JPS63205591A

JPS63205591A - 電子時計

Info

Publication number: JPS63205591A
Application number: JP62037129A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Nakamura; 千秋中村; Atsushi Hirotomi; 淳広富; Masao Kasuga; 政雄春日
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1988-08-25

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、複数の波動モータを有するアナログ電子時計
に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、波動モータを有する電子時計において、径の
異なる二種類の波動モータに直接、時刻を表示するため
の表示装置を取り付け、それらを同一中心軸上に平面的
に配置したものである。

また、駆動方法においては、時刻信号により駆動周波数
を可変し、いずれか一方を選択し駆動するようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

従来の電子時計のモータは、電流と磁界の相互作用によ
り回転力を得る電磁式モータが使われていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、この電磁式モータは外部磁界の影響を受けやす
く止まり、ミスリを起こす危険性があった。従ってこれ
を防止するためには外部磁界を検出し、補正駆動を行な
うというような特別な回路が必要であった。

また、電磁式モータは回転力が小さく、多極構造が困難
なため輪列機構を有していた。このため複数の電磁式モ
ータを用いて多機能電子時計を構成した場合、小形化、
薄形化が非常に困難であった。

（発明の目的）本発明の目的は、波動モータの特徴をいかし、外部磁界
の影響を受けず、また従来の電子時計が有していた輪列
機構を削除し、薄型で低消ＹＲ電力の電子時計を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の欠点を除去するためになされたもので
、従来の電磁式モータの代わりに電気−機械変換素子に
電気信号を加えて得られる振動により移動体を摩擦ｌｉ
ｔ！動する波動モータを電子時計に利用したものである
。

〔作用〕

この波動モータの主な特長は次の様なものである。

１）　運動エネルギーを利用している波動モータは、単
位型ｍ当り大きなトルクを取り出すことができる。

２】　単純で薄形な構造のため、小形、軽量化が可能で
ある。

３）低速駆動が可能なため、ギヤーレス化が可能。また
大きな保持力をもっているためブレーキレス化も可能で
ある。

４）外部磁界の影響を受けない。

本発明はこのような波動モータの特長をいかし、二つの
波動モータに時刻を表示するための表示装置を直接取り
付け、それらを同一中心軸上に平面的に配置したもので
ある。

また、駆動方法については二つの波動モータの同時駆動
を避けるために駆動選択回路によりいずれか一方を選択
駆動している。

本発明に示すように二つの波動モータを同一中心軸上に
平面的に配置することにより、厚みを増すことなく時刻
表示が行なえるようになった。また、駆動方法もタイミ
ングにより独立制御が可能となり、多機能時計への展開
もはかれるようになった。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

最初に本発明に用いた波動モータの駆動原理について簡
単に説明する。

波動モータの駆動方式には、ランジバン振動子を駆動源
にして、ねじり結合子などを先端に取り付けて移動体を
回転させる定在波方式と、弾性体に圧電撮動子を貼り時
間とともに移動する進行波を発生させて、対面接触した
移動体を回転させる進行波方式とがある。本発明は、小
形化が容易であり回転方向の切換ができる進行波方式の
波動モータで構成したものである。

第６図は、進行波方式の波動モータにおける進行波発生
の原理を示した図である。６０１は圧電セラミックス、
圧電結晶体からなる圧電振動子で第６図に示すように幅
すにて等間隔に分極されており、隣りどうしの分極方向
は互いに逆方向となっている。各圧電振動子には銀など
の導電材料を蒸着、メッキ等の手法により６０２に示す
電極が形成されており、それらが６０３．６０４の信号
線で結線されることにより、それぞれ異なる信号源で駆
動される。また、６０３，６０４でそれぞれ結線された
電極群の間には、幅Ｃなる部分を設け、幅Ｃをはさむ電
極の中心間距離をａとする。

ここで幅Ｃなる部分は分極の有無ならびに電極の有無は
どちらでもかまわないこととする。

以下、進行波発生のメカニズムについて説明をを行なう
。

第６図中■の部分の圧電振動子６０１の中点を基準に考
えると進行波と後退波からなる屈曲振動波は次の様に表
わせる。

Ａ　５ｉｎ（Ｗ　ｔ　−Ｋ　Ｘ　）　＋　Ａ　５ｉｎ（
Ｗ　ｔ　＋　Ｋ　Ｘ　）・・・・・・・・・　（１）式ここで（１）式はいわゆる定在波を示していることにな
る。これに対して■の部分の圧電振動子６０１による屈
曲振動波は次の様に表わせる。

Ｂ　５ｉｎ（Ｗ　ｔ　−Ｋ　（Ｘ　＋　ａ　’）＋ψ）
＋Ｂ　ｓｉｎ（ｗ　ｔ　＋　Ｋ　（ｘ　＋　ａ　）＋ψ
）−・・・・−（２）式％式％ λ：波長、　ψ：■に対する位相差角ここで　（２）式にてとおくと、（２）式はＢ　５ｉｎ（Ｗ　ｔ　−Ｋ　Ｘ　＋　＋２７ｒ　）　＋
Ｂ　５ｉｎ（Ｗ　ｔ　＋　Ｋ　Ｘ十β７ｒ　）　−−−
−−−−−−（４）式と表わせる。従って■、■より励
撮される屈曲撮動波は（１）式と　（４）式を加え合わ
せたものとなる。ここで進行波だけが存在するための条
件を（４）式の展開から考えると、αが偶数、βが奇数
の場合であることがわかる。（３）式よりａとψについ
てαとβで表わすと次の様になる。

即ち、（α、β）＝（０，１）、（２，３）の３）の時
にはａ−−λ、ψ一旦πとなら、それぞれのａ、ψを同
時に満足する時に進行波が存在することになる。

の場合を考えると（１）式＋　（２）式は次の様になる
。

ＡＳｉｎ（Ｗｔ−ＫＸ）＋ＡＳｉｎ（Ｗｔ＋ＫＸ）＋Ｂ
ｓｉｎ（ｗｔ−Ｋｘ）−Ｂｓｉｎ（ｗｔ＋Ｋｘ）・・・
・・・・・・　（６）式ここで駆動回路より出される両者の信号の振幅Ａ、Ｂが
等しい時、（６）式は２Ａｓｉｎ（ｗｔ−Ｋｘ）となり
進行波成分のみが残ることがわかる。また逆転駆動させ
るためには優退波のみを残せばよいわけであるから、（
５）式におけるαとβを逆にしてαが奇数２βが偶数と
なるようにすれば良い。

実際上は■を基準にして考えると、■に加える信号の位
相を正転駆動させる時に比べて１８０°ずらしてやれば
良いことになる。

第７図は波動エータが進行波によって回転する原理を示
した図である。第７図で７０１はステータ部、即ち振動
体で第６図に示した原理で進行波が生じると表面部の１
点は左方向への楕円軌跡を描くために、７０２のロータ
部は進行波の進行方向と逆方向に進むことになる。以上
は日経メカニカル＜１９８５．９．２３）などに記載さ
れており、振動体７０１の表面上の一点が楕円軌跡にな
る詳細な説明も同文献に記載されているのでここでは省
略することにする。

以上が進行波方式の波動モータの駆動原理である。

第１図は本発明による波動モータの配置例である。外側
の波動モータは、移動体１０１．移動体１０１に貼り付
けられた摩擦材１０２．振動体１０３、振動体１０３に
貼り付けられた圧電振動子１０４で構成された円環型波
動モータである。

この円環型波動モータの内側に配置された波動モータは
移動体１０５．移動体１０５に貼り付けられた摩擦材１
０６．＠動体１０７．据動体１０７に貼り付けられた圧
電振動子１０８で構成された円板型波動モータである。

また移動体１０１゜１０５にはそれぞれ表示装＠１１０
．１０９が直接取り付けられている。第１図に示す様に
、これら二つの波動モータは同一中心軸上に平面的に配
置されている。

第２図は本発明による波動モータの別の配置例で外側の
波動モータは第１図で示したものと同様の円環型波動モ
ータで、内側に配置された波動モータは径のやや小さな
円環型波動モータである。

表示装置２１０．２０９も第１図同様、それぞれの移動
体２０１．２０５に直接取り付けられている。

第３図は本発明の駆動制御回路のブロック図である。こ
のブロック図には、二つの波動モータ３０９．３１０の
それぞれの位置検出回路３０７゜３０８が含まれており
、より正確な運針が可能となっている。以下、駆動制御
回路の構成について説明する。

駆動選択回路３０３は時刻信号により駆動信号ＳＰ１．
ＳＰ２を出力する。周波数可変手段３０２は駆動信号Ｓ
Ｐ２により発掘回路３０１の発振周波数を可変し、波動
モータ３０９，３１０のそれぞれの駆動周波数に合わせ
るものである。

昇圧・駆動回路３０５．３０６は発振回路３０１の信号
と、その信号を９０°移相回路３０４を通した信号によ
り昇圧動作を行ない、波動モータ３０９．３１０を駆動
するためのものである。

第５図は駆動制御回路のタイミングチャートである。こ
の例では、波動モータ３０９に分針、波動モータ３１０
に時針を取り付けた場合を想定している。従ってＳＰｌ
は６０ｓｅｃ、ＳＰ２は６０ｘ　１２　ｓｅｃ周期で出
力されている。位置検出回路３０７．３０８はＳＰｌ、
ＳＰ２の信号で前回の検出結果をリセットし、新たに位
置検出を行なうことにより°Ｈ″に立ち上がっている。

位置検出回路及び手段については、特開昭６０−５１４
７８や特開昭６０−１１３６７５等に記載されているの
で説明を省略する。

第４図は、周波数可変手段３０２０発振回路３０１．９
０°移相回路３０４の具体的な回路例である。この回路
は、積分器と９０°位相遅れ回路との組み合せで構成さ
れ、９０°位相遅れ回路を非反転増幅器４０２で、積分
器を反転増幅器４０３で作成している。発振は０３．Ｒ
３を０２゜Ｒ２に比べ数％小さく設定したとき起こるも
ので、発振周波数は、ｆ　ｏ　＝　１　／　２πＸＣ１ＸＣ２ＸＲＩＸＲ２と
なる。従って周波数を可変するにはＣ１，Ｃ２゜Ｒ１，
Ｒ２のどれか一つを可変させればよいことになる。第４
図においては、Ｒ１をスイッチ４０１により可変する構
成となっている。

（発明の効果〕以上のように本発明によれば次の様な効果を有するよう
になった。

■　従来の電子時計には必要不可欠であった輪列機構を
削除できるようになった。

■　時計の厚みは波動モータ一つ分で済み、薄型化が可
能となった。

■　表示装置の制御が簡単になり、多機能時計の展開が
容易となった。

■　波動モータの発掘回路が共通化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による波動モータの配置例の断面図、第
２図は本発明による波動モータの別の配置例の断面図、
第３図は本発明による駆動制御回路のブロック図、第４
図は周波数可変手段、発振回路、９０°移相回路の実施
例を示す図、第５図は駆動制御回路のタイミングチャー
ト、第６図は波動モータの進行波発生の原理図、第７図
は波動モータの回転原理図である。１０１．１０５，２０１，２０５・・・移動体１０２．
１０６，２０２．１０６−・・摩擦材１０３．１０７，
２０３．２０７・・・撮動体１０４．１０８，２０４，
２０８・・・圧電振動子１０９．１１０，２０９．２１
０・・・表示装置３０１・・・発振回路３０２・・・周波数可変手段３０３・・・駆動選択回路３０４・・・９０’移相回路３０５．３０６・・・昇圧・駆動回路３０７．３０８・・・位置検出回路３０９．３１０・・・波動モータ４０１・・・スイッチ手段４０２・・・非反転増幅器４０３・・・反転増幅器６０１・・・圧電セラミックス６０２・・・電極６０３．６０４・・・信号線７０１・・・ステータ部７０２・・・ロータ部本発明１でよる情動モーフの配置ｆテ■η竹面ロ裏１図本発明ヒよろ液動モーフの別の配、Ｉｆｆのｊ面図第２
図

Claims

【特許請求の範囲】１）弾性体に貼り付けた電気−機械変換素子に電気信号
を加えて得られる振動により移動体を摩擦駆動する波動
モータを有する電子時計において、前記波動モータは、
時刻を表示するための表示装置が直接取り付けられた第
一の波動モータと、前記第一の波動モータの内側に設け
られ、別の時刻を表示するための表示装置が直接取り付
けられた第二の波動モータとが、同一中心軸上に平面的
に配置されるよう構成し、前記第一の波動モータと前記
第二の波動モータを時刻信号により切換駆動する駆動制
御回路を備えたことを特徴とする電子時計。２）前記駆動制御回路は、時刻信号により前記二つの波
動モータのどちらを駆動するかを選択する駆動選択回路
と、前記駆動選択回路の出力により駆動周波数を可変す
る周波数可変手段を有することを特徴とする特許請求の
範囲第一項記載の電子時計。