JPS6345587A - 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】 本発明に、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ｔにかるきともに高信頼化でも達成することに
ある。

水晶振動子を時間標準振動子としｋいわゆる水晶腕時計
が実用化されて以来、その高ｎ１度、尚信頼性から広く
普及するに至つ之。その間、この水晶腕時計の技術革ｍ
ｒｘめざ１しく、その消費電力についても当初ＺｆＪ数
μＷ必要としｋものが現在でに５μＷ程腿で実現できる
ようになってきた。

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、分局等回路関係で１．５〜２μＷ１電気
機械変換機構で６〜＆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
上図っていく次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
機構の変換効率にかなり高くこｎ以上の効率アップにか
なり困難である。几だ従来の電気機械変換機構に、カレ
ンダー機構の如き耐付加機構、温匿、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光分に作
動する様に設計さｎてき几。

そのため−足の駆動条件で一定負荷に耐える性能が変換
機構に安水さｎていたのであるが、実際に時計体がこの
株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。部ち、時計体
が常に無負荷状態にあれば、交換機ｍはそｎ根太きな負
荷に耐える碌な設計にする必要がなく、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
にあるが厳しい環境になるので、こ′ｎ″ｋＩ＆証する
之めに大電力に供給して大出力を得る変換機構を用いる
必要があつ九。

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
することにエフ上述の不合理性を改め、変！ｌ！Ｌ機構
で消費する電力を大巾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ｒｔまず信穎性のある
全電子的な手段で構成するとともにに換機構の種類、量
産によるバラツキ等にも対処できる安定なｊＩ！Ａ動を
実現したものである。

以下１本発明につ１＆説明するが、まず電子腕時計に用
いられている！気機械変換機構の一例としてパルスモー
タ−及びその作動、さらにこのパルスモータ−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。

與１図は、寛子腕時計用パルスモータ−の一例であり、
図において１μ２他にＮ−磁され次永久磁石展のロータ
ーで、このローター１ｋｔ’Ｚさんでステータ２．３が
対向して配置されているが、これらのステータ２．３に
そｎぞｆｌ、コイル４を巻い九継鉄５に接続して１組の
ステータを構成している。

ステータ２，３に、ローター１が一定方向に回転できる
休にローター１の中心に対レステータ２゜５の円弧部２
ａ＋３ａｋ偏心させ、ローター１の静止時の磁極（Ｎお
よび８）位置をステータ２゜３の−１にずらしている。

この種のパルスモータは従来から実用化さｎており第２
図に示す様な回路ブロックで駆動されてい友。１０に水
晶振動子であり、発振回路１１に工ｔ）ＨＡ動され、そ
の周波数μ分周器１２によジ分周され、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ｎる。

その−例として、２“毎７．　Ｂ　ｙｌ　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ｔ
ＣＭＯＢインバーターで構成されるドライバー１４．１
５に入カレ、その出力音コイル４の端子４ａ、４ｂに供
給する。第３図にこのドライバ一部の詳細図であり、−
万のインバーター１４の入力端子１６に１８なる信号？
印加すると矢印１９で示す様に電流が流ｎ１逆に他方の
インバーター１５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ｎるｔＲ？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、
　８　ｍ　ＢａＯの１！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図のパルスモータ−の
ステータ２，３にμＮｍ、ｓ他が交互に発生し、ロータ
ー１の磁極と皮板、吸引によジローター１７１８１Ｊ０
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６ｙｔ介して４″１１ｉ車７に伝達さｎｌ
さらに６査単８．２査単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ル、時針、分針、秒
針、カレンダー等からなる指示？！ｉｍ’ｌ：作動させ
る。

第１図のパルスモータ−に、原理的には以上の説明の如
く作動し、こｎ２電子腕時計用の変換機構として用いて
き友。

１１１５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１８ｉ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にはチャン
ネルインピーダンスによって駆ａｍ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。その電流波形に、例えばｉＧ４図の如く
になる。第４図で区間人に駆動区間でこの場合７．８　
ｍ　ｓｅｃ　、この区間人で流れる！訛がモーター駆動
で消費される電流である。この区間人での電流波形が図
の如く複雑な形状を示すのに、駆動回路によって印加さ
れ次電圧にもとづいて生ずる電流の他に駆動さ＋ｎ九ロ
ーターの回転によってコイルに誇起電流が重畳さ几るｍ
めである。区間Ｂに、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１Ｉ
ＩＩ７％を行う、このときこの区間に第５図の駆動用イ
ンバータ１４．１５のＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
が（ＪＮＫなっている沈めコイル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几コイル４への
誘起を流が流ｎる。第４図の区間Ｂの波形が脈動してい
るのにこのためである。従ってこの駆動ｔ＊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にほ
ぼ対応ｒつけることができる。

さて、Ｉ＠４図の波形２θと波形２０’ｌ−）、一連の
波形であり、これに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′も一連の波形であって
、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′ニ許容最大
負荷の約１／２の負荷でかけた場合である。この様に負
荷を変化させ九ときの電流波形ｔよく観察すると、負荷
が大きくなるに従って波形が右へ延びていくことがわか
る。こｎＨ負負荷増大に従っ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退動
周波数が低く、且つ損幅が小さくなる＠を央験的に確め
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＠はスａ　
ｍ　ｓｅｃ：りもつと短いパルス幅でＩＫ製できると理
解さｎる。挙夷パルス暢七短くしても、そ−ターは作動
し、出力トルクは減少する。この状況〒第５囚に示す。

巣５図に、駆動パルス幅を変化させたときの出力トルク
特性Ｔと消費電力特性工２表わし７ｔものである。前述
の駆動パルス＄　７．８　ｍ　ｓｅｃは、この図でＰ、
に相当する。即ちパルス幅Ｐ、で出力トルクにＴ、であ
り、消費電力に工、である。この出力トルクＴ、に前述
の様に時計体の遭遇する負荷に光分耐えらｎる様に設足
さｎる。ところがローターにかかる負荷が小さいか無視
できる程度でるｆＬはもつと出力トルクに小さくてよく
、駆動パルス幅も短くでき、従って消費電力も少なくで
きる。例えば％　ｐ、のパルス幅で＆動すｎば、出力ト
ルクＴ、で消費電力％Ｉ、で断む。本発明はこの点に看
目し、ローターにかかる負荷で検出することにニジ、無
負荷時もしくに負荷が小さいときに狭いパルス幅で駆動
し、大きい負荷がか〃λつ比ときにに広いパルス幅で駆
動しようとするもので合理的に低電力化を図るものであ
る。前にも述ベア′ｃ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に非常に大きい。例えば、
第５図の如く無負荷時（２０時間）はｐ、のパルス幅で
負荷時（４時間）ｒＸ。

ｐ、のパルスＩＰａでｍｗＪｔ、、Ｉｘ／ｘｘ　＝１／
２　−ｃｈるとすると、平均消費電力は、 とな！７、常時Ｐヨのパルス幅で態動し次従来の方式に
比し、６Ｃ１％以下の電力で済み大幅な低電力化がはか
れる。

ところで今、上で「負荷を検出して・・・」と簡単に述
べ次が、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ｔ流仮形が変化すること
がわかる。即ち）ＩｔＡ′ＭＪ区間Ａでμ極大、極小に
なる位置が負荷の増大とともに石ヘシフトしている。こ
の点に看目して負荷の大きさ上知ることができるか、こ
の波形の変化ｉｔは也めて少なく重重のバラツキを吸収
することがむつかしく、又、惚めて微妙な制御ｔし７！
ければならない。

そこで本発明は、駆動パルス印加後の区間Ｂに着目し几
。この区間Ｂにおいても負荷の増大九つｎて、例えば最
初に極小ｆｌｋとる点に右ヘシフトしている。しかも区
間Ａの波Ｙ３の変化量に比し、数倍の変化量が得らｎる
。従って、この区間Ｂにおける誘起′を光波形によって
負荷の大小ｋｌ出することは、上述の区間人に比し容易
で、［Ｊ性も高くなる。この現象は、ＩＪＡ勤パルス幅
七短くし九ときも同様で、第６図にその状況ｔボす。こ
の第６図に示しｋｗＡ勤に第４図に比し、駆動パルス幅
が狭い九め小さな負荷に耐えるのみであるが無負荷時の
ｍ動電流波形２６、同じく駆動後の誘起電光波形２５′
と作動限界負荷時の駆動電流波形２４、同じく駆動後の
誘起電光波形２４′との関係に、第４図と同様である。

負荷の検出に上述の方法で行うが、本発明の構Ｍ、に通
常七−ターへに無負荷時を想定し九狭い駆動パルスで駆
動し、常に駆動後の誘起電光波形で負荷の大きさｔ検出
し、負荷が小さいときに、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）くル
ス幅でのＭＡ′ｌ１ＩＪの限界が近づいてき次場合、も
しくに急激に負荷が過大となり、七−ターが作動しなか
つ九ときＶＣに引き続いて広いパルス幅で補正駆動する
とともに久の１ｊＡ勘時には広いノ（ルス幅で駆動し、
その時の負荷の状態を検出して十に９狭いパルス幅での
駆動では負担の大きい負荷であればさらに広いパルス幅
での駆１！７’に続け、もし小負荷となり狭いパルス幅
でも十分駆動できると判断され几ときには次のムｗＪか
ら狭いパルス幅での駆動にもどる工うに構成するもので
あり、第７図により、さらに具体的にｆｉＩ説する。

第７図に、本発明の＃４成ｒ示すブロック図であり２５
＃″Ｃ時間標ｒｓ損動子、２６に発振回路、分周回路等
を含む回路、２７にパルスモータ−駆動回路、２８ｒｃ
パルスセ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、３０に制＃回路で負荷検出回路２９で検
出し次負荷の状態に応じてパルス七−ター２８のｍ動を
制御する回路で、通常無負荷時に狭いＪｉＪＡｗＪＪパ
ルスを負荷時には広い駆動パルスｒ供給する工うに制御
する。

この制御方式を第８図につき説明する。纂８図は駆動パ
ルスの状態を示し次もので、先のパルスモータ−の項で
述べ友ように供給さｎるこの状態ｒパルス５・１，５２
の様に示し次。パルス３１，３２に無負荷状態の狭いパ
ルス幅である。パルス３１゜５２ｆ印加後、果７図の検
出回路が負荷状悪七検出するが、無負荷又は小さな負荷
状態である。即ちパルス５１後の負荷検出に無負荷と判
定し友ので、次のパルス６２に狭いパルス幅とｌり、パ
ルス３２後の負荷検出も無負荷と判足したので次のパル
ス３５も殊いパルス幅となる。そしてパルス３５後の負
荷検出でに、有負荷状態と判定した。

この場合パルス５３後、数Ｉ　Ｌｌ　ｍ　８８０後に、
広いパルス幅の第２の駆動パルス３４がパルス３５と同
じ極性（即ち同じ電流方向）で印加される。従ってその
久の駆動パルス５５は広いパルス幅で駆動される。そし
てこのパルス３５を印加後の誘起電流波形に１９負荷の
大きさｔ検出して狭いパルス幅での駆動で十分か否＠−
ｋ　４！１１定して、もし否の場曾にはさらに広いパル
ス幅で駆ＩＯ’に続ける。そしてパルス５６後の負荷検
出で負荷が小さいと判断し次ときににその久の駆動ノく
ルス３７に最初の狭いパルス幅にもどる。なお、パルス
５３とノくルス３４の関係を説明すると、パルス５５の
駆動で負荷が大きいことｋｍ出すると！Ｅ１１０　ｍ　
ｓｅａ後に広いパルス幅のパルス３４が印加される、こ
ｎｒ’；ｃパルス３５後の負荷検出で負荷が大きいと判
足するが、このときローターが作動し几かどうかの判定
にむずかしい、というのに第６図の誘起を光波形に負荷
の増加とともに右ヘシフトするとともに減員する。そし
てローターが作動しなかつ次ときに、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３
５でにローターに作動しているし、負荷が急激で狭いパ
ルス幅でに駆動できない大きさになるとパルス３３でに
ローターは作動しない。この両者の判別するのに困難で
るる。そこでパルス印加後の負荷の検出に多少余裕ｔも
つように設定するのが簡単である。木ｇ取でに、パルス
３４’ｉｊｌ刀口する。パルス５３でローターが作動し
几ときニ、パルス３４にパルス５６と同万同のパルスで
ある沈め、このパルス５４に逆相のパルスになり、ロー
ターに回転しない。又、パルス３３でローターが作動し
なかつ次ときはパルス３４で駆動される。このとき数１
υｍ　ｓｅｃ遅れてローターが駆動さｎることになるが
これが秒針の作動として目ＶＣ刊別さｎることばなく、
これに原因とした見苦しさを心配する必要に全くない。

次に本構底では広いパルス幅での転勤時にも負荷を検出
する工うにし友が、こｎは可能な限り低電力化を因ろう
とし九にめであるとともに時計に加わる負荷が常ＶＣ１
ｌｆｆＪじ性質を有するものではＺ　＜　ｓ携帯条件に
も左右さｎる槙々負荷に効率よく対処できるようにしｆ
ｃ几めである。即ち、モーターに加わる負荷として最も
大きいの０：力レンダー機構を作動させる負荷で心って
こｎに５〜４時間継続するし、負荷の大きさも徐々に増
大する順向ｒ示す。又、時計がａＪａ中にさらさｔ′Ｌ
ｆｃ時、低温におかｎｆｃとき、大きい外乱が加わつ几
ときにもモーターにとっては負荷となるがこのような負
荷ｔ’！１１！人差携帯条件に＝つで大きさ、継続時間
等、大幅に変化するものである。従って常に負荷の検出
を行なうのが好ましく、狭駆染パルスで駆動中にもちろ
ん、広駆動パルスで駆動中も負荷の大きさｔ検出し、負
荷が小さくなれば直ちに狭パルスに復帰させるように構
成することがｉ＆も効果的である。

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。Ｍ９図に、本発明になる時計の負
荷検出回路及び駆動パルスｆｌＩＪ何回路の一伺である
。第９図中２５に発振回路、２６は分周回路であり、２
８にモーター、２７に駆動回路、２９にモーター負荷状
態検出回路であり、３０は制御回路で各々ｉ！７Ｅに対
応している。以下１回路素子について順次説明してい〈
。６９のＮＡＮＤ　ＧＡＴＥ　　出力は無負荷状態のモ
ーターｋｍ動する際の殊いパルスで作る為のクロックで
あり、例えば１秒信号の立下りに対して５　ｍ５ｅｃ遅
ｆＬ九クロツクパルスを発生する。この時デイレイ７リ
ツプフロツプ４２に１人力の１秒信号ｆ　５　ｍ　ｓｅ
ｃ遅らせて出力する事になり、ゲート４６の出力にｓ　
ｍ　ｓｅｃ暢の狭パルスが発生する。フリップフロップ
４４μ、１２８ＨｚＱクロツク入力とするデイレイ７リ
ツプフロツプで４４の出力に人力１秒信号に対し７．８
　ｍ　ｓｅｃ遅れる。従って、ゲート４７の出力にＺ　
Ｂ　ｍ　ｓｅｃ幅のパルスが得らｎｌこｆＬｔ有負荷時
の駆動用広駆動パルスとする。ゲート４０おＬびゲート
５０に駆動パルス印加後にローターの動作によって生ず
るｌｌＣｆ／を波形の極小部分が現われるまでの時間に
対し無負荷状態と有負荷状態で判別する゛パルス七発生
する丸めのクロックであり、ゲート４０に狭駆動パルス
駆動時の判定用、グー）５Ｌｌｊ（広駆動パルス駆動時
の判定用である。そして４２と４４と同様の動作によっ
て４３と４８、お工び５１と５２の出力ＶＣ４！ＩＪ足
基準パルスを得る。

第１０図５８に、ゲート４６の出力狭パルスに相当し、
５９にゲート４８出力の判定基準パルスに相当する。ゲ
ート４１に、補正パルス発生−路であって、パルス幅に
７．８　ｍ　ｓｅｃの広パルス、発生位＃：ハ、ゲート
４６＠μ４７のパルスに対して。

例えばｓ　ｏ　ｍ　ａ＠ｃ遅れる。第１ＣＩ図６６にそ
の例を示す。ゲート４１の入力端子５７に、後述する補
正信号であって、該補正信号がＨＩＧＨＶＣなった場合
のみ４１の出力に補正パルス七発生し、後段に供給する
。グー）３？、４０，４１．５０の入力信号に、前記パ
ルスを得る為の信号で、カウンタ２６の出力ｔ２ｆ１当
に組み合せる。ゲート８９゜４９区１上記パルスに＠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（９）路である。フリップフロップ９０ｉ
；（通常その出力ＱｆｌＬＯＷでグー）４７ｙ閉じてい
るが、補正パルスがゲート４１の出力端子に発せられ′
ｆｃ場合にはセットさｎその出力ＱがＨＩＧＨｉＣなり
、ゲート４７七開き、広駆動パルスケ後段に出力する工
うｌＣなっている。

第９図ブロック２９は、駆動パルス印加後のモーターの
動作状態＝９モーター負荷を検出する（口）路テ；ｈ　
り　ｓ　ゲート９１．９２ｉそｎ（Ｊｆ′Ｌ狭パルス時
、広Ｕ動パルス時における負荷刊足用ゲートである。以
下、先ず狭パルス時の負荷検出について説明する。５５
．５４ｒｘｓ　　トランスミッションゲートであって、
駆動用インバータ１４．１５の出力を駆ｗｉＪ信号に応
じて交互に選択する。

５５．５４の出力に結合さｎてコンデンサｒ介し、微分
増幅器５５に入力でれる。５５．５４の出力信号の内、
無負荷状態の波形と有負荷状態の波形ｔそｎぞｎ第１０
図６ｏ、６１に示ｉｏ微分回路に、この場合ピーク検出
器として動作し、微分回路出力？更にインバータ七通し
て得７を信号に各ピークで反転する矩形波となり、３０
ｉＣ対しては６２．６１に対してｌｌ′：ｃ６４の１号
が得られる。

６２及び６４の信号において、連動パルス印加後の立下
り位置ｒ検出する回路ゲート５６であって出力検出信号
として６５．６５ｆ得る。この立下り位置が前記判定基
準パルス５９の内Ｖｃ−＃まｎる状態を無負荷状態と判
定し、パルス５９の内に含まれない場合ｒ有負荷状態と
判定する。Ｎ人ＮＤゲ−）１１６と１１７に工って形成
さ几ている。フリップ７０ツブの出力５７に、ゲート１
１５の入力となる１秒信号によってＨＩＧＨにセットさ
れており、検出信号６５がゲート９１を介して入力さｎ
ると出力５７がＬＯＷにリセットさｎる。しかし検出信
号６５はゲート４８の出力５９によってゲート９１ｒ通
過できないので、出力ｓ７ｔ：ｃＨＩＧＨ状態を保つこ
とになる。検出信号６５に明ら２１１に有負荷状態と判
定され５７にＨＩＧＨとなる。

この結果、波形６１の場合に対してに、補正パルス６６
が引き硯いて印加さｎｌ　６６によってローターの回転
は完結する。但し、前述し九如り６６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に、フリップフロップ９０ｔセツトし、ゲー
ト４７７ＯＮにし久の駆動パルスに広パルスが供給さｎ
る。そして、この広ＭＡ動パルスでの駆動後も上で述べ
ｍ狭駆動パルスでの負荷検出と同様に負荷の状態を検出
する。即′ｃ）第４図で示しｆｃ７Ａき広駆動パルス時
の誘起を渡波形の最初の極小イ直がゲート５２で設定さ
ｔｌ−を時間内に発生すｎば、無負荷状態と、発生しな
けｎば有負荷状態としてゲート９２で判定さルる。そし
てゲート９２の出力があつ之とき（無負荷状態）フリッ
プ７０ツブ９ｕのクロック端子に入力さ九、その出力Ｑ
にＬＯＷ　となりゲート４７を閉じ、欠の駆動パルスに
狭パルスとなる。広パルスが供給さｎている間、５７は
ＬＯＷ状態にあり、補正パルスに出力されない。こ八に
、広パルス態動時では、七−ターに元号な出力トルクが
あるものと考えらルるからである。

かρ）る本尖り例において、第９図に示すように負荷横
比回路２９に検出回路１１Ｌｌと、判定回路１１１から
、噂成きれており、検出回路１１０はトランスミッショ
ンゲート５３，５４と、微分増幅回路５５と、ＮＡＮＤ
ゲートグーｋＭＬ、、ている。判定回路１１１は狭駆動
パルス時の判定用ゲート９１と、広駆動パルス時の判定
用ゲート９２から成る。

ｔ＊＊ｕ＠（ロ）路３０に狭駆動パルス発生回路１１３
と、広駆動パルス発生回路１１４、及び７リツプ７０ツ
ブ９０からなる記憶回路及び狭駆動パルスと広駆動パル
スｒ選択するゲート回路４７から溝底される。伏駆動パ
ルス発生卸路はＮＡＮＤゲート３９、フリップフロップ
４２、ＨＡＮＤゲート４６、インバータ１１８からなＶ
％広駆動パルス発生回路は７リツプフロツプ４４と、Ｎ
人ＨＤゲート４７及びインバータ１１８からなる。

ピーク検出回路とじては、５５の微分増幅回路の他に、
様々な１式が考えらｎる。第１８図は、遅延回路？用い
ｔビーク検出回路のブロック図で１１中５５．５４はト
ランスミッションゲート、８０に第９図５５に代る一般
的な増−器、８１に遅延回路、８２に８０及び８１の出
力を入力する比較器である。増幅器δ０の一例を第１３
図又は第１４図に示す。前述し几七−ター駆動検出波形
２３゜２４等は笑質的に電源レベル付近に発生する数ｍ
Ｖ−数１（ＩｍＶ程度の１百号である為、抵抗６６゜６
７で分圧し、増幅器の入力動作レベルにｆ換してやる。

端子６８には、第１６図７６の波形が現わｎる。第１４
因は、第１３図ｒ改良しｆｃＩｇ路であって、抵仇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株にトランジスタ６９のチャンネ
ルインピーダンスｒ制御してやる＊ａ回路ｔもつ、ブロ
ック７０に出力レベルに！出する回路である。第１５図
に遅延回路８１の簡単な実施例であって、７１．７５は
トランスミッションゲ−）、７２．７４に負荷コンデン
サである。この−１Ｉ！会、端子６８の入力信号７６に
出力端子において７７の如く遅延する。

第１７図は、この波形？模型的に表わし友もので、入力
信号７６にトランスミッションゲート７１によって、コ
ンデンサ７２に伝えらｔＬ７２の端子電圧波形に７９と
なる。更に、トランスミッションゲート７３によって出
力端子７５には、波形７７が表わｎる。比較器８２に波
形７６と７７が入力される時、７８に示す矩形信号を出
力する。遅延回路とじてに第１５図が適しているが、他
に入力１ｇ号周波数が比較的低い九め、バケツリレー型
データ転送素子等も適する。

本発明における負荷検出方式ｒｃ時計体に加わる磁ｌ′
ｌ或に衝撃等に対しても有効な動作ｔすることが確めら
ｎでいる。第１９図に直流磁界ｙ＜　ハルス七−ターの
コイル方向に加え次場合の検出を泥波形である。８３に
外部磁界がモーター内コアに誘起する出湯と駆動用磁場
の方向が相反する場合であり、８４は両磁場が［司方向
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、はぼ岡−波形とみなせる。８７．８８は外部磁界
が４００ａｕｇｅの時の波形である。波形より８５の方
向の動作は外部磁界が強＜；ｚ７：Ｊａ動作しにくくな
り、負荷が大きく１つ次場合の動作と同一特性ｒ示す。

従って本発明になる時計回路にあってａ外部磁界の影響
に対しても有効な動作を示し、夾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ｎ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ｎる几め、８７′で示す補正信号力旬Ωわ
つている。耐ｆｒ激性についても以上の説明から本発明
が７に効な効果ｔもつものであることは極めて容易に類
推されよう。

以上本発明の実施例につき詳説し丸が、本発明はここで
述べた実施例に＠足さｎるものではなく種々の改良変更
応用が可能である。例えば電気機械変換機構にここで述
べ次パルスモータ−に限定ざｎるものでにない。パルス
モータ−の同第１１図に示すパルスモータ−であっても
全く同じ構成で冥坑できる。第１１図のパルスモータ−
に、ローター１００が永久出方で作られ、ステーター１
０１に第１図と違ってギャップのない一体型であるとと
もにローターの静的位１ｔ’に定める之めのノツチ１０
２，１０３が形成さｎている。１０４は駆動コイルであ
る。この様なパルスモーターに、ステーター１０１が接
続しているえめ、駆動後の誘起電流は第１２図に示す工
うに、第４図、第６図に比し若干異なる。しがし、無負
荷時の波形ＩＬ１５，１［１５’、負荷時の波形１０６
．ｌＣｌ６’の関係に基本的には同様であり、同じ方式
で笑現できることが理解さ九よう。

以上の如く本発明の構成に工ｎば、駆動電流日雇後コイ
ルに発生する誘起を流勿検出することにより負荷状態ｒ
判定するとともに、判定状態にエフ次に出力さ九る駆動
パルスが狭駆動パルスが広駆動パルスか髪記憶する記憶
回路？設け、記憶回路の出力に応じてゲート回路により
狭駆動パルスと広駆動パルスに選択するものなので、常
にｉｌｋ週な駆動パルス幅でパルスモータ−ｒ駆動する
ことができ、ａ冥な作動と低消費電力化を同時にも次ら
丁ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子軛時計のパルスモータの例を
示す。 謁２図、帛５図は従来の回路構成を示し、第４図は従来
の時計におけるパルスセータ駆動コイルのｔ泥波形を示
す。 帛５図にパルスモータ−のＩＫｋＪＪハルス幅に対する
出力トルクと？’Ａ費亀力の関係図である。 第６図ぼ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ｔ場会のコイル電流波形である。 ｍ７図に本発明になる時計の回路ブロックを表わす。 第８図に本発明になる回路によるモータ駆動パルスのタ
イムチャート例である。 第９図は第８図のブロック回路の一具体例。 第１０図にｗ４９図における負荷検出部のタイムチャー
ト例である。 第１１図に本発明に係る電子腕時計のパルスモータの例
に示す。 第１２図に第１１図のパルスモータ−における狭パルス
駆動時のコイル電流波形である。 第１５図〜第１８図に第９囚における負荷検出部の別の
例【示すものである。 第１９図に本発明になる電子腕時計にｌ［流磁界七印加
し几場合のコイル電流波形の変化を示す。 ２５・・発振回路、２６・・分局回路、２７・・駆動回
路、２８・・モータ、２９・・モータ負荷検出判定回路
、５０・・制御回路、５１〜３５・・狭パルス駆動（Ａ
Ｉ号、６４・・補正信号、５５・・広パルスｍｍ信号、
５９・・負荷判定基準〕くルス、３０・・無負荷時検出
信号、６１・・Ｖ負荷時検出信号。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　　最　上　　　務 ′；ｊ１ ｃ；、：＋：Ｉｊ７’　； 第１図 第２図 第４図 第５図 第８図 ６２−−−７　　　　！−−−−コ　：　　　　　　、
−−−−第１０図 第１１図 、第１２　図 第１７図 ξ亭 第１δ図 第１９図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和６２年７月１７日付提出の特許側（Ａ）２、発明の
名称 電子時計 ３、補正する者 事件との関係　　出願人 東京都新宿区西新宿２丁目４番１号 （２３６）セイコーエプソン株式会社 ″＼ 明細書 １、発明の名称 電子時計 ２、特許請求の範囲 発振回路（２５）、前記発振回路の出力を分周する分周
回路（２６Ｌ前記分周回路の出力信号に基づいて作動す
る駆動回路（２７）、コイルと永久磁石ロータとステー
タから構成され前記駆動回路によって駆動されるパルス
モータ（２８）とを有する電子時計において、前記コイ
ルに接続され駆動信号が印加された後に前記コイルに発
生する誘起電流からロータ負荷を検出する負荷検出回路
（２９）と、前記分周回路２５と前記駆動回路（２７）
の間に接続され前記負荷検出回路の出力に応じて小さい
駆動力の駆動信号と大きな駆動力の駆動信号を選択的に
前記駆動回路に出力する制御回路（３０）とから成り、
前記負荷検出回路（２９）は前記コイルに発生する誘起
電流に応じて負荷検出信号を出力する検出回路（１１０
）と、前記検出回路（１１０）に接続され前記負荷検出
信号から負荷状態を判定する判定回路（１１１）とから
構成され、前記制御回路（３０）は前記小さい駆動力の
駆動信号と前記大きな駆動力の駆動信号を形成する駆動
信号発生回路（１１３，１１４）と、前記判定回路（１
１１）が重負荷状態を検出したとき検出された駆動信号
と同極性で且つ該駆動信号より駆動力の大きな補正信号
を出力する補正信号発生回路（９９）と、前記判定回路
（１１１）の出力に応じて次に出力する駆動信号が前記
大きい駆動力の駆動信号か前記小さい駆動力の駆動信号
かを記憶する記憶回路（９０）と、前記記憶回路（９０
）の出力に応じて前記大きい駆動力の駆動信号と前記小
さい駆動力の駆動信号を選択するゲート回路（４７）と
から構成されたことを特徴とする電子時計。 ３、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顛化をも達成することに
ある。 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、斉信頬性から広く普
及するに至った。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
なってきた。 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１．５〜２μＷ、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
化を図っ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ップは
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、交換機構はそれほど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った。 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
する電力を大巾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
るハ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。 以下、本発明につき説明するが、まず電子腕時計に用い
られている電気機械変換機構の一例としてパルスモータ
−及びその作動、こらにこのパルスモータ−にもとづき
、本発明の詳細な説明し続いて実施例につき詳説する。 第１図は、電子腕時計用パルスモータ−の−例であり、
図において１は２極に着磁された永久磁石層のローター
で、このローター１をはさんでステータ２．３が対向し
て配置されているが、これらのステータ２．３はそれぞ
れコイル４を巻いた継鉄５に接続して１組のステータを
構成している。 ステータ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２
ａ、３ａを偏心させ、ローターｌ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。 この種のパルスモータ−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ッ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。 その−例として、２＃毎７．８ｍ５ｅｃ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１４．１５に人力
し、その出力をコイルの端子４ａ、４ｂに供給する。第
３図はこのドライバ一部の詳細図であり、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１５の入力端子１７に同様の信号を印加すると矢印１
９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、８ｍ５ｅｃ
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図のパルスモータ−のステータ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、時針、分針、秒針、カレンダー等からなる支持
機構を作動させる。 第１図のパルスモータ−は、原理的には以上の説明の如
く作動し、これを電子腕時計用の変換機構として用いて
きた。 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は信号１８を印加して矢印１９の如く電
流を流したときＭＯＳ）ランジスタ１５にはチャンネル
インピーダンスによって罵区動電流に基づく電圧降下が
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７．８ｍ５ｅｃ、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、駆動回路によっ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グーの回転によってコイ
ルに誘起電流が重畳されるためである０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、工５のチャンネルＭ
ｏＳトランジスタがＯＮになっているためコイル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への誘起電流が流れる。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。したがってこの
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。 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′も一連の波形であって、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２の負荷をかけた場合である。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
るに従っ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っ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かめて
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．　８
ｍ５ｅｃよりもっと短いパルス幅で駆動できると理解さ
れる。事実パルス幅を少なくしても、モーターは作動し
、出力トルクは減少する。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７．８ｍ５ｅｃは、この図でＰ！に相当す
る。即ちパルス幅Ｐ、で出力トルクはＴ８であり、消費
電力はＩ２である。この化カドクル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
度であればもっと出力トルクは小さくてよく、駆動パル
ス幅も短くでき、従って消費電力も少なくできる０例え
ば、ＰＩのパルス幅で駆動すれば、化カドクルＴ＋で消
費電力もＩ１で済む０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の小さな駆動の駆動
信号で駆動し、大きい負荷がかかったときには広いパル
ス幅の大きい駆動力の駆動信号で駆動しようとするもの
で合理的に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Ｐ、のパルス幅で負荷時（４時間）はＰｚ
のパルス幅で駆動し、１＋／Ｉｚ−Ｉ４であるとすると
、平均消費電力は、となり、常時Ｐ２のパルス幅で駆動
した従来の方式に比し、３０％以下の電力で済み大幅な
低電力化がはかれる。 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ヘシフトしている。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
。 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
初に橿小値をとる点は右ヘシフトしている。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。従
って、この区間Ｂにおける誘起電流波形によって負荷の
大小を検出することは、上述の区間Ａに比し容易で、信
顧性も高くなる。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
が近づいてきた場合、もしくは急激に負荷が過大となり
、モーターが作動しなかったときには引き続いて広いパ
ルス幅で補正駆動するとともに次の駆動時には広いパル
ス幅で駆動し、その時の負荷の状態を検出してやはり狭
いパルス幅での駆動では負担の大きい負荷であればさら
に広いパルス幅での駆動を続け、もし小負荷となり狭い
パルス幅でも十分駆動できると判断されたときには次の
駆動から狭いパルス幅での駆動にもどるように構成する
ものであり、第７図により、さらに具体的に詳説する。 第７図は、本発明の構成を示すブロック図であり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−駆動回路、２８はパルスモー
タ−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
、３０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−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。 この制御方式を第８図につき説明する。第８図は駆動信
号としての駆動パルスの状態を示したもので、先のパル
スモータ−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
５　ｅ　ｃ後に、補正信号としての広いパルス幅の第２
の駆動パルス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。従ってその次の駆動パルス３５
は広いパルス幅で駆動される。 そしてこのパルス３５を印加後の誘起電流波形により負
荷の大きさを検出して狭いパルス幅での駆動で十分か否
かを判定して、もし否の場合にはさらに広いパルス幅で
駆動を続ける。そしてパルス３６後の負荷検出で負荷が
小さいと判断したときにはその次の駆動パルス３７は最
初の狭いパルス幅にもどる。なお、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１０ｍｓ　ｅ　ｃ後に広いパル
ス幅のパルス３４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ずかしい、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ヘシフト
するとともに減衰する。 そしてローターが作動しなかったときは、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っと
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、負荷が大きいと判断して
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
の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３３でロ
ーターが作動しなかったときはパルス３４で駆動される
。このとき数１０ｍｓ　ｅ　ｃ遅れてローターが駆動さ
れることになるがこれ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心配する必
要は全くない。次に本構成では広いパルス幅での駆動時
にも負荷を検出するようにしたが、これは可能な限り低
電力化を図ろうとしたためであるとともに時計に加わる
負荷が常に同じ性質を有するものではなく、携帯条件に
も左右される種々負荷に効率よく対処できるようにした
ためである。即ち、モーターに加わる負荷として最も大
きいものはカレンダー機構を作動させる負荷であってこ
れは３〜４時間継続するし、負荷の大きさも徐々に増大
する傾向を示す。又、時計が磁場中にさらされた時、低
温におかれたとき、大きい外乱が加わったときにもモー
ターにとっては負荷となるがこのような負荷は個人差携
帯条件によって大きさ、継続時間等、大幅に変化するも
のである。従って常に負荷の検出を行なうのが好ましく
、狭駆動パルスで駆動中はもちろん、広駆動パルスで駆
動中も負荷の大きさを検出し、負荷が小さくなれば直ち
に狭パルスに復帰させるように構成することが最も効果
的である。 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。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はモーター負荷状態検出
回路であり、３０は制御回路で各々第７図に対応してい
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ックであり、
例えば１秒信号の立下りに対して５ｍ５ｅｃ遅れたクロ
ックパルスを発生する。この時デイレイフリップフロッ
プ４２は、入力の１秒信号を５ｍｓ　ｅ　ｃ遅らせて出
力する事になり、ゲート４６の出力に５ｍｓ　ｅ　ｃ幅
の狭パルスが発生する。 フリップフロップ４４は、１２８Ｈｚをクロック入力と
するデイレイフリップフロップで４４の出力は入力１秒
信号に対し７．８ｍ５ｅｃ遅れる。 従って、ゲート４７の出力に７．８ｍ５ｅｃ幅のパルス
が得られ、これを有負荷時の駆動用法駆動パルスとする
。ゲート４０およびゲート５０は駆動パルス印加後にロ
ーターの動作によって生ずる電流波形の極小部分が現わ
れるまでの時間に対し無負荷状態と有負荷状態を判別す
るパルスを発生するためのクロックであり、ゲート４０
は狭駆動パルス駆動時の判定用、ゲート５０は広駆動パ
ルス駆動時の判定用である。そして４２と４４と同様の
動作によって４３と４８、および５１と５２の出力に判
定基準パルスを得る。 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出力の判定基準パルスに相当する。ゲ
ート４１は、補正パルス発生用のゲートであって、パル
ス幅は７．８ｍ５ｅｃの広パルス、発生位置は、ゲート
４６域は４７のパルスに対して、例えば３０ｍｓ　ｅ　
ｃ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って、該補正信
号がＨＩＧＨになった場合のみ４１の出力に補正パルス
を発生し、後段に供給する。第８図中に示されるように
通常駆動パルス３３にひきつづいて出力される補正パル
ス３４が、該通常駆動パルスと同極性で出力されるが、
これはゲート９５．９６．９７．９８により達成される
。ゲート９４から出力される通常駆動用の信号がゲート
９５とゲート９７に入力され、ゲート４１から出力され
る補正用の信号がゲート９６とゲート９８に入力される
。 そしてゲート制御信号として２秒信号がゲート９７とゲ
ート９８に入力され、その反転信号（インバータ９３の
出力信号）がゲート９５、ゲート９６に入力される。し
たがって駆動用の信号と補正用の信号が例えば３０ｍｓ
　ｅ　ｃ程度の位相差であれば、駆動パルスと補正パル
スは必ず同極性の出力信号となるものである。ここでゲ
ート４１、ゲート９５．９６．９７．９８、インバータ
９３を補正信号発生回路９９とする。ゲート３９．４０
．４１．５０の入力信号は、前記パルスを得る為の信号
で、カウンタ２６の出力を適当に組み合わせる。ゲート
８９．４９は、上記パルスを駆動用インバータエ４．１
５に対して分離、１秒おきに交互に出力させる回路であ
る。フリップフロップ９０は通常その出力ＱはＬＯＷで
ゲート４７を閉じているが、補正パルスがゲート４１の
出力端子に発せられた場合にはセットされその出力Ｑが
ＨＩＧＨになり、ゲート４７を開き、広駆動パルスを後
段に出力するようになっている。 第９図ブロック２９は、駆動パルス印加後のモーターの
動作状態よりモーター負荷を検出する回路であり、ゲー
ト９１．９２はそれぞれ狭パルス時、広駆動パルス時に
おける負荷判定用ゲートである。以下、先ず狭パルス時
の負荷検出について説明する。５３．５４は、トランス
ミッションゲートであって、駆動用インバータ１４．１
５の出力を駆動信号に応じて交互に選択する。 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に人力される。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３０．６１に示す。微分回路は、この場合ピーク検出
器として動作し、微分回路出力を更にインバータを通し
て得た信号は各ピークで反転する矩形波となり、３０に
対しては６２．６１に対しては６４の信号が得られる。 ６２及び６４の信号において、駆動パルス印加後の立下
り位置を検出する回路ゲート５６であって出力検出信号
として６３．６５を得る。この立下り位置が前記判定基
準パルス５９の内に含まれる状態を無負荷状態と判定し
、パルス５９の内に含まれない場合を有負荷状態と判定
する。ＮＡＮＤゲー）グー６と１１７によって形成され
ている。 フリップフロップの出力５７は、ゲート１１５０入力と
なる１秒信号によってＨＩＧＨにセットされており、検
出信号６３がゲート９１を介して入力されると出力５７
がＬＯＷになりセットされる。 しかし検出信号６５はゲート４８の出力５９によってゲ
ート９１を通過できないので、出力５７はＨＩＧＨ状態
を保つことになる。検出信号６５は明らかに有負荷状態
と判定され５７はＨＩＧＨとなる。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によってローターの回転は完結する。但し、前
述した如く６６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、フリッ
プフロップ９０をセットし、ゲート４７をＯＮにし次の
駆動パルスは広パルスが供給される。 そして、この広駆動パルスでの駆動後も上で述べた狭駆
動パルスでの負荷検出と同様に負荷の状態を検出する。 即ち第４図で示した如き広駆動パルス時の誘起電流波形
の最初の極小値がゲート５２で設定された時間内に発生
すれば、無負荷状態と、発生しなければ有負荷状態とし
てゲート９２で判定される。そしてゲート９２の出力が
あったとき（無負荷状態）フリップフロップ９０のクロ
ック端子に入力され、その出力ＱはＬＯＷとなりゲート
４７を閉じ、次の駆動パルスは狭パルスとなる。 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。 かかる本実施例において、第９図に示すように負荷検出
回路２９は検出回路１１０と、判定回路１１１から構成
されており、検出回路１１０はトランスミッションゲー
ト５３．５４と、微分増幅回路５５と、Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄ
ゲート５６を有している。 判定回路１１１は狭駆動パルス時の判定用ゲート９１と
、広駆動パルス時の判定用ゲート９２から成る。また制
御回路３０は狭駆動パルス発生回路１１３及び広駆動パ
ルス発生回路１１４からなる駆動信号発生回路と、補正
信号発生回路９９とフリップフロップ９０からなる記憶
回路及び小さい駆動力の駆動信号と大きい駆動力の駆動
信号を選択するゲート回路４７から構成される。狭駆動
信号発生回路はＮＡＮＤゲート３９、フリップフロップ
４２、ＮＡＮＤゲート４６、インバータ１１８からなり
、広駆動信号発生回路はフリップフロップ４４と、ＮＡ
ＮＤゲート４７及びインバータ１１８からなる。 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ック図で図中５３．５４はトラ
ンスミッションゲート、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１４図に示す。前述したモーター駆動検出波形２
３．２４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６６．６７で分
圧し、増幅器の入力動作レベルに変換してやる。端子６
８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って、抵抗６７の代りにＭ
ＯＳ）ランジスタを挿入し、増幅器入力レベルが動作レ
ベルになる様にトランジスタ６９のチャンネルインピー
ダンスを制御してやる帰還回路をもつ、ブロック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って、７１．７３はトランスミ
ッションゲート、７２．７４は負荷コンデンサである。 この場合、端子６日の入力信号７６は出力端子において
７７の如く遅延する。第１７図は、この波形を模型的に
表わしたもので、入力信号７６はトランスミッションゲ
ート７１によって、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、トランスミッションゲ
ート７３によって出力端子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。 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、バヶッリレー型データ転送
素子等も適する。 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−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は外部磁暢が零に
あり、はぼ同一波形とみなせる。８７．８８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、負荷が大きくなった場合の動作と同一特
性を示す。従って本発明になる時計回路にあっては外部
磁界の影響に対しても有効な動作を示し、実験的に外部
磁界に対する強度が従来の時計と何ら変わらない事が確
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って
いる。耐衝撃性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。 以上本発明の実施例につき詳説したが、本発明はここで
述べた実施例に限定されるものではなく種々の改良変更
応用が可能である。例えば電気機械変換機構はここで述
べたパルスモータ−に限定されるものではない。パルス
モータ−の同第１１図に示すパルスモータ−であっても
全く同じ構成で実現できる。第１１図のパルスモータ−
は、ローター１００が永久磁石で作られ、ステーター１
０１は第１図と違ってギャップのない一体型であるとと
もにローターの静的位置を定めるためのノツチ１０２．
１０３が形成されている。１０４は駆動コイルである。 この様なパルスモータ−は、ステーター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１０６．１０６
′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。 以上の如く本発明の構成によれば、駆動電流印加後コイ
ルに発生する誘起電流を検出することにより負荷状態を
判定するとともに、判定状態により次に出力される駆動
パルスが狭駆動パルスか広駆動パルスかを記憶する記憶
回路を設け、記憶回路の出力に応じてゲート回路により
狭駆動パルスと広駆動パルスを選択するものなので、常
に最適な駆動パルス幅でパルスモータ−を駆動すること
ができ、確実な作動と低消費電力化を同時にもたらすも
のである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る電子腕時計のパルスモータ−の例
を示す。 第２図、第３図は従来の回路構成を示し、第４図は従来
の時計におけるパルスモータ−駆動コイルの電流波形を
示す。 第５図はパルスモータ−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である。 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である。 第７図は本発明になる時計の回路ブロックを表わす。 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
イムチャート例である。 第９図は第８図のブロック回路の一具体例。 第１０図は第９図における負荷検出部のタイムチャート
例である。 第１１図は本発明に係る電子腕時計のパルスモータ−の
例を示す。 第１２図は第１１図のパルスモータ−における狭パルス
駆動時のコイル電流波形である。 第１３図〜第１８図は第９図におｃ：する負荷検出部の
別の例を示すものである。 第１９図は本発明になる電子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。 ２５・・発振回路、２６・・分周回路、２７・・駆動回
路、２８・・モータ、２９・・モータ負荷検出判定回路
、３０・・制御回路、３１〜３３・・狭パルス駆動信号
、３４・・補正信号、３５・・広パルス駆動信号、５９
・・負荷判定基車パルス、３０・・！！！℃負荷時検出
信号、６１・・有負荷時検出信号 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発振回路２５、前記発振回路の出力分周する分周回路２
   ６、前記分周回路の出力信号に基づいて作動する駆動回
   路２７、コイルと永久磁石ロータとステータから構成さ
   れ前記駆動回路によつて駆動されるパルスモータ２８と
   を有する電子時計において、前記コイルに接続され駆動
   電流が印加された後に前記コイルに発生する誘起電流か
   らロータ負荷を検出する負荷検出回路２９と、前記分周
   回路２５と前記駆動回路２７の間に接続され前記負荷検
   出回路の出力に応じて狭駆動パルスと広駆動パルスを選
   択的に前記駆動回路に出力する制御回路３０とから成り
   、前記負荷検出回路２９は前記コイルに発生する誘起電
   流に応じて負荷検出信号を出力する検出回路１１０と、
   前記検出回路１１０に接続され前記負荷検出信号から負
   荷状態を判定する判定回路１１１とから構成され、前記
   制御回路３０は前記狭駆動パルスを形成する狭駆動パル
   ス発生回路１１３と、前記広駆動パルスを形成する広駆
   動パルス発生回路１１４と、前記判定回路１１１の出力
   に応じて次に出力する駆動パルスが前記広駆動パルスか
   前記狭駆動パルスかを記憶する記憶回路９０と、前記記
   憶回路９０の出力に応じて前記狭駆動パルスと前記広駆
   動パルスを選択するゲート回路４７とから構成されたこ
   とを特徴とする電子時計。