I 2 = 1/2. , the average power consumption is I=I 1 ×20+I 2 ×4/24=14/24I 2 ≒0.
58I 2 , which requires less than 60% of the power compared to the conventional method, which was driven with a constant pulse width of P 2 , resulting in a significant reduction in power consumption.

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云う迄もない。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、極めて微妙な制御をし
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。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、本発明の構成は通常モーターへは無負荷時
を想定した狭い駆動パルスで駆動し、常に駆動後
の誘起電流波形で負荷の大きさを検出し、負荷が
小さいときは、始めの狭い駆動パルス幅での駆動
を継続する。負荷が増加してきて、狭い駆動パル
ス幅での駆動の限界に近ずいてきた場合、次の駆
動から一定時間広い駆動パルス幅で駆動し、その
後、当初の狭い駆動パルス幅での駆動にもどす。
本発明は概略この様な構成であるが第7図のブロ
ツク図によりさらに詳説する。
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. Detecting the magnitude of the load based on the induced current waveform in this section B is easier and more reliable than in the above-mentioned section A. 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 narrow drive pulse width compared to Fig. 4, so it can withstand only a small load, but the drive current waveform 23 at no load and the induced current waveform 23' after driving are similar. The relationship between the driving current waveform 24 at the limit load and the induced current waveform 24' after driving is the same as that shown in FIG. 4. The load is detected by the method described above, but the configuration of the present invention normally drives the motor with a narrow drive pulse assuming no load, and always detects the load size from the induced current waveform after driving. When is small, driving continues with the initial narrow driving pulse width. When the load increases and approaches the limit of driving with a narrow drive pulse width, the next drive is driven with a wide drive pulse width for a certain period of time, and then the drive is returned to the original narrow drive pulse width.
The present invention is generally constructed as described above, and will be explained in more detail with reference to the block diagram of 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、通常無負荷時は狭い駆動パルスを負
荷時には広い駆動パルスを供給するように制御す
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 load condition detected by the load detection circuit 29, and normally controls to supply a narrow drive pulse when there is no load and a wide drive pulse when there is a load. .

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ように供給されるこの状態
をパルス31,32の様に示した。パルス31,
32は無負荷状態の狭いパルス幅である。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、無負荷又は小さな負荷状態であ
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は狭いパルス幅とな
り、パルス32後の負荷検出も無負荷と判定した
ので次のパルス33も狭いパルス幅となる。そし
てパルス33後の負荷検出では、有負荷状態と判
定した。この場合パルス33後、数10m sec後
に、広いパルス幅の第2の補正パルス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。その後の一定パルス数については広いパル
ス幅のパルス35,36が印加され、その後再び
始めの狭いパルス幅のパルス37,38……が印
加される。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10m sec後に広いパルス幅のパルス3
4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づかしい、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。この両者を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
うに設定するのが簡単である。本構成では、パル
ス34を印加する。パルス33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3
3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10m sec遅れてロータ
ーが駆動されることになる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
しさを必配する必要は全くない。次に負荷の検出
後、広いパルス幅のパルス35,36を一定パル
ス数継続させる構成にした理由は、ローターにか
かる負荷として最も大きいのは、カレンダー機構
であつて、これは3〜4時間継続するので直ちに
狭いパルス幅に戻すとまた負荷状態と判断し、こ
れを繰り返すと作動毎に2つのパルスを供給する
ことになり、消費電力が増大し、低電力化の意義
がなくなる。又、ローターにかかる負荷はカレン
ダー機構だけでなく、磁場、低温、外乱等の単発
的な負荷もある。この様な場合には、広いパルス
幅の継続パルス数はなるべく少ない方が望まし
い。この様な現象を考慮して、継続パルス数は数
10秒〜数10分に設定することが望ましい。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。
This control system will be explained with reference to FIG. FIG. 8 shows the state of the drive pulses, which are supplied as described above in the section regarding the pulse motor, and are shown as pulses 31 and 32. pulse 31,
32 is a narrow pulse width in the no-load state. After applying the pulses 31 and 32, the detection circuit of FIG. 7 detects a load condition, which is either no load or a small load condition. That is, since the load detection after pulse 31 was determined to be no load, the next pulse 32 has a narrow pulse width, and since the load detection after pulse 32 was also determined to be no load, the next pulse 33 also has a narrow pulse width. In load detection after pulse 33, it was determined that the vehicle was in a loaded state. In this case, several tens of milliseconds after the pulse 33, a second correction pulse 34 with a wide pulse width is applied with the same polarity as the pulse 33 (ie, the same current direction). For the subsequent constant number of pulses, wide pulse width pulses 35, 36 are applied, and then the initial narrow pulse width pulses 37, 38, . . . are applied again. To explain the relationship between pulse 33 and pulse 34, when a large load is detected by driving pulse 33, pulse 3 with a wide pulse width is generated after several tens of milliseconds.
4 is applied. 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. In this configuration, pulse 34 is applied. When the rotor is actuated by pulse 33, pulse 34 is a pulse in the same direction as pulse 33, so this pulse 34 becomes a pulse with an opposite phase, and the rotor does not rotate. Also, pulse 3
If the rotor does not operate at 3, pulse 34
is driven by. At this time, the rotor is driven with a delay of several tens of milliseconds, but this is not visible to the eye as the operation of the second hand, and there is no need to create an unsightly result due to this. Next, after detecting the load, the reason why the wide pulse width pulses 35 and 36 are continued for a fixed number of pulses is because the calender mechanism has the largest load on the rotor, and this continues for 3 to 4 hours. Therefore, if the pulse width is immediately returned to a narrow pulse width, it will be determined that the device is in a loaded state again, and if this is repeated, two pulses will be supplied for each operation, increasing power consumption and eliminating the significance of reducing power consumption. In addition, the load on the rotor is not only due to the calendar mechanism, but also single loads such as magnetic fields, low temperatures, and disturbances. In such a case, it is desirable that the number of continuous pulses with a wide pulse width be as small as possible. Considering this phenomenon, the number of continuous pulses is
It is desirable to set it to 10 seconds to several tens of minutes. 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.

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
ーター負荷検出回路、30は制御回路であり、第
7図の構成と対応している。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狭いパ
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4
2は、入力の1秒信号を5m sec遅らせて出力す
る事になり、ゲート46の出力に5m sec幅の狭
いパルスが発生する。
In Fig. 9, 25 is an oscillation circuit, 26 is a frequency dividing circuit, 28 is a motor, 27 is a drive circuit, 29 is a motor load detection circuit, and 30 is a control circuit, which correspond to the configuration in Fig. 7. . Hereinafter, the circuit elements will be explained one by one. The NAND GATE output of 39 is a clock for creating a narrow pulse when driving the motor in a no-load state, and for example, generates a clock pulse delayed by 5 m sec with respect to the falling edge of a 1 second signal. At this time, the delay flip-flop 4
2, the input 1-second signal is delayed by 5 m sec and output, and a narrow pulse with a width of 5 m sec is generated at the output of the gate 46.

フリツプフロツプ44及びNANDゲート47は
有負荷状態のモータを駆動する際の広パルスを発
生する回路である。この時のパルス幅を例えば
7.8m secとする。フリツプフロツプのクロツク
入力端子には128Hzのパルスが供給されている。
フリツプフロツプの入力端子に供給される1秒信
号は128Hzのクロツクによつて7.8m sec遅れて出
力されることになり、ゲート46と同様な動作に
よつてゲート47には7.8m sec幅の広パルスが
発生する。
The flip-flop 44 and the NAND gate 47 are circuits that generate wide pulses when driving the motor in a loaded state. For example, the pulse width at this time is
7.8m sec. A 128Hz pulse is supplied to the flip-flop's clock input terminal.
The 1-second signal supplied to the input terminal of the flip-flop is output with a delay of 7.8 m sec by the 128 Hz clock, and a wide pulse with a width of 7.8 m sec is output to gate 47 by the same operation as gate 46. occurs.

以上110の枠で囲まれた素子、フリツプフロ
ツプ42,44、NANDゲート39,47,46
等によつてパルス発生回路を構成している。尚、
NANDゲート47は後述するカウンタ52からの
信号により狭パルスと広パルスを選択するゲート
である。ゲート40,48及びフリツプフロツプ
43はモータが無負荷状態であるか有負荷状態で
あるかを判別する負荷判定の為の基準パルスを発
生する回路である。
The elements surrounded by the frame 110 above, flip-flops 42, 44, NAND gates 39, 47, 46
A pulse generation circuit is constructed by the following. still,
The NAND gate 47 is a gate that selects a narrow pulse or a wide pulse based on a signal from a counter 52, which will be described later. Gates 40, 48 and flip-flop 43 are circuits that generate reference pulses for load determination to determine whether the motor is in a no-load state or a loaded state.

ゲート40の出力パルスをクロツク信号とする
フリツプフロツプ43と1秒信号によつて前記ゲ
ート46或は47と同様な動作のもとに負荷判定
基準パルスがゲート48の出力に得られる。
A load judgment reference pulse is obtained at the output of the gate 48 under the same operation as the gate 46 or 47 by means of a flip-flop 43 which uses the output pulse of the gate 40 as a clock signal and a one second signal.

ゲート48の出力の基準パルスによつて後記す
るゲート56の負荷検出信号を判定する。
The reference pulse output from the gate 48 is used to determine a load detection signal from the gate 56, which will be described later.

負荷検出に係る各ゲートの出力信号の相関を第
10図に示す。以下第10図と共に第9図の動作
を説明する。
FIG. 10 shows the correlation between the output signals of each gate related to load detection. The operation of FIG. 9 will be explained below together with FIG. 10.

第10図58は、ゲート46の出力狭パルスに
相当し、59はゲート48出力の判定規準パルス
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7.8m sec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30m sec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の入力信
号は、前記パルスを得る為の信号で、カウンタ2
6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。ゲート50は、カウンタ52が零の状態に
おいて補正パルスが41の出力端子に発せられた
場合に、カウンタ52にカウント入力を一発送り
込むものである。52がカウントを始めると、以
後カウンタ52の出力がすべて零に戻るまでゲー
ト50はOFF状態となる。ゲート50の出力に
よつて52が、カウント状態に入ると51のゲー
トが開き以後52の出力がすべて零になるまで2
秒信号をカウント信号として52に送り続ける。
カウンタ52は、前述した如く、数10秒〜数10分
の間で適当に設定されており、モーターが有負荷
状態にある事を検出してから、上記時間幅だけ広
パルス駆動信号を出力し続ける為のタイマーとな
る。47は、カウンタ52の出力を、ゲート入力
としており、52がカウント状態にある間、広パ
ルスを後段に出力するものである。第9図ブロツ
ク29は、駆動パルス印加後のモーターの動作状
態よりもモーター負荷を検出する回路の一例であ
る。
10 corresponds to the output narrow pulse of the gate 46, and 59 corresponds to the criterion 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 m sec, and the generation position is delayed by, for example, 30 m sec 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. The input signals to the gates 39, 40, and 41 are signals for obtaining the pulses, and are input to the counter 2.
Combine the outputs of 6 appropriately. Gate 89, 49
is a circuit that separates the above-mentioned pulses to the drive inverters 14 and 15 and outputs them alternately every second. The gate 50 inputs one count input to the counter 52 when a correction pulse is issued to the output terminal 41 while the counter 52 is at zero. Once the counter 52 starts counting, the gate 50 remains in the OFF state until all outputs of the counter 52 return to zero. When 52 enters the counting state by the output of gate 50, the gate of 51 opens and the output of 52 continues until all outputs become zero.
The second signal continues to be sent to 52 as a count signal.
As mentioned above, the counter 52 is set appropriately between several tens of seconds and several tens of minutes, and after detecting that the motor is in a loaded state, outputs a wide pulse drive signal for the above-mentioned time width. A timer to keep you going. Reference numeral 47 uses the output of the counter 52 as a gate input, and outputs a wide pulse to the subsequent stage while 52 is in the counting state. Block 29 in FIG. 9 is an example of a circuit that detects the motor load based on the operating state of the motor after application of the drive pulse.

53,54は、トランスミツシヨンゲートであ
つて、駆動用インバーター14,15の出力を駆
動信号に応じて交互に選択する。
Reference numerals 53 and 54 are transmission gates that alternately select the outputs of the driving inverters 14 and 15 according to the driving 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。尚、
出力信号60は無負荷状態であり、第4図の誘起
電流20′、第6図の誘起波形23′に相当する。
出力信号61は重負荷状態であり、第4図、第6
図の誘起電流波形中、作動限界時の誘起電流波形
22′,24′近傍の波形に相当する。もちろん負
荷状態の判定基準の設定は設計者によつて任意に
設定できる。誘起電流波形60,61はコンデン
サ55aによりピーク位置(遷移点)で正負の反
転をする微分信号に変換される。その電圧信号を
インバータ55を通過させて信号62と64を得
ている。そのため信号62は誘起電流波形60の
ピークの位置で反転する矩形波となり、信号64
は誘起電流波形61のピークの位置で反転する矩
形波となる。尚、ピーク位置と反転位置を明確に
するために、誘起電流波形60,61のピーク位
置にa〜fの符号を符し、それに対応させて信号
62と64の反転位置にa′〜e′、a″,b″,f″を符
した。
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. still,
The output signal 60 is in a no-load state and corresponds to the induced current 20' in FIG. 4 and the induced waveform 23' in FIG. 6.
The output signal 61 is under heavy load, as shown in FIGS.
Among the induced current waveforms shown in the figure, this corresponds to waveforms near the induced current waveforms 22' and 24' at the operating limit. Of course, the criteria for determining the load state can be set arbitrarily by the designer. The induced current waveforms 60 and 61 are converted by the capacitor 55a into differential signals whose polarity is inverted at the peak position (transition point). The voltage signal is passed through an inverter 55 to obtain signals 62 and 64. Therefore, the signal 62 becomes a rectangular wave that is inverted at the peak position of the induced current waveform 60, and the signal 64
becomes a rectangular wave that is inverted at the peak position of the induced current waveform 61. In order to clarify the peak positions and reversal positions, the peak positions of the induced current waveforms 60 and 61 are marked with a to f, and correspondingly, the reversal positions of the signals 62 and 64 are marked with a' to e'. , a″, b″, f″.

インバータの出力はCR時定数回路により遅延
されてナンドゲート56の一方の入力となり、ま
た2個のインバータの中間の出力をナンドゲート
56の他方の入力とすることにより、第10図の
信号63と65を得る。信号63は出力波形60
に対応し、信号65は出力波形61に対応してい
る。出力波形60,61と信号63,65を比較
すると信号63,65のパルスが出力波形の所定
のピーク位置を示していることは明確である。負
荷状態の検出はこの信号63,65のパルス位置
が前述の判定基準パルス59の内側にあるが外側
にあるかで判断され前者の場合を無負荷状態と判
定し、後者を有負荷状態と判定する。従つて信号
63は無負荷状態を示し、信号65は有負荷状態
を示すことになる。尚、ナンドゲートの出力信号
63と65は負方向にパルスが出る。
The output of the inverter is delayed by the CR time constant circuit and becomes one input of the NAND gate 56, and by using the intermediate output of the two inverters as the other input of the NAND gate 56, the signals 63 and 65 in FIG. obtain. Signal 63 is output waveform 60
, and the signal 65 corresponds to the output waveform 61. Comparing the output waveforms 60, 61 with the signals 63, 65, it is clear that the pulses of the signals 63, 65 indicate predetermined peak positions of the output waveforms. The load state is detected by determining whether the pulse positions of the signals 63 and 65 are inside or outside the above-mentioned judgment reference pulse 59, and the former case is determined to be a no-load state, and the latter case is determined to be a loaded state. do. Therefore, signal 63 indicates a no-load condition, and signal 65 indicates a loaded condition. Note that the output signals 63 and 65 of the NAND gates output pulses in the negative direction.

次に補正パルスの発生手段について述べる。ゲ
ート104はゲート56の出力となる負荷検出信
号と、ゲート48の出力となる判定基準パルス信
号59、及びデイレイフリツプフロツプ44の出
力となる1秒信号を7.8m sec遅延させた信号と
を入力としている。尚デイレイフリツプフロツプ
44の出力信号はゲート104において検出可能
期間を決定するマスク信号として動く。以上の構
成により無負荷のときの検出信号(第10図6
3)はゲート104を通過するが、有無荷のとき
の検出信号65は禁止される。即ちゲート104
が判定回路200を構成している。ライン57は
ゲート107と108により形成されるフリツプ
フロツプの出力であり、ゲート106及び105
によりセツト入力が形成される。ゲート106に
入力される1秒信号はフリツプフロツプの所期セ
ツト状態を決定するものであり、負荷検出状態の
とき出力57を必ずHに設定しておく。この状態
で無負荷状態を検出した信号がゲート104を通
過するとゲート105,106を通つてフリツプ
フロツプをリセツトして出力57をL状態にす
る。しかし重負荷のときにはリセツト信号が入ら
ないので出力57はHにセツトされたままとな
る。出力57がHのままでいると補正パルス発生
するゲート41が補正パルスを通過する状態とな
るため、駆動回路用のゲート48もしくは49を
通つてコイルに補正パルスが供給される。尚ゲー
ト105の他方の入力はカウンタ52が作動開始
すると同時に検出信号の通過を禁止する信号が入
力されている。又、ゲート104の※印の信号は
駆動電流がコイルに印加している間は検出信号を
禁止する信号であり、フリツプフロツプ44から
出力されている。従つてゲート104はゲート4
8の出力とフリツプフロツプ44の出力とを入力
とすることにより、ゲート56からの負荷検出信
号が所定時間内に発生したときに軽負荷状態を判
定する判定回路となる。
Next, the correction pulse generating means will be described. The gate 104 receives the load detection signal which is the output of the gate 56, the judgment reference pulse signal 59 which is the output of the gate 48, and the signal obtained by delaying the 1 second signal which is the output of the delay flip-flop 44 by 7.8 msec. It is used as input. The output signal of the delay flip-flop 44 acts as a mask signal in the gate 104 to determine the detectable period. With the above configuration, the detection signal when there is no load (Fig. 10, 6
3) passes through the gate 104, but the detection signal 65 when there is no load is prohibited. That is, gate 104
constitutes the determination circuit 200. Line 57 is the output of the flip-flop formed by gates 107 and 108;
A set input is formed by The 1 second signal input to the gate 106 determines the desired set state of the flip-flop, and the output 57 is always set to H in the load detection state. When a signal detecting a no-load state passes through gate 104 in this state, it passes through gates 105 and 106, resets the flip-flop, and sets output 57 to the L state. However, when the load is heavy, the reset signal is not input, so the output 57 remains set to H. If the output 57 remains at H, the correction pulse is passed through the correction pulse generating gate 41, so that the correction pulse is supplied to the coil through the drive circuit gate 48 or 49. Note that the other input of the gate 105 receives a signal that prohibits passage of the detection signal at the same time that the counter 52 starts operating. Further, the signal marked * on the gate 104 is a signal that inhibits the detection signal while the drive current is being applied to the coil, and is output from the flip-flop 44. Therefore, gate 104 is gate 4
By inputting the output of 8 and the output of flip-flop 44, the circuit becomes a determination circuit that determines a light load state when a load detection signal from gate 56 is generated within a predetermined time.

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、また、
ゲート50を介してカウンタ52に入力され、5
1のゲートをON状態にして52をカウント状態
にする。以後、一定時間ゲート47をON状態に
保ち広パルス駆動信号を供給し続ける。広パルス
が供給されている間、57はLOW状態にあり、
補正パルスは出力されない。これは、広パルス駆
動時では、モーターは充分な出力トルクがあるも
のと考えられるからである。
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 also
is input to the counter 52 through the gate 50, and the 5
Turn on the gate 1 and put the gate 52 in the counting state. Thereafter, the gate 47 is kept in the ON state for a certain period of time to continue supplying the wide pulse drive signal. While the wide pulse is being applied, 57 is in the LOW state;
No correction pulse is output. This is because the motor is considered to have sufficient output torque during wide pulse driving.

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18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、80
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13図又は第1
4図示す。前述したモーター駆動検出波形23,
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66,6
7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16図76の波形が現わ
れる。第14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ト
ランジスタ69のチヤンネルインピーダンスを制
御してやる帰環回路をもつ、ブロツク70は出力
レベルを検出する回路である。第15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7
6は出力端子において77の如く遅延する。第1
7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71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. FIG. 18 is a block diagram of a peak detection circuit using a delay circuit. In the figure, 53 and 54 are transmission gates, and 80
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.
Figure 4 shows. The aforementioned motor drive detection waveform 23,
24 mag is a number that practically occurs near the power level.
Since the signal is from mv to several tens of mV, resistor 66,6
7 and convert it to the input operating level of the amplifier. A waveform shown in FIG. 16 76 appears at the terminal 68. FIG. 14 is an improved circuit of FIG. 13, in which a MOS transistor is inserted in place of the resistor 67, and a return circuit is provided to control the channel impedance of the transistor 69 so that the amplifier input level becomes the operating level. Block 70 is a circuit for detecting the output level. FIG. 15 shows a simple embodiment of the delay circuit 81, in which 71 and 73 are transmission gates, and 72 and 74 are load capacitors. In this case, input signal 7 at terminal 68
6 is delayed as 77 at the output terminal. 1st
FIG. 7 schematically represents this waveform. An input signal 76 is transmitted to a capacitor 72 by a transmission gate 71, 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15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
ー型データー転送素子等も適する。
As the delay circuit, the one shown in FIG. 15 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
磁界或は衝撃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19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。
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。87,8
8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19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。耐衝撃性に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。
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. 19 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.
At 83 and 84, waveforms 85 and 86 have zero external magnetic field, and can be considered to be substantially the same waveforms. 87,8
8 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 operates effectively against 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. In the case of 87 in FIG. 19, since the minimum position of the waveform appears after the determination reference pulse, a correction signal 87' is added. From the above description, it can be easily inferred that the present invention has an effective effect on impact resistance as well.

第11図のパルスモーターは、ローター100
が永久磁石で作られ、ステータ101は第1図と
違つてギヤツプのない一体型であり、101は磁
極を決める最狭部でありロータAを包囲する円孔
部101bには静的位置を定めるための異形部と
なるノツチ102,103が形成されている。1
04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
105,105′、負荷時の波形106,10
6′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。1本ステーター
を用いた場合ローターとステーターの間隙が常に
一定に保たれるため安定した誘起電流が量産性良
く得られるものである。
The pulse motor in Fig. 11 has a rotor 100
The stator 101 is made of a permanent magnet, and the stator 101 is an integral type without a gap unlike that shown in FIG. Notches 102 and 103 are formed to serve as irregularly shaped portions. 1
04 is a drive coil. In such a pulse motor, since the stator 101 is connected, the induced current after driving is as shown in FIG. 12, as shown in FIG.
It is slightly different from Fig. 6. However, the waveforms 105 and 105' at no load, and the waveforms 106 and 10 at load
It will be understood that the relationship of 6' is basically the same and can be realized in the same manner. When one stator is used, the gap between the rotor and stator is always kept constant, so a stable induced current can be obtained with good mass productivity.

以上の如く本発明の構成によれば、コイルに発
生する誘起電流を検出する負荷検出回路をコイル
端部に接続するとともに、負荷検出回路はパルス
信号が印加終了後にコイルに発生する誘起電流を
検出するよう構成され、且つ、負荷検出回路は所
定の値の誘起電流に応じて負荷検出信号を出力す
るとともに、所定の時間内に負荷検出信号が発生
したときのみ軽負荷状態と判定する判定回路を有
するので、次のような効果を有する。
As described above, according to the configuration of the present invention, the load detection circuit that detects the induced current generated in the coil is connected to the end of the coil, and the load detection circuit detects the induced current generated in the coil after the application of the pulse signal ends. The load detection circuit outputs a load detection signal in response to an induced current of a predetermined value, and includes a determination circuit that determines a light load state only when the load detection signal is generated within a predetermined time. Therefore, it has the following effects.

a 本発明以前誘起電流を負荷として検出する方
式はコイルに駆動パルスが印加されているとき
に、駆動パルスと逆向する誘起電圧により駆動
パルスの電流値が変化するのを検出していた。
しかしローターが駆動電流によつて強制的に駆
動されるときは、軽負荷時と重負荷時の間に誘
起電流の値の十分の差が得られず、確実で安定
した負荷検出をすることができないといつた問
題を含んでいた。本発明はパルス印加終了後ロ
ーターが所定の角度回転し、減衰振動している
ときの誘起電流値が供給電圧値に影響を受けず
軽負荷時と重負荷時の間に大きな差があること
に着目し、パルス印加終了後にコイルに発生す
る誘起電流を負荷検出手段により検出すること
により、極めて高精度の負荷検出が可能となつ
たものである。
a Prior to the present invention, methods for detecting induced current as a load detected changes in the current value of the drive pulse due to an induced voltage in the opposite direction to the drive pulse when the drive pulse was applied to the coil.
However, when the rotor is forcibly driven by the drive current, a sufficient difference in the induced current value cannot be obtained between light load and heavy load, making it impossible to perform reliable and stable load detection. It contained some problems. The present invention focuses on the fact that the induced current value when the rotor rotates at a predetermined angle after the end of pulse application and is undergoing damped oscillation is not affected by the supply voltage value and there is a large difference between light load and heavy load. By detecting the induced current generated in the coil after the pulse application is completed by the load detection means, it is possible to detect the load with extremely high accuracy.

b 本発明の負荷検出回路は駆動電流印加後にコ
イルに発生する誘起電流を負荷として検出する
とともに、その検出信号が所定の時間内に発生
したとき軽負荷状態を検出するものであり、ロ
ーターの減衰振動によつて生じる誘起電流のピ
ーク位置のズレが負荷に応じて大きく変化する
ので検出精度を高めるメリツトを有する。
b The load detection circuit of the present invention detects the induced current generated in the coil after application of a drive current as a load, and detects a light load state when the detection signal is generated within a predetermined time. Since the shift in the peak position of the induced current caused by vibration changes greatly depending on the load, it has the advantage of increasing detection accuracy.

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

第1図は従来の電子腕時計のパルスモーターの
例を示す図。第2図、第3図は従来の回路構成を
示す図で、第4図は従来の時計におけるパルスモ
ーター駆動コイルの電流波形を示す図。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。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図。第7図は本発明になる時
計の回路ブロツクを表わす図。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
トを示す図。第9図は第8図のブロツク回路の一
具体例を示す図。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を示す図。第11図は
本発明に係る電子腕時計のパルスモーターの例を
示す図。第12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図。第1
3図〜第18図は第9図における負荷検出部の別
の例を示す図。第19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
変化を示す図。 25…発振回路、26…分周回路、27…駆動
回路、28…モーター、29…モーター負荷検出
回路、200…判定回路、30…制御回路、31
〜33…狭パルス駆動信号、34…補正信号、3
5…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 is a diagram showing an example of a pulse motor of a conventional electronic wristwatch. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing conventional circuit configurations, and FIG. 4 is a diagram showing 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. Figure 6 is a coil current waveform diagram when the motor is driven with a pulse width narrower than the conventional drive pulse. FIG. 7 is a diagram showing a circuit block of a timepiece according to the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a time chart of motor drive pulses by the circuit according to the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the block circuit of FIG. 8. FIG. 10 is a diagram showing an example of a time chart of the load detection section in FIG. 9. FIG. 11 is a diagram showing an example of a pulse motor of an electronic wristwatch according to the present invention. FIG. 12 is a coil current waveform diagram during narrow pulse driving in the pulse motor of FIG. 11. 1st
3 to 18 are diagrams showing other examples of the load detection section in FIG. 9. FIG. 19 is a diagram showing 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 circuit, 200... Judgment circuit, 30... Control circuit, 31
~33... Narrow pulse drive signal, 34... Correction signal, 3
5... Wide pulse drive signal, 59... Load determination 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信号を分
周する分周回路26、前記分周回路の出力信号に
より作動する駆動回路27、前記駆動回路により
駆動されるステツプモーター28、及び前記ステ
ツプモーターにより駆動される輪列を有する電子
時計において、コイル端に接続され駆動パルス印
加後にローターの振動に応じて前記コイルに発生
する誘起電流を検出するとともに前記誘起電流が
所定の値になつたとき負荷検出信号を出力する負
荷検出回路29、前記分周回路と前記駆動回路の
間に接続され、通常駆動用の駆動パルスを形成
し、前記負荷検出回路が重負荷を検出したとき検
出直前の前記駆動パルスと同極性で前記駆動パル
スより駆動力の大きな補正パルスを出力する制御
回路30とを備えており、前記負荷検出回路は前
記駆動パルス印加後の所定期間内に負荷検出信号
が出力されたとき軽負荷と判断する判定回路20
0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 frequency divides the output signal of the oscillation circuit, a drive circuit 27 operated by the output signal of the frequency division circuit, a step motor 28 driven by the drive circuit, and the step motor. In an electronic timepiece having a driven wheel train, it is connected to a coil end and detects the induced current generated in the coil according to the vibration of the rotor after applying a drive pulse, and detects the load when the induced current reaches a predetermined value. A load detection circuit 29 that outputs a signal is connected between the frequency dividing circuit and the drive circuit, and forms a drive pulse for normal drive, and when the load detection circuit detects a heavy load, the drive pulse immediately before detection is generated. and a control circuit 30 that outputs a correction pulse having the same polarity as the drive pulse and a larger driving force than the drive pulse. Judgment circuit 20 that judges it as a load
An electronic clock characterized by being equipped with a 0.
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