WO2000029913A1

WO2000029913A1 - Montre mecanique a commande electronique et procede permettant d'eviter les surcharges

Info

Publication number: WO2000029913A1
Application number: PCT/JP1999/005955
Authority: WO
Inventors: Kunio Koike; Eisaku Shimizu; Hidenori Nakamura
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2000-05-25
Also published as: CN1288535A; EP1055981B1; JP4385525B2; CN1237420C; EP1055981A1; US6584043B1; DE69940192D1; EP1055981A4; JP2004004141A

Description

明細書

電子制御式機械時計およびその過充電防止方法技術分野

本発明は、電子制御式機械時計およびその過充電防止方法に関し、詳しくは、機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式機械時計、および、その過充電防止方法に関する。背景技術

通常、時計には定期的な電池交換が必要とされるが、近年、回転錘、ゼンマイ、太陽電池等の発電機により発電した電力を、コンデンサや二次電池等の蓄電装置に充電して駆動源とすることにより、電池交換を不要にするとともに取扱い性や環境に配慮した時計が知られている。

このような時計の発電機のなかで、特に、ゼンマイにより口一夕を回転させて発電する発電機は、太陽電池等のように、環境、場所、時間等に制約を受けることがなく、使用者がゼンマイを卷くことで常にかつ確実に発電させることができるため、広く利用されている。

ゼンマイ式の発電機を用いた電子機器としては、例えば、電子制御式機械時計がある。電子制御式機械時計は、ゼンマイが開放する時の機械的エネルギを発電機で電気的エネルギに変換し、その電気的エネルギにより回転制御装置を作動させて発電機のコイルに流れる電流値を制御することで、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示するものである。この時計では、発電機の発電波形を検出することによりロー夕の回転速度を求め、この口一夕回転速度（位相 ) を、水晶振動子からなる時間標準源からの基準信号の速度（位相）と一致させるようにブレーキ制御することで、時計の基本機能である正確な時刻の指示を実現している。

一方、発電した電力を充電する蓄電装置にはそれぞれ耐圧があり、蓄電装置の電圧がこの耐圧を越えると容量低下等の特性劣化や、膨張による破壊 ·漏液等の原因となり、ひいては、発電機を組み込んだ時計が故障するおそれがある。

このため、回転錘の回転により発電する発電機や太陽電池を用いた発電機では、蓄電装置の充電電圧の異常な上昇を防止するために、特開昭 6 1 - 2 3 6 3 3 2 号公報に開示されたような回路が採用されている。この回路は、蓄電装置の電圧をコンパレー夕で検出して、電圧値が所定の値以上になると、発電機の両端をショ一トして蓄電装置に新たに電流が流れ込まないように構成されている。このような回路を設ければ、蓄電装置の電圧が上昇したときに発電機をショートさせて蓄電装置への電力供給を中断できるため、過充電を防止できる。しかしながら、特開昭 6 1 - 2 3 6 3 3 2号の回路では、発電機の両端をショ —卜するので、発電機の両端に発生する発電波形が変形したり電圧レベルが低下したりする。このため、特開昭 6 1 - 2 3 6 3 3 2号の回路を前述した電子制御式機械時計に組み込むと、 ¾電波形からロー夕の正確な回転速度を求めることができなくなるので、ロータの回転速度を時間標準源の基準信号に合わせる制御が行えなくなり、正確な時刻指示を行えないという問題があった。

本発明の目的は、蓄電装置の過充電を防止できるとともに正確な時刻の指示を実現できる電子制御式機械時計およびその過充電防止方法を提供することにある。発明の開示

本発明は、機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式機械時計であって、発電機に対して蓄電装置と並列に接続されたバイパス回路と、当該バイパス回路に設けられたバイパス回路用スィツチと、このバイパス回路用スィツチを蓄電装置の電圧に応じてオン ·オフ制御する電圧検出回路とを備えたことを特徴とする。

発電機から出力された電気的エネルギは蓄電装置に入力されて充電される。本発明においては、蓄電装置と並列にバイパス回路が設けられているので、電圧検出回路が蓄電装置の電圧に応じてバイパス回路のバイパス回路用スィツチをオンすると、バイパス回路が導通して発電機からの電気的エネルギがバイパス回路にも流れ込むようになる。従って、蓄電装置に入力される電流を小さくでき、これにより、蓄電装置の電圧を低下させることができるから、蓄電装置の過充電を防止できる。

また、発電機をショートすることなく蓄電装置への入力電流を削減できるので、発電波形が変形したり電圧レベルが低下したりすることがなくなり、発電機の回転周期に対応した発電波形が得られる。従って、発電波形により発電機の回転周期が正確に得られるので、この発電波形に基づいて発電機の回転周期を高精度かつ確実に制御できるから、正確な時刻指示を実現できる。

さらに、蓄電装置の電圧が上昇すると、蓄電装置への充電電流が減少し、これによるブレーキ効果が小さくなり、卜一夕ルとして必要なブレーキ量が確保できなくなるおそれがある。これに対し、本発明では、蓄電装置の電圧が設定電圧以上に上昇すると、バイパス回路に充電電流を流すことで蓄電装置の電圧上昇に歯止めをかけているため、蓄電装置への充電電流によるブレーキ効果の低減を抑えることができ、全体として必要なブレーキ量を確保することができる。

その上、テストモ一ドなどでブレーキを印加しない状態に設定されたときには、ロー夕が高速回転（例えば通常回転速度の 2〜 1 0倍）する場合がある。このとき、発電機からは通常状態に比較して大きな発電電流が蓄電装置に供給されて電圧が上昇してしまうが、本発明によれば、バイパス回路に充電電流を流して電圧上昇を防止でき、リミッタとして機能させることができる。

さらに、蓄電装置の電圧上昇を防止できるため、電子制御式機械時計の使用時間を長くすることができる。すなわち、電子制御式機械時計では、ゼンマイ等の機械的エネルギ源の消耗を可能な限り少なくすることで、電子制御式機械時計の使用時間も長くすることができる。そのためには、発電機の駆動速度を極力低速化することが望ましい。この際、発電機は駆動低速化に伴い起電力が低下するため、この起電力で駆動される回転制御装置や電圧検出回路等の回路部を構成する I Cの消費電力も低くすることが求められる。ここで、 I Cの消費電力を低下させるためには、 I Cのゲート酸化膜を薄くする必要があり、このため I Cの耐圧は低下してしまう。従って、蓄電装置から I Cに加える電圧も低く抑えなければならない。そこで、本発明によれば、バイパス回路で蓄電装置の電圧上昇を制限できるため、この蓄電装置からの電圧で作動する回転制御装置等を構成する I C として、耐圧の低いすなわち消費電力の低い I Cを用いることができる。従って、電子制御式機械時計において、蓄電装置と並列にバイパス回路を設けることは、発電機の駆動速度も低速にできて電子制御式機械時計の使用時間も長くすることができ、極めて大きな意義を有している。

この際、前記回転制御装置は、前記発電機の両端子の間を遮断又は閉ループ状態に接続する回路開閉装置を備えることが好ましい。回転制御装置としては、発電機に可変抵抗等を接続して発電機のコイルに流れる電流値を変えることで回転速度を調速してもよいが、発電機の両端子問を接続したり、遮断することで、閉ループ状態と閉ループでない状態とに切り替える回路開閉装置を用いれば、発電機の端子間を閉ループさせてショートブレーキを掛けてブレーキ制御することができるため、回転制御装置の構成を簡易にできて容易に回転制御することができる。

また、前記回転制御装置は、前記回路開閉装置の接続及び遮断を繰り返す開閉周期を、発電機の回転速度の基準となる回転基準信号の周期よりも短くなるようにチヨッビング制御する制御手段を有することが好ましい。この場合、チヨヅピングによる昇圧を行うことができるので、起電力を向上できるとともに、効率的なブレーキ制御を行うことができる。

さらに、前記バイパス回路は、前記発電機に対して前記回路開閉装置よりも蓄電装置側に配置されていることが好ましい。バイパス回路が発電機と回路開閉装置との間に配置されていると、バイパス回路用スィツチが接続されている間は、回路開閉装置による回転制御を行うことができないが、バイパス回路を回路開閉装置よりも蓄電装置側つまり回路開閉装置の発電機側とは反対側に設ければ、バィパス回路用スィツチの断続に関わらず、発電機の回転制御を行うことができるとともに、蓄電装置に充電される過充電も確実に防止できる。

さらに、電子制御式機械時計としては、前記発電機から出力された電流を整流する整流回路を有するとともに、前記バイパス回路は、前記発電機に対して整流回路よりも前記蓄電装置側に配置されていることが望ましい。

この場合も、バイパス回路によって発電機から出力される電流の整流動作が妨げられることがなく、かつ蓄電装置の過充電も確実に防止できる。

さらに、前記蓄電装置の一端は、前記発電機に接続された前記整流回路の一端側に接続され、蓄電装置の他端は、前記整流回路の他端側に接続され、前記バイパス回路は、発電機に対して前記回路開閉装置および前記整流回路よりも前記蓄電装置側に配置されていることがより好ましい。

この場合には、バイパス回路によって、回路開閉装置による回転制御動作と、整流回路による整流動作とが妨げられることがなく、かつ蓄電装置の過充電も確実に防止できる。

さらに、前記整流回路の一端側は、前記発電機の第 1の交流入力端子と前記蓄電装置の一端側との間に配置された第 1の整流用スィツチと、前記発電機の第 2 の交流入力端子と前記蓄電装置の一端側との間に配置された第 2の整流用スィッチとにより構成され、前記回路開閉装置は、前記第 1の整流用スィッチと並列に接続された第 1の回路開閉用スィツチと、前記第 2の整流用スィツチと並列に接続された第 2の回路開閉用スィツチとを備えて構成されていることが好ましい。発電機の整流用のスィ、ソチと、発電機の両端子間を遮断状態又は閉ループ状態に切り替える回路開閉用のスィッチとを別々に設ければ、整流制御と、回路開閉用スィッチによる回転制御とを独立して行うことができるため、各制御を容易に行うことができる。

さらに、電圧検出回路は、蓄電装置の出力により駆動させることが望ましい。このようにすることで、別途電圧検出回路用の駆動源を設けなくてもよくなるため、構造を簡略化できる。

そして、この電圧検出回路は一定間隔で駆動するように構成されていることが望ましい。このように電圧検出回路を間欠的に駆動させれば、常時駆動させるよりも電圧検出回路の消費電流を削減できるから、蓄電装置に効率よく充電させることができる。

また、前記電圧検出回路は、蓄電装置の電圧の検出値が設定値を超えた場合には常時駆動され、設定値以下の場合には一定間隔で駆動されるように構成されていることが好ましい。

電圧検出回路を、一定間隔で駆動している場合には、バイパス回路をオンした際に、次の電圧検出時までに電圧が著しく降下しないように、バイパス回路の抵抗値をある程度大きくしておく必要がある。このため、バイパス回路の電流を流す能力が低くなり、蓄電装置の電圧が設定値以上になってバイパス回路を接続した際でも、その電圧値を設定値以下に低下させるまでに時間がかかる。

一方で、本発明のように、蓄電装置の電圧が設定値以上の際に電圧検出回路を常時駆動すれば、電圧が設定値以下に低下した際に即座に前記バイパス回路用スィツチをオフしてバイパス回路に流れる電流を遮断することができ、蓄電装置の電圧を必要以上に低下させることを防止できるとともに、バイパス回路の抵抗値を低減できてバイパス回路の電流を流す能力を高めることができる。さらに、蓄電装置の電圧が設定値以下の場合には、一定間隔で電圧検出回路を駆動しているので、電圧が低い場合の消費電流を削減でき、蓄電装置に効率よく充電させることができる。

このとき、電圧検出回路は、蓄電装置の電圧の検出値が設定値を超えた場合に前記バイパス回路用スィッチをオンしかつ前記検出値が設定値以下の場合に前記バイパス回路用スィツチをオフするコンパレー夕と、このコンパレータおよびバィパス回路用スィツチの間に設けられてコンパレー夕の出力を保持するラッチ回路とを有することが好ましい。

ここで、ラッチ回路とは、常時作動してコンパレー夕の出力を保持するものである。このため、コンパレー夕の出力は、コンパレー夕の駆動 '停止に関わらず、つまり、コンパレー夕が停止している状態においてもラッチ回路によって保持され、ラツチ回路からバイパス回路用スィツチへの出力は連続的に行われる。すなわち、電圧検出回路を一定間隔で駆動させると、電圧検出回路が停止している状態では、コンパレ一夕のバイパス回路用スィツチへの出力も停止されるため、その際に、バイパス回路用スイッチがコンパレ一夕の指示した状態とは異なる状態に ¾]り替わることが考えられる。例えば、オン状態のバイパス回路用スィツチが、電圧検出回路が停止したときにオフ状態に切り替わると、バイパス回路が発電機と切断されるので蓄電装置の電圧を充分に低下させることができないおそれが生じる。また、オフ状態のバイパス回路用スィッチが、電圧検出回路の停止時にオン状態に切り替わると、バイパス回路が発電機と接続されるので蓄電装置の充電効率が低下する場合がある。

これに対し、本発明では、常時駆動しているラッチ回路にコンパレー夕の出力を保持させることができるので、電圧検出回路が停止している間もコンパレ一夕によるバイパス回路用スィッチの制御状態を維持できるから、バイパス回路用スィツチのオン ·オフ制御を高精度に効率よく行える。

この場合、前記ラッチ回路は、ラッチ信号に対応して作動されるとともに、このラッチ信号は、前記蓄電装置の電圧が設定値以下の場合には第 1時間間隔（例えば 2秒間隔）で出力され、設定値を越えた場合には前記第 1時間間隔に比べて短い第 2時間間隔（例えば 1 ミリ秒間隔）で出力されることが好ましい。

この場合には、蓄電装置の電圧が設定値を超えている際には、コンパレータの出力変化を即座にラッチ回路からの出力に反映させることができ、応答性のよい回路にすることができる。

また、前記電圧検出回路には、蓄電装置の電圧を分圧してコンパレ一夕に入力させるための分圧用抵抗器と、当該分圧用抵抗器に対する蓄電装置からの電気的エネルギの供給を遮断する抵抗器スィッチと、蓄電装置からコンパレ一夕への電気的エネルギの供給を遮断するコンパレー夕スィツチと、これらの抵抗器スィッチおよびコンパレ一夕スィツチを一定間隔でオンさせる駆動装置とが設けられ、コンパレ一夕は、分圧用抵抗器により抵抗分割された電圧を検出して設定値と比較するように構成されていることが好ましい。

このように分圧用抵抗器を設けて、蓄電装置の電圧を抵抗分割してコンパレ一夕で検出するようにすれば、コンパレ一夕の種類に応じてコンパレー夕への入力電圧を調整できる。例えば、コンパレ一夕の設定値（基準電圧）が規定されている場合等に、その設定値の大小に応じて分圧用抵抗器の抵抗値を変えることで、入力電圧をコンパレ一夕に対応させることができるので、既存の各種コンパレ一夕を用いることができる。

以上において、前記バイパス回路には、所定の抵抗値を有する抵抗器が設けられていることが望ましい。この抵抗器を設ければ、発電機からの充電電流をバイパス回路に流して蓄電装置に入力される電流を小さくできるとともに、蓄電装置に蓄えられた電荷を抵抗を介して放電させることで蓄電装置の電圧を低下させることができ、蓄電装置の過充電をより効果的に防止できる。

なお、抵抗器の抵抗値は、蓄電装置の容量にもよるが、例えば蓄電装置として 1 0 x Fのコンデンサを用いた場合には、 1 0 0 k Q〜 1 0 Μ Ω程度の範囲が好ましい。この抵抗値を必要以上に小さい値とすると、バイパス回路用スィッチが接続された直後に蓄電装置に充電された電荷がバイパス回路に必要以上に流れ、蓄電装置の電圧が急激に低下し、この急激な電圧低下によって電子制御式機械時計で異常が発生したり、電子制御式機械時計が停止したりするおそれがある。また、抵抗値が必要以上に大きいと、バイパス回路を流れる充電電流が小さくなり、蓄電装置に流れ込む充電電流をそれほど減少させることができず、蓄電装置の電圧を低下させる割合が小さくなる。従って、抵抗器の抵抗値は、例えば、抵抗器を流れる電流が蓄電装置を流れる電流よりも大きくなるようにして蓄電装置に流れ込む充電電流を小さくでき、かつ蓄電装置の電圧が急激に低下しないような値に設定すればよい。このようにすることで、蓄電装置に入力される電流を大幅に低減でき、かつ蓄電装置の電荷を放電させることができるので、蓄電装置の電圧を短時間で効率よく低下させることができる。

また、前記バイパス回路には、ダイオードが設けられていてもよい。ダイォードを設ければ、発電機からの充電電流をパイパス回路側に流すことができて蓄電装置の過充電を防止できるとともに、バイパス回路用スィツチが接続された直後に、蓄電装置からバイパス回路に電流が流れることを防止でき、蓄電装置の電圧が急激に低下することを防止できる。

さらに、前記バイパス回路は、前記電圧検出回路の一部であってもよい。特に、前記電圧検出回路は、前記蓄電装置の電圧を分圧する分圧用抵抗器を備えて構成され、前記バイパス回路は、この分圧用抵抗器で構成されていることが好ましい。バイパス回路を、例えば蓄電装置の電圧を分圧する分圧用抵抗器等の電圧検出回路の一部で構成すればィパス回路用の抵抗器などを別途設ける必要が無く、回路を構成する素子数などを低減できて回路規模を小さくできる。このため、回路の小型化、消費電力の低減、コスト低減を図ることができる。

本発明の過充電防止方法は、機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式機械時計の過充電防止方法であって、バイパス回路を前記発電機に対して前記蓄電装置と並列に接続しておき、蓄電装置の電圧の検出値が予め設定した設定値を超えた場合にのみ前記バイパス回路を導通させて充電装置への入力電流を減少させることを特徴とする。

このような本発明においては、蓄電装置の電圧の検出値が設定値を越えた場合にのみ、バイパス回路を導通させることで発電機からの電気的エネルギを充電装置とバイパス回路との両方に入力させるようにして、充電装置への入力電流を減少させる。これにより、蓄電装置の電圧を制限できるので、蓄電装置の過充電を防止できる。

また、発電機をショートすることなく蓄電装置への入力電流を削減できるので、発電波形が変形したり電圧レベルが低下したりすることがなくなり、発電波形に基づいて回転周期を正確に制御できるから、正確な時刻指示を実現できる。

この場合、蓄電装置の電圧の検出を一定間隔で行うことが好ましい。

このようにすれば、蓄電装置の出力によりバイパス回路の導通状態を制御する場合に、バイパス回路用スィツチの制御に要する電気的エネルギを低減できるから、蓄電装置での充電を効率よく行える。

また、蓄電装置の電圧の検出値が設定値を超えた場合には電圧の検出を常時行い、検出値が設定値以下の場合には電圧検出を一定間隔で行うことが好ましい。蓄電装置の電圧が設定値以上の際に電圧検出を常時行えば、電圧が設定値以下に低下した際に即座に前記バィパス回路用スィッチをオフしてバイパス回路に流れる電流を遮断することができ、蓄電装置の電圧を必要以上に低下させることを防止できる。さらに、蓄電装置の電圧が設定値以下の場合には、一定間隔で電圧検出回路を駆動しているので、電圧が低い場合の消費電流を削減でき、蓄電装置に効率よく充電させることができる。特に、常時駆動するのは蓄電装置の電圧が設定値以上であって電力消費の影響が少ない場合のみであり、電力消費を効率的に制御できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施形態における電子制御式機械時計を示すブロック図である。

図 2は、前記第 1実施形態の整流回路、蓄電装置および電圧検出回路を示す回路図である。

図 3は、前記第 1実施形態の電源電圧の経時変化を示す線図である。

図 4は、本発明の第 2実施形態における電子制御式機械時計の整流回路、蓄電装置および電圧検出回路を示す回路図である。

図 5は、前記第 2実施形態の電圧検出回路の動作を説明するタイミングチヤ一トである。

図 6は、前記第 2実施形態の電源電圧の経時変化を示す線図である。

図 7は、本発明の変形例を示す回路図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の第 1実施形態を図面に基づいて説明する。図 1は、本実施形態の電子制御式機械時計の構成を示すプロック図である。電子制御式機械時計は、機械的エネルギ源としてのゼンマイ 1 aと、ゼンマイ 1 aのトルクを発電機 2 0に伝達する機械工ネルギ伝達装置である増速輪列（番車） 7と、増速輪列 7に連結されて時刻表示を行う時刻表示装置である指針 1 4 とを備えている。

発電機 2 0は、増速輪列 7を介してゼンマイ 1 aによって駆動され、誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する。この発電機 2 0からの交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路 1 0 5を通して昇圧、整流され、コンデンサ（蓄電装置） 2 2に充電供給される。また、コンデンサ 2 2の電圧に応じて、発電機 2 0の出力はバイパス回路 3 1にも供給される。

調速機に兼用される発電機 2 0には、図 2に示すように、ブレーキ回路 1 2 0 が組み込まれている。

このブレーキ回路 1 2 0は、発電機 2 0で発電された交流信号（交流電流）が入力される第 1の交流入力端子 M G 1に接続された第 1のスィツチ 1 2 1と、前記交流信号が入力される第 2の交流入力端子 M G 2に接続された第 2のスィツチ 1 2 2とを有している。

第 1のスィツチ 1 2 1は、第 2の交流入力端子 M G 2にゲートが接続された P c hの第 1の電界効果型トランジスタ（F E T ) 1 2 6と、後述する制御回路 5 6からのチヨヅビング信号（チヨヅビングパルス） P 1がゲートに入力される第 2の電界効果型トランジスタ 1 2 7とが並列に接続されて構成されている。

また、第 2のスィッチ 1 2 2は、第 1の交流入力端子 M G 1にゲートが接続された P c hの第 3の電界効果型トランジスタ（F E T ) 1 2 8と、制御回路 5 6 からのチヨッビング信号（チヨヅビングパルス） P 1がゲートに入力される第 4 の電界効果型トランジス夕 1 2 9とが並列に接続されて構成されている。

ここで、第 1の電界効果型トランジスタ 1 2 6は、交流入力端子 M G 2の極性が「一」の時に接続され、第 3の電界効果型トランジスタ 1 2 8は、交流入力端子 M G 1の極性が「―」の時に接続される。つまり、各トランジスタ 1 2 6 ， 1 2 8は、発電機の各端子 M G 1 ， M G 2のうち、極性「十」の端子に接続された一方のトランジスタがオンされ、他方はオフされて、整流回路の一部を構成している。従って、電界効果型トランジスタ 1 2 6により第 1の整流用スィツチが構成され、電界効果型トランジスタ 1 2 8により第 2の整流用スィツチが構成されている。

また、各トランジスタ 1 2 6 ， 1 2 8にそれぞれ並列に接続された第 2の電界効果型トランジスタ 1 2 7と、第 4の電界効果型トランジスタ 1 2 9とは、同じチヨヅビング信号 P 1でオン、オフ制御されている。このため、各トランジスタ 1 2 7 , 1 2 9がチヨヅビング信号 P 1で同時にオンされると、整流用スィツチである各トランジスタ 1 2 6 ， 1 2 8の状態に関係なく、第 1、第 2の交流入力端子 M G 1 , M G 2間は短絡等によって閉ループ状態となり、発電機 2 0にはショ一卜ブレーキが掛かることになる。従って、発電機 2 0の両端子 M G 1 , M G 2間を遮断または閉ループ状態に接続する回路開閉装置は、第 1の回路開閉スィツチである電界効果型トランジスタ 1 2 7と、第 2の回路開閉スィツチである電界効果型トランジスタ 1 2 9とを備えて構成されている。

そして、発電機 2 0に接続された昇圧用のコンデンサ 1 2 3、ダイオード 1 2 4 , 1 2 5、第 1のスィッチ 1 2 1、第 2のスィヅチ 1 2 2を備えて倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チヨッビング整流回路） 1 0 5 (図 1では整流回路 1 0 5 ) が構成されている。なお、ダイオード 1 2 4 , 1 2 5としては、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わない。特に、電子制御式機械時計では、発電機 2 0の起電圧が小さいため、ダイオード 1 2 5としては降下電圧 V f が小さいショットキーバリアダイオードを用いることが好ましい。また、ダィオード 1 2 4としては、逆リーク電流が小さいシリコンダイォードを用いることが好ましい。

そして、この整流回路 1 0 5で整流された直流信号は、整流回路 1 0 5の第 1 の直流出力端子 1 0 6および第 2の直流出力端子 1 0 7を通してコンデンサ 2 2 に充電される。

前記ブレーキ回路 1 2 0は、コンデンサ 2 2から供給される電力によって駆動される電子回路である回転制御装置 5 0により制御されている。この回転制御装置 5 0は、図 1に示すように、発振回路 5 1、ロー夕の回転検出回路 5 3およびブレーキの制御回路 5 6を備えて構成されている。

発振回路 5 1は、時間標準源である水晶振動子 5 1 Aを用いて発振信号（ 3 2 7 6 8 H z ) を出力し、この発振信号は、 1 2段のフリップフロップからなる図示しない分周回路によってある一定周期まで分周される。この分周回路の 1 2段目の出力は、 8 H zの基準信号: f sとして制御回路 5 6に出力されている。回転検出回路 5 3は、発電機 2 0に接続された波形整形回路とモノマルチバイブレー夕とを有して構成され、発電機 2 0から出力される発電波形からロー夕の回転速度を検出するようになっている。波形整形回路は、正弦波を矩形波に変換するものであり、アンプ、コンパレータ等で構成されている。モノマルチバイブレ一夕は、ある周期以下のパルスだけを通過させるバンドバス · フィルタ一として機能し、ノイズを除去した回転検出信号 F G 1を制御回路 5 6へ出力する。制御回路 5 6は、図示しないが、アップダウンカウン夕と同期回路と前述したチヨッビング信号発生部とを備えている。

アップダウンカウン夕には、回転検出回路 5 3の回転検出信号 F G 1に基づくアップカウン卜信号と、分周回路からの基準信号: f sに基づくダウンカウント信号とが同期回路を介してそれぞれ入力され、基準信号: f sおよび回転検出信号 F G 1の計数と、その差の算出とが同時に行えるようになつている。

このアップダウンカウン夕のチヨヅビング信号発生部への出力は、アップカウント信号およびダウンカウント信号の計数値に基づくカウント値が所定の値以上の場合に Hレベル信号となり、カウント値が所定の値未満の場合に Lレペル信号となるように構成されている。なお、カウント値は、アップカウント信号が入力されると増加し、ダウンカウント信号が入力されると減少する。

同期回路は、前述した分周回路の 5段目の出力（ 1 0 2 4 H z ) や 6段目の出力（ 5 1 2 H z ) の信号を利用して、回転検出信号 F G 1を基準信号: f s ( 8 H z ) に同期させるとともに、これらの各信号パルスが重なって出力されないように調整している。チヨッビング信号発生部は、分周回路の出力を利用してチヨッビング信号 P 1 を出力するように構成され、出力されたチヨッビング信号 P 1は、図 2に示すように、 P c hの電界効果型トランジスタ 1 2 7 , 1 2 9のゲートに入力されてい ο

これにより、出力 P 1から Lレベル信号が出力されると、各トランジスタ 1 2 7， 1 2 9、つまりはスイッチ 1 2 1 , 1 2 2はオン状態に維持され、発電機 2 0がショートされてブレーキが掛かる。一方、出力 P 1から Hレベル信号が出力されると、各トランジスタ 1 2 7， 1 2 9はオフ状態に維持され、発電機 2 0にはブレーキが加わらない。従って、出力 P 1からのチヨッビング信号によって発電機 2 0をチヨヅビング制御することができ、このチヨッビング信号を出力するチヨッビング信号発生部を含む回転制御装置 5 0によってスィッチ 1 2 1 , 1 2 2 (回路開閉スィツチであるトランジスタ 1 2 7， 1 2 9 ) を断続してチヨヅビング制御する制御装置（制御手段）が構成されている。

このようにブレーキ制御される発電機 2 0に対し、図 1および図 2に示すように、コンデンサ 2 2とバイパス回路 3 1とが並列に接続されている。

バイパス回路 3 1には、コンデンサ 2 2の電圧に応じてオン ·オフされる P c hトランジスタからなるバイパス回路用スィツチ 3 3と、抵抗器 3 4とが設けられている。

この抵抗器 3 4は、バイパス回路 3 1を流れる電流の割合つまりコンデンサ 2 2側に流れる電流量を調整するものであるとともに、コンデンサ 2 2に蓄えられた電荷を放電させてコンデンサ 2 2の電圧を低下させるように働いている。本実施形態では、抵抗器 3 4の抵抗値は、当該抵抗器 3 4を流れる電流がコンデンサ 2 2を流れる電流よりも大きくなるように、かつコンデンサ 2 2の電圧を急激に低下させすぎないように設定され、例えば、 1 O ^ Fのコンデンサ 2 2を用いた場合には、 1 0 0 k Ω〜 1 0 Μ Ω程度の範囲とされている。従って、本実施形態の抵抗器 3 4は、コンデンサ 2 2に流れる充電電流を減少させ、かつコンデンサ 2 2に充電された電荷を放電させることで、コンデンサ 2 2の電圧を短時間で降下させることができるようにされている。コンデンサ 22には、当該コンデンサ 22の出力により駆動される電圧検出回路 32が接続されている。

この電圧検出回路 32は、コンデンサ 22の電圧に応じてバイパス回路 3 1のバイパス回路用スィツチ 33をオン · オフ制御するものであり、コンパレ一夕 3 5を備えている。コンパレータ 35は、コンデンサ 22から入力された電圧を検出し、その検出値 VS SV' が予め設定した設定値 V r e f を越えた場合にバイパス回路用スィッチ 33をオンする信号（ローレベル信号）を出力し、検出値 V S S V が設定値 V r e f 以下の場合にバイパス回路用スィツチ 33をオフする信号（ハイレベル信号）を出力するように構成されている。

また、電圧検出回路 32には、コンデンサ 22の電圧 VS SVを分圧してコンパレ一夕 35に入力させるための二つの分圧用抵抗器 32 1 , 322と、分圧用抵抗器 32 1， 322に対するコンデンサ 22からの電気的エネルギの供給を遮断する抵抗器スィヅチ 323と、コンデンサ 22からコンパレータ 35への電気的エネルギの供給を遮断するコンパレ一夕スィツチ 324と、抵抗器スィツチ 3 23およびコンパレ一夕スィツチ 324を一定間隔でオンさせる駆動装置 32 5 とが設けられている。

このような電圧検出回路 32では、コンデンサ 2 2の電圧 VS S Vを分圧用抵抗器 32 1 , 322により抵抗分割し、この抵抗分割された電圧 VS SV' をコンパレー夕 35で検出して設定値 V r e f と比較し、その結果に基づいてバイパス回路用スイッチ 33のオン ·オフ制御を行う。

このようにコンデンサ 22の電圧を分圧してコンパレータ 35に入力するため、コンパレ一夕 35の設定値 V r e f は、予め設定したコンデンサ 22のリミット電圧を分圧した値とされる。例えば、分圧用抵抗器 32 1の抵抗値を 1ΜΩ、分圧用抵抗器 322の抵抗値を 800 k Ωとしてコンデンサ 22の電圧を 10 : 8 に分圧する場合、コンデンサ 2 2の電圧が 1. 8 Vを越えないようにそのリミツト電圧を 1. 8Vとすると、コンパレ一夕 35の設定値 Vr e f は 1. 0Vとなる。

駆動装置 325は一定周期でオン · オフを繰り返すように設定され、これにより、コンデンサ 2 2から分圧用抵抗器 3 2 1， 3 2 2およびコンパレ一夕 3 5への電気的エネルギの供給は、一定間隔で同時に行われるようになつている。このため、コンパレータ 3 5は駆亂.停止を交互に繰り返すようになる。

このように間欠的に駆動されるコンパレー夕 3 5と、バイパス回路 3 1のスィツチ 3 3との間には、コンパレータ 3 5の出力を保持するラッチ回路 3 6が設けられている。ラッチ回路 3 6は、コンパレー夕 3 5の出力を保持するものであり、コンデンサ 2 2の出力により常時連続的に駆動され、これにより、コンパレータ 3 5の作動が停止しても、停止直前の出力状態を次の出力まで保持できるようになっている。

なお、バイパス回路 3 1は、発電機 2 0に対して回路開閉装置である各トランジス夕 1 2 7， 1 2 9を含むスィッチ 1 2 1 , 1 2 2よりもコンデンサ 2 2側に配置、つまり発電機 2 0とバイパス回路 3 1 との間に各スィツチ 1 2 1， 1 2 2 が配置されている。

また、バイパス回路 3 1は、発電機 2 0に対して整流回路 1 0 5よりもコンデンサ 2 2側に配置、つまり発電機 2 0とバイパス回路 3 1との間に整流回路 1 0 5が配置されている。

そして、コンデンサ 2 2の一端は、整流回路 1 0 5の第 1の直流出力端子 1 0 6に接続され、他端は整流回路 1 0 5の第 2の直流出力端子 1 0 7に接続され、この各端子 1 0 6 , 1 0 7にバイパス回路 3 1も接続されている。

次に、本実施形態における動作を説明する。

発電機 2 0が作動し始めると、制御回路 5 6においては、回転検出回路 5 3から出力された回転検出信号 F G 1に基づくアップカウント信号と、分周回路から出力された基準信号 f sに基づくダウンカウント信号とが、アップダウンカウン夕に入力されてカウントされる。この際、同期回路は、各信号がカウン夕に同時に入力されないように出力調整を行う。

アップダウンカウン夕にアップカウント信号が入力されてカウント値が所定の値以上になると、チヨッビング信号発生部への出力が Hレベル信号となる。一方、ダウンカウント信号が入力されてカウント値が所定の値を下回ると、出力は Lレベル信号となる。

このアップダウンカウン夕の出力に基づき、チヨッビング信号発生部は、分周回路の出力を利用して出力 P 1を出力する。

すなわち、チヨッビング信号発生部からスィッチ 1 2 1， 1 2 2の各トランジス夕 1 2 7， 1 2 9への出力 P 1は、アップダウンカウン夕から Lレベル信号が出力されている場合は、デューティ比（スイッチ 1 2 1， 1 2 2をオンしている比率）の小さなチヨヅビング信号、つまり、 Hレベル信号（ブレーキオフ時間）が長くかつ Lレベル信号（ブレーキオン時間）が短いチヨッビング信号となる。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が短くなり、発電機 2 0に対しては、ほとんどブレーキが掛けられない、つまり発電電力を優先した弱ブレーキ制御が行われる。

一方、アップダウンカウン夕から Hレベル信号が出力されている場合、チヨヅビング信号発生部の出力 P 1は、デューティ比の大きなチヨッビング信号、つまり、 Lレベル信号（ブレーキオン時間）が長くかつ Hレベル信号（ブレーキオフ時間）が短いチヨッビング信号となる。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が長くなり、発電機 2 0に対してはブレーキ力の大きな強ブレーキ制御が行われるが、 ·定周期でブレーキがオフされるためにチヨッビング制御が行われ、発電電力の低下を抑えつつ制動トルクを向上することができる。

なお、アップダウンカウン夕の出力およびチヨッビング信号は、共に分周回路の出力を利用しているため、つまり、チヨッビング信号 P 1の周波数が分周回路の出力の周波数の整数倍とされているため、出力レベルの変化つまり強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御の切替タイミングと、チヨッビング信号 P 1とは同期して発生する。

また、倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チヨッビング整流回路） 1 0 5では、次のようにして発電機 2 0で発電した電荷をコンデンサ 2 2に充電している。

すなわち、第 1の交流入力端子 M G 1の極性が「一」で第 2の交流入力端子 M G 2の極性が「 +」の時には、第 1の電界効果型トランジスタ（F E T ) 1 2 6 がオフされ、第 3の電界効果型トランジスタ（F E T ) 1 2 8がオンされる。このため、発電機 20で発生した誘起電圧の電荷は、図 2に示す「④ ③ ⑦」の回路によって例えば 0. 1 /Fのコンデンサ 123に充電されるとともに、「④ ⑤ ① ② ③ ⑦ ④」の回路によって例えば 10〃Fのコンデンサ 22に允 3れ Q o

一方、第 1の交流入力端子 MG 1の極性が「十」で第 2の交流入力端子 MG 2 の極性が「一」に切り替わると、第 1の電界効果型トランジスタ（FET) 12 6がオンされ、第 3の電界効果型トランジスタ（FET) 128がオフされる。このため、図 2に示す「コンデンサ 123→④ ⑦ ⑥ ⑤→®→② ③ コンデンサ 123 ④ ⑦」の回路によって、発電機 20で発生した誘起電圧と、コンデンサ 123の充電電圧とが加えられた電圧でコンデンサ 22が充電される。この際、各々の状態において、チヨッビングパルス P 1により発電機 20の両端が短絡して開放されると、発電機 20のコイルの両端に高電圧が誘起され、この高い充電電圧によって蓄電装置（コンデンサ） 22を充電できるので、充電効率が向上する。

そして、発電機 20の MG 1 , MG2からは、磁束の変化に応じた交流波形が出力される。このとき、発電機 20の出力信号に応じて周波数は一定でかつデュ —ティ比の異なるチヨッピング信号 P 1がスイッチ 12丄， 122 (卜ランジス夕 127， 129) に適宜印加され、アップダウンカウン夕が Hレベル信号を出力した時、つまり強ブレーキ制御時には、各チヨッビングサイクル内におけるショ一トブレーキ時間が長くなつてブレーキ量が増えて発電機 20は減速される。そして、ブレーキが掛かる分、発電量も低下するが、このショートブレーキ時に蓄えられたエネルギを、チヨッビング信号 P 1によりスィッチ 121， 122 ( トランジスタ 127, 129 ) をオフした際に出力してチヨヅビング昇圧することができるため、ショートブレーキ時の発電量低下を補うことができ、発電電力の低下を抑えながら、制動トルクを増加することができる。

逆に、アップダウンカウン夕が Lレベル信号を出力した際、つまり弱ブレーキ制御時には、各チヨッビングサイクル内におけるショートブレーキ時間が短くなつてブレーキ量が減って発電機 20は増速される。この際も、チヨヅビング信号 P Iによりスイッチ 1 2 1 , 1 22をオンからオフした際にチヨッピング昇圧することができるので、まったくブレーキを掛けずに制御した場合に比べても発電電力を向上させることができる。

このような発電による発電機 20からの交流出力は、倍電圧整流回路 1 05によって昇圧、整流されてコンデンサ 22に充電され、このコンデンサ 22からの出力により回転制御装置 50が駆動される。

一方、電圧検出回路 32においては、駆動装置 325により抵抗器スィッチ 3 23およびコンパレ一夕スィッチ 3 24が一定間隔でオンされ、これにより、コンデンサ 22から分圧用抵抗器 32 1 , 322およびコンパレ一夕 35に電気的エネルギが一定間隔で間欠的に供給される。

すなわち、各スィッチ 323 , 324がオンされると、コンデンサ 22の電圧 VS S Vが分圧用抵抗器 3 2 1， 3 22により抵抗分割されてコンパレータ 35 に入力される。コンパレータ 35は、入力された電圧を検出し、その検出値 VS S V と設定値 Vr e f とを比較する。

そして、検出値 VS SV，が設定値 Vr e f を越えた場合、つまり、コンデンサ 22の電圧が設定値 Vr e f に対応するリミッ卜電圧を越えた場合、コンパレ —夕 3 5の出力はハイレベルから口一レベルに反転する。この出力は、ラッチ回路 3 6に入力されて保持され、さらにバイパス回路用スィツチ 33に入力される。これにより、 P c hトランジスタからなるバイパス回路用スィツチ 33がオンされてバイパス回路 3 1が導通し、電源 VDD側から電源 VS S V側に向かって抵抗器 34を介して電流が流れる。このとき、バイパス回路 3 1を流れる電流は、抵抗器 34の抵抗によってコンデンサ 22に流れ込む充電電流よりも大きくなる。このようにバイパス回路 3 1が導通すると、コンデンサ 22への入力電流が減少し、またコンデンサ 22に蓄えられた電荷が抵抗器 34を介して放電される。これにより、コンデンサ 22の電圧は次第に低下して、リミット電圧以下まで低下する。

これとは逆に、検出値 VS SV，が設定値 V r e f以下の場合、つまり、コンデンサ 22の電圧がリミット電圧以下の場合、コンパレー夕 35の出力はハイレベルとなり、バイパス回路用スィツチ 3 3はオフ状態とされてバイパス回路 3 1 が切断される。これにより、発電機 2 0から出力された電気的エネルギは、バイパス回路 3 1には流れないでコンデンサ 2 2に流れ込んで充電される。

また、これらのコンパレータ 3 5および分圧用抵抗器 3 2 1 , 3 2 2への電力供給は、駆動装置 3 2 5による抵抗器スィッチ 3 2 3およびコンパレータスイツチ 3 2 4のスィツチングにより一定間隔で行われるため、コンパレ一夕 3 5からバイパス回路用スィヅチ 3 3への出力は一定間隔で行われる。このとき、コンパレー夕 3 5の出力が停止された状態、つまり、コンパレ一夕 3 5への電力供給が遮断された状態では、停止直前の出力がラッチ回路 3 6により保持されて、次の入力があるまでバイパス回路用スィツチ 3 3の状態が維持される。

例えば、抵抗器スィツチ 3 2 3およびコンパレ一夕スィッチ 3 2 4を 2秒間隔でオンさせた場合、図 3に示すように、バイパス回路用スィッチ 3 3のオン · ォフ制御（サンプリング）は、各スィッチ 3 2 3， 3 2 4がオンされる 2秒毎に行われ、これによるスィツチ 3 3のオン ·オフ状態は、各スィツチ 3 2 3 , 3 2 4 がオフされる、つまりサンプリングが中断される 2秒間維持される。そして、次のサンプリング時にコンパレー夕 3 5からオン 'オフの指示が新たに入力されると、直前の指示はクリァされて新たな指示に基づいてバイパス回路用スィツチ 3 3のオン ·オフが切り替えられる。

このように、本実施形態では、コンデンサ 2 2への入力電流を制御することにより、コンデンサ 2 2の電圧 V S S V (電源電圧）が、所定のリミット電圧 V L I Mを越えないように制御する。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。

( 1 )発電機 2 0に対してコンデンサ 2 2とバイパス回路 3 1 とを並列に接続し、コンデンサ 2 2の電圧に応じて発電機 2 0からの電気的エネルギをバイパス回路 3 1に流すようにしたので、コンデンサ 2 2に入力される電流を小さくでき、これにより、コンデンサ 2 2の電圧を低下させることができるから、コンデンサ 2 2の過充電を防止できる。

また、発電機 2 0を発電させたままコンデンサ 2 2への入力電流を減らすことができるので、発電波形が変形したり電圧レベルが低下したりすることがなくなるから、回転検出回路 5 3により、発電機 2 0の回転周期に正確に対応した発電波形を検出できる。従って、高精度な回転検出信号 F G 1が得られるので、回転制御装置 5 0は、発電機 2 0の回転状態に基づいた正確かつ高精度な回転制御を実現できるから、正確な時刻指示を行うことができる。

( 2 ) 電圧検出回路 3 2はコンデンサ 2 2の出力により駆動されるので、別途電圧検出回路用の駆動源を設けなくてもよくなるので、構造を簡略化できる。

( 3 ) 電圧検出回路 3 2は一定間隔で駆動するように構成されているので、常時駆動させるよりも電圧検出回路 3 2の消費電流を削減できるから、コンデンサ 2 2の充電効率を向上させることができる。

( 4 ) 電圧検出回路 3 2には、コンパレータ 3 5の出力を保持させるためのラッチ回路 3 6が設けられているので、電圧検出回路 3 2が停止している間もコンパレ一夕 3 5によるバイパス回路用スィツチ 3 3の制御状態を維持できるから、 ) ィパス回路用スィツチ 3 3のオン ·オフ制御を高精度に効率よく行える。

( 5 ) さらに、電圧検出回路 3 2には、コンパレー夕 3 5の電圧を分圧する分圧用抵抗器 3 2 1 , 3 2 2が設けられ、コンパレー夕 3 5は、分圧用抵抗器 3 2 1 , 3 2 2により抵抗分割された電圧 V S S V，を検出して設定値 V r e f と比較するので、コンパレ一夕 3 5の種類に応じて分圧用抵抗器 3 2 1 , 3 2 2の抵抗値を変えることにより、コンパレー夕 3 5への入力電圧を調整できるから、既存の各種コンパレータを採用できる。

( 6 ) バイパス回路 3 1には所定の抵抗値の抵抗器 3 4が設けられているので、パイパス回路用スィツチ 3 3をオンした直後に、コンデンサ 2 2に充電された電荷がバイパス回路 3 1に急激に流れてコンデンサ 2 2の電圧が急激に低下することを防止でき、急激な電圧低下による電子制御式機械時計での異常の発生や停止を防止できる。

( 7 ) 抵抗器 3 4の抵抗値は、当該抵抗器 3 4を流れる電流がコンデンサ 2 2を流れる電流よりも大きくなるように設定されているので、コンデンサ 2 2に入力される電流を大幅に小さくできるから、コンデンサ 2 2の電圧を短時間で効率よく低下させることができる。さらに、抵抗器 3 4によって、コンデンサ 2 2に蓄えられた電荷を放電させることができるので、コンデンサ 2 2の電圧をより一層短時間で効率的に低下させることができる。

( 8 ) 倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チヨッビング整流回路） 1 0 5は、各端子 M G 1 ， M G 2にゲ一卜が接続された第 1 ， 3の電界効果型トランジスタ 1 2 6 ,

1 2 8を用いて整流制御を行っているので、コンパレータ等を用いる必要が無く、構成が簡単になって部品点数を少なくでき、かつコンパレ一夕の消費電力による充電効率の低下も防止できる。さらに、発電機 2 0の端子電圧（交流入力端子 M G 1 ， M G 2の電圧）を利用して電界効果型トランジスタ 1 2 6 ， 1 2 8のオン、オフを制御しているので、発電機 2 0の端子の極性に同期して各電界効果型トランジス夕 1 2 6 , 1 2 8を制御することができ、整流効率を向上することができる

( 9 ) チヨッビング制御される第 2 , 4の電界効果型トランジスタ 1 2 7 , 1 2 9を各トランジスタ 1 2 6 ， 1 2 8に並列に接続することで、チヨヅビング制御を独立して行うことができ、かつ構成も簡易にできる。従って、構成が簡易で、発電機 2 0の極性に同期し、かつ昇圧しながらチヨッビング整流を行える倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チヨヅビング整流回路） 1 0 5を提供することができる。

( 10) 整流回路 1 0 5では、コンデンサ 1 2 3を用いた昇圧に加えて、チヨツビングによる昇圧を行うことができるので、整流回路 1 0 5の直流出力電圧つまりコンデンサ 2 2への充電電圧を高めることができる。

( 11 ) ブレーキ制御を、デューティ比の異なる 2種類のチヨヅビング信号を用いて行っているので、充電電圧（発電電圧）を低下させることなくブレーキ（制動トルク）を大きくすることができる。特に、強ブレーキ制御時にはデューティ比の大きなチヨッビング信号を用いて制御しているので、充電電圧の低下を抑えながら制動トルクを大きくすることができ、システムの安定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を行うことができることから、電子制御式機械時計の持続時間も長くすることができる。

( 12) 弱ブレーキ制御時にも、デューティ比の小さなチヨヅビング信号によりチョヅビング制御しているので、弱ブレーキ制御時の充電電圧をより向上することができる。

( 13) バイパス回路 3 1により、コンデンサ 2 2の過充電を防止しているので、コンデンサ 2 2の電圧が必要以上に高くなって充電電流が減少し、これによるブレーキ効果が小さくなることを防止でき、全体として必要なブレーキ量を確保することができる。

( 14) 時計のテストモードなどでブレーキを印加しない状態に設定されて、発電機 2 0から通常状態に比較して大きな発電電流がコンデンサ 2 2に供給された場合でも、バイパス回路 3 1に充電電流を流すことができ、コンデンサ 2 2の過充電を確実に防止できる。

( 15) コンデンサ 2 2の過充電を防止できるため、コンデンサ 2 2で駆動される回転制御装置 5 0等を構成する I Cとして耐圧の低いつまり消費電力の少ない I Cを用いることができる。このため、発電機 2 0の駆動を低速化でき、ゼンマイ 1 aの消耗を少なくできて電子制御式機械時計の使用時間を長期化することができる。

( 16) バイパス回路 3 1を、発電機 2 0に対して回路開閉装置である各スィッチ 1 2 1 , 1 2 2 (トランジスタ 1 2 7 , 1 2 9 ) および整流回路 1 0 5よりもコンデンサ 2 2側に配置しているので、バイパス回路 3 1が動作しても、回路開閉装置による回転制御動作と、整流回路 1 0 5による整流動作とが妨げられることがなく、かつコンデンサ 2 2の過充電も確実に防止できる。

次に、本発明の第 2実施形態について、図 4〜6に基づいて説明する。本実施形態は、前記第 1実施形態のバイパス回路 3 1を電圧検出回路 3 2の一部、具体的には分圧用抵抗器 3 2 1， 3 2 2を利用して構成したものである。

すなわち、本実施形態においては、バイパス回路用スィッチ 3 3に直列に分圧用抵抗器 3 2 1， 3 2 2が接続されてバイパス回路 3 1が構成されている。そして、コンパレ一夕 3 5は、この分圧用抵抗器 3 2 1 , 3 2 2間の電圧¥ 3 3 ' と、設定値 V r e f とを比較し、ラッチ回路 3 6に出力している。

なお、コンパレ一夕 3 5を駆動させる電力は、バイパス回路用スィッチ 3 3を介して供給されているため、コンパレー夕 35は、バイパス回路用スィッチ 33 が接続された時のみ駆動するようにされている。具体的には、図 4にも示すように、バイパス回路用スイッチ 33は、ラッチ回路 36の出力とサンプリングクロックとが入力される AND回路 37の出力によってオン 'オフされている。ここで、サンプリングクロックは、図 5, 6に示すように、第 1設定時間間隔、具体的には 2秒間隔でローレベル信号を出力してバイパス回路用スィツチ 33を接続するように構成されている。

ラッチ回路 36は、前記第 1実施形態と同様に、コンパレ一夕 35の出力を保持するものである。但し、本実施形態では、ラッチ信号によってラッチ回路 36 を作動させている。この際、ラッチ信号は、電圧検出回路 32、具体的にはコンパレー夕 35が動作するタイミングに応じて（ 2秒間隔）で出力されるとともに、検出値 VS SV，が Vr e f を越えている際にコンパレ一夕 35から出力されるハイレベル信号がラッチ回路 36に入力されている間は、第 2設定時間間隔、具体的には 1ミリ秒間隔で出力されている。

このような本実施形態では、電圧検出回路 32では、まず、 AND回路 37に入力されるサンプリングク口ヅクによって、 2秒間隔でバイパス回路用スィヅチ 33がオンされる。これにより、バイパス回路 31に電流が流れてコンパレー夕 35が駆動され、前記第 1実施形態と同様に、コンデンサ 22の電圧 VS S Vが分圧用抵抗器 321, 322により抵抗分割されてコンパレー夕 35に入力される。コンパレ一夕 35は、入力された電圧を検出し、その検出値 VS SV' と設定値 Vr e f とを比較する。

そして、検出値 VSSV' が設定値 Vr e f を越えた場合、つまり、コンデンサ 22の電圧が設定値 Vr e f に対応するリミット電圧を越えた場合、コンパレ —夕 35の出力はハイレベルからローレベルに反転する。この出力は、ラッチ回路 36に入力されて保持され、さらに AND回路 37に入力される。ここで、ラツチ回路 36からの信号がローレペル信号であるため、 AND回路 37からはサンプリングクロックの変化に関係なく口一レベル信号が出力し続ける。これにより、 P c hトランジスタからなるパイパス回路用スィツチ 33がオンされ続けてバイパス回路 3 1が導通状態に維持され、電源 VDD側から電源 VS S V側に向かって分圧用抵抗器 32 1， 322を介して電流が流れる。すなわち、直列に接続された分圧用抵抗器 32 1 , 3 2 2が前記第 1実施形態のバイパス回路 3 1用の抵抗器 34として機能する。なお、各抵抗器 32 1 , 322の抵抗値は、適宜設定すればよいが、例えば、直列接続された抵抗器 32 1， 322全体の抵抗値は 1 00 Ω〜 1 0ΜΩ程度に設定すればよく、特にバイパス回路 3 1に流れる電流の電圧変動が急激にならないように数 1 0 O kQ (例えば 800 kQ) 程度に設定することが好ましい。また、各抵抗器 3 2 1， 322の個別の抵抗値は、前記全体の抵抗値の条件を満足する範囲で、かつ分圧する割合に応じて適宜設定すればよい。

このとき、バイパス回路 3 1を流れる電流は、分圧用抵抗器 32 1， 322の抵抗によってコンデンサ 22に流れ込む充電電流よりも大きくなる。このようにバイパス回路 3 1が導通すると、コンデンサ 2 2への入力電流が減少し、またコンデンサ 22に蓄えられた電荷が分圧用抵抗器 32 1 , 322を介して放電される。これにより、コンデンサ 22の電圧は次第に低下して、リミット電圧以下まで低下する。

そして、コンパレ一夕 35の検出電圧値 V S S V' が設定値 Vr e f 以下に低下してコンパレ一夕 35の出力が口一レベルからハイレベルに変化すると、ラヅチ信号が非常に短い間隔で入力されていることから、図 5に示すように、殆ど夕ィムラグが無い状態でラッチ回路 3 6の出力もハイレベルに変化する。このため、サンプリングクロックが入力されるまでは、 AND回路 37の出力はハイレベル信号となり、バイパス回路用スイッチ 33がオフされてコンパレータ 35、つまり電圧検出回路 32が停止する。

一方、サンプリングクロックによって電圧検出回路 32が駆動された際に、検出値 VS SV，が設定値 Vr e f 以下の場合、つまり、コンデンサ 22の電圧がリミット電圧以下の場合、コンパレ一夕 3 5の出力はハイレベルとなり、ラッチ回路 36からの出力もハイレベル信号に維持されるため、バイパス回路用スィッチ 33はオフ状態とされてバイパス回路 3 1が切断される。これにより、発電機 2 0から出力された電気的エネルギは、バイパス回路 3 1には流れないでコンデンサ 2 2に流れ込んで充電される。

このように、本実施形態においても、コンデンサ 2 2への入力電流を制御することにより、コンデンサ 2 2の電圧 V S S V (電源電圧）が、所定のリミット電圧 V L I Mを越えないように制御する。

このような本実施形態によれば、前記第 1実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次のような効果がある。

( 17) コンデンサ 2 2の電圧が設定値を越えている間は、電圧検出回路 3 2を常時駆動しているので、コンデンサ 2 2の電圧が設定値よりも高い状態から設定値以下に低下した際に、瞬時にバイパス回路用スィツチ 3 3を切断してバイパス回路 3 1に流れる電流を遮断することができる。このため、コンデンサ 2 2の電圧が設定値を超えている間も、一定間隔で電圧を検出する第 1実施形態に比べて、電圧低下時にバイパス回路用スィツチ 3 3の切断が遅れて電圧が必要以上に降下することを防止でき、コンデンサ 2 2の電圧を設定電圧近くに常時維持することができる。

さらに、コンデンサ 2 2の電圧が設定値を超えている場合に、電圧検出回路 3 2を常時駆動しているので、バイパス回路 3 1に流れる消費電流を増加させることができ、この点でもコンデンサ 2 2の過充電を効果的に抑えることができる。

( 18)また、電圧低下時に瞬時にバイパス回路用スィツチ 3 3を切断できるため、バイパス回路 3 1の抵抗値を大きくして電圧降下の速度を抑える必要がなく、バィパス回路 3 1の抵抗値を比較的小さくできる。このため、バイパス回路 3 1の電流を流す能力を高めることができ、コンデンサ 2 2の電圧が非常に高くなつた際に、より多くの電流をバイパス回路 3 1に流すことができ、コンデンサ 2 2への過充電を効果的に防止することができる。

( 19) バイパス回路 3 1の抵抗器を、電圧検出回路 3 2の分圧用抵抗器 3 2 1 ,

3 2 2で兼用し、パイパス回路 3 1を電圧検出回路 3 2の一部に組み込んでいるので、前記第 1実施形態に比べて回路素子の数を低減でき、回路構成を簡易化できる。このため、回路規模を小さくできて小型化が容易になるとともに、製造コストも低減できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。

すなわち、前記実施形態では、バイパス回路 3 1に抵抗器 3 4を設けたが、図 7に示すように、抵抗器 3 4の代わりに、ダイオード 3 8を設けてもよい。ダイオード 3 8を設けた場合も、発電機 2 0からの充電電流をバイパス回路 3 1側に流すことができてコンデンサ 2 2の過充電を防止できる。さらに、バイパス回路 3 1のバイパス回路用スィツチ 3 3が接続された直後に、コンデンサ 2 2からバィパス回路 3 1に電流が流れることを防止でき、コンデンサ 2 2の電圧が急激に低下することを防止できる。

なお、バイパス回路 3 1の抵抗器 3 4の抵抗値は、コンデンサ 2 2等で構成される蓄電装置の容量に応じて適宜設定すればよい。また、バイパス回路 3 1の抵抗器 3 4やダイオード 3 8は省略してもよい。

前記第 1実施形態では、バイパス回路 3 1のバイパス回路用スィツチ 3 3のォン ·オフ制御を駆動装置 3 2 5、抵抗器スィッチ 3 2 3およびコンパレータスィツチ 3 2 4により一定間隔で問欠的に行うように構成したが、これに限定されず、電圧検出回路 3 2を一定間隔で駆動できるものであればその構成は任意である。さらに、前記第 1実施形態の駆動装置 3 2 5、抵抗器スィツチ 3 2 3およびコンパレ一夕スイッチ 3 2 4を省略して、バイパス回路用スィツチ 3 3のオン ·ォフ制御を連続的に行うようにしてもよい。この場合、コンパレー夕 3 5の出力を保持させるラッチ回路 3 6は省略してもよい。

また、前記第 1実施形態では、電圧検出回路 3 2をコンデンサ 2 2の出力により駆動させるようにしたが、コンデンサ 2 2とは別にボタン電池等の他の電源を設けて、この電源の出力により駆動させるようにしてもよい。

そして、前記各実施形態の整流回路 1 0 5では、第 1の直流出力端子 1 0 6をコンデンサ 2 2の V D D側に設定していたが、第 1の直流出力端子をコンデンサ 2 2の V S S側（「一」側）に設定し、第 1、 2のスイッチ 1 2 1， 1 2 2もコンデンサ 1 2 3、ダイオード 1 2 4等と入れ替えて、コンデンサ 2 2の V S S側 (第 1の直流出力端子側）に配置してもよい。この場合は、各スィッチ 1 2 1， 1 2 2の卜ランジス夕 1 2 6〜 1 2 9を N c hタイプに変更し、発電機 2 0の 2 つの交流入力端子 M G 1 , M G 2と、第 1の直流出力端子とされたコンデンサ 2 2の V S S側との間に挿入すればよい。この場合、発電機 2 0のマイナス側の端子に接続されたスイッチ 1 2 1 , 1 2 2をオンし続け、プラス側の端子に接続されたスィツチ 1 2 1 , 1 2 2を断続するように回路を構成すればよい。

さらに、前記各実施形態ではデューティ比や周波数の異なる 2種類のチヨツビング信号を用いてブレーキ制御していたが、デューティ比や周波数の異なる 3種類以上のチヨッビング信号を用いてもよい。さらに、チヨッビング信号を用いずに、ブレーキ制御してもよい。また、前記各実施形態では、発電機 2 0の各端子 M G 1， M G 2間を閉ループさせてショートブレーキを掛けてブレーキ制御していたが、発電機 2 0に可変抵抗等を接続して発電機 2 0のコイルに流れる電流値を変えることでブレーキ制御してもよい。要するに、制御回路 5 6の具体的な構成は、前記実施形態のものに限らず、そのブレーキ方法に応じて適宜設定すればよい。

さらに、前記各実施形態におけるチヨッビング信号の周波数は、実施にあたつて適宜設定すればよいが、例えば前記実施形態においては、 5 0 H z (発電機 2 0のロータの回転周波数の 5倍）程度以上あれば、充電電圧を一定値以上に維持しながら、ブレーキ性能を向上できる。また、チヨヅビング信号のデューティ比も実施にあたって適宜設定すればよい。

ロー夕の回転周波数（基準信号）としては、前記実施形態の 8 H zに限らず、実施にあたって適宜設定すればよい。

また、整流回路 1 0 5、ブレーキ回路 1 2 0、制御回路 5 6、チヨッビング信号発生部等の具体的な構成は前記実施形態に限らない。特に、整流回路 1 0 5としては、例えば 3倍以上の昇圧が可能な昇圧回路を組み込んで構成してもよく、発電機や整流回路を組み込む電子制御式機械時計の種類等に応じて適宜設定すればよい。

さらに、第 2実施形態においては、コンデンサ 2 2の電圧が設定値を超えている際には、電圧検出回路 3 2を常時駆動していたが、第 1実施形態と同様に、一定間隔で駆動するようにしてもよい。逆に、第 1実施形態において、コンデンサ 2 2の電圧が設定値を超えている際には、電圧検出回路 3 2を常時駆動するように構成してもよい。

また、発電機 2 0を駆動する機械的エネルギ源としては、ゼンマイ l aに限らず、ゴム、スプリング、重錘、圧縮空気などの流体等でもよく、本発明を適用する対象などに応じて適宜設定すればよい。さらに、これらの機械的エネルギ源に機械的エネルギを入力する手段としては、手巻き、回転錘、位置エネルギ、気圧変化、風力、波力、水力、温度差等でもよい。

また、ゼンマイなどの機械的エネルギ源からの機械的エネルギを発電機に伝達する機械工ネルギ伝達手段としては、前記実施形態のような輪列 7 (歯車）に限らず、摩擦車、ベル卜（タイミングベルト等）及びプーリ、チヱ一ン及びスプロケットホイール、ラック及びピニオン、カムなどを利用したものでもよく、本発明を適用する電子制御式時計の種類などに応じて適宜設定すればよい。

また、時刻表示装置としては、指針 1 4に限らず、円板、円環状や円弧形状のものを用いてもよい。さらに、液晶パネル等を用いたデジタル表示式の時刻表示装置を用いてもよい。産業上の利用可能性

以上に述べたように、本発明によれば、発電機に対して蓄電装置と並列にバイパス回路が設けられているので、蓄電装置の電圧に応じてバイパス回路のスィッチをオンすると、バイパス回路が導通して発電機からの電気的エネルギがバイパス回路にも流れ込むようになる。従って、蓄電装置に入力される電流を小さくでき、蓄電装置の電圧を低下させることができるから、蓄電装置の過充電を防止できる。

Claims

請求の範囲

1 . 機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的ェネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式機械時計であって、

前記蓄電装置と並列に接続されたバイパス回路と、

当該バイパス回路に設けられたバイパス回路用スィツチと、

このバイパス回路用スィツチを前記蓄電装置の電圧に応じてオン ·オフ制御する電圧検出回路とを備えたことを特徴とする電子制御式機械時計。

2 . 請求項 1に記載した電子制御式機械時計において、

前記回転制御装置は、前記発電機の両端子の間を遮断又は閉ループ状態に接続する回路開閉装置を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。

3 . 請求項 2に記載した電子制御式機械時計において、

前記回転制御装置は、前記回路開閉装置の接続及び遮断を繰り返す開閉周期を、発電機の回転速度の基準となる回転基準信号の周期よりも短くなるようにチヨッビング制御する制御手段を有することを特徴とする電子制御式機械時計。

4 . 請求項 2または請求項 3に記載した電子制御式機械時計において、前記バイパス回路は、前記発電機に対して前記回路開閉装置よりも蓄電装置側に配置されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

5 . 請求項 1〜4のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記発電機から出力された電流を整流する整流回路を有するとともに、前記バィパス回路は、前記発電機に対して整流回路よりも前記蓄電装置側に配置されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

6 . 請求項 5に記載した電子制御式機械時計において、

前記蓄電装置の一端は、前記発電機に接続された前記整流回路の一端側に接続され、蓄電装置の他端は、前記整流回路の他端側に接続され、前記バイパス回路は、発電機に対して前記回路開閉装置および前記整流回路よりも前記蓄電装置側に配置されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

7 . 請求項 6に記載の電子制御式機械時計において、

前記整流回路の一端側は、前記発電機の第 1の交流入力端子と前記蓄電装置の一端側との間に配置された第 1の整流用スィツチと、前記発電機の第 2の交流入力端子と前記蓄電装置の一端側との間に配置された第 2の整流用スィツチとにより構成され、

前記回路開閉装置は、前記第 1の整流用スィツチと並列に接続された第 1の回路開閉用スィツチと、前記第 2の整流用スィツチと並列に接続された第 2の回路開閉用スィツチとを備えて構成されていることを特徴とする電子制御式機械時計

8 . 請求項 1 ~ Ίのいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記電圧検出回路は、前記蓄電装置の出力により駆動されることを特徴とする電子制御式機械時計。

9 . 請求項 1 ~ 8のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記電圧検出回路は一定間隔で駆動するように構成されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

10. 請求項 1〜 8のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記電圧検出回路は、蓄電装置の電圧の検出値が設定値を超えた場合には常時駆動され、設定値以下の場合には一定間隔で駆動されるように構成されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

11. 請求項 9または請求項 1 0に記載した電子制御式機械時計において、前記電圧検出回路は、前記蓄電装置の電圧の検出値が設定値を越えた場合に前記バイパス回路用スィツチをオンしかつ前記検出値が設定値以下の場合に前記パィパス回路用スィツチをオフするコンパレータと、このコンパレー夕およびバイパス回路用スィツチの間に設けられてコンパレー夕の出力を保持するラッチ回路とを有することを特徴とする電子制御式機械時計。

12. 請求項 1 1に記載した電子制御式機械時計において、

前記ラッチ回路は、ラッチ信号に対応して作動され、このラッチ信号は、前記蓄電装置の電圧が設定値以下の場合には第 1時間間隔で出力され、設定値を越えた場合には前記第 1時間間隔に比べて短い第 2時間間隔で出力されるように設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

13. 請求項 1 1または請求項 1 2に記載の電子制御式機械時計において、前記電圧検出回路には、前記蓄電装置の電圧を分圧して前記コンパレー夕に入力させるための分圧用抵抗器と、当該分圧用抵抗器に対する前記蓄電装置からの電気的エネルギの供給を遮断する抵抗器スィツチと、前記蓄電装置から前記コンパレ一夕への電気的エネルギの供給を遮断するコンパレータスィツチと、これらの抵抗器スィツチおよびコンパレータスィツチを一定間隔でオンさせる駆動装置とが設けられ、

前記コンパレ一夕は、前記分圧用抵抗器により抵抗分割された電圧を検出して前記設定値と比較することを特徴とする電子制御式機械時計。

14. 請求項 1〜 1 3のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記バイパス回路には、所定の抵抗値を有する抵抗器が設けられていることを特徴とする電子制御式機械時計。

15. 請求項 1〜 1 4のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記バイパス回路には、ダイォ一ドが設けられていることを特徴とする電子制御式機械時計。

16. 請求項 1〜 1 5のいずれかに記載した電子制御式機械時計において、前記バイパス回路は、前記電圧検出回路の一部であることを特徴とする電子制御式機械時計。

17. 請求項 1 6に記載した電子制御式機械時計において、

前記電圧検出回路は、前記蓄電装置の電圧を分圧する分圧用抵抗器を備えて構成され、

前記バイパス回路は、この分圧用抵抗器で構成されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

18. 機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的ェネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式機械時計の過充電防止方法であって、

バイパス回路を前記発電機に対して前記蓄電装置と並列に接続しておき、前記蓄電装置の電圧の検出値が予め設定した設定値を越えた場合にのみ前記バィパス回路を導通させて前記充電装置への入力電流を減少させることを特徴とする電子制御式機械時計の過充電防止方法。

19. 請求項 1 8に記載した電子制御式機械時計の過充電防止方法において、前記蓄電装置の電圧の検出を一定間隔で行うことを特徴とする電子制御式機械時計の過充電防止方法。

20. 請求項 1 8に記載した電子制御式機械時計の過充電防止方法において、前記蓄電装置の電圧の検出値が設定値を超えた場合には電圧検出を常時行い、検出値が設定値以下の場合には電圧検出を一定間隔で行うことを特徴とする電子制御式機械時計の過充電防止方法。