JPS6293685A - 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、バイモルフ型圧電素子を駆動源とする電子時
計の耐振構造に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、バイモルフ型圧電素子を駆動源としバイモル
フ型圧電素子と逆方向に振動する度決め部を、バイモル
フ型圧電素子に対し断面的に配置したことにより、外乱
による誤動作を無（し確実な運針を提供するものである
。

〔従来の技術〕

バイモルフ型圧電素子を駆動源とした電子時計において
、従来、耐振構造を備えたものは無かった。このため、
振動、衝撃に弱く確実な運針が保証できなかった。また
圧電素子の破壊という致命的問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕前述の従来
技術では、振動、衝撃に弱いという問題を有する。そこ
で本発明はこのような問題点を解決するもので、その目
的とするところは、より確実な運針を提供するところに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電子時計は電気エネルギーをエネルギー源とし
、水晶振動子を備えた発振回路２分周回路、昇圧回路、
板状の圧電素子を貼り合わせたバイモルフ型圧電素子を
駆動源とする変換部、輸列部、前記バイモルフ型圧電素
子の振動と逆方向へ振動し、前記バイモルフ型圧電素子
に対し断面的に配置した振動板より構成されたことを特
徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、電子時計に振動・衝撃が
加わった場合、質量部と圧電素子が同一方向に同一の振
動をする。すると度決め部は回転中心に支持され質量部
と逆方向に振動する。このことより、圧電素子を挾むよ
うに配置されている耐振レバーの度決め部は圧電素子に
接触し、圧電素子を減衰させる。

〔実施例〕

第１図に本発明の実施例の平面図、第２図にその断面図
を示す。第３図に耐振部の断面図、第４図にその平面図
を示す。第５図に圧電素子の制御信号図、第６図に爪レ
バーと秒歯車の詳細図を示す。なお、同一番号は同一部
品を示す。

第１・２図より、電気エネルギーにより発振する水晶振
動子を備えた発振回路９前記水晶振動子により発信され
た信号を分周する分周回路９分周された信号を高電圧化
する昇圧回路、圧電現象を示す材質例えばチタン酸バリ
ウム等で出来た二枚の圧電材を金属または炭素繊維など
弾性材料で出来たシム材に挟み込むように貼り合わせで
あるバイモルフ型圧電素子１の状態を調べる検出回路は
回路ブロック１０に実装されている。なお前記バイモル
フ型圧電素子ｌは今後圧電素子１と称する。

圧電素子１は金属または合成樹脂等で出来ている地板２
０１に平面的に重なっている一０圧電素子ｌは金属また
は合成樹脂等で出来ているスライド板２０４の上側に位
置し、金属または合成樹脂等で出来ている素子押え板２
０５の下側に位置している。圧電素子１はスライド板２
０４に植え立てられたビン２５・２６に案内され素子押
え板２０５を介しネジによって圧接固定されている。ス
ライド板２０４と素子押え板２０５は圧電素子１への電
気的導通を兼ねている。絶縁材料で出来ている絶縁板２
０６はスライド板２０４に設けである圧電素子１の長手
方向の端面と平行な溝に押し込まれ、圧電素子１とスラ
イド板２０４の平面的隙間に立上り、圧電素子１の長手
方向の端面とスライド板２０４の絶縁をしており、また
、圧電素子１の平面方向の案内を兼ねている。さらに地
板２０１に植え立てられたビン１０４も圧電素子１の平
面方向の案内となっている。スライド板２０４には、圧
電素子１の長手方向の端面と平面的に平行にｒＭ’ｍＪ
するための穴：０１，１０２が明けられている。これよ
りスライド板２０４は地板２０１に植え立てられたビン
１０１，１０２，１０３の三本のビンに案内されネジに
より固定されている。

なお、スライド板２０４．素子押え板２０５が合成樹脂
で出来ている場合、圧電素子ｌと電気的導通が取れるよ
うに導通処理を施してあれば良く、地板２０１が合成°
樹脂の場合も同じである。また、スライド板２０４と絶
縁板２０６は無（でも良く地板２０１と素子押え板２０
５の間に直接圧電素子１を配置してもかまわない。

圧電素子１は一方を素子押え板２０５により固定され、
他方を金属または合成樹脂等で出来ているプーリー２０
９に係合している。プーリー２０９には、地板２０１と
ほぼ平行な法線を頂角の中心とする斜面部２０９ａが設
けてあり圧電素子１と係合している。またプーリー２０
９には地板２０１と断面的にほぼ垂直な法線方向に、金
属または合成樹脂などで出来ているプーリービン２１０
が植え立てられている。前記プーリーピン２１０には円
弧状の溝２１０ａが設けである。なおプーリーピン２１
０はブー、リ−２０９と一体化しても良く、プーリーピ
ン２１０の溝２１０ａは角形状あるいは無くても良い。

プーリー２０９の両側面には三角鐘状をした穴の軸受部
２０９ｂが設けられている。プーリー２０９は前記軸受
部２０９ｂと異なる頂角を持つ金属または合成樹脂等で
出来ている軸受ビン２１２に両端より支持されている。

地板２０１に植え立てられているビン１４．１５に投げ
込みによって位置が決まる金属または合成樹脂のプーリ
ー受（下）２０８には前記軸受ビン２１２ａが植え込ま
れている。金属または合成樹脂等で出来ているプーリー
受（上）２０７は、地仮２０■に植え立てられたピン１
４．１５に案内されネジによって固定され、前記軸受ピ
ン２１２ｂが設けである。また、前記プーリー２０９の
回転軸方向に長いトラック形状をした穴１４．１５を設
けてあり、前記プーリー２０９の軸受部２０９ｂと軸受
ビン２１２ａ、ｂは係合している。なおブー１ノー受２
０７・２０８と軸受ピン２１２は一体化しても良い。

地板２０１に対し平面方向に摺動する爪レバー２１１は
金属また”は合成樹脂等で出来ている輪列受２０２と爪
レバー受２０３の間に介在させである。

爪レバー２１１には弾性部２１１ａが設けてあり、前記
プーリーピン２１０の円弧状の溝２１０ａと弾性部２１
１ａは締代によって係合している。

これよりプーリービン２１０の円弧状の溝２１０ａと爪
レバー２１１の弾性部２１１ａは点接触しており摩擦を
協力減少させている。爪レバー２１】の弾性部２１１ａ
は平面点にＨ型の形状の穴が明いている。なお、弾性部
２１１ａの形状は爪レバー２１１に対し断面方向へたわ
む形状なら良く、プーリーピン２１０と爪レバー２１１
の係合は、圧接、接合、遊嵌どれでも良い。爪レバー２
１１の他端には平面的に異なる二方向へ弾性部２１１ｂ
、ｃをまた前記弾性部２１１ｂ、ｃの先端には各々爪部
２１１ｄ、ｅを設けである（第６図参照）。

爪レバー２１１の中央部にはトランク形状の穴１０３が
秒車４とプーリーピン２１０を結ぶ直線上に設けてあり
、地板２０１に植え立てられたピン１０３と係合してい
る。爪レバー２１１の爪部２１１ｄ、ｅは秒歯車４と係
合している。以上より爪レバー２１１はプーリーピン２
１０と秒歯車４とピン１０３と係合し、輪列受２０２の
平面的な凸部２０２ａの二ケ所の間に位置している。

前記秒歯車４にはのこぎり状の歯が設けてあり秒車４は
爪レバー受２０３と地板２０１に植え立てられた中心パ
イプ２１３１分車２を介し支持されている。爪部２１１
ｄ、ｅは、秒歯車４の歯底４ａのなす頂角より小さな角
度の先端を備え、爪部２１１ｄが歯底４ａに接合してい
る時斜面部４ｂに位置し、秒歯車４と相対位置において
ほぼ半ピッチ分ずれている（第３・４図参照）。地板２
０１と平面的に重なる圧電素子１を間隙を有し挟むよう
に配置された度決め部２２２ａと度決め部の回転中心で
ある支点２２３と他の支点２２４との間に弾性部２２２
ｂを設けた耐振レバー２２２は支点２２３，２２４に支
持されている。金属または合成樹脂等で出来ている耐振
レバー２２２の弾性部２２２ｂには、金属または合成樹
脂等で出来ている質量部２２５が設けられている。前記
支点２２３，２２４は耐振レバー２２２を平面的に両側
より挾み込むように配置された耐振骨２２０゜２２１の
片側に植え立てられている。耐振骨２２０．２２１は地
板２０１に植え立てられているピン１６に案内されネジ
により地）反２０１に固定されている。なお耐振骨２２
０，２２１は金属または合成樹脂で出来ており、また耐
振レバー２２２と質量部２２５．また耐振骨２２０と支
点２２２゜２２３は一体化していても良い。電池は地板
２０１と一部圧電素子１に平面的に重なるように配置し
である。

電気エネルギーにより発振する水晶振動子を備えた発振
回路、前記発振回路により発信された信号を分周する分
周回路１分周された信号を高電圧化する昇圧回路によっ
て作られた駆動信号は、正電位極を地板２０１に植え立
てられたピンに導通を取り、地板２０１からスライド板
２０４そしてピン２５．２６を介して素子押え板２０５
に導びかれている。スライド！Ｊｌｉ　２０４は、ピン
Ｉ　Ｏ１゜１０２．１０３の三本のピンに案内され、圧
電素子ｌがプーリー２０９と接合するまで平面的に摺動
する。負極は前記圧電素子ｌのシム材へ直接導線２１４
によって導通されている。なお正負極方向はどちらでも
良く、シム材への１ｉｆｆｌは導線でなくても良い。昇
圧回路より発信された駆動振動により印加された圧電素
子１は地板２０１に対し断面方向、上側へたわむ。極性
が逆の場合は下側へたわむ。圧電素子ｌがたわみ、圧電
素子１と係合しているプーリー２０９は軸受ピン２１２
を回転中心とし回転する。軸受ピン２１２ｂを備えるブ
−リー受（上）２０７はプーリー２０９の軸受部２０９
ｂに接合するまでプーリー２０９の回転軸方向へピン１
４．１５を案内とし摺動する。なお案内は二ケ所以上あ
れば良い。プーリー２０９が回転することにより、プー
リー２０９に植え立てられたプーリーピン２１０は回転
し、爪レバー２．１１を秒歯車４から遠のく方向へ摺動
させる（第６図参照）。爪し／＜−２１１の中央部に設
けられた穴とピン１０３は接合し、爪レバーの摺動量を
決めている。初期の状態を（あ）に示゛し、電圧が印加
された時の状態を（い）に示す、この時、爪レバー２１
１の爪部２１１ｅは秒歯車４の歯底４ａに引掛り秒歯車
４を平面図上反時計回りに回転させる。さらにこのとき
、他方の爪部２１１ｄは弾性部２１１ｂがたわみ秒歯車
４の歯を乗り越え次の歯の歯底４ａに落下する。秒歯車
４に伝わったトルクは五番車３１分車２１日の裏車３．
筒車９に伝わり針を動かし時刻を表示する。次に駆動信
号により圧電素子ｌは短絡され元の状態に戻る。

この時、圧電素子ｌの内部に蓄えられていた電荷は圧電
素子１を離れ昇圧回路内に備えであるコンデンサーに再
び蓄えられる。コンデンサーに入った電荷は再び昇圧回
路で高電圧化され駆動信号となり出力される。さて短絡
され元の状態に戻ることよりプーリー２０９は回転し爪
レバー２１１は秒歯車４に近寄る方向へ摺動し、爪部２
１１ｄは秒歯車４の歯底４ａを押し秒歯車４を平面図上
反時計回りに回転させる。以上駆動信号の一連の波形の
繰り返しにより時刻を表示する。駆動信号は一方向の電
界だけでなく両方向からの電界を印加し駆動してもかま
わない。衝撃等の外乱により圧電素子１は大きくたわむ
。このたわみにより爪部２１１ｄ、ｅが秒歯車４の歯を
押したり引いたりして回転させてしまう。さて、圧電素
子ｌはたわむと電圧を発生させる。電圧とたわみは比例
関係にあり圧電素子１の状態は圧電素子工の電圧により
容易に把握できる。第５図より、圧電素子１が衝撃によ
り発生した電圧波形を（あ）に示す。電圧波形（あ）は
前記検出回路に一定時間ごとにサンプリングされ、回路
内部でＤ−Ａ変換を行い、デジタル化され昇圧回路によ
りサンプリング時と同電圧の逆電圧（い）を出力する。

これより圧電素子１には外乱によるたわみ方向と逆方向
の電界が印加され、圧電素子１は逆方向に強制的にたわ
み圧電素子１の位置は制御され、圧電素子１の電圧波形
は（う）のようになる。しかし前記検出回、路には制限
があり強度の衝撃が加わった場合、前記耐振レバー２２
２により制御される。第３・４図より、圧電素子ｌと質
量部２２５は同一方向へ同一な振動をするように耐振レ
バー２２２と圧電素子１の固有振動数をほぼ同じに設定
しである。

耐振レバー２２２の度決め部２２２ａは回転中心である
支点２２３に支持され質量部２２５と逆方向の振動をす
る。これより度決め部２２２ａと圧電素子１は互いに逆
方向の振動をし、度決め部２２２ａは圧電素子１の片端
面に接触する。圧電素子１と耐振レバー２２２は互いに
運動エネルギーを打ち消し合い減衰する。また耐振レバ
ー２２２の振幅は質量部２２５が耐振部２２０，２２１
に設けられた穴２２０，２２１ａ、ｂの端面に当り決ま
る。これら耐振レバー２２２と検出回路により衝撃によ
る誤動作を妨げている。

〔発明の効果〕

以上のべたように本発明によれば、耐振レバー２２２と
圧電素子１が互いに運動エネルギーを打ち消し合い減衰
することにより、振動下においてもより確実に遅進を行
うことができるという効果を有する。

さらに、強い衝撃時において、圧電素子の支持が一つ増
したことにより破壊という致命的な問題が解決されたと
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

゛第３図は本発明の電子時計の耐振部の断面図第４図は
本発明の電子時計の耐振部の平面図第５図は本発明の電
子時計の圧電素子の制御信号図 第６図は本発明の電子時計の爪レバーと秒歯車の詳細図 １・・・圧電素子 １０・・・回路ブロック ２０１・・・地板 ２１１・・・爪レバー 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気エネルギーをエネルギー源とし、水晶振動子を備え
   た発振回路、分周回路、昇圧回路、板状の圧電素子を貼
   り合わせたバイモルフ型圧電素子を駆動源とする変換部
   、輪列部、前記バイモルフ型圧電素子の振動と逆方向へ
   振動し、前記バイモルフ型圧電素子に対し断面的に配置
   した振動板より構成される電子時計。