WO2001048566A1 - Horloge mecanique comportant un mecanisme d'actionnement de regulateur - Google Patents

Horloge mecanique comportant un mecanisme d'actionnement de regulateur Download PDF

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WO2001048566A1
WO2001048566A1 PCT/JP2000/000677 JP0000677W WO0148566A1 WO 2001048566 A1 WO2001048566 A1 WO 2001048566A1 JP 0000677 W JP0000677 W JP 0000677W WO 0148566 A1 WO0148566 A1 WO 0148566A1
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WO
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balance
rate
wheel
mechanical timepiece
rotation
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PCT/JP2000/000677
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Takeshi Tokoro
Koichiro Jujo
Masafumi Hoshino
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Seiko Instruments Inc.
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    • G04C3/146—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical timepiece that can display time with high accuracy.
  • the present invention particularly relates to a mechanical timepiece having a mechanism for rotating a slow / fast hand that has a mechanism capable of operating a slow / fast hand to adjust the rate of the timepiece.
  • the movement (mechanical body) 110 of the mechanical timepiece is formed by a ground plate 1102 constituting a substrate of the movement. Have.
  • the winding stem 111 is rotatably incorporated into the winding guide hole 111a of the main plate 111.
  • the dial 1 104 (shown in phantom in FIG. 15) is attached to the movement 110.
  • the side with the dial is called the “back side” of the movement
  • the side opposite to the side with the dial is called the “front side” of the movement.
  • the train wheel built into the “front side” of the movement is called “front train wheel”
  • the train wheel built into the “back side” of the movement is called “back train wheel”.
  • the axial position of the winding stem 1 1 1 0 is determined by a switching device that includes the setting 1 1 9 0, the bar 1 1 92, the spring 1 1 94, and the back 1 1 96.
  • the wheel 1 1 1 2 is rotatably provided on the guide shaft of the winding stem 1 1 1 0.
  • the winding 1 1 1 0 When the winding stem 1110 is rotated in the first winding stem position (the 0th stage) closest to the inside of the map along the direction of the rotation axis, the rotation of the thumbwheel allows the winding wheel to rotate. 1112 rotates.
  • the round wheel 1114 is rotated by the rotation of the wheel 1112.
  • the square wheel 1116 is rotated by the rotation of the round wheel 1114.
  • the mainspring 1122 housed in the barrel box 1120 is wound up.
  • the second wheel & pinion 1124 is rotated by the rotation of the barrel wheel 1120.
  • the escape wheel 1130 rotates through the rotation of the fourth wheel 1128, the third wheel 1126, and the second wheel 1124.
  • the barrel car 1120, the second wheel 1124, the third wheel 1126, and the fourth wheel 1128 make up the front wheel train.
  • the escapement / governing device for controlling the rotation of the front train wheel includes a balance 1140, an escape wheel 1130, and an ankle 1142.
  • the balance 1140 includes a balance 1140 a, a balance wheel 1 14 Ob, and a hairspring 1140 c.
  • the cannon pinion 1150 rotates at the same time.
  • the minute hand 1152 attached to the tube pinion 1150 indicates “minute”.
  • the cylinder pinion 1150 is provided with a slip mechanism for the center wheel 1124.
  • the hour wheel 1154 rotates through the rotation of the minute wheel based on the rotation of the hour pinion 1150.
  • the hour hand 1156 attached to the hour wheel 1154 indicates "hour”.
  • the barrel car 1120 is rotatably supported with respect to the main plate 1102 and the barrel receiver 1160.
  • the second wheel & pinion 1124, the third wheel & pinion 1126, the fourth wheel & pinion 1128, and the escape wheel & pinion 1130 are supported so as to be rotatable with respect to the main plate 1102 and the train wheel bridge 1162.
  • the ankle 1 142 is rotatably supported with respect to the main plate 1102 and the ankle receiver 1 164.
  • the balance with hairspring 1140 is rotatably supported with respect to the main plate 1102 and the balance with hairspring 1166.
  • the hairspring 1140 c is a thin leaf spring in a spiral shape with multiple windings.
  • the inner end of the hairspring 1140 c The outer end of the hairspring 1 140 c is fixed to the fixed beard ball 1 140 d, and the outer end of the hairspring 1 140 c is fixed by screwing via the beard holder 1 170 a attached to the beard holder 1 170 fixed to the balance with hairspring 1166 Is done.
  • a needle 1168 is rotatably mounted on the balance 1166.
  • a beard receiver 1 168 a and a beard bar 1 168 b are attached to the needle 1 168.
  • the portion of the hairspring 1140c near the outer end is located between the whiskers 1168a and the whiskers 1168b.
  • the mainspring torque is reduced.
  • the mainspring torque is about 27 gcm in the fully wound state, becomes about 23 g, cm after 20 hours from the fully wound state, and 40 hours after the fully wound state.
  • the swing angle of the balance with hairspring when the spring torque decreases, the swing angle of the balance with hairspring also decreases.
  • the swing angle of the balance with hairspring is about 240 to 270 degrees, and when the mainspring torque is 20 to 25 g The angle is about 180-240 degrees.
  • instantaneous rate a numerical value indicating the precision of the clock
  • rate means “mechanical watch left for one day while maintaining the state and environment such as the swing angle of the balance with hair balance when measuring the rate, A value that indicates the advance or delay of a mechanical watch when the sun has passed. " In the case of Fig. 18, when the swing angle of the balance with hairspring is 240 degrees or more, or 200 degrees or less, the instantaneous rate is delayed. You.
  • the instantaneous rate is about 0-5 seconds / day. (About 0 to 5 seconds a day) and the swing angle of the balance with hairspring is about 170 degrees, the instantaneous rate is about -20 seconds / day (about 20 seconds behind each day) .
  • the transition of the elapsed time and the instantaneous rate when the mainspring is rewinded from the fully wound state in a typical conventional mechanical timepiece is shown.
  • the “rate” indicating the advance or the delay of the clock per day is the instantaneous rate curve with respect to the elapsed time when the mainspring is unwound from the entire winding as shown in FIG. By integrating over 24 hours.
  • the instantaneous rate when the mainspring is fully wound is advanced in advance in anticipation of a delay of the watch after a lapse of 24 hours. The adjustment was made in advance so that the “rate” indicating the advance of the clock or the delay of the clock was positive.
  • the instantaneous rate is about 3 seconds / day (about 3 seconds per day), After 20 hours from the state, the instantaneous rate becomes about -3 seconds / day (about 3 seconds behind each day), and after 24 hours from the full winding state, the instantaneous rate becomes about -8 seconds / day (1 After about 30 seconds from the full winding state, the instantaneous rate is about 16 seconds / day (about 16 seconds behind each word).
  • the oscillation frequency of the balance with hairspring had to be increased, and it was difficult to manufacture an escapement / governing device including such a balance with hairspring.
  • the conventional mechanical timepiece has a problem that the range in which the operation vibration period of the balance with hairspring can be increased is limited, and thus the range in which the accuracy of the timepiece can be improved is limited.
  • an object of the present invention is to provide an extremely accurate mechanical timepiece.
  • Another object of the present invention is to provide a high-precision mechanical timepiece that can be used for a long time.
  • a mechanical timepiece includes a mainspring constituting a power source, a front wheel train that rotates by a rotational force when the mainspring is unwound, and an escape / governing device for controlling the rotation of the front wheel train.
  • This escapement / speed governor has a balance that alternately rotates clockwise and counterclockwise, an escape wheel that rotates based on the rotation of the front train wheel, and a balance based on the operation of the balance with hairspring.
  • a balance for controlling the rotation of the escape wheel, and the balance has a movement configured to include a hairspring, a balance and a balance wheel.
  • the mechanical timepiece of the present invention further comprises a crystal oscillator constituting a source vibration, and a vibration of the crystal oscillator. It has an IC that includes a frequency divider that inputs an output signal that is output by the operation, divides the signal, and outputs a signal related to time, and a power supply that operates the IC.
  • a rate adjusting unit As described above, by rotating the reciprocating hand based on the operation state signal, the oscillation period of the balance with hairspring can be changed, and the rate of the mechanical timepiece can be accurately adjusted.
  • the power source is, for example, a secondary battery such as a silver battery or a lithium battery.
  • the power source may be a solar cell, a rechargeable secondary battery, or a rechargeable capacitor.
  • the mechanical timepiece of the present invention may include an automatic winding power generation unit.
  • the rate adjusting unit of the mechanical timepiece of the present invention is configured to adjust the rate of the timepiece at a cycle between once an hour and once a day.
  • the rate detecting unit of the mechanical timepiece according to the present invention further includes a detecting piezoelectric element provided on the pin for detecting the operation of the ankle, and a counter for counting a detecting signal output from the detecting piezoelectric element. It is preferable to include
  • the rate adjusting section of the mechanical timepiece of the present invention is configured to include a slow / fast hand that rotates by rotation of the ultrasonic motor. According to this configuration, the slow / fast hand can be surely rotated without providing a reduction gear train, whereby the rate of the mechanical timepiece can be accurately adjusted.
  • the rate adjusting section of the mechanical timepiece of the present invention may be configured to include a slow / fast hand that rotates via a deceleration wheel train by rotation of the step watch. With this configuration, it is possible to reliably rotate the hand with a simple component structure and circuit configuration, and thereby accurately adjust the rate of the mechanical timepiece.
  • a normal analog quartz watch Since the battery life of a normal analog quartz watch is about two years, even if a battery of the same shape as a normal analog quartz watch is used in the mechanical watch of the present invention, the battery lasts 6 years. The above can be used. Ordinary mechanical watches can be used for about 5 years without any repairs, and if they are overhauled after 5 years of use, they can be used for about 5 more years. Therefore, a normal mechanical watch can be used for about 10 years if one overhaul is performed once.
  • the mechanical timepiece of the present invention even if a battery, crystal, or IC similar to a normal analog type quartz timepiece is used, it is not necessary to replace the battery until it becomes necessary to perform overhaul. Absent. Further, in the mechanical timepiece of the present invention, if the capacity of the battery is increased and the power consumption of the IC is reduced, it is possible to obtain a watch that does not require replacement of the battery until the life of the mechanical structure part is extended. Can be.
  • the timepiece of the present invention since the timepiece is operated by a mechanical structure, there is no danger that the timepiece will stop even if the battery life is expired, and the accuracy of the time display is improved before the battery life expires. It only gets worse.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a front side of a movement in a first embodiment of a mechanical timepiece of the present invention (in FIG. 1, some parts are omitted, and a receiving member is a virtual member). Lines).
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic shape of a portion for controlling the operation of the balance with hairspring in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the operation of controlling the operation of the balance with hairspring in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a schematic shape of an ultrasonic motor in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a drive circuit of an ultrasonic motor in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic shape of an ultrasonic stay in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic shape of an ultrasonic stay in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 8 is a time chart showing the principle of controlling the operation of the wheel train in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic partial plan view showing a configuration of a portion for detecting an operation of a wheel train in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 10 is a time chart showing the principle of controlling the operation of the wheel train in the second embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of a part that controls the operation of the wheel train in the first embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 12 shows a mechanical timepiece according to a second embodiment of the present invention. It is a plan view showing the schematic shape of the front side (in FIG. 12, some parts are omitted, and the receiving members are shown by phantom lines).
  • FIG. 13 is a block diagram schematically showing the operation of controlling the operation of the balance with hairspring in the second embodiment of the mechanical timepiece of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing a schematic shape on the front side of a movement of a conventional mechanical timepiece (in FIG. 14, some parts are omitted, and receiving members are indicated by phantom lines).
  • FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view of a movement of a conventional mechanical watch (some parts are omitted in FIG. 15).
  • Fig. 16 is a graph schematically showing the relationship between the elapsed time of unwinding from a full turn and a mainspring torque in a mechanical timepiece.
  • FIG. 17 is a graph schematically showing a relationship between a swing angle of a balance with hairspring and a mainspring torque in a mechanical timepiece.
  • FIG. 18 is a graph schematically showing the relationship between the swing angle of the balance with hair and the instantaneous rate in a mechanical timepiece.
  • FIG. 19 is a graph schematically showing the relationship between the elapsed time and the instantaneous rate of unwinding from a full turn in a mechanical timepiece.
  • the movement 400 of the mechanical timepiece includes a main plate 102 constituting a substrate of the movement.
  • the winding stem 110 is rotatably incorporated in the winding stem guide hole 102a of the main plate 102.
  • a dial (not shown) is attached to the movement 400 of the mechanical timepiece of the present invention. It is.
  • the dial has 12 o'clock, 3 o'clock, 6 o'clock, and 9 o'clock scales.
  • the winding stem 110 has a corner and a guide shaft.
  • a thumbwheel (not shown) is installed at the corner of the winding stem 110.
  • the ratchet wheel has the same rotation axis as that of the winding pin 110. That is, the ratchet wheel has a square hole, and is provided so as to rotate based on the rotation of the winding stem 110 by fitting the square hole into the corner of the winding stem 110.
  • the ratchet wheel has insteps and teeth. The instep is located at the end of the wheel closer to the center of the movement. The tooth is located at the end of the wheel closer to the outside of the movement.
  • the movement 400 incorporates a switching device for determining the position of the winding stem 110 in the axial direction.
  • the switching device includes a setting lever 13, a latch 13 4, a latch spring 13 6, and a back retainer 13 36.
  • the position of the winding pin 110 in the direction of the rotation axis is determined based on the rotation of the setting 1 32.
  • the position of the wheel in the rotation axis direction is determined based on the rotation of the bar 1 34.
  • the bar 1 3 4 is positioned at two positions in the rotation direction.
  • the wheel 1 1 2 is rotatably incorporated in the guide shaft of the winding stem 110.
  • the winding stem 110 When the winding stem 110 is rotated in a state where the winding stem 110 is located at the first winding stem position (the 0th stage) closest to the inside of the movement 400 along the rotation axis direction, It is configured so that the wheel 1 1 2 rotates through the rotation of the wheel.
  • the round wheel 1 1 4 is incorporated so as to be rotated by the rotation of the wheel 1 1 2.
  • the square hole wheel 116 is assembled so as to be rotated by the rotation of the round hole wheel 114.
  • the movement 400 uses a mainspring (not shown) housed in the barrel box 120 as a power source.
  • the mainspring is made of a springy elastic material such as iron.
  • the second wheel & pinion 124 is configured so that the mainspring can be wound up by rotating the square wheel & pinion 1 16 so as to rotate by the rotation of the barrel wheel 120 and c.
  • the center wheel 1 2 6 is incorporated to rotate based on the rotation of the center wheel 1 2 4.
  • the fourth wheel 128 is incorporated so as to rotate based on the rotation of the third wheel 126.
  • the onion wheel 130 is incorporated so as to rotate based on the rotation of the fourth wheel 128.
  • the barrel car 1 2 0, the second wheel 1 2 4, the third wheel 1 2 6 and the fourth wheel 1 2 8 constitute a front wheel train.
  • the movement 400 incorporates an escapement / governing device for controlling the rotation of the front train wheel.
  • the escapement and speed governor operate a balance wheel 140 that rotates clockwise and counterclockwise at regular intervals, an escape wheel 1300 that rotates based on the rotation of the front train wheel, and a balance wheel 140. And an ankle 142 that controls the rotation of the escape wheel 130 based on the
  • the basic operating principle of the escape wheel 130, the ankle 142 and the balance 140 is the same as that of the movement of a conventional mechanical watch.
  • the ankle 144 is provided with an incisor stone 142 a provided so as to be able to contact the escape wheel 130 and an output provided so as to be able to contact the escape wheel 130. It has a claw stone 14 2 b, an ankle sword tip portion 14 2 c provided to allow a balance stone (not shown) to enter and exit, and an ankle support portion 144 2 d.
  • the ankles 14 2 rotate the rocks counterclockwise (counterclockwise) by the force of the wheel 130. Let it. Then, the ankle support portion 142d comes into contact with the first pin 102d of the main plate, the rotation of the ankle 142 stops, and the second stop state is established.
  • the balance 140 rotates counterclockwise (clockwise) and oscillates freely.
  • the balance 140 rotates clockwise (clockwise)
  • the shaking stone also rotates clockwise (clockwise).
  • the cylindrical pinion (not shown) rotates at the same time.
  • a minute hand (not shown) attached to the tube pinion is configured to display “minute”.
  • the tube pinion is provided with a slip mechanism having a predetermined slip torque with respect to the center wheel & pinion 124.
  • the minute wheel rotates based on the rotation of the cylinder pinion.
  • the hour wheel rotates based on the rotation of the minute wheel.
  • An hour hand (not shown) attached to the hour wheel is configured to display "hour”.
  • the barrel wheel 120 is supported so as to be rotatable with respect to the plate 102 and barrel holder 160.
  • the second wheel 1 2 4, the third wheel 1 2 6, the fourth wheel 1 2 8, and the escape wheel 1 330 are supported so that they can rotate with respect to the main plate 10 2 and the train wheel bridge 16 2 Is done.
  • the ankle 142 is supported rotatably with respect to the main plate 102 and the ankle receiver 164.
  • the balance 140 is supported so that it can rotate with respect to the main plate 102 and the balance Be held.
  • the upper bell of the balance 140a is rotatably supported by the balance upper bearing fixed to the balance holder 166.
  • Balance bearings include balance stones and balance stones.
  • Balance stones and balance stones are made of insulating material such as ruby.
  • the balance 140 includes a balance 140 a, a balance wheel 140 O b, and a hairspring 144 c.
  • the lower rim of the balance 140a is supported rotatably with respect to a balance lower bearing fixed to the main plate 102.
  • Underbalanced bearings include underbalanced stones and underbalanced stones. Hypoliths and trowels are made of insulating materials such as ruby.
  • the hairspring 140c is a thin leaf spring having a spiral shape with a plurality of windings. The inner end of the hairspring 140 c is fixed to the beard ball fixed to the balance 140 a, and the outer end of the hairspring 140 c can be rotated to the balance spring 166.
  • the beard holder fixed to the frame is fixed with screws via the beard holder attached to the 166 a.
  • the balance with hairspring 166 is made of a metal conductive material such as brass. Beard support 1 6 6a is made of a conductive material of metal such as iron.
  • the hairspring 140 c expands and contracts in the radial direction of the hairspring 140 c according to the rotation angle of the balance 140. For example, in the state shown in FIG. 1, when the balance 140 rotates clockwise, the hairspring 140 c contracts in a direction toward the center of the balance 140, whereas the balance 140 4 When rotates counterclockwise, the hairspring 140 c expands away from the center of the balance 140.
  • the hairspring 140c is made of an elastic material having a spring property such as "Erinba". That is, the hairspring 140c is made of a metal conductive material.
  • the slow / fast needle 4 20 is rotatably attached to the balance 1 166.
  • the center of rotation of the needle 42 0 is the same as the center of rotation of the balance 14 ⁇ .
  • the slow / fast needle 4 220 includes a slow / fast needle body 4 2 2, a slow / fast needle gear 4 2 4, a beard holder 4 26, and a beard bar 4 2 8.
  • Slow and fast hands A hole provided at the center of rotation of body 422 is rotatably fitted to the outer periphery of the upper bearing of balance 140.
  • the gradual needle gear 4 2 4 is a chipped tooth gear provided on the outer peripheral portion of the gradual needle body 4 2 2 (a gear having a configuration in which a gear is provided only in a part of the outer peripheral portion instead of having a gear in the entire outer peripheral portion, (See Fig. 1).
  • the effective length of the hairspring 140c is determined by rotating the slow / fast needle 420 to determine the positions of the beard holder 426 and the beard bar 428.
  • the rotation period of the balance 140 is determined, and the rate of the mechanical watch is determined.
  • the ultrasonic motor 4 10 is attached to the main plate 10 2.
  • the outer periphery of the ultrasonic motor 410 is fitted into the ultrasonic motor mounting hole of the main plate 102.
  • the ultrasonic motor 4 330 includes a housing 4 32, an ultrasonic mouth 4 3 4, an ultrasonic motor 4 3 6, and an ultrasonic motor spring 4. 3 8 and are provided.
  • the ultrasonic stay 4 4 2 is fixed to the ultrasonic stay axis 4 4 4.
  • the ultrasonic stay shaft .4.44 is fixed to the housing 432.
  • the ultrasonic module 4 3 6 is formed integrally with the ultrasonic module 4 3 4. Therefore, the rotation of the ultrasonic mouth 4 3 4 causes the rotation of the ultrasonic motor 4 3 6 to rotate.
  • the gear 4 2 4 meshes with the ultrasonic motor 4 3 6. Therefore, the rotation of the ultrasonic low-speed gear 4 3 4 and the ultrasonic low-speed gear 4 3 6 causes the slow / fast needle gear 4 2 4 to rotate.
  • the projection (comb) 8 17 for transmitting the driving force from the ultrasonic stay 4 4 2 to the ultrasonic mouth 4 3 4 is enlarged by increasing the displacement of the ultrasonic stay 4 4 2
  • a plurality of sound wave stages are provided on the surface of the stage.
  • Ultrasonic sound spring 4 3 8 Kazuha Namiguchi 4 3 4 is pressed against the projection (comb) 8 17 of ultrasonic station 4 4 2
  • two sets of electrode groups 80 The piezoelectric element 802 on which 3a and 803b are formed is adhered.
  • the oscillation drive circuit 825 is connected to the electrode groups 803 a and 803 b of the piezoelectric element 802.
  • Invar 812 is connected to one surface of the piezoelectric element 802 on which the electrode groups 803a and 803b are formed, and the electrode 803c formed on the other surface or the ultrasonic step. From April 442, it plays the role of an inverting power amplifier for inverting and amplifying an electrical signal as excitation information.
  • the resistor 8 13 is connected in parallel with the inverter 8 12 to stabilize the operating point of the inverter 8 8.
  • the output terminal of the inverter 811 is connected to the input terminals of two sets of buffers 811a and 811b via a resistor 814.
  • the output terminals of the two buffers 811a and 8lib are connected to the electrode groups 803a and 803b of the piezoelectric element 802, respectively.
  • One end of the capacitor 8 15 is connected to the input terminal of the inverter 8 12, and the other end of the capacitor 8 16 is connected to the output terminal of the inverter 8 12 via the resistor 8 14.
  • the other ends of the capacitors 815 and 816 are grounded, and adjust the phase in the oscillation drive circuit 825.
  • the buffer 811 and the buffers 811a and 811b each have a control terminal as well as an input terminal and an output terminal, and the output terminal is set high depending on the signal input to the control terminal.
  • a tri-state configuration that can be put into an impedance state.
  • the forward / reverse rotation signal generating means 820 outputs a forward / reverse rotation signal to the switching circuit 826 for setting the rotation direction of the ultrasonic mouth 434 of the ultrasonic motor 4330.
  • the output terminals of the switching circuit 826 are connected to the control terminals of the tri-state buffers 811a and 811b of the oscillation drive circuit 825 and the control terminals of the tristate driver 812, respectively.
  • one of the tri-state buffers 8 1 la and 8 11 b functions as a normal buffer, and the output terminal of the other buffer is connected. Disabled as high impedance state.
  • the ultrasonic stage 424 is driven by a tri-state counter which functions as a normal buffer selected by the output signal of the switching circuit 826.
  • the supersonic wave stage 422 is driven only by the tri-state buffer permitted to function as a normal buffer by the switching circuit 826, and is driven by the switching circuit 826 to be a normal buffer.
  • the tri-state buffer that allows the function is replaced, the direction of rotation of the ultrasonic motor 430 is reversed.
  • the output signal from the switching circuit 826 which is output based on the output from the forward / reverse signal generation means 82, can set the output terminal of the tri-state inverter to a high impedance state, When the tri-state inversion is disabled, the tri-state buffers 8 1 1a and 8 lib are both disabled, and the ultrasonic mode 4 3 Can be stopped.
  • a disc-shaped piezoelectric element 802 is bonded to one plane of the disc-shaped ultrasonic stage 442 by bonding or a thin film forming method.
  • An ultrasonic wave of two wavelengths (for example, a standing wave) is excited in the circumferential direction of the ultrasonic stay 4 4 2 and the ultrasonic opening 4 3 4 is driven to rotate.
  • the piezoelectric element 802 is provided with a first electrode group 803a and a second electrode group on one of the planes, each having eight divided electrodes that are four times the wave number in the circumferential direction.
  • the electrode group was formed to have an electrode group of 803b, and was subjected to polarization treatment (+) and (1) as shown in FIGS.
  • the first electrode group 8003a is composed of electrodes a1, a2, a3, a4, and each electrode is short-circuited by the first connection means 814a.
  • the second electrode group 8003b is composed of electrodes b1, b2, b3 and b4, and each electrode is short-circuited by the second connection means 814b.
  • (+) And (-) in FIG. 6 and FIG. 7 indicate the direction of the polarization treatment. In each case, the positive direction is Polarization treatment is performed by applying a negative electric field and a negative electric field.
  • the displacement of the ultrasonic stay 4 4 2 is enlarged, and the projection (comb) 8 17 for transmitting the driving force from the ultrasonic stay 4 4 2 to the ultrasonic mouth 4 3 4
  • every other electrode is provided near the boundary of each electrode.
  • the high frequency voltage generated by the oscillation drive circuit 825 is applied to either the electrode group 803 a or 803 b to drive the ultrasonic stage 442.
  • the rotation direction of the ultrasonic mouth 4 3 4 of the ultrasonic motor 4 3 0 is switched depending on which electrode group the ultrasonic station 4 4 2 is driven.
  • the ultrasonic motor used in the present invention is preferably driven by the above-described configuration of the driving circuit, the piezoelectric element, and the ultrasonic stage, but can be driven by another configuration.
  • a crystal oscillator 210 constitutes a source oscillation of a circuit for counting time.
  • the IC 2 1 2 includes a frequency divider 2 14, a modified pulse comparator 2 16, a supersonic wave motor drive circuit 4 6 8, a waveform corrector 3 3 2, and a detection signal divider 3 3 4 and are included.
  • the frequency divider circuit 214 receives an output signal output by the oscillation of the crystal oscillator 210, divides the output signal, and outputs a time-related signal (see (2) in FIG. 8).
  • the waveform correction circuit 332 corrects the waveform of the detection signal output from the rate detection unit.
  • the detection signal dividing circuit 333 divides the frequency of the corrected detection signal output from the waveform correcting circuit 332.
  • the corrected pulse comparison circuit 2 16 is connected to the divided signal output from the frequency divider 2 (See (2)) and the divided detection signal output by the detection signal divider circuit 3 3 4 (see FIG. 8).
  • the ultrasonic motor driving circuit 468 converts the ultrasonic motor driving signal for driving the ultrasonic motor 430 based on the signal output from the correction pulse comparison circuit 216 into an ultrasonic motor driving signal. Output to 4 3 0.
  • the battery 220 constitutes a power supply for operating the IC 212.
  • the crystal oscillator 210, the frequency divider circuit 214 in the IC 212, and the battery 220 constitute a time counting unit for counting time.
  • the wheel train 224 is rotated by using the mainspring 222 as a power source.
  • the minute hand 226 displays “minute”
  • the hour hand 228 displays "hour”.
  • the minute hand 2 2 6 is fixed to the center wheel & pinion 1 2 4.
  • the second wheel 1 2 4 is configured to make one revolution per hour.
  • the escape wheel 1 330 rotates.
  • the ankle 144 controls the rotation of the escape wheel 130 based on the operation of the balance 140.
  • Ankle detection piezoelectric element 336 is fixed to first pin 102 d of main plate 102. Therefore, the pallet support portion 142 d is configured to contact the pallet detecting piezoelectric element 336. At the moment when the pallet 1 4 2 d hits the pallet detecting piezoelectric element 3 36, the pallet detecting piezoelectric element 3 36 generates a voltage.
  • the pallet detecting piezoelectric element 336 forms a rate detecting unit 330 for detecting the rotational operation state of the wheel train. Then, when the pallet supporter 142 d hits the pallet detecting piezoelectric element 336, the detection signal is input to the IC 212. Since the balance 140 vibrates at 3 Hertz, the rate detecting section 330 outputs a detection signal at 3 Hertz.
  • the waveform correction circuit 332 is configured to receive the detection signal output by the pallet detecting piezoelectric element 336, shape the waveform thereof, and output the correction signal to the detection signal dividing circuit 3334. You.
  • the detection signal dividing circuit 3 3 4 is configured to divide the correction signal and to output the corrected divided signal to the correction pulse comparing circuit 2 16.
  • the modified pulse comparison circuit 2 16 is configured to compare the one-hour period measured by the escapement / speed governor with the one-hour period measured by the IC 212. .
  • the rate detection section 330 includes the escape wheel 130, the ankle 144, and the balance 140 by the pallet abutting part 142d hitting the piezoelectric element 336 for ankle detection.
  • ⁇ Outputs a 1-hour period detection signal measured by the governor to IC212. That is, the rate detecting section 330 includes the pallet support section 142 d and the pallet detecting piezoelectric element 336.
  • the frequency dividing circuit 2 14 divides an output signal of 3 278 Hz output by the oscillation of the crystal oscillator 210.
  • a 1-hour frequency-divided signal is output to the modified pulse comparison circuit 216.
  • the corrected pulse comparison circuit 2 16 detects the one-hour period detected by the escapement / speed governor (see (1) in Figure 8) and the one-hour period obtained by dividing the frequency by the frequency divider 2 14 It is configured to compare the divided signal (see (1) in FIG. 8) with the divided signal and count the difference (see (3) in FIG. 8). This difference is the time to be corrected by adjusting the rate in the mechanical timepiece of the present invention.
  • the ultrasonic motor driving circuit 468 outputs a driving signal to the ultrasonic motor 430 based on the signal corresponding to the difference output from the corrected pulse comparing circuit 216. It is configured as follows.
  • the modified pulse comparison circuit 2 16, the ultrasonic motor driving circuit 4 68, the ultrasonic motor 4 330, and the slow / fast needle 4 20 are used for controlling the operation of the balance 14.
  • a rate adjusting unit is configured.
  • the rate adjusting unit is configured to control the operation of the train wheel 224 in a cycle from once an hour to once a day.
  • the rate of the mechanical timepiece can be adjusted so as to correspond to the difference shown in (3) of FIG.
  • the waveform correcting circuit 332 becomes the pallet detecting device.
  • the detection signal output from the piezoelectric element 336 is input, the waveform is shaped, and the corrected signal is output to the detection signal dividing circuit 334.
  • the waveform correction circuit 33 2 receives the detection signal counted by the uncle detection signal counting section, shapes the waveform, and converts the correction signal as shown in (10) of FIG. Output to 4.
  • the detection signal dividing circuit 3 3 4 divides the corrected signal output from the waveform correcting circuit 3 3 by 1800 times and corrects the corrected divided signal as shown in (1) of Fig. 8. Pulse comparison Output to circuit 2 16.
  • the corrected pulse comparison circuit 2 16 calculates the corrected frequency-divided signal output from the corrected pulse comparison circuit 2 16 and the frequency-divided signal output from the frequency divider 2 14 4 And compare the differences.
  • the timing at which the ankle tip 14 2 d hits the pallet detecting piezoelectric element 3 36 can be determined.
  • the timing of stopping the uncle 14 2 is known. Therefore, the rotation direction in which the balance with hairspring 140 is rotating can be detected from the timing at which the pallet fork 140 stops.
  • the detection signal dividing circuit 3 3 4 divides the correction signal by 1800 times and outputs the corrected divided signal to the correction pulse comparison circuit 2 16.
  • the corrected pulse comparison circuit 2 16 compares the one-hour cycle measured by the escapement / speed governor with the one-hour cycle measured by the IC 2 12 to determine whether the watch rate has advanced, or Or, determine if the rate of the clock is slow.
  • the ultrasonic motor drive circuit 4 6 8 rotates the ultrasonic mouth 4 4 4 4 clockwise (forward rotation, clockwise direction). Counterclockwise), then rotate the slow / fast needle 4 20 counterclockwise (reverse rotation, counterclockwise rotation) to delay the clock rate.
  • the ultrasonic motor drive circuit 4 68 rotates the ultrasonic mouth 4 4 4 counterclockwise ( (Rotate in the reverse direction), then rotate the slow / fast hand 4 20 clockwise (forward) to increase the clock rate.
  • the ultrasonic motor driving circuit 4 6 8 rotates the ultrasonic opening 4 3 4 in the direction of rotation and the value of the rotation angle in advance by a mechanical clock.
  • the relationship between the rate of movement and the position of the slow / fast needle 420 is determined by experiment and stored in the corrected pulse comparison circuit 216.
  • the corrected pulse comparison circuit 2 16, the ultrasonic motor drive circuit 4 6 8, the ultrasonic motor 4 3 0, and the slow / fast needle 4 2 0 control the operation of the balance 14.
  • the rate adjusting unit is configured to control the operation of the balance with hairspring 140 in a cycle between once an hour and once a day.
  • the rate of a mechanical timepiece can be adjusted with high accuracy.
  • the speed-reducing needle 5 20 is rotatably attached to the balance with hairspring 166.
  • the center of rotation of the needle 52 0 is the same as the center of rotation of the balance 140.
  • the slow / fast needle 5 20 includes a slow / fast needle body 5 2 2, a slow / fast needle gear 5 2 4, a beard receiver 5 2 6, and a beard bar 5 2 8.
  • a hole provided at the center of rotation of the needle 52 is rotatably fitted to the outer periphery of the upper bearing of the balance 140.
  • the gradual needle gear 5 2 4 is a toothless gear provided on the outer peripheral portion of the gradual needle body 5 2 2 (a gear having a configuration in which a gear is provided only in a part of the outer peripheral portion instead of having a gear all around the outer peripheral portion. And Fig. 12).
  • a portion near the outer periphery of the hairspring 140c is supported between the beard holder 526 and the beard bar 528. Therefore, the effective length of the hairspring 140c is determined by rotating the needle 520 to determine the positions of the whiskers 526 and the whiskers 528. When the effective length of the hairspring 140c is determined, the rotation period of the balance 140 is determined, and the rate of the mechanical watch is determined.
  • Stepmo 530 is attached to the main plate 102.
  • the Stepmo 530 includes a Step 532, a mouth 534, and a coil block 536. Mouth—Evening 5 3 4 k is formed integrally with Lo Yu 5 3 4.
  • a low-rise vehicle 540 is rotatably incorporated into the main plate 102.
  • the word-of-mouth communication wheel 540 includes a word-of-mouth communication gear 542 and a word-of-mouth communication pinion 544.
  • Low evening gear 5 4 2 meshes with low evening kana 5 3 4 k.
  • Low evening kana 5 4 4 engages with the slow-and-fast-tooth gear 5 2 4.
  • the IC 572 receives the output signal output by the oscillation of the crystal oscillator 210, divides the signal, and outputs a time-related signal.
  • Corrected pulse comparison circuit 576 for comparison, step-mode drive circuit 568 for outputting a drive signal for driving step mode 530, and waveform for correcting the waveform of the detection signal It includes a correction circuit 332 and a detection signal division circuit 334 for dividing the detection signal.
  • Battery 220 constitutes a power source for operating IC572.
  • the crystal oscillator 210, the frequency divider circuit 574 in the IC 572, and the battery 220 constitute a time counting unit for counting time.
  • the stepmo-pumper driving circuit 568 rotates the mouth 5354 leftward (reverse rotation), 4 Turn the 0 counterclockwise (reverse rotation) to slow down the watch.
  • the stepper drive circuit 5568 rotates the mouth 5354 clockwise (forward rotation). ), And turn the slow / fast hand 4 20 clockwise (forward rotation) to advance the clock rate.
  • the stepping motor drive circuit 586 rotates the rotator 534.
  • the relationship between the positions of 20 is obtained by experiment and stored in the modified pulse comparison circuit 576.
  • a rate adjusting section 550 for adjusting the rate of the mechanical timepiece by controlling the operation of 140 is configured.
  • the rate adjusting section 550 is configured to control the operation of the balance with hairspring 140 in a cycle from once an hour to once a day.
  • a step watch The configuration of the evening drive circuit 568 is simpler than that of the above-mentioned ultrasonic motor drive circuit 468, and the structure of the step motor 530 is the same as that of the above-mentioned ultrasound motor 430. It is simpler than the configuration.
  • circuits for performing various functions may be configured in the IC, and the IC is a PLA-IC incorporating programs for performing various operations. There may be.
  • an external element such as a resistor, a capacitor, a coil, a diode, and a transistor can be used together with the IC as required.
  • the mechanical timepiece of the present invention is suitable for producing a high-precision mechanical timepiece.
  • the rate of rotation can be accurately adjusted by changing the oscillation period of the balance with hairspring by rotating the slow / fast hand by rotation of the motor.

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Description

明 細 緩急針作動機構付き機械式時計
〔技術分野〕
本発明は、 高い精度で時刻を表示することができる機械式時計に関する。 本発明は、 特に 時計の歩度を調整するために緩急針を作動させることができ る機構を備えた緩急針回転機構付き機械式時計に関する。
〔背景技術〕
( 1 )従来の機械式時計の構成
従来の機械式時計において、 図 1 4及び図 1 5に示すように、 機械式時計のム —ブメント （機械体） 1 1 0 0は、 ム一ブメントの基板を構成する地板 1 1 0 2 を有する。卷真 1 1 1 0が、 地板 1 1 0 2の卷真案内穴 1 1 0 2 aに回転可能に 組み込まれる。 文字板 1 1 0 4 (図 1 5に仮想線で示す） がムーブメント 1 1 0 0に取付けられる。
一般に、 地板の両側のうちで、 文字板のある方の側をムーブメントの 「裏側」 と称し、 文字板のある方の側と反対側をムーブメントの 「表側」 と称する。 ムー ブメントの 「表側」 に組み込まれる輪列を 「表輪列」 と称し、 ムーブメントの 「裏側」 に組み込まれる輪列を 「裏輪列」 と称する。
おしどり 1 1 9 0、 かんぬき 1 1 9 2、 かんぬきばね 1 1 9 4、 裏押さえ 1 1 9 6を含む切換装置により、 卷真 1 1 1 0の軸線方向の位置を決める。 きち車 1 1 1 2が卷真 1 1 1 0の案内軸部に回転可能に設けられる。卷真 1 1 1 0が、 回転軸線方向に沿ってム一プメントの内側に一番近い方の第 1の巻真位置 （ 0段 目） にある状態で卷真 1110を回転させると、 つづみ車の回転を介してきち車 1112が回転する。 丸穴車 1114が、 きち車 1112の回転により回転する。 角穴車 1116が、 丸穴車 1114の回転により回転する。 角穴車 1116が回 転することにより、 香箱車 1120に収容されたぜんまい 1122を卷き上げる。 二番車 1124が、 香箱車 1120の回転により回転する。 がんぎ車 1130が、 四番車 1128、 三番車 1126、 二番車 1124の回転を介して回転する。 香 箱車 1120、 二番車 1124、 三番車 1126、 四番車 1128は表輪列を構 成す 。
表輪列の回転を制御するための脱進 ·調速装置は、 てんぷ 1140と、 がんぎ 車 1130と、 アンクル 1142とを含む。 てんぷ 1140は、 てん真 1140 aと、 てん輪 1 14 Obと、 ひげぜんまい 1140 cとを含む。 二番車 1124 の回転に基づいて、 筒かな 1150が同時に回転する。 筒かな 1150に取付け られた分針 1152が「分」 を表示する。 筒かな 1150には、 二番車 1124 に対するスリップ機構が設けられる。 筒かな 1150の回転に基づいて、 日の裏 車の回転を介して、 筒車 1154が回転する。 筒車 1154に取付けられた時針 1 156が「時」 を表示する。
香箱車 1120は、 地板 1102及び香箱受 1160に対して回転可能なよう に支持される。 二番車 1124、 三番車 1126、 四番車 1128、 がんぎ車 1 130は、 地板 1102及び輪列受 1 162に対して回転可能なように支持され る。 アンクル 1 142は、 地板 1102及びアンクル受 1 164に対して回転可 能なように支持される。 てんぷ 1140は、 地板 1102及びてんぷ受 1166 に対して回転可能なように支持される。
ひげぜんまい 1140 cは、 複数の卷き数をもったうずまき状 （螺旋状） の形 態の薄板ばねである。 ひげぜんまい 1140 cの内端部は、 てん真 1140 aに 固定されたひげ玉 1 140 dに固定され、 ひげぜんまい 1 140 cの外端部は、 てんぷ受 1166に固定されたひげ持受 1 170に取り付けたひげ持 1 170 a を介してねじ締めにより固定される。
緩急針 1168が、 てんぷ受 1 166に回転可能に取付けられている。 ひげ受 1 168 aとひげ棒 1 168bが、 緩急針 1 168に取付けられている。 ひげせ んまい 1140 cの外端部に近い部分は、 ひげ受 1 168 aとひげ棒 1 168b との間に位置する。
( 2 )機械式時計の歩度
一般的に、 従来の代表的な機械式時計では、 図 16に示すように、 ぜんまいを 完全に卷き上げた状態 （全巻き状態） からぜんまいが卷き戻されて持続時間が経 過するにつれて、 ぜんまいトルクは減少する。例えば、 図 16の場合では、 ぜん まいトルクは、 全巻き状態で約 27 g · cmであり、 全卷き状態から 20時間経 過すると約 23 g， cmになり、 全巻き状態から 40時間経過する約 18 g · c mになる。
一般的に、 従来の代表的な機械式時計では、 図 17に示すように、 ぜんまいト ルクが減少すると、 てんぷの振り角も減少する。例えば、 図 17の場合では、 ぜ んまいトルクが 25〜28 g ' cmのとき、 てんぷの振り角は約 240〜270 度であり、 ぜんまいトルクが 20〜25 g · cmのとき、 てんぷの振り角は約 1 80〜240度である。
図 18を参照すると、 従来の代表的な機械式時計におけるてんぷの振り角に対 する瞬間歩度 （時計の精度を示す数値） の推移が示されている。 ここで、 「瞬間 歩度」又は「歩度」 とは、 「歩度を測定したときのてんぷの振り角等の状態や環 境を維持したまま、 機械式時計を 1日放置したと仮定したとき、 1日たつたとき の機械式時計の進み、 又は、 遅れを示す値」 をいう。 図 18の場合では、 てんぷ の振り角が 240度以上のとき、 或いは、 200度以下のとき、 瞬間歩度は遅れ る。
例えば、 従来の代表的な機械式時計では、 図 1 8に示すように、 てんぷの振り 角が約 2 0 0〜2 4 0度のとき、 瞬間歩度は約 0〜5秒、/日であるが （1日につ き約 0 ~ 5秒進み）、 てんぷの振り角が約 1 7 0度のとき、 瞬間歩度は約ー2 0 秒/日になる （ 1日につき約 2 0秒遅れる） 。
図 1 9を参照すると、 従来の代表的な機械式時計における全巻き状態からぜん まいを巻き戻したときの経過時間と瞬間歩度の推移が示されている。 ここで、 従 来の機械式時計において、 1日あたりの時計の進み、 或いは、 時計の遅れを示す 「歩度」 は、 図 1 9に示すぜんまいを全巻きからほどいた経過時間に対する瞬間 歩度の曲線を 2 4時間分にわたって積分することにより得られる。
一般的に、 従来の機械式時計では、 全巻き状態からぜんまいが巻き戻されて持 続時間が経過するにつれて、 ぜんまいトルクは減少し、 てんぷの振り角も減少す るので、 瞬間歩度は遅れる。 このために、 従来の機械式時計では、 持続時間が 2 4時間経過した後の時計の遅れを見込んで、 ぜんまいを全卷き状態にしたときの 瞬間歩度をあらかじめ進めておき、 1日あたりの時計の進み、 或いは、 時計の遅 れを示す「歩度」 がプラスになるように、 あらかじめ調整していた。
例えば、 従来の代表的な機械式時計では、 図 1 9に示すように、 全巻き状態で は、 瞬間歩度は約 3秒、/日であるが （1日につき約 3秒進む） 、 全巻き状態から 2 0時間経過すると瞬間歩度は約— 3秒/日になり （1日につき約 3秒遅れる） 、 全巻き状態から 2 4時間経過すると瞬間歩度は約— 8秒/日になり （ 1日につき 約 8秒遅れる） 、 全巻き状態から 3 0時間経過すると瞬間歩度は約一 1 6秒/日 になる （ 1曰につき約 1 6秒遅れる） 。
従来の機械式時計では、 右回転と左回転を交互に繰り返すてんぷと、 表輪列の 回転に基づいて回転するがんぎ車と、 てんぷの作動に基づいてがんぎ車の回転を 制御するアンクルとを含む脱進 ·調速装置が動作する精度により、 時計の精度が 決まっていた。
( 3 ) 発明が解決しょうとする課題
したがって、 時計の精度を高めるためには、 てんぷの作動の振動周期を大きく しなければならず、 このようなてんぷを含む脱進 ·調速装置を製造するのは困難 であった。
そのうえ、 従来の機械式時計では、 てんぷの作動め振動周期を大きくできる範 囲が限られており、 したがって、 時計の精度を良くすることができる範囲が限ら れるという課題があった。
したがって、 従来の機械式時計の精度は水晶式時計の精度より悪かった。 この ため、 従来の機械式時計の使用者は、 一定期間ごとに機械式時計の指示する時刻 を修正しなければならなかった。
( 4 ) 発明の目的
そこで、 本発明の目的は、 極めて精度がよい機械式時計を提供することにある。 また、 本発明の他の目的は、 長期間にわたって使用することができる高精度機 械式時計を提供することにある。
〔発明の開示〕
( 1 ) 本発明の機械式時計の構成
本発明の機械式時計は、 動力源を構成するぜんまいと、 ぜんまいが巻き戻され るときの回転力により回転する表輪列と、 表輪列の回転を制御するための脱進 · 調速装置とを有しており、 この脱進 ·調速装置は右回転と左回転を交互に繰り返 すてんぷと、 表輪列の回転に基づいて回転するがんぎ車と、 てんぷの作動に基づ いてがんぎ車の回転を制御するアンクルとを含み、 てんぷはひげぜんまいとてん 真とてん輪とを含むように構成されたムーブメントを備える。
本発明の機械式時計は、 更に 源振を構成する水晶振動子と、 水晶振動子の振 動により出力される出力信号を入力してその信号を分周して時刻に関する信号を 出力する分周部を含む I Cと、 I Cを動作させる電源とを有しており、 時刻を計 数するための時刻計数部と、 機械式時計の歩度を検出するための歩度検出部と、 時刻計数部が計数した計数信号および歩度検出部が検出した歩度を示す作動状態 信号に基づいて回転する緩急針を含む歩度調整部とを備える。 このように、 作動 状態信号に基づいて、 緩急針を回転させることによって、 てんぷの振動周期を変 えて、 機械式時計の歩度を正確に調整することができる。
本発明の機械式時計において、 電源は、 例えば、 銀電池、 リチウム電池などの —次電池である。 電源は、 太陽電池であってもよいし、 充電可能な二次電池であ つてもよいし、 充電可能なコンデンサであってもよい。 更に、 本発明の機械式時 計は、 自動卷発電部を備えてもよい。
本発明の機械式時計の歩度調整部は、 1時間に 1回から 1日に 1回の間の周期 で、 時計の歩度を調整するように構成するのが好ましい。
また、 本発明の機械式時計の歩度検出部は、 アンクルの動作を検出するために どてピンに設けられた検出用圧電素子と、 この検出用圧電素子が出力する検出信 号を計数する計数部とを含むのが好ましい。
また、 本発明の機械式時計の歩度調整部は、 超音波モ一夕の回転により回転す る緩急針を含むように構成するのが好ましい。 この構成により、 減速輪列を設け ることなく、 確実に緩急針を回転させることができ、 それによつて、 機械式時計 の歩度を正確に調整することができる。
また、 本発明の機械式時計の歩度調整部は、 ステップモ一夕の回転により減速 輪列を介して回転する緩急針を含むように構成してもよい。 この構成により、 簡 単な部品構造と回路構成で、 確実に緩急針を回転させることができ、 それによつ て、 機械式時計の歩度を正確に調整することができる。
( 2 ) 本発明の機械式時計の効果 通常のアナログ式水晶時計においては、 電池、 水晶、 I C、 モー夕、 輪列、 針 などが用いられる。 このようなアナログ式水晶時計では、 電池のもつエネルギー は、 水晶、 I Cを動作させて時刻を計測するとともに、 モー夕を回転させて時刻 を表示するのにも使用される。水晶、 I Cを動作させて時刻を計測するために使 用されるエネルギーとモー夕を回転させて時刻を表示するのに使用されるェネル ギ一の比率は約 3 ： 7程度である。 したがって、 アナログ式水晶時計において、 時刻を計測する機能だけを用いるならば、 同じ電池を使用した場合でも、 電池寿 命は 3倍以上に延びる。 通常のアナログ式水晶時計においては、 電池寿命は 2年 程度であるので、 本発明の機械式時計においては、 通常のアナログ式水晶時計と 同じ形状の電池を使用したとしても、 その電池を 6年以上使用することができる。 また、 通常の機械式時計は、 なんらの修理を行うことなしに約 5年使用するこ とができ、 もし、 使用開始から 5年後にオーバーホールを行えば、 更に 5年程度 使用することができる。 したがって、 通常の機械式時計は、 1回オーバ一ホール を行えば、 1 0年程度使用することができる。
したがって、 本発明の機械式時計においては、 通常のアナログ式水晶時計と同 様な電池、 水晶、 I Cを使用したとしても、 オーバ一ホールを行なう必要を生じ るときまで、 電池を交換する必要はない。 更に、 本発明の機械式時計において、 電池の容量を増大させ、 I Cの消費電力を減少させれば、 機械式構造の部分の寿 命がつきるまで、 電池を交換する必要がない時計を得ることができる。
また、 本発明の機械式時計においては、 時計は機械式構造により作動している ので、 電池の寿命が尽きたとしても時計が止まるおそれはなく、 時刻表示の精度 が、 電池の寿命が尽きる前より悪くなるだけである。
なお、 本発明の機械式時計において、 発電機構と充電可能な電源を搭載すれば、 電池の寿命が尽きるおそれはなくなる。 〔図面の簡単な説明〕
図 1は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 ムーブメントの表 側の概略形状を示す平面図である （図 1では、 一部の部品を省略し、 受部材は仮 想線で示している） 。
図 2は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 てんぷの作動を制 御する部分の概略形状を示す部分断面図である。
図 3は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 てんぷの作動を制 御する作用の概略を示すブロック図である。
図 4は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 超音波モ一夕の概 略形状を示す断面図である。
図 5は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 超音波モ一夕の駆 動回路の概略構成を回路図である。
図 6は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 超音波ステ一夕の 概略形状を示す平面図である。
図 7は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 超音波ステ一夕の 概略形状を示す断面図である。
図 8は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 輪列の作動を制御 する原理を示すタイムチャートである。
図 9は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 輪列の作動を検出 する部分の構成を示す概略部分平面図である。
図 1 0は、 本発明の機械式時計の第 2の実施の形態において、 輪列の作動を制 御する原理を示すタイムチャートである。
図 1 1は、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態において、 輪列の作動を制 御する部分の作用を示すフローチャートである。
図 1 2は、 本発明の機械式時計の第 2の実施の形態において、 ム一ブメントの 表側の概略形状を示す平面図である （図 1 2では、 一部の部品を省略し、 受部材 は仮想線で示している） 。
図 1 3は、 本発明の機械式時計の第 2の実施の形態において、 てんぷの作動を 制御する作用の概略を示すプロック図である。
図 1 4は、 従来の機械式時計のム一ブメントの表側の概略形状を示す平面図で ある （図 1 4では、 一部の部品を省略し、 受部材は仮想線で示している） 。 図 1 5は、 従来の機械式時計のムーブメントの概略部分断面図である （図 1 5 では、 一部の部品を省略している） 。
図 1 6は、 機械式時計において、 全巻から卷ほどいた経過時間とぜんまいトル クの関係を概略的に示すグラフである。
図 1 7は、 機械式時計において、 てんぷの振り角とぜんまいトルクの関係を概 略的に示すグラフである。
図 1 8は、 機械式時計において、 てんぷの振り角と瞬間歩度の関係を概略的に 示すグラフである。
図 1 9は、 機械式時計において、 全巻から巻ほどいた経過時間と瞬間歩度の関 係を概略的に示すグラフである。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下に、 本発明の機械式時計の実施の形態を図面に基づいて説明する。
( 1 ) 第 1の実施の形態の全体の構成
図 1および図 2を参照すると、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態におい て、 機械式時計のムープメント 4 0 0は、 ムープメントの基板を構成する地板 1 0 2を含む。 巻真 1 1 0が、 地板 1 0 2の卷真案内穴 1 0 2 aに回転可能に組み 込まれる。
文字板（図示せず） が、 本発明の機械式時計のム一ブメント 4 0 0に取付けら れる。 文字板には、 f列えば、 1 2時目盛と、 3時目盛と、 6時目盛と、 9時目盛 とが設けられる。
卷真 1 1 0は角部と案内軸部とを有する。 つづみ車 （図示せず） が卷真 1 1 0 の角部に組み込まれる。 つづみ車は卷真 1 1 0の回転軸線と同一の回転軸線を有 する。 すなわち、 つづみ車は角穴を有し、 この角穴が卷真 1 1 0の角部に嵌め合 うことにより、 巻真 1 1 0の回転に基づいて回転するように設けられている。 つ づみ車は甲歯と乙歯とを有する。 甲歯はムーブメントの中心に近い方のつづみ車 の端部に設けられる。 乙歯はムーブメントの外側に近い方のつづみ車の端部に設 けられる。
ムーブメント 4 0 0には、 卷真 1 1 0の軸線方向の位置を決めるための切換装 置が組み込まれる。 切換装置は、 おしどり 1 3 2と、 かんぬき 1 3 4と、 かんぬ きばね 1 3 6と、 裏押さえ 1 3 6とを含む。 おしどり 1 3 2の回転に基づいて卷 真 1 1 0の回転軸線方向の位置を決める。 かんぬき 1 3 4の回転に基づいてつづ み車の回転軸線方向の位置を決める。 おしどり 1 3 2の回転に基づいて、 かんぬ き 1 3 4は 2つの回転方向の位置に位置決めされる。
きち車 1 1 2が卷真 1 1 0の案内軸部に回転可能に組み込まれる。卷真 1 1 0 が、 回転軸線方向に沿ってムーブメント 4 0 0の内側に一番近い方の第 1の卷真 位置 （0段目） にある状態で卷真 1 1 0を回転させると、 つづみ車の回転を介し てきち車 1 1 2が回転するように構成される。 丸穴車 1 1 4が、 きち車 1 1 2の 回転により回転するように組み込まれる。角穴車 1 1 6が、 丸穴車 1 1 4の回転 により回転するように組み込まれる。
ム一プメント 4 0 0は、 香箱車 1 2 0に収容されたぜんまい （図示せず） を動 力源とする。 ぜんまいは鉄等のばね性を有する弾性材料で作られる。 角穴車 1 1 6が回転することにより、 ぜんまいを巻き上げることができるように構成される c 二番車 1 2 4が、 香箱車 1 2 0の回転により回転するように組み込まれる。 三 番車 1 2 6が、 二番車 1 2 4の回転に基づいて回転するように組み込まれる。 四 番車 1 2 8が、 三番車 1 2 6の回転に基づいて回転するように組み込まれる。 が んぎ車 1 3 0が、 四番車 1 2 8の回転に基づいて回転するように組み込まれる。 香箱車 1 2 0、 二番車 1 2 4、 三番車 1 2 6、 四番車 1 2 8は表輪列を構成する。 ( 2 ) 第 1の実施の形態の脱進 ·調速装置の構成
厶ーブメント 4 0 0には、 表輪列の回転を制御するための脱進 ·調速装置が組 み込まれる。 脱進 ·調速装置は、 一定の周期で右回転と左回転を繰り返すてんぷ 1 4 0と、 表輪列の回転に基づいて回転するがんぎ車 1 3 0と、 てんぷ 1 4 0の 作動に基づいてがんぎ車 1 3 0の回転を制御するアンクル 1 4 2とを含む。
がんぎ車 1 3 0、 アンクル 1 4 2、 てんぷ 1 4 0の基本的な作動原理は、 従来 の機械式時計のム一ブメントと同様である。
図 9を参照すると、 アンクル 1 4 2は、 がんぎ車 1 3 0と接触可能に設けられ た入爪石 1 4 2 aと、 がんぎ車 1 3 0と接触可能に設けられた出爪石 1 4 2 bと、 てんぷの振り石 （図示せず） が出入りするように設けられたアンクル剣先部分 1 4 2 cと、 アンクルさお部 1 4 2 dとを備える。
てんぷおよび振り石が左回り （反時計回り） に回転すると、 振り石はアンクル 剣先部分 1 4 2 cに入る。 すると、 振り石はアンクル 1 4 2を右回り （時計回 り） に回転させ、 入爪石 1 4 2 a側で停止解除させる。 すると、 がんぎ車 1 3 0 の口ヅキングコーナーが入爪石 1 4 2 aの衝撃面に移る。 がんぎ車 1 3 0の力に より、 入爪石 1 4 2 aの衝撃面を押し上げ、 アンクル 1 4 2を右回り （時計回 り） に回転させる。 すると、 アンクル剣先部分 1 4 2 cが振り石を押し、 振り石 を左回り （反時計回り） に回転させる。
衝撃が終わると、 がんぎ車 1 3 0の歯は入爪石 1 4 2 aから離れ、 がんぎ車 1 3 0は空転し、 がんぎ車 1 3 0は落下する。 がんぎ車 1 3 0の落下が終わると、 がんぎ車 1 3 0の他の歯が出爪石 1 4 2 bの停止面に当たり、 第一停止状態にな る。
第一停止状態が終わり、 振り石がアンクル剣先部分 1 4 2 cから離れると、 が んぎ車 1 3 0の力により、 アンクル 1 4 2は振り石を左回り （反時計回り） に回 転させる。 そして、 アンクルさお部 1 4 2 dは地板の第一どてピン 1 0 2 dに接 触して、 アンクル 1 4 2の回転は止まり、 第二停止状態になる。
そして、 てんぷ 1 4 0は左回り （反時計回り） に回転し、 自由振動をする。 次に、 てんぷ 1 4 0が最大振り角の位置に達すると、 てんぷ 1 4 0は右回り (時計回り） に回転して、 振り石も右回り （時計回り） に回転する。
すると、 振り石はアンクル剣先部分 1 4 2 cに接触し、 アンクル 1 4 2は左回 り （反時計回り） に回転する。 すると、 出爪石 1 4 2 b側で停止解除され、 入爪 石 1 4 2 a側で、 出爪石 1 4 2 bと同様の作動が繰り返される。
( 3 ) 第 1の実施の形態の輪列の構成
再び、 図 1および図 2を参照すると、 二番車 1 2 4の回転に基づいて、 筒かな (図示せず） が同時に回転する。 筒かなに取付けられた分針 （図示せず） が 「分」 を表示するように構成される。 筒かなには、 二番車 1 2 4に対して所定の スリップトルクを有するスリップ機構が設けられる。
筒かなの回転に基づいて、 日の裏車 （図示せず） が回転する。 日の裏車の回転 に基づいて、 筒車 （図示せず） が回転する。 筒車に取付けられた時針 （図示せ ず） が「時」 を表示するように構成される。
香箱車 1 2 0は、 ±也板 1 0 2及び香箱受 1 6 0に対して回転可能なように支持 される。 二番車 1 2 4、 三番車 1 2 6、 四番車 1 2 8、 がんぎ車 1 3 0は、 地板 1 0 2及び輪列受 1 6 2に対して回転可能なように支持される。 アンクル 1 4 2 は、 地板 1 0 2及びアンクル受 1 6 4に対して回転可能なように支持される。 ( 4 )第 1の実施の形態のてんぷの構成
てんぷ 1 4 0は、 地板 1 0 2及びてんぷ受 1 6 6に対して回転可能なように支 持される。 すなわち、 てん真 1 4 0 aの上ほそは、 てんぷ受 1 6 6に固定された てんぷ上軸受に対して回転可能なように支持される。 てんぷ上軸受は、 てんぷ上 穴石及びてんぷ上受石を含む。 てんぷ上穴石及びてんぷ上受石は、 ルビーなどの 絶縁材料で作られる。 てんぷ 1 4 0は、 てん真 1 4 0 aと、 てん輪 1 4 O bと、 ひげぜんまい 1 4 0 cとを含む。
てん真 1 4 0 aの下ほそは、 地板 1 0 2に固定されたてんぷ下軸受に対して回 転可能なように支持される。 てんぷ下軸受は、 てんぷ下穴石及びてんぷ下受石を 含む。 てんぷ下穴石及びてんぷ下受石は、 ルビーなどの絶縁材料で作られる。 ひげぜんまい 1 4 0 cは、 複数の卷き数をもったうずまき状 （螺旋状） の形態 の薄板ばねである。 ひげぜんまい 1 4 0 cの内端部は、 てん真 1 4 0 aに固定さ れたひげ玉に固定され、 ひげぜんまい 1 4 0 cの外端部は、 てんぷ受 1 6 6に回 転可能に固定されたひげ持受 1 6 6 aに取り付けられたひげ持を介してねじで固 定される。 てんぷ受 1 6 6は黄銅等の金属の導電材料で作られる。 ひげ持受 1 6 6 aは、 鉄等の金属の導電材料で作られる。
ひげぜんまい 1 4 0 cは、 てんぷ 1 4 0の回転する回転角度の応じて、 ひげせ んまい 1 4 0 cの半径方向に伸縮する。例えば、 図 1に示す状態では、 てんぷ 1 4 0が時計回り方向に回転すると、 ひげぜんまい 1 4 0 cはてんぷ 1 4 0の中心 に向かう方向に収縮し、 これに対して、 てんぷ 1 4 0が反時計回り方向に回転す ると、 ひげぜんまい 1 4 0 cはてんぷ 1 4 0の中心から遠ざかる方向に拡張する。 ひげぜんまい 1 4 0 cは、 「エリンバ一」等のばね性を有する弾性材料で作ら れる。 すなわち、 ひげぜんまい 1 4 0 cは、 金属の導電材料で作られる。
( 5 )第 1の実施の形態の緩急針の構成と作用
緩急針 4 2 0がてんぷ受 1 6 6に回転可能に取り付けられる。 緩急針 4 2 0の 回転中心はてんぷ 1 4◦の回転中心と同じである。 緩急針 4 2 0は、 緩急針体 4 2 2と、 緩急針歯車 4 2 4と、 ひげ受 4 2 6と、 ひげ棒 4 2 8とを含む。 緩急針 体 4 2 2の回転中心に設けられた穴がてんぷ 1 4 0の上軸受の外周に回転可能に 嵌め込まれる。 緩急針歯車 4 2 4は、 緩急針体 4 2 2の外周部に設けられた欠け 歯歯車 （外周部分の全周に歯車が有るのでなく、 外周部分の一部分のみに歯車が 有る構成の歯車、 図 1参照） である。
ひげぜんまい 1 4 0 cの外周に近い部分は、 ひげ受 4 2 6とひげ棒 4 2 8との 間に支持される。 したがって、 緩急針 4 2 0を回転させてひげ受 4 2 6とひげ棒 4 2 8の位置を決めることにより、 ひげぜんまい 1 4 0 cの有効長さが定まる。 そして、 ひげぜんまい 1 4 0 cの有効長さが定まれば、 てんぷ 1 4 0の回転の周 期が定まり、 機械式時計の歩度が決まる。
( 6 ) 第 1の実施の形態の超音波モー夕の構成と作用
次に、 超音波モー夕の構成と作用について説明する。
超音波モー夕 4 1 0が地板 1 0 2に取り付けられる。 例えば、 超音波モ一夕 4 1 0の外周部が地板 1 0 2の超音波モ一夕組込穴に嵌め込まれる。
図 2および図 4を参照すると、 超音波モー夕 4 3 0は、 ハウジング 4 3 2と、 超音波口一夕 4 3 4と、 超音波モー夕かな 4 3 6と、 超音波モー夕ばね 4 3 8と を備える。超音波ステ一夕 4 4 2が超音波ステ一夕軸 4 4 4に固定される。超音 波ステ一夕軸.4 4 4はハウジング 4 3 2に固定される。超音波モ一夕かな 4 3 6 は超音波ロー夕 4 3 4と一体に形成される。 したがって、 超音波口一夕 4 3 4が 回転することにより、 超音波モ一夕かな 4 3 6が回転する。緩急針歯車 4 2 4は 超音波モー夕かな 4 3 6とかみ合っている。 したがって、 超音波ロー夕 4 3 4お よび超音波モー夕かな 4 3 6が回転することにより、 緩急針歯車 4 2 4が回転す る。
超音波ステ一夕 4 4 2の変位を拡大し、 超音波ステ一夕 4 4 2から超音波口一 夕 4 3 4へ駆動力を伝達するための突起 （くし歯） 8 1 7が、 超音波ステ一夕 4 4 2の表面上に複数設けられる。 超音波モー夕ばね 4 3 8の弾性力により、 超音 波口一夕 4 3 4は超音波ステ一夕 4 4 2の突起（くし歯） 8 1 7に押し付けられ る
図 4および図 5を参照すると、 超音波モ一夕 4 3 0の振動体を構成する超音波 ステ一夕 4 4 2の一方の面には、 複数の電極からなる 2組の電極群 8 0 3 a、 8 0 3 bが形成された圧電素子 8 0 2が接着されている。 発振駆動回路 8 2 5が圧 電素子 8 0 2の電極群 8 0 3 a, 8 0 3 bに接続される。 インバ一夕 8 1 2が、 圧電素子 8 0 2の電極群 8 0 3 a、 8 0 3 bが形成された一方の面と、 他方の面 に形成された電極 8 0 3 c又は超音波ステ一夕 4 4 2より、 励振情報である電気 的信号を反転増幅するための反転電力増幅器の役割を果たす。 抵抗 8 1 3はイン バー夕 8 1 2に並列に接続され、 ィンバ一夕 8 1 2の動作点を安定化させる。 ィンバ一夕 8 1 2の出力端子は抵抗 8 1 4を介して 2組のバッファ 8 1 1 a, 8 1 1 bの入力端子に接続されている。 2つのバッファ 8 1 1 a、 8 l i bの出 力端子の各々は、 圧電素子 8 0 2の電極群 8 0 3 a、 8 0 3 bにそれぞれ接続さ れる。 コンデンサ 8 1 5は一端がインバー夕 8 1 2の入力端子に接続され、 コン デンサ 8 1 6は一端が、 抵抗 8 1 4を介してィンバ一タ 8 1 2の出力端子に接続 される。 コンデンサ 8 1 5、 8 1 6は、 他端が接地され、 発振駆動回路 8 2 5内 の位相調整を行う。
ィンバ一夕 8 1 2及びバッファ 8 1 1 a、 8 1 1 bはそれそれ、 入力端子及び 出力端子とともに制御端子も有しており、 この制御端子に入力される信号次第で、 出力端子を高ィンピーダンスの状態にすることができるトライ ·ステート構成の ィンバ一夕及びバッファである。
正逆転信号発生手段 8 2 0が、 超音波モー夕 4 3 0の超音波口一夕 4 3 4の回 転方向を設定するための正逆転信号を切換回路 8 2 6に出力する。切換回路 8 2 6の出力端子は、 発振駆動回路 8 2 5のトライ 'ステート 'バッファ 8 1 1 a、 8 1 1 b及びトライ 'ステート ·ィンバ一夕 8 1 2の制御端子にそれそれ接続さ れ、 正逆転信号発生手段 8 2 0の出力する出力信号に基づいて、 トライ ·ステー ト ·バッファ 8 1 l a、 8 1 1 bの一方を通常のバッファとして機能させ、 他方 のバッファの出力端子を高ィンピーダンス状態としてデイスエーブルにする。 超音波ステ一夕 4 4 2は、 切換回路 8 2 6の出力信号により選択された通常の バッファとして機能するトライ 'ステート ·ノ ヅファによって駆動される。超音 波ステ一夕 4 2 2は、 切換回路 8 2 6によって通常のバッファとしての機能を許 されたトライ 'ステート ·バッファのみによって駆動され、 切換回路 8 2 6によ り通常のバッファとしての機能を許されたトライ 'ステート 'バッファが交換さ れると、 超音波モ一夕 4 3 0の超音波ロー夕 4 3 4の回転方向が逆転する。 正逆転信号発生手段 8 2 0からの出力に基づいて出力される切換回路 8 2 6か らの出力信号により、 トライ 'ステート ·インバー夕は出力端子を高インピーダ ンスの状態にすることができ、 トライ ·ステート ·インバー夕がディスェ一プル になるとき、 トライ ·ステート ·バッファ 8 1 1 a、 8 l i bが両方ともデイス エーブルになり、 超音波モ一夕 4 3 0の超音波ロー夕 4 3 4の回転を停止させる ことができる。
図 6及び図 7を参照すると、 円板形状の超音波ステ一夕 4 4 2の一方の平面に 円板形状の圧電素子 8 0 2が接着又は薄膜形成方法等により接合される。 超音波 ステ一夕 4 4 2の周方向に 2波長の振動波 （例えば、 定在波） を励振させ、 超音 波口一夕 4 3 4を回転駆動させる。圧電素子 8 0 2は、 その一方の平面に、 周方 向に波数に対して 4倍であるところの 8分割した電極を 1つおきに、 第 1の電極 群 8 0 3 a及び第 2の電極群 8 0 3 bとなるように形成し、 図 6及び図 7に示す ように、 分極処理 （+ ) 及び （一） が施してある。
第 1の電極群 8 0 3 aは電極 a 1、 a 2、 a 3、 a 4で構成され、 各電極は第 1の結線手段 8 1 4 aで短絡される。 第 2の電極群 8 0 3 bは電極 b 1、 b 2、 b 3、 b 4で構成され、 各電極は第 2の結線手段 8 1 4 bで短絡される。 図 6及び図 7の中の （+ ) 、 （―） は分極処理の方向を示し、 それそれ圧電素 子 8 0 2の超音波ステ一夕 4 4 2との接合面側に対して、 正の電界、 負の電界を 印加して分極処理したものである。
超音波ステ一夕 4 4 2の変位を拡大し、 超音波ステ一夕 4 4 2から超音波口一 夕 4 3 4へ駆動力を伝達するための突起（くし歯） 8 1 7は、 超音波ステ一夕 4 4 2の表面上に、 各電極の境界付近で 1つおきに設けられる。
発振駆動回路 8 2 5が発生する高周波電圧を電極群 8 0 3 a又は 8 0 3 bのど ちらか一方に印加して超音波ステ一夕 4 4 2を駆動する。超音波モ一夕 4 3 0の 超音波口一夕 4 3 4の回転方向は、 超音波ステ一夕 4 4 2がどちらの電極群で駆 動されるかによって切換えられる。
本発明に用いられる超音波モ一夕は、 上記の駆動回路、 圧電素子及び超音波ス テ一夕の構成により駆動するのが好ましいけれども、 他の構成により駆動させる こともできる。
( 7 ) 第 1の実施の形態の時刻計数部の構成と作用
次に、 本発明の機械式時計の時刻計数部の構成と作用について説明する。 図 3を参照すると、 水晶振動子 2 1 0が時刻を計数するための回路の源振を構 成する。 I C 2 1 2は、 分周回路 2 1 4と、 修正パルス比較回路 2 1 6と、 超音 波モー夕駆動回路 4 6 8と、 波形修正回路 3 3 2と、 検出信号分周回路 3 3 4と を含む。
分周回路 2 1 4は、 水晶振動子 2 1 0の振動により出力される出力信号を入力 してその信号を分周して時刻に関する信号を出力する （図 8の （2 ) 参照） 。 波 形修正回路 3 3 2は、 歩度検出部が出力する検出信号の波形を修正する。検出信 号分周回路 3 3 4は、 波形修正回路 3 3 2が出力する修正された検出信号を分周 する。
修正パルス比較回路 2 1 6は、 分周回路 2 1 4が出力する分周信号 （図 8の ( 2 ) 参照） と検出信号分周回路 3 3 4が出力する分周された検出信号 （図 8の
( 1 ) 参照） とを比較する。超音波モー夕駆動回路 4 6 8は、 修正パルス比較回 路 2 1 6が出力する信号に基づいて、 超音波モー夕 4 3 0を駆動させるための超 音波モー夕駆動信号を超音波モー夕 4 3 0に出力する。
電池 2 2 0が I C 2 1 2を動作させるための電源を構成する。水晶振動子 2 1 0と、 I C 2 1 2内の分周回路 2 1 4と、 電池 2 2 0とは、 時刻を計数するため の時刻計数部を構成する。
( 8 ) 第 1の実施の形態の歩度検出部の構成と作用
次に、 本発明の機械式時計の歩度検出部の構成と作用について説明する。
次に、 図 1、 図 2、 図 3、 図 9を参照すると、 ぜんまい 2 2 2を動力源として、 輪列 2 2 4が回 する。輪列 2 2 4の回転により、 分針 2 2 6が「分」 を表示し、 時針 2 2 8が「時」 を表示するように構成される。 分針 2 2 6は、 二番車 1 2 4 に固定される。 二番車 1 2 4は、 1時間に 1回転するように構成される。 輪列 2 2 4が回転することにより、 がんぎ車 1 3 0が回転する。 アンクル 1 4 2は、 て んぷ 1 4 0の作動に基づいてがんぎ車 1 3 0の回転を制御する。
アンクル検出用圧電素子 3 3 6が、 地板 1 0 2の第一どてピン 1 0 2 dに固定 される。 したがって、 アンクルさお部 1 4 2 dはアンクル検出用圧電素子 3 3 6 に接触するように構成される。 アンクルさお部 1 4 2 dがアンクル検出用圧電素 子 3 3 6に当たった瞬間に、 アンクル検出用圧電素子 3 3 6は電圧を発生する
(図 1 0の （4 ) 参照） 。
アンクル検出用圧電素子 3 3 6は輪列の回転作動状態を検出するための歩度検 出部 3 3 0を構成する。 そして、 アンクルさお部 1 4 2 dがアンクル検出用圧電 素子 3 3 6に当たると、 検出信号が I C 2 1 2に入るように構成される。 てんぷ 1 4 0は 3ヘルツで振動するので、 歩度検出部 3 3 0は 3ヘルヅで検出信号を出 力する。 波形修正回路 3 3 2は、 アンクル検出用圧電素子 3 3 6が出力する検出信号を 入力し、 その波形を整形して、 修正信号を検出信号分周回路 3 3 4に出力するよ うに構成される。
検出信号分周回路 3 3 4は修正信号を分周して、 修正分周信号を修正パルス比 較回路 2 1 6に出力するように構成される。
図 3を参照すると、 修正パルス比較回路 2 1 6は、 脱進 ·調速装置が計測する 1時間の周期と、 I C 2 1 2が計測する 1時間の周期とを比較するように構成さ れる。
歩度検出部 3 3 0は、 アンクルさお部 1 4 2 dがアンクル検出用圧電素子 3 3 6に当たることにより、 がんぎ車 1 3 0、 アンクル 1 4 2、 てんぷ 1 4 0を含む 脱進 ·調速装置が計測する 1時間の周期の検出信号を I C 2 1 2に出力する。 すなわち、 歩度検出部 3 3 0は、 アンクルさお部 1 4 2 dとアンクル検出用圧 電素子 3 3 6を含む。
( 9 ) 第 1の実施の形態の歩度調整部の構成と作用
次に 本発明の機械式時計の歩度調整部の構成と作用について説明する。 更に、 図 1、 図 2、 図 3、 図 9を参照すると、 分周回路 2 1 4は、 水晶振動子 2 1 0の振動により出力される 3 2 7 6 8ヘルツの出力信号を分周して、 1時間 の周期の分周信号を修正パルス比較回路 2 1 6に出力するように構成される。 修正パルス比較回路 2 1 6は、 脱進 ·調速装置が計測する 1時間の周期の検出 信号 （図 8の （1 ) 参照） と、 分周回路 2 1 4が分周した 1時間の周期の分周信 号 （図 8の （1 ) 参照） とを比較して、 その差分 （図 8の （3 )参照） を計数す るように構成される。 この差分は、 本発明の機械式時計において、 歩度を調整し て修正すべき時間である。
そして、 超音波モー夕駆動回路 4 6 8は、 修正パルス比較回路 2 1 6が出力す る差分に対応する信号に基づいて、 超音波モータ 4 3 0に駆動信号を出力するよ うに構成される。
したがって、 修正パルス比較回路 2 1 6と、 超音波モー夕駆動回路 4 6 8と、 超音波モー夕 4 3 0と、 緩急針 4 2 0とは、 てんぷ 1 4 0の作動を制御するため の歩度調整部を構成する。 そして、 この歩度調整部は、 1時間に 1回から 1日に 1回の間の周期で、 輪列 2 2 4の作動を制御するように構成される。
このように構成することにより、 超音波モー夕 4 3 0を駆動させることにより、 図 8の （3 ) に示す差分に対応するように、 機械式時計の歩度を調整することが できる。
すなわち、 図 3および図 9を参照すると、 アンクルさお部 1 4 2 dがアンクル 検出用圧電素子 3 3 6に当たることによりアンクルの接触を検出すると、 波形修 正回路 3 3 2は、 アンクル検出用圧電素子 3 3 6が出力する検出信号を入力し、 その波形を整形して、 修正信号を検出信号分周回路 3 3 4に出力する。
波形修正回路 3 3 2は、 アンクル検出信号計数部が計数した検出信号を入力し、 その波形を整形して、 図 1 0の （5 ) に示すような修正信号を検出信号分周回路 3 3 4に出力する。 検出信号分周回路 3 3 4は波形修正回路 3 3 2が出力した修 正信号を 1 0 8 0 0回分周して、 図 8の （ 1 ) に示すような修正分周信号を修正 パルス比較回路 2 1 6に出力する。
次に、 修正パルス比較回路 2 1 6は、 修正パルス比較回路 2 1 6が出力した修 正分周信号と、 分周回路 2 1 4が出力した分周信号 1時間の周期の分周信号とを 比較して、 その差分を計数する。
ここで、 修正パルス比較回路 2 1 6が図 1 0の （5 ) の信号を入力することに より、 アンクルさお部 1 4 2 dがアンクル検出用圧電素子 3 3 6に当たるタイミ ングがわかるので、 アンクル 1 4 2の停止のタイミングがわかる。 したがって、 このような、 アンクル 1 4 2の停止のタイミングより、 てんぷ 1 4 0が回転して いる回転方向を検出することができる。 検出信号分周回路 3 3 4は修正信号を 1 0 8 0 0回分周して、 修正分周信号を 修正パルス比較回路 2 1 6に出力する。
修正パルス比較回路 2 1 6は、 脱進 ·調速装置が計測する 1時間の周期と、 I C 2 1 2が計測する 1時間の周期とを比較して、 時計の歩度が進んでいるか、 或 いは、 時計の歩度が遅れているかを判断する。
修正パルス比較回路 2 1 6が時計の歩度が進んでいると判断した場合には、 超 音波モー夕駆動回路 4 6 8は超音波口一夕 4 3 4を右回転 （正回転、 時計回り方 向の回転） させ、 緩急針 4 2 0を左回転 （逆回転、 反時計回り方向の回転） させ、 時計の歩度を遅れさせる。
これに対して、 修正パルス比較回路 2 1 6が時計の歩度が遅れていると判断し た場合には、 超音波モー夕駆動回路 4 6 8は超音波口一夕 4 3 4を左回転 （逆回 転） させ、 緩急針 4 2 0を右回転 （正回転） させ、 時計の歩度を進める。
修正パルス比較回路 2 1 6の判断結果に基づいて超音波モ一夕駆動回路 4 6 8 が超音波口一夕 4 3 4を回転させる回転方向と回転角度の値は、 予め、 機械式時 計の歩度と緩急針 4 2 0の位置の関係を実験により求め、 修正パルス比較回路 2 1 6に記憶させておく。
この構成では、 修正パルス比較回路 2 1 6と、 超音波モー夕駆動回路 4 6 8と、 超音波モー夕 4 3 0と、 緩急針 4 2 0とは、 てんぷ 1 4 0の作動を制御して機械 式時計の歩度を調整するための歩度調整部を構成する。 そして、 この歩度調整部 は、 1時間に 1回から 1日に 1回の間の周期で、 てんぷ 1 4 0の作動を制御する ように構成される。
以上説明したように、 本発明を用いることにより、 高い精度で機械式時計の歩 度を調整することができる。
( 1 0 ) 本発明の機械式時計の第 2の実施の形態 次に本発明の機械式時計の第 2の実施の形態を説明する。 以下の説明は、 本発 明の機械式時計の第 2の実施の形態が、 本発明の機械式時計の第 1の実施の形態 と異なる点を主に述べる。
図 1 2および図 1 3を参照すると、 緩急針 5 2 0がてんぷ受 1 6 6に回転可能 に取り付けられる。 緩急針 5 2 0の回転中心はてんぷ 1 4 0の回転中心と同じで ある。 緩急針 5 2 0は、 緩急針体 5 2 2と、 緩急針歯車 5 2 4と、 ひげ受 5 2 6 と、 ひげ棒 5 2 8とを含む。 緩急針体 5 2 2の回転中心に設けられた穴がてんぷ 1 4 0の上軸受の外周に回転可能に嵌め込まれる。 緩急針歯車 5 2 4は、 緩急針 体 5 2 2の外周部に設けられた欠け歯歯車 （外周部分の全周に歯車が有るのでな く、 外周部分の一部分のみに歯車が有る構成の歯車、 図 1 2参照） である。 ひげぜんまい 1 4 0 cの外周に近い部分は、 ひげ受 5 2 6とひげ棒 5 2 8との 間に支持される。 したがって、 緩急針 5 2 0を回転させてひげ受 5 2 6とひげ棒 5 2 8の位置を決めることにより、 ひげぜんまい 1 4 0 cの有効長さが定まる。 そして、 ひげぜんまい 1 4 0 cの有効長さが定まれば、 てんぷ 1 4 0の回転の周 期が定まり、 機械式時計の歩度が決まる。
ステヅプモ一夕 5 3 0が地板 1 0 2に取り付けられる。 ステツプモ一夕 5 3 0 は、 ステ一夕 5 3 2と、 口一夕 5 3 4と、 コイルブロック 5 3 6とを備える。 口 —夕かな 5 3 4 kはロー夕 5 3 4と一体に形成される。
ロー夕伝え車 5 4 0が地板 1 0 2に回転可能に組み込まれる。 口一夕伝え車 5 4 0は、 口一夕伝え歯車 5 4 2と、 口一夕伝えかな 5 4 4とを含む。 ロー夕伝え 歯車 5 4 2はロー夕かな 5 3 4 kとかみ合う。 ロー夕伝えかな 5 4 4は緩急針歯 車 5 2 4とかみ合う。
したがって、 口一夕 5 3 4が回転することにより、 ロー夕伝え車 5 4 0が回転 する。 ロー夕伝え車 5 4 0がが回転することにより、 緩急針歯車 4 2 4は回転す る。 この構成では、 口一夕伝え車 5 4 0は減速輪列を構成する。 I C 5 7 2は、 水晶振動子 2 1 0の振動により出力される出力信号を入力して その信号を分周して時刻に関する信号を出力するための分周回路 5 7 4と、 修正 パルスを比較するための修正パルス比較回路 5 7 6と、 ステップモ一夕 5 3 0を 駆動させる駆動信号を出力するためのステップモー夕駆動回路 5 6 8と、 検出信 号の波形を修正するための波形修正回路 3 3 2と、 検出信号を分周するための検 出信号分周回路 3 3 4とを含む。 電池 2 2 0が I C 5 7 2を動作させるための電 源を構成する。 水晶振動子 2 1 0と、 I C 5 7 2内の分周回路 5 7 4と、 電池 2 2 0とは、 時刻を計数するための時刻計数部を構成する。
修正パルス比較回路 5 7 6が時計の歩度が進んでいると判断した場合には、 ス テツプモ一夕駆動回路 5 6 8は、 口一夕 5 3 4を左回転 （逆回転） させ、 緩急針 4 2 0を左回転 （逆回転） させ、 時計の歩度を遅れさせる。
これに対して、 修正パルス比較回路 5 7 6が時計の歩度が遅れていると判断し た場合には、 ステップモ一夕駆動回路 5 6 8は、 口一夕 5 3 4を右回転 （正回 転） させ、 緩急針 4 2 0を右回転 （正回転） させ、 時計の歩度を進める。
修正パルス比較回路 5 7 6の判断結果に基づいてステップモー夕駆動回路 5 6 8がロー夕 5 3 4を回転させる回転方向と回転角度の値は、 予め、 機械式時計の 歩度と緩急針 5 2 0の位置の関係を実験により求め、 修正パルス比較回路 5 7 6 に記憶させておく。
この構成では、 修正パルス比較回路 5 7 6と、 ステップモ一夕駆動回路 5 6 8 と、 ステップモー夕 5 3 0と、 口一夕伝え車 5 4 0と、 緩急針 5 2 0とは、 てん ぷ 1 4 0の作動を制御して機械式時計の歩度を調整するための歩度調整部 5 5 0 を構成する。 そして、 この歩度調整部 5 5 0は、 1時間に 1回から 1日に 1回の 間の周期で、 てんぷ 1 4 0の作動を制御するように構成される。
このように構成することにより、 簡単な調整工程で機械式時計の歩度を調整す ることができる。 この本発明の機械式時計の第 2の実施の形態では、 ステップモ —夕駆動回路 5 6 8の構成は、 前述した超音波モー夕駆動回路 4 6 8の構成より 簡単なものであり、 ステップモー夕 5 3 0の構造は、 前述した超音波モー夕 4 3 0の構成より簡単なものである。
本発明の機械式時計の第 2の実施の形態の他の特徴は、 前述した本発明の機械 式時計の第 1の実施の形態の特徴と同様である。 したがって、 本発明の機械式時 計の第 2の実施の形態の他の特徴については、 本発明の機械式時計の第 1の実施 の形態についての記載をここに準用することにより、 重複して記載することは避 ける。
( 1 1 ) 本発明の機械式時計の回路の構成
更に、 本発明の機械式時計のいずれの実施の形態においても、 各種の機能を行 う回路を I C内に構成してもよいし、 I Cは各種の動作を行うプログラムを内蔵 した P L A— I Cであってもよい。 また、 本発明の機械式時計のいずれの実施の 形態においても、 必要に応じて、 I Cとともに、 抵抗、 コンデンサ、 コイル、 ダ ィオード、 トランジスタなどの外付け素子を用 ヽることができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明の機械式時計は、 高い精度の機械式時計を製造するのに適している。 本発明の機械式時計では、 モー夕の回転により緩急針を回転させることによつ て、 てんぷの振動周期を変えて、 歩度を正確に調整することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 機械式時計の動力源を構成するぜんまいと、 ぜんまいが巻き戻されるとき の回転力により回転する表輪列と、 表輪列の回転を制御するための脱進 ·調速装 置とを有しており、 この脱進 ·調速装置は右回転と左回転を交互に繰り返すてん ぷと、 表輪列の回転に基づいて回転するがんぎ車と、 てんぷの作動に基づいてが んぎ車の回転を制御するアンクルとを含み、 てんぷは、 ひげぜんまいと、 てん真 と、 てん輪とを含むように構成されたムーブメントを備える機械式時計において、 源振を構成する水晶振動子 （210) と、 水晶振動子 （210) の振動により 出力される出力信号を入力してその信号を分周して時刻に関する信号を出力する ための分周部 （214) を含む I C (212) と、 I C (212) を動作させる ための電源 （220) とを有しており、 かつ、 時刻を計数するための時刻計数部 と、
機械式時計の歩度を検出するための歩度検出部 （330) と、
時刻計数部が計数した計数信号および歩度検出部 （330) が検出した歩度を 示す作動状態信号に基づいて作動する緩急針 (420) を含む歩度調整部 （47
0、 550) と、
を備えていることを特徴とする機械式時計。
2. 前記歩度調整部 （470、 550) は、 1時間に 1回から 1日に 1回の間 の周期で、 緩急針を作動させるように構成されることを特徴とする請求項 1に記 載の機械式時計。
3. 前記歩度検出部 （ 330 ) は、 前記アンクル （142)の動作を検出する ために、 どてピン （102d) に設けられたアンクル検出用圧電素子 （336) と、 該アンクル検出用圧電素子 （336) が出力するアンクル検出信号を計数す るためのアンクル検出信号計数部とを含むことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の機械式時計。
4. 前記歩度調整部 (470) は、 モー夕の回転により回転する緩急針 (42 0) を含むことを特徴とする請求項 1から請求項 4のいずれか 1項に記載の機械 式時計。
5. 前記モー夕は、 超音波モー夕 （430)であることを特徴とする請求項 4 に記載の機械式時計。
6. 前記モー夕は、 ステップモ一夕 （530)であることを特徴とする請求項 4に記載の機械式時計。
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