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JP7706984B2 - Mechanical Watches - Google Patents
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JP7706984B2 JP2021131592A JP2021131592A JP7706984B2 JP 7706984 B2 JP7706984 B2 JP 7706984B2 JP 2021131592 A JP2021131592 A JP 2021131592A JP 2021131592 A JP2021131592 A JP 2021131592A JP 7706984 B2 JP7706984 B2 JP 7706984B2
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Description

本発明は、機械式時計に関する。 The present invention relates to a mechanical watch.

特許文献1には、心棒(テン真)に取り付けられた磁石の運動に基づいて発電すると共にテンプの回転の周期を観測することで歩度調整を行う機能を備える機械式時計が開示されている(例えば、特許文献1の段落0072、0073、図27等)。また、時計に用いられる回転軸の軸受け構造として特許文献2、3に開示されるような構造が知られている。 Patent Document 1 discloses a mechanical timepiece that generates electricity based on the movement of a magnet attached to the axle (balance wheel) and adjusts the rate by observing the period of rotation of the balance (see, for example, paragraphs 0072, 0073, and Figure 27 of Patent Document 1). In addition, structures such as those disclosed in Patent Documents 2 and 3 are known as bearing structures for rotating shafts used in timepieces.

特開2020-38206号公報JP 2020-38206 A 特公昭36-11942号公報Special Publication No. 36-11942 特開2014-77788号公報JP 2014-77788 A

ここで、特許文献1に開示される機械式時計においては、磁石が他の部材から磁気的な影響を受けると歩度精度が低下してしまう。 Here, in the mechanical watch disclosed in Patent Document 1, if the magnet is subjected to magnetic influence from other components, the accuracy of the watch's rate will decrease.

本発明は上記課題に鑑みてされたものであって、その目的は、歩度精度が低下することを抑制する機械式時計を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a mechanical watch that prevents a decrease in rate accuracy.

(1)動力源と、回転軸と、前記動力源からの動力により前記回転軸を中心に回転するテン輪と、前記テン輪を正逆回転運動させるように弾性変形するヒゲゼンマイと、を含む調速機構と、コイルと、前記テン輪の正逆回転運動に伴い前記テン輪と同軸上で正逆回転運動する永久磁石と、を含み、前記永久磁石の正逆回転運動により前記コイルに生じる検出電圧と、基準信号源の基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う歩度調整手段と、前記永久磁石に近い側の前記回転軸の端部を支持する軸受け構造と、を有し、前記軸受け構造は、前記回転軸の変位に応じて弾性変形すると共に非磁性材からなる弾性変形部を含む、機械式時計。 (1) A mechanical watch comprising: a power source; a rotating shaft; a speed control mechanism including a balance wheel that rotates around the rotating shaft by the power from the power source; and a hairspring that elastically deforms to rotate the balance wheel in forward and reverse directions; a coil; and a permanent magnet that rotates in forward and reverse directions on the same axis as the balance wheel in accordance with the forward and reverse rotational motion of the balance wheel. The speed control means adjusts the speed based on a detection voltage generated in the coil by the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet and a reference frequency of a reference signal source. The bearing structure supports the end of the rotating shaft that is closer to the permanent magnet. The bearing structure includes an elastically deforming part that elastically deforms in accordance with the displacement of the rotating shaft and is made of a non-magnetic material.

(2)(1)において、前記弾性変形部は、前記回転軸の変位に応じて前記回転軸の径方向又は軸線方向の少なくともいずれかの方向に弾性変形可能な形状である、機械式時計。 (2) In the mechanical watch of (1), the elastic deformation portion is shaped so as to be elastically deformable in at least one of the radial and axial directions of the rotating shaft in response to the displacement of the rotating shaft.

(3)(1)又は(2)において、前記軸受け構造は、前記回転軸の端部が挿通される軸孔が形成される穴石と、穴石を保持すると共に前記弾性変形部に接続されると共に非磁性材からなる保持部と、を含む、機械式時計。 (3) A mechanical watch according to (1) or (2), wherein the bearing structure includes a stone hole in which an axle hole is formed and through which the end of the rotating shaft is inserted, and a holding part that holds the stone hole, is connected to the elastic deformation part, and is made of a non-magnetic material.

(4)(1)~(3)のいずれかにおいて、前記軸受け構造を収容する収容部材を有し、前記収容部材は、前記回転軸の端部の周囲を囲む第1周面と、該第1周面よりも前記テン輪に近い側に設けられて前記第1周面よりも径が小さい第2周面と、前記第1周面と前記第2周面を繋ぐ段差部と、を含み、前記弾性変形部の外縁は、前記段差部に対して固定されている、機械式時計。 (4) A mechanical watch according to any one of (1) to (3), which has a housing member that houses the bearing structure, the housing member including a first peripheral surface that surrounds the end of the rotating shaft, a second peripheral surface that is provided closer to the balance wheel than the first peripheral surface and has a smaller diameter than the first peripheral surface, and a step portion that connects the first peripheral surface and the second peripheral surface, and the outer edge of the elastic deformation portion is fixed to the step portion.

(5)(4)において、前記永久磁石の径は、前記第2周面の径よりも小さく、
前記永久磁石と前記第2周面とは、前記回転軸の軸線方向において少なくとも一部が同じ位置に設けられている、機械式時計。
(5) In (4), the diameter of the permanent magnet is smaller than the diameter of the second circumferential surface,
A mechanical timepiece, wherein at least a portion of the permanent magnet and the second circumferential surface are provided at the same position in the axial direction of the rotating shaft.

(6)(1)~(5)のいずれかにおいて、前記歩度調整手段は、前記永久磁石の正逆回転運動により前記コイルに生じる逆起電力が供給されることにより駆動する制御回路を含む、機械式時計。 (6) In any one of (1) to (5), the rate adjustment means includes a control circuit that is driven by the back electromotive force generated in the coil by the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet.

上記本発明の(1)~(6)の側面によれば、歩度精度が低下することを抑制することができる。 According to aspects (1) to (6) of the present invention, it is possible to prevent the rate accuracy from decreasing.

本実施形態の地板及びそれに組み込まれる各部材を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the base plate and each member assembled thereto according to the present embodiment. 本実施形態における動力を伝達する機構及びその周辺を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a mechanism for transmitting power and its surroundings in the embodiment. 本実施形態における調速機構及びその周辺の部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。2 is an exploded perspective view showing the speed regulating mechanism and its peripheral members disassembled from the main plate in the embodiment. FIG. 本実施形態の支持部材と軟磁性コアの断面、及びその周辺を示す図である。2 is a diagram showing a cross section of a support member and a soft magnetic core of the present embodiment, and their surroundings. FIG. 本実施形態の軟磁性コアとその周辺を示す平面図、及びその一部を拡大して示す拡大平面図である。2A and 2B are a plan view showing a soft magnetic core and its periphery according to the embodiment, and an enlarged plan view showing a part of the soft magnetic core and its periphery in an enlarged manner. 本実施形態の調速機構とその周辺を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the speed regulating mechanism and its periphery according to the embodiment. 本実施形態における永久磁石の保持トルクを説明するグラフである。5 is a graph illustrating the holding torque of a permanent magnet in the present embodiment. 本実施形態に係る機械式時計の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the overall configuration of a mechanical timepiece according to an embodiment of the present invention. 空気抵抗部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing an air resistance member disassembled from a base plate. 本実施形態のテン輪の動作を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the operation of the balance wheel of the present embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an air resistance member in a modified example of the embodiment. 本実施形態の変形例におけるテン輪及び弾性部材を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a balance wheel and an elastic member in a modified example of the embodiment. 他の例のテン輪をヒゲゼンマイが設けられる側から見た様子を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing another example of a balance wheel as viewed from the side where the hairspring is provided. 図11Kに示すテン輪を、ヒゲゼンマイが設けられる側の反対側から見た様子を示す斜視図である。FIG. 11C is a perspective view showing the balance wheel shown in FIG. 11K as viewed from the side opposite to the side where the hairspring is provided. ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a state in which the hairspring is in a neutral position of its elastic deformation. ヒゲゼンマイが中立位置から拡大方向に弾性変形した状態を示す平面図である。1 is a plan view showing a state in which the hairspring is elastically deformed in an expanding direction from a neutral position. FIG. ヒゲゼンマイが中立位置から縮小方向に弾性変形した状態を示す平面図である。1 is a plan view showing a state in which the hairspring is elastically deformed in a contracting direction from a neutral position. FIG. 本実施形態におけるテン輪の動作と、コイルに生じる逆起電圧との関係を説明する図である。5A and 5B are diagrams illustrating the relationship between the operation of the balance wheel and the back electromotive voltage generated in the coil in the embodiment. 実施例1の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a back electromotive force detected by a coil in the arrangement of permanent magnets in the first embodiment. 実施例2の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a back electromotive force detected by a coil in the arrangement of permanent magnets in the second embodiment. 実施例3の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a back electromotive force detected by a coil in the arrangement of permanent magnets according to the third embodiment. 本実施形態における回路の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a circuit according to the present embodiment. 本実施形態における回路の他の例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of the circuit according to the embodiment. 本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。4A to 4C are diagrams illustrating control of the movement of a permanent magnet by a speed control pulse in this embodiment. 本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。4A to 4C are diagrams illustrating control of the movement of a permanent magnet by a speed control pulse in this embodiment. 本実施形態の歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a rate adjustment control according to the present embodiment. 検出信号が基準信号の出力期間内に検出された場合の例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing an example in which a detection signal is detected within an output period of a reference signal. 検出信号の検出タイミングが基準信号の出力期間よりも早い場合の例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing an example in which the detection timing of a detection signal is earlier than the output period of a reference signal. 検出信号が検出されたタイミングが基準信号の出力期間よりも遅い場合の例を示すタイミングチャートである。11 is a timing chart showing an example in which the timing at which a detection signal is detected is later than the output period of a reference signal. 歩度調整制御の第1変形例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a first modified example of the rate adjustment control. 歩度調整制御の第1変形例における検出信号及び基準信号を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a detection signal and a reference signal in a first modified example of rate adjustment control. 歩度調整制御の第2変形例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a second modified example of the rate adjustment control. 歩度調整制御の第2変形例における検出信号及び基準信号を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing a detection signal and a reference signal in a second modified example of the rate adjustment control. 調速パルスの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a speed control pulse. 電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of a rate adjustment control when a power supply circuit starts to start up from a stopped state. 外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing an example of rate adjustment control taking into account the influence of disturbances. 外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a rate adjustment control taking into consideration the influence of disturbance. 図20で示した歩度調整制御の第1変形例において外乱の影響を考慮した歩度調整制御を示すフローチャートである。21 is a flowchart showing rate adjustment control in which the influence of disturbance is taken into consideration in the first modified example of the rate adjustment control shown in FIG. 20. 検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing an example of rate adjustment control when failure to detect a detection signal occurs successively. 検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing an example of rate adjustment control when failure to detect a detection signal occurs successively. 検出信号の検出の失敗が連続することを想定した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of rate adjustment control assuming that detection failures of a detection signal occur consecutively. 基準信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of output timing of a reference signal. 本実施形態の軸受け構造及びその周辺を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the bearing structure and its periphery according to the embodiment. FIG. 弾性変形部材を示す平面図である。FIG.

以下、本発明の実施形態(以下、本実施形態という)について図面に基づき詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as the present embodiment) with reference to the drawings.

[全体構成の概要]
まず、図1~図8を参照して、本実施形態に係る機械式時計1の全体構成の概要について説明する。図1は、本実施形態の地板及びそれに組み込まれる各部材を示す斜視図である。図2は、本実施形態における動力を伝達する機構及びその周辺を示す斜視図である。図3は、本実施形態における調速機構及びその周辺の部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。なお、図1~図3は、機械式時計1の裏側から見た様子を示している。なお、裏側とは、機械式時計1の厚み方向のうち外装ケースの裏蓋が配置される側である。
[Overall configuration overview]
First, an overview of the overall configuration of a mechanical timepiece 1 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 8. Fig. 1 is a perspective view showing the main plate of this embodiment and the various components incorporated therein. Fig. 2 is a perspective view showing the mechanism for transmitting power and its periphery in this embodiment. Fig. 3 is an exploded perspective view showing the speed regulating mechanism and its peripheral components in this embodiment disassembled from the main plate. Figs. 1 to 3 show the mechanical timepiece 1 as viewed from the back side. The back side is the side in the thickness direction of the mechanical timepiece 1 where the back cover of the exterior case is disposed.

図4は、本実施形態の支持部材と軟磁性コアの断面、及びその周辺を示す図である。図5は、本実施形態の軟磁性コアとその周辺を示す平面図、及びその一部を拡大して示す拡大平面図である。図6は、本実施形態の調速機構とその周辺を示す平面図である。図7は、本実施形態における永久磁石の保持トルクを説明するグラフである。図8は、本実施形態に係る機械式時計の全体構成を示すブロック図である。なお、図5は機械式時計1の裏側から見た様子を示しており、図6は機械式時計1の表側から見た様子を示している。なお、表側とは、機械式時計1の厚み方向のうちユーザが指針及び文字板を視認する側である。 Figure 4 shows a cross section of the support member and soft magnetic core of this embodiment, and their surroundings. Figure 5 shows a plan view of the soft magnetic core of this embodiment and its surroundings, and an enlarged plan view of a portion of it. Figure 6 shows a plan view of the speed regulating mechanism of this embodiment and its surroundings. Figure 7 is a graph explaining the holding torque of the permanent magnet in this embodiment. Figure 8 is a block diagram showing the overall configuration of the mechanical watch according to this embodiment. Note that Figure 5 shows the mechanical watch 1 as seen from the back side, and Figure 6 shows the mechanical watch 1 as seen from the front side. Note that the front side is the side of the mechanical watch 1 in the thickness direction from which the user can view the hands and dial.

本実施形態においては、図6を除く各図におけるテン輪31及び永久磁石41の反時計回り方向を正方向とし、時計回り方向を逆方向と定義する。 In this embodiment, the counterclockwise direction of the balance wheel 31 and the permanent magnet 41 in each figure except for FIG. 6 is defined as the positive direction, and the clockwise direction is defined as the negative direction.

機械式時計1は、動力ゼンマイ11を動力源とし、脱進機構20及び調速機構30によって動力ゼンマイ11の動きを制御すると共に、指針を駆動させる時計である。機械式時計1は、指針を駆動する各機構が組み込まれる地板10を外装ケースに収容して成る。なお、本実施形態においては外装ケースの図示は省略する。また、外装ケースの側面に配置される竜頭の図示も省略する。竜頭は、図1に示す巻き真2の端部に取り付けられている。 The mechanical watch 1 is a watch that uses a power spring 11 as its power source, and uses an escapement mechanism 20 and a speed regulator mechanism 30 to control the movement of the power spring 11 and drive the hands. The mechanical watch 1 is constructed by housing a main plate 10, into which the mechanisms that drive the hands are assembled, in an exterior case. Note that in this embodiment, the exterior case is not shown. Also, the crown that is located on the side of the exterior case is not shown. The crown is attached to the end of the winding stem 2 shown in FIG. 1.

[全体構成の概要:駆動機構の構成]
機械式時計1が備える駆動機構の概要について説明する。本実施形態において、動力源である動力ゼンマイ11、輪列12、指針軸13を含む機構を「駆動機構」と称する。なお、図2においては、指針のうち秒針131のみを図示している。図2に示す駆動機構は一例であり、これに限られるものではなく、図示する歯車以外の歯車等を備えていてもよい。
[Overview of overall configuration: Configuration of drive mechanism]
An overview of the drive mechanism of the mechanical timepiece 1 will be described. In this embodiment, the mechanism including the power spring 11, which is the power source, the wheel train 12, and the hand shaft 13 is referred to as the "drive mechanism." Note that, among the hands, only the second hand 131 is shown in Fig. 2. The drive mechanism shown in Fig. 2 is one example, and is not limited to this, and may include gears other than those shown in the figure.

動力ゼンマイ11は、金属製の帯状体からなり、外周に複数の歯が形成される香箱110に収容されている。香箱110は、円盤形状であって、動力ゼンマイ11を収容する空洞が内部に形成されている。動力ゼンマイ11は、その内端が香箱110の中心に設けられる回転軸である香箱真(不図示)に固定されており、その外端が香箱110の内側面に固定されている。ユーザの操作により竜頭が回転させられると、巻き真2が回転する。巻き真2の回転に伴って、動力ゼンマイ11が巻き上げられる。巻き上げられた動力ゼンマイ11は、その弾性力によりほどかれる。この際の動力ゼンマイ11の動作に伴って香箱110が回転することとなる。 The power spring 11 is made of a metal band-shaped body and is housed in a barrel 110 with multiple teeth formed on its outer circumference. The barrel 110 is disk-shaped and has a cavity formed therein to house the power spring 11. The inner end of the power spring 11 is fixed to a barrel stem (not shown), which is a rotating shaft provided at the center of the barrel 110, and its outer end is fixed to the inner surface of the barrel 110. When the crown is rotated by the user's operation, the winding stem 2 rotates. The power spring 11 is wound up as the winding stem 2 rotates. The wound power spring 11 is unwound by its elastic force. The operation of the power spring 11 at this time causes the barrel 110 to rotate.

輪列12は、少なくとも、二番車122、三番車123、四番車124を含む。二番車122は、一番車として機能する香箱110に形成される複数の歯に噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、香箱110の回転を三番車123に伝達する。二番車122の回転軸は、分針(不図示)の指針軸である。三番車123は、二番車122の複数の歯と噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、二番車122の回転を四番車124に伝達する。四番車124は、三番車123の複数の歯に噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、三番車123の回転を脱進機構20に伝達する。図2に示すように、四番車124の回転軸は、秒針131の指針軸13である。 The wheel train 12 includes at least a center wheel 122, a third wheel 123, and a fourth wheel 124. The center wheel 122 includes a pinion that meshes with multiple teeth formed on the barrel 110, which functions as the first wheel, a rotating shaft, and multiple teeth, and transmits the rotation of the barrel 110 to the third wheel 123. The rotating shaft of the center wheel 122 is the pointer axis of the minute hand (not shown). The third wheel 123 includes a pinion that meshes with multiple teeth of the center wheel 122, a rotating shaft, and multiple teeth, and transmits the rotation of the center wheel 122 to the fourth wheel 124. The fourth wheel 124 includes a pinion that meshes with multiple teeth of the third wheel 123, a rotating shaft, and multiple teeth, and transmits the rotation of the third wheel 123 to the escapement mechanism 20. As shown in FIG. 2, the rotating shaft of the fourth wheel 124 is the pointer axis 13 of the second hand 131.

[全体構成の概要:脱進機構20及び調速機構30の構成、並びにそれらの動作の概要]
次に、脱進機構20及び調速機構30について説明する。動力ゼンマイ11からの動力は、輪列12を通じて、脱進機構20及び調速機構30に伝達される。脱進機構20は、ガンギ車21と、アンクル22とを含んで構成される。調速機構30は、テン輪31と、ヒゲゼンマイ32とを含んで構成される。なお、調速機構30はテンプと呼ばれることもある。
[Overview of Overall Configuration: Overview of Configurations of Escapement Mechanism 20 and Speed Regulating Mechanism 30 and Their Operations]
Next, the escapement mechanism 20 and the regulating mechanism 30 will be described. Power from the power spring 11 is transmitted to the escapement mechanism 20 and the regulating mechanism 30 through the wheel train 12. The escapement mechanism 20 is configured to include an escape wheel 21 and an anchor 22. The regulating mechanism 30 is configured to include a balance wheel 31 and a hairspring 32. The regulating mechanism 30 is sometimes called a balance.

ガンギ車21は、アンクル22と噛み合うことでアンクル22から調速機構30の刻むリズムを受け取り、規則正しい往復運動に変換する部品である。ガンギ車21は、四番車124の複数の歯と噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯を含む。図2に示すように、ガンギ車21の複数の歯は、輪列12の各歯車の歯よりも周方向に間隔を広く空けて形成されている。 The escape wheel 21 is a part that receives the rhythm of the speed regulating mechanism 30 from the pallet fork 22 by meshing with the pallet fork 22 and converts it into regular reciprocating motion. The escape wheel 21 includes a pinion that meshes with multiple teeth of the second wheel 124, a rotating shaft, and multiple teeth. As shown in FIG. 2, the multiple teeth of the escape wheel 21 are formed with wider circumferential spacing than the teeth of each gear of the train wheel 12.

アンクル22は、図5に示すアンクル真221を回転軸として正逆回転運動を行う。アンクル22は、アンクル真221からテン輪31の中心(テン真311)に向けて延びており、テン真311と共に回転する振り石315(図6参照)に衝突する竿部222を有する。なお、振り石315は、テン真311のうち径方向に所定の幅を有する円板状の部分に固定されている。図6においては、テン輪31が回転角度0°の位置からθ回転した様子、及びその状態における振り石315の位置を示している。 The pallet fork 22 rotates forward and backward around the pallet fork arbor 221 shown in FIG. 5 as the rotation axis. The pallet fork 22 extends from the pallet fork arbor 221 toward the center of the balance wheel 31 (balance arbor 311), and has a rod portion 222 that strikes the impulse jewel 315 (see FIG. 6) that rotates together with the balance arbor 311. The impulse jewel 315 is fixed to a disk-shaped portion of the balance arbor 311 that has a predetermined width in the radial direction. FIG. 6 shows the balance wheel 31 rotated θ from a rotation angle of 0°, and the position of the impulse jewel 315 in that state.

また、アンクル22は、ガンギ車21の複数の歯に衝突する入爪223aが取り付けられる第1腕部223と、第1腕部223の反対方向に延びると共にガンギ車21の複数の歯に衝突する出爪224aが取り付けられる第2腕部224とを有する。なお、入爪223aと出爪224aは、例えば、サファイア等の石であるとよい。 The pallet fork 22 has a first arm 223 to which a recessed prong 223a is attached, which strikes against multiple teeth of the escape wheel 21, and a second arm 224 to which an outward prong 224a is attached, which extends in the opposite direction to the first arm 223 and strikes against multiple teeth of the escape wheel 21. The recessed prong 223a and the outward prong 224a may be made of a stone such as sapphire.

テン輪31は、テン真311を回転中心として、輪列12により伝達された動力により正逆回転運動をする。なお、以下の説明において、正逆回転運動のうち正方向運動を「正方向の回転」と呼び、逆方向運動を「逆方向の回転」と呼ぶこともある。なお、テン輪31の構成の詳細については後述する。テン真311は、図3、図4に示すワク部材35を介して支持部材33に対して固定される後述の軸受け構造330(図3及び図33参照。図4においては不図示)により支持されている。 The balance wheel 31 rotates forward and backward around the balance stem 311 by the power transmitted by the wheel train 12. In the following description, the forward motion of the forward and reverse rotational motion is sometimes called "forward rotation" and the reverse motion is sometimes called "reverse rotation". The details of the structure of the balance wheel 31 will be described later. The balance stem 311 is supported by a bearing structure 330 (see FIGS. 3 and 33; not shown in FIG. 4) which is fixed to the support member 33 via a frame member 35 shown in FIGS. 3 and 4.

ヒゲゼンマイ32は、テン輪31を正逆回転運動させるように伸縮運動(弾性変形)をする。ヒゲゼンマイ32は、渦巻き状であり、その内端はテン真311に対して固定されており、その外端はヒゲ持受34に対して固定されている。なお、ヒゲ持受34は、支持部材33と共に地板10に対して固定されている。また、ヒゲ持受34は、図3に示すように、支持部材33とワク部材35とに挟まれて設けられている。 The hairspring 32 expands and contracts (elastically deforms) so as to rotate the balance wheel 31 forward and backward. The hairspring 32 is spiral-shaped, with its inner end fixed to the balance arbour 311 and its outer end fixed to the balance holder 34. The balance holder 34 is fixed to the main plate 10 together with the support member 33. As shown in FIG. 3, the balance holder 34 is sandwiched between the support member 33 and the frame member 35.

ガンギ車21は、四番車124の回転に伴って回転する。ガンギ車21が回転すると、アンクル22の入爪223aに衝突し、アンクル22はアンクル真221を中心に回転する。回転したアンクル22の竿部222はテン真311に固定される振り石315に衝突し、それにより、テン輪31が回転する。テン輪31が回転すると、アンクル22の出爪224aがガンギ車21に衝突して、ガンギ車21を停止させる。テン輪31がヒゲゼンマイ32の復元力により逆方向に回転すると、アンクル22の入爪223aが解除され、ガンギ車21が再び回転する。なお、後述のように、テン輪31は2秒間で1周期の動作をするよう設計されていることより、ガンギ車21は、1秒に1ステップの動作を行うこととなる。 The escape wheel 21 rotates with the rotation of the fourth wheel 124. When the escape wheel 21 rotates, it collides with the pallet 223a of the pallet fork 22, and the pallet fork 22 rotates around the pallet fork arbor 221. The rod part 222 of the rotating pallet fork 22 collides with the impulse jewel 315 fixed to the balance arbor 311, causing the balance wheel 31 to rotate. When the balance wheel 31 rotates, the pallet 224a of the pallet fork 22 collides with the escape wheel 21, stopping the escape wheel 21. When the balance wheel 31 rotates in the opposite direction due to the restoring force of the hairspring 32, the pallet 223a of the pallet fork 22 is released, and the escape wheel 21 rotates again. As described later, the balance wheel 31 is designed to perform one cycle of operation in two seconds, so the escape wheel 21 performs one step of operation per second.

以上説明したように、調速機構30は、ヒゲゼンマイ32の伸縮運動によって、一定の周期でテン輪31を繰り返し正逆回転運動(往復運動)させる。脱進機構20は、テン輪31に対して往復運動するための力を与え続ける。このような構成及び動作により、秒針131等の指針が駆動することとなる。 As explained above, the speed regulating mechanism 30 repeatedly rotates the balance wheel 31 in forward and reverse directions (reciprocating motion) at a constant cycle by the expansion and contraction motion of the hairspring 32. The escapement mechanism 20 continuously applies a force to the balance wheel 31 to cause it to reciprocate. This configuration and operation drives the hands such as the second hand 131.

[全体構成の概要:歩度調整手段40の構成]
次に、歩度調整手段40の構成について説明する。本実施形態に係る機械式時計1は、駆動機構、脱進機構20、調速機構30に加えて、歩度調整手段40を含んでいる。
[Overall Configuration: Configuration of Rate Adjustment Means 40]
Next, a description will be given of the configuration of the rate adjustment means 40. The mechanical timepiece 1 according to this embodiment includes the rate adjustment means 40 in addition to the drive mechanism, the escapement mechanism 20, and the speed regulation mechanism 30.

歩度調整手段40は、永久磁石41と、軟磁性コア42(ステータと呼ばれることもある)と、コイル43と、各種回路(図8参照)とを含んで構成される。歩度調整手段40は、永久磁石41の正逆回転運動に基づいて検出される検出信号と、基準信号源である水晶振動子70(図8参照)の基準振動数とに基づいて歩度調整を行うものである。なお、本実施形態においては、高い周波数精度を実現するために基準信号源として水晶振動子70を用いたが、これに限らず、例えば、コンデンサと抵抗とで構成されるCR発振器を用いてもよい。 The rate adjustment means 40 is composed of a permanent magnet 41, a soft magnetic core 42 (sometimes called a stator), a coil 43, and various circuits (see FIG. 8). The rate adjustment means 40 adjusts the rate based on a detection signal detected based on the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet 41 and the reference frequency of a quartz oscillator 70 (see FIG. 8), which is a reference signal source. Note that in this embodiment, the quartz oscillator 70 is used as a reference signal source to achieve high frequency accuracy, but this is not limiting, and for example, a CR oscillator composed of a capacitor and a resistor may be used.

なお、図示は省略するが、コイル43は、外装ケースの内側に設けられる中枠と平面視において重なるように配置されているとよい。または、中枠の周方向の一部に切り欠きが形成されており、コイル43はその切り欠き内に配置されているとよい。 Although not shown in the drawings, the coil 43 may be arranged so as to overlap an inner frame provided inside the outer case in a plan view. Alternatively, a notch may be formed in a portion of the inner frame in the circumferential direction, and the coil 43 may be arranged within the notch.

永久磁石41は、二極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にN極、S極に着磁されている。すなわち、永久磁石41は、N極部411と、S極部412とを含む磁石である。 The permanent magnet 41 is a bipolar magnetized disk-shaped rotating body, and is magnetized with a north pole and a south pole in the radial direction. In other words, the permanent magnet 41 is a magnet that includes an north pole portion 411 and an south pole portion 412.

永久磁石41は、テン輪31の回転軸であるテン真311に取り付けられており(後述の図10参照)、テン輪31(テン真311)の正逆回転運動に伴い正逆回転運動を行うように設けられている。すなわち、永久磁石41は、その回転角度がテン輪31の回転角度と同じとなるように、テン輪31と共に正逆回転運動する。なお、永久磁石41は、テン真311に対して圧入または接着等により固定されているとよい。 The permanent magnet 41 is attached to the balance stem 311, which is the rotation axis of the balance wheel 31 (see FIG. 10 described later), and is arranged to rotate forward and backward in accordance with the forward and reverse rotation of the balance wheel 31 (balance stem 311). In other words, the permanent magnet 41 rotates forward and backward together with the balance wheel 31 so that its rotation angle is the same as the rotation angle of the balance wheel 31. The permanent magnet 41 may be fixed to the balance stem 311 by press-fitting, gluing, or the like.

永久磁石41は、磁化容易軸がランダムな方向に向いている等方性磁石であるとよい。なお、永久磁石41は、テン真311に取り付けられた状態で、ヘルムホルツコイル等により磁界が与えられることにより着磁されるとよい。このような着磁方法を採用することにより、永久磁石41の着磁方向を正確に合わせ込むことができる。 The permanent magnet 41 is preferably an isotropic magnet with its axis of easy magnetization pointing in a random direction. The permanent magnet 41 is preferably magnetized by applying a magnetic field to it using a Helmholtz coil or the like while attached to the balance shaft 311. By employing such a magnetization method, the magnetization direction of the permanent magnet 41 can be accurately aligned.

軟磁性コア42は、軟磁性材から成り、図5に示すように、永久磁石41の外周に沿うように設けられる第1端部421aを含む第1磁性部421と、永久磁石41の外周に沿うように設けられる第2端部422aを含む第2磁性部422とを有しており、コイル43と共に磁気回路を構成する。第1端部421aと第2端部422aは、共に半円弧状の内周面を有する形状であり、永久磁石41を介して互いに対向して配置されている。 The soft magnetic core 42 is made of a soft magnetic material, and as shown in FIG. 5, has a first magnetic part 421 including a first end 421a that is provided along the outer periphery of the permanent magnet 41, and a second magnetic part 422 including a second end 422a that is provided along the outer periphery of the permanent magnet 41, and forms a magnetic circuit together with the coil 43. The first end 421a and the second end 422a both have a semicircular inner circumferential surface, and are arranged opposite each other via the permanent magnet 41.

本実施形態においては、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32が弾性変形の中立位置にある状態において、N極部411が第2磁性部422側に配置されており、S極部412が第1磁性部421側に配置されている(図5の拡大図参照)。なお、N極部411とS極部412の配置は逆であってもよいが、その場合、コイル43の巻き方向を本実施形態と反対にする必要がある。 In this embodiment, when the hairspring 32 is in the neutral position of elastic deformation, the permanent magnet 41 has the N-pole portion 411 disposed on the second magnetic portion 422 side and the S-pole portion 412 disposed on the first magnetic portion 421 side (see the enlarged view in FIG. 5). Note that the arrangement of the N-pole portion 411 and the S-pole portion 412 may be reversed, but in that case, the winding direction of the coil 43 must be reversed to that of this embodiment.

また、軟磁性コア42は、図3、図4に示すように、固定具であるパイプ33a及びネジ33bにより、支持部材33に対して固定されている。このような構成により、軟磁性コア42は、支持部材33と共に地板10に組付けられている。また、支持部材33及び軟磁性コア42は、地板10に設けられる位置決めピン10aと、ワク部材35とにより位置決めされている。 As shown in Figures 3 and 4, the soft magnetic core 42 is fixed to the support member 33 by the fixing members, pipe 33a and screw 33b. With this configuration, the soft magnetic core 42 is attached to the base plate 10 together with the support member 33. The support member 33 and the soft magnetic core 42 are positioned by the positioning pin 10a provided on the base plate 10 and the frame member 35.

また、図4に示すように、ワク部材35は環状の凸部35aを有している。凸部35aは、軟磁性コア42の第1端部421aと第2端部422aの内周面に嵌められている。また、軟磁性コア42は、ワク部材35と位置決めピン10aとの2箇所で、その位置決めがなされている。このような構成により、軟磁性コア42を位置精度良く地板10に組付けることができる。その結果、永久磁石41に対する軟磁性コア42の位置精度を良くすることができる。ここで、軟磁性コア42は、磁性材料からなり、強い応力がかかると磁気特性が劣化する可能性がある。例えば、軟磁性コア42を地板10に対してネジ等により直接締結すると、磁気特性が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態においては、位置決めピン10aとワク部材35の嵌め合いをすきまばめとして位置決めし、パイプ33aとネジ33bとにより、軟磁性コア42を支持部材33に対して固定することで、軟磁性コア42の位置決めと固定を両立した。このような構成を採用することにより、軟磁性コア42の磁気特性を劣化させることなく、軟磁性コア42の位置精度をよくすることができる。また、本実施形態においては、軟磁性コア42を支持部材33に対して固定する配置としたが、軟磁性コア42と対応する永久磁石41をテン輪31と地板10との間に配置し、軟磁性コア42を地板10に対してネジ等により直接締結するような構成をとってもよい。 As shown in FIG. 4, the frame member 35 has an annular convex portion 35a. The convex portion 35a is fitted to the inner peripheral surface of the first end portion 421a and the second end portion 422a of the soft magnetic core 42. The soft magnetic core 42 is positioned at two points, the frame member 35 and the positioning pin 10a. With this configuration, the soft magnetic core 42 can be assembled to the base plate 10 with good positional accuracy. As a result, the positional accuracy of the soft magnetic core 42 relative to the permanent magnet 41 can be improved. Here, the soft magnetic core 42 is made of a magnetic material, and the magnetic properties may deteriorate if a strong stress is applied. For example, if the soft magnetic core 42 is directly fastened to the base plate 10 by a screw or the like, the magnetic properties may deteriorate. Therefore, in this embodiment, the fitting of the positioning pin 10a and the frame member 35 is a clearance fit, and the soft magnetic core 42 is fixed to the support member 33 by the pipe 33a and the screw 33b, thereby achieving both positioning and fixing of the soft magnetic core 42. By adopting such a configuration, it is possible to improve the positioning accuracy of the soft magnetic core 42 without deteriorating the magnetic properties of the soft magnetic core 42. In addition, in this embodiment, the soft magnetic core 42 is fixed to the support member 33, but it is also possible to arrange the permanent magnet 41 corresponding to the soft magnetic core 42 between the balance wheel 31 and the main plate 10, and directly fasten the soft magnetic core 42 to the main plate 10 by a screw or the like.

なお、地板10に組付けられる構成部品のうち、軟磁性コア42を除く永久磁石41に近い位置にある支持部材33やヒゲ持受34、ワク部材35、ヒゲゼンマイ32、テン輪31といった構成部品は、調速機構30の正逆回転運動や後述するコイル43によって生じる逆起電圧に影響しないよう非磁性材であることが望ましい。 Of the components assembled to the base plate 10, the components such as the support member 33, balance holder 34, frame member 35, balance spring 32, and balance wheel 31, which are located close to the permanent magnet 41 except for the soft magnetic core 42, are desirably made of non-magnetic materials so as not to affect the forward and reverse rotational motion of the speed-regulating mechanism 30 or the back electromotive force generated by the coil 43 described later.

また、軟磁性コア42は、図5に示すように、第1端部421aと第2端部422aとの磁気的な結合を分離する第1分離部である第1溶接部423と、第1端部421aと第2端部422aとの磁気的な結合を分離すると共に永久磁石41を介して第1溶接部423と対向して配置される第2分離部である第2溶接部424とを含んでいる。なお、第1溶接部423及び第2溶接部424は、第1端部421aと第2端部422aとを物理的に分離する間隙内に形成されるものであるとよい。 As shown in FIG. 5, the soft magnetic core 42 includes a first welded portion 423, which is a first separation portion that separates the magnetic coupling between the first end 421a and the second end 422a, and a second welded portion 424, which is a second separation portion that separates the magnetic coupling between the first end 421a and the second end 422a and is disposed opposite the first welded portion 423 via the permanent magnet 41. The first welded portion 423 and the second welded portion 424 are preferably formed in a gap that physically separates the first end 421a and the second end 422a.

永久磁石41は、着磁方向が第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向と直交する位置する状態において磁気的な釣り合いの位置となっている。本実施形態において、永久磁石41の磁気的な釣り合いの位置を、回転角度0°とする。この位置において永久磁石41の保持トルクはほぼ0となる。なお、第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向とは、図5に示すように、第1溶接部423と第2溶接部424とを結ぶ直線が延びる方向である。 The permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position when the magnetization direction is perpendicular to the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424. In this embodiment, the magnetically balanced position of the permanent magnet 41 is a rotation angle of 0°. In this position, the holding torque of the permanent magnet 41 is approximately 0. The opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424 is the direction in which a straight line connecting the first welded portion 423 and the second welded portion 424 extends, as shown in FIG. 5.

永久磁石41は、その回転角度が0°から正方向に90°ずれた位置において、着磁方向が第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向と同方向となる。この位置において永久磁石41の保持トルクはほぼ0となる。図7の破線状の太線グラフは、第1溶接部423及び第2溶接部424が形成されることによる永久磁石41の保持トルクを示している。 When the rotation angle of the permanent magnet 41 is shifted 90° in the positive direction from 0°, the magnetization direction is the same as the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424. At this position, the holding torque of the permanent magnet 41 is approximately 0. The dashed thick line graph in Figure 7 shows the holding torque of the permanent magnet 41 due to the formation of the first welded portion 423 and the second welded portion 424.

図5に示すように、本実施形態においては、軟磁性コア42の第1端部421a及び第2端部422aの内周面にノッチを形成した。具体的には、第1端部421aにノッチn11とノッチn12を形成した。また、第2端部422aに、永久磁石41を介してノッチn11と対向してノッチn21を形成し、永久磁石41を介してノッチn12と対向してノッチn22を形成した。このようにノッチが形成されることにより、永久磁石41が軟磁性コア42に受ける磁気的影響が低減される。そのため、永久磁石41の保持トルクを低減することができる。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, notches are formed on the inner circumferential surfaces of the first end 421a and the second end 422a of the soft magnetic core 42. Specifically, notch n11 and notch n12 are formed on the first end 421a. Also, notch n21 is formed on the second end 422a facing notch n11 via the permanent magnet 41, and notch n22 is formed on the second end 422a facing notch n12 via the permanent magnet 41. By forming the notches in this manner, the magnetic influence that the permanent magnet 41 receives from the soft magnetic core 42 is reduced. Therefore, the holding torque of the permanent magnet 41 can be reduced.

図7の一方の破線グラフは、互いに対向して配置されるノッチn11、n21が形成されることによる永久磁石41の保持トルクを示しており、他方の破線グラフは、互いに対向して配置されるノッチn12、n22が形成されることによる永久磁石41の保持トルクを示している。 One dashed line graph in FIG. 7 shows the holding torque of the permanent magnet 41 due to the formation of notches n11 and n21 arranged opposite each other, and the other dashed line graph shows the holding torque of the permanent magnet 41 due to the formation of notches n12 and n22 arranged opposite each other.

また、図7の実線グラフは、上述の3つの破線グラフを合成して成る合成保持トルクを示している。すなわち、図7の実線グラフは、軟磁性コア42に第1溶接部423、第2溶接部424、ノッチn11、n12、n21、n22が形成されることによる永久磁石41の保持トルクを示している。図7に示すように、本実施形態の構成において、各破線グラフで示す保持トルクは各回転角度において互いに打ち消し合うこととなり、永久磁石41の合成保持トルクはいずれの回転角度においても0に近い値となっている。このため、後述のようにヤング率の低い材料からなるヒゲゼンマイ32を用いた場合であっても永久磁石41を円滑に回転させることが可能となる。なお、図5に示すノッチの数や配置や形状は一例であって、これに限られるものではない。第1端部421a及び第2端部422aには、永久磁石41の保持トルクを低減する、互いに対向する少なくとも一対のノッチが形成されているとよい。 The solid line graph in FIG. 7 shows the composite holding torque obtained by combining the above-mentioned three broken line graphs. That is, the solid line graph in FIG. 7 shows the holding torque of the permanent magnet 41 due to the first welded portion 423, the second welded portion 424, and the notches n11, n12, n21, and n22 formed on the soft magnetic core 42. As shown in FIG. 7, in the configuration of this embodiment, the holding torques shown in the broken line graphs cancel each other out at each rotation angle, and the composite holding torque of the permanent magnet 41 is close to 0 at any rotation angle. Therefore, even if a hairspring 32 made of a material with a low Young's modulus is used as described later, the permanent magnet 41 can be rotated smoothly. Note that the number, arrangement, and shape of the notches shown in FIG. 5 are merely examples and are not limited thereto. It is preferable that at least one pair of mutually opposing notches that reduce the holding torque of the permanent magnet 41 are formed on the first end 421a and the second end 422a.

[全体構成の概要:歩度調整の概要]
図8に示すように、機械式時計1は、上述した動力ゼンマイ11、輪列12、脱進機構20、調速機構30、歩度調整手段40に加えて、整流回路50と、電源回路60と、水晶振動子70とを含んでいる。また、図8に示すように、歩度調整手段40は、上述した永久磁石41、軟磁性コア42、コイル43に加えて、制御回路44、回転検出回路45、調速パルス出力回路46、分周回路47、発振回路48を含んでいる。なお、図8に示す歩度調整手段40の構成は一例である。歩度調整手段40は、図8に示す各回路を独立して備えている必要はなく、以下で説明する各機能を実現可能なものであればよい。
[Overall configuration: Overview of rate adjustment]
As shown in Fig. 8, the mechanical timepiece 1 includes a rectifier circuit 50, a power supply circuit 60, and a quartz crystal oscillator 70 in addition to the power spring 11, the wheel train 12, the escapement mechanism 20, the speed control mechanism 30, and the rate adjustment means 40 described above. Also, as shown in Fig. 8, the rate adjustment means 40 includes a control circuit 44, a rotation detection circuit 45, a speed control pulse output circuit 46, a frequency division circuit 47, and an oscillation circuit 48 in addition to the permanent magnet 41, the soft magnetic core 42, and the coil 43 described above. Note that the configuration of the rate adjustment means 40 shown in Fig. 8 is one example. The rate adjustment means 40 does not need to have each circuit shown in Fig. 8 independently, and it is sufficient if it can realize each function described below.

制御回路44は、歩度調整手段40に含まれる各回路の動作を制御する回路である。 The control circuit 44 is a circuit that controls the operation of each circuit included in the rate adjustment means 40.

発振回路48は、水晶振動子70の振動数に基づいて所定の発振信号を出力する。なお、水晶振動子70の振動数は32768[Hz]である。分周回路47は、発振回路48から出力された発振信号を分周する。分周回路47は、水晶振動子70に基づく発振信号を分周することで約1000[ms]毎に出力される基準信号OSを生成する。ただし、これに限られず、基準信号OSは、2000[ms]毎や3000[ms]毎に出力されるものであってもよい。すなわち、基準信号OSは、正秒毎に出力されるものであればよい。また、これに限られず、基準信号OSは調速機構30の周期に対応するものであればよい。 The oscillator circuit 48 outputs a predetermined oscillation signal based on the frequency of the crystal oscillator 70. The frequency of the crystal oscillator 70 is 32768 [Hz]. The frequency divider circuit 47 divides the oscillation signal output from the oscillator circuit 48. The frequency divider circuit 47 generates a reference signal OS that is output approximately every 1000 [ms] by dividing the oscillation signal based on the crystal oscillator 70. However, this is not limited, and the reference signal OS may be output every 2000 [ms] or every 3000 [ms]. In other words, the reference signal OS may be output every second. Also, this is not limited, and the reference signal OS may be output corresponding to the period of the speed regulator mechanism 30.

回転検出回路45は、永久磁石41の運動によりコイル43に生じる電圧波形に基づいて検出信号を検出する。調速パルス出力回路46は、分周回路47により生成された基準信号と、回転検出回路45が検出した検出信号とに基づいて、調速パルスを出力する。具体的には、回転検出回路45が検出した検出信号の検出タイミングと、約1000[Hz]の基準信号の出力タイミングとを比較し、それらのタイミングにズレが生じている場合、調速パルス出力回路46は、検出信号が検出される周期を1000[ms](=1秒)に近づけるように調速パルスを出力する。 The rotation detection circuit 45 detects a detection signal based on the voltage waveform generated in the coil 43 by the movement of the permanent magnet 41. The speed control pulse output circuit 46 outputs a speed control pulse based on the reference signal generated by the frequency divider circuit 47 and the detection signal detected by the rotation detection circuit 45. Specifically, the detection timing of the detection signal detected by the rotation detection circuit 45 is compared with the output timing of the reference signal of about 1000 [Hz], and if there is a discrepancy between these timings, the speed control pulse output circuit 46 outputs a speed control pulse so that the period at which the detection signal is detected approaches 1000 [ms] (= 1 second).

調速パルスの出力は、コイル43を通電することにより行われる。そのため、調速パルス出力回路46は、検出信号が検出される周期が基準信号よりも早い場合、永久磁石41の動きを遅らせる方向にトルクが働くようにコイル43を通電し、検出信号が検出される周期が基準信号よりも遅い場合、永久磁石41の動きを早める方向にトルクが働くようにコイル43を通電するとよい。なお、調速パルスの出力タイミングを含む歩度調整制御の詳細については後述する。 The speed control pulse is output by energizing the coil 43. Therefore, when the period in which the detection signal is detected is faster than the reference signal, the speed control pulse output circuit 46 energizes the coil 43 so that a torque acts in a direction that slows the movement of the permanent magnet 41, and when the period in which the detection signal is detected is slower than the reference signal, the speed control pulse output circuit 46 energizes the coil 43 so that a torque acts in a direction that speeds up the movement of the permanent magnet 41. Details of the rate adjustment control, including the output timing of the speed control pulse, will be described later.

[全体構成の概要:発電機としての調速機構30]
また、機械式時計1は、電磁誘導の原理を用いた発電機能を有する。本実施形態においては、調速機構30が発電機の一部として機能する。具体的には、テン輪31の正逆回転運動に伴い永久磁石41が正逆回転運動をし、永久磁石41の運動による磁界の変化に基づいてコイル43に生じる電流により発電を行う。このような動作原理により取り出した電力を用いて電源回路60を起動させる。電源回路60が起動することで、歩度調整手段40に含まれる制御回路44が駆動可能となる。このような構成を採用するため、本実施形態においては、電池等の電源を別途設けることなく、制御回路44を駆動させることができる。
[Overview of Overall Configuration: Speed Regulating Mechanism 30 as a Generator]
The mechanical timepiece 1 also has a power generation function that uses the principle of electromagnetic induction. In this embodiment, the speed-regulating mechanism 30 functions as part of the generator. Specifically, the permanent magnet 41 rotates forward and backward in accordance with the forward and reverse rotation of the balance wheel 31, and power is generated by the current generated in the coil 43 based on the change in the magnetic field caused by the movement of the permanent magnet 41. The power extracted by this operating principle is used to start the power supply circuit 60. The start of the power supply circuit 60 makes it possible to drive the control circuit 44 included in the rate adjustment means 40. Because this configuration is adopted, in this embodiment, the control circuit 44 can be driven without providing a separate power source such as a battery.

整流回路50は、調速機構30のテン輪の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動に伴う永久磁石41の運動によりコイル43に生じる電流を整流する。電源回路60は、例えばコンデンサを含む回路であり、整流回路50により整流された電流に基づいて制御回路44を駆動させるための電力を蓄電する。 The rectifier circuit 50 rectifies the current generated in the coil 43 by the motion of the permanent magnet 41 associated with the forward and reverse rotational motion of the balance wheel of the speed regulating mechanism 30. The power supply circuit 60 is, for example, a circuit including a capacitor, and stores power for driving the control circuit 44 based on the current rectified by the rectifier circuit 50.

[全体構成の概要:テン真の軸受け構造]
ここで、図33、図34を参照して、本実施形態におけるテン真311の軸受け構造330について説明する。図33は、本実施形態の軸受け構造及びその周辺を示す断面図である。図34は、弾性変形部材を示す平面図である。
[Overall configuration: Tenshin bearing structure]
Here, a bearing structure 330 of the balance shaft 311 in this embodiment will be described with reference to Fig. 33 and Fig. 34. Fig. 33 is a cross-sectional view showing the bearing structure and its periphery in this embodiment. Fig. 34 is a plan view showing an elastically deformable member.

軸受け構造330は、永久磁石41に近い側のテン真(回転軸)311の端部を支持している。図33に示すように、テン真311は、その先端にほぞ部311aを有している。ほぞ部311aは、テン真311のうち他の部分よりも径が小さい部分である。軸受け構造330は、図33に示すように、テン真311のほぞ部311aを支持している。 The bearing structure 330 supports the end of the balance shaft (rotating shaft) 311 that is closer to the permanent magnet 41. As shown in FIG. 33, the balance shaft 311 has a tenon portion 311a at its tip. The tenon portion 311a is a portion of the balance shaft 311 that has a smaller diameter than the other portions. The bearing structure 330 supports the tenon portion 311a of the balance shaft 311 as shown in FIG. 33.

軸受け構造330は、穴石331と、弾性変形部材332と、受石333と、受石333を保持する保持部材334と、受石バネ335と、を少なくとも含む構造である。軸受け構造330は、収容部材であるワク部材35に収容されている。図33に示すように、保持部材334は、上述のワク部材35に対して固定されている。すなわち、軸受け構造330は、ワク部材35を介して支持部材33に対して固定されている。 The bearing structure 330 is a structure including at least a hole stone 331, an elastic deformation member 332, a receiving stone 333, a holding member 334 that holds the receiving stone 333, and a receiving stone spring 335. The bearing structure 330 is housed in a frame member 35, which is a housing member. As shown in FIG. 33, the holding member 334 is fixed to the above-mentioned frame member 35. In other words, the bearing structure 330 is fixed to the support member 33 via the frame member 35.

受石バネ335は、その内縁において保持部材334を保持すると共に、その外縁の一部がワク部材35に引っ掛かるように設けられている。また、受石バネ335の外縁は、ワク部材35に対して弾性的に接触している。受石バネ335は、テン真311の軸線方向における衝撃吸収に寄与する部材の一つである。保持部材334と受石バネ335は、非磁性材から成るものであるとよい。例えば、保持部材334は、胴と亜鉛の合金である真鍮から成るとよい。 The stone spring 335 holds the retaining member 334 at its inner edge, and is arranged so that a portion of its outer edge is hooked onto the frame member 35. The outer edge of the stone spring 335 is in elastic contact with the frame member 35. The stone spring 335 is one of the members that contributes to absorbing shock in the axial direction of the balance shaft 311. The retaining member 334 and the stone spring 335 are preferably made of a non-magnetic material. For example, the retaining member 334 is preferably made of brass, which is an alloy of copper and zinc.

穴石331は、弾性変形部材332に形成される後述の開口3323hに嵌め込まれて、弾性変形部材332に対して固定されている。また、穴石331の中心部には、テン真311のほぞ部311aが挿通される軸孔331hが形成されている。ほぞ部311aは、軸孔331hに挿通されることで穴石331により径方向における位置決めがなされている。 The hole stone 331 is fitted into an opening 3323h (described later) formed in the elastic deformation member 332 and is fixed to the elastic deformation member 332. In addition, an axial hole 331h is formed in the center of the hole stone 331, through which the tenon portion 311a of the balance shaft 311 is inserted. The tenon portion 311a is inserted into the axial hole 331h, and is positioned radially by the hole stone 331.

受石333は、ほぞ部311aの先端に当接している。ほぞ部311aは、受石333により上下方向における位置決めがなされている。 The stone 333 abuts against the tip of the tenon 311a. The stone 333 determines the vertical position of the tenon 311a.

穴石331及び受石333は、ほぞ部311aとの摺動性が良く、回転動作や摩耗に対して有利な貴石であるとよい。具体的には、穴石331及び受石333は、ルビーやサファイア等であるとよい。ただしこれに限られず、穴石331及び受石333は、非磁性材から成るものであればよい。 The hole stone 331 and the end stone 333 are preferably precious stones that have good sliding properties with the tenon portion 311a and are advantageous in terms of rotational movement and wear. Specifically, the hole stone 331 and the end stone 333 are preferably ruby, sapphire, or the like. However, they are not limited to this, and the hole stone 331 and the end stone 333 may be made of any non-magnetic material.

ここで、機械式時計1に外部衝撃等が生じた場合、テン真311が上下方向又は径方向に位置ズレしてしまうおそれがある。ここで、上下方向とは図33に示すテン真311の軸線axが延びる方向(以下、軸線方向ともいう)であり、径方向とは軸線axが延びる方向に対して直交する方向である。テン真311に位置ズレが生じると、テン輪31及び永久磁石41の回転が乱れ、歩度精度が低下したり、発電効率が低下したりしてしまうおそれがある。そこで、本実施形態においては、軸受け構造330が弾性変形部材332を有する構成を採用している。 Here, if an external shock or the like occurs to the mechanical watch 1, there is a risk that the balance stem 311 will shift in position in the vertical or radial direction. Here, the vertical direction refers to the direction in which the axis ax of the balance stem 311 shown in FIG. 33 extends (hereinafter also referred to as the axial direction), and the radial direction refers to the direction perpendicular to the direction in which the axis ax extends. If the balance stem 311 shifts in position, the rotation of the balance wheel 31 and the permanent magnet 41 will be disrupted, and there is a risk that the accuracy of the rate will decrease or the power generation efficiency will decrease. Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted in which the bearing structure 330 has an elastic deformation member 332.

弾性変形部材332は、図34に示すように、その外形を構成する環状の外縁部3321と、弾性変形部3322と、穴石331を保持する環状の保持部3323と、を含む渦巻き形状である。 As shown in FIG. 34, the elastically deforming member 332 has a spiral shape including an annular outer edge portion 3321 that constitutes its outer shape, an elastically deforming portion 3322, and an annular holding portion 3323 that holds the hole stone 331.

弾性変形部3322は、図34に示すように、外縁部3321の周方向における一部から径方向内側に延びる第1接続部3322aと、第1接続部3322aを介して外縁部3321に接続されると共に外縁部3321に沿うように延びる半円弧部3322bと、半円弧部3322bのうち第1接続部3322aと反対側の端部において径方向内側に延びると共に、半円弧部3322bと保持部3323とを接続する第2接続部3322cと、を含む形状である。外縁部3321は、ワク部材35と保持部材334とに挟まれることで、ワク部材35に対して固定されている。 34, the elastic deformation portion 3322 includes a first connection portion 3322a extending radially inward from a portion of the outer edge portion 3321 in the circumferential direction, a semicircular arc portion 3322b connected to the outer edge portion 3321 via the first connection portion 3322a and extending along the outer edge portion 3321, and a second connection portion 3322c extending radially inward at the end of the semicircular arc portion 3322b opposite the first connection portion 3322a and connecting the semicircular arc portion 3322b to the holding portion 3323. The outer edge portion 3321 is fixed to the frame member 35 by being sandwiched between the frame member 35 and the holding member 334.

ここで、ワク部材35は、図33に示すように、テン真311の端部の周囲を囲む第1周面351と、第1周面351よりもテン輪31に近い側に設けられて第1周面351よりも径が小さい第2周面352と、第1周面351と第2周面352を繋ぐ段差部353とを含む構成である。なお、第1周面351は、図33に示す直径R1の周面であり、第2周面352は、図33に示す直径R2(<R1)の周面である。弾性変形部材332の外縁部3321は、ワク部材35の段差部353と保持部材334に挟まれて固定されている。 As shown in FIG. 33, the frame member 35 includes a first peripheral surface 351 that surrounds the end of the balance shaft 311, a second peripheral surface 352 that is located closer to the balance wheel 31 than the first peripheral surface 351 and has a smaller diameter than the first peripheral surface 351, and a step portion 353 that connects the first peripheral surface 351 and the second peripheral surface 352. Note that the first peripheral surface 351 is a peripheral surface with a diameter R1 shown in FIG. 33, and the second peripheral surface 352 is a peripheral surface with a diameter R2 (<R1) shown in FIG. 33. The outer edge portion 3321 of the elastic deformation member 332 is fixed by being sandwiched between the step portion 353 of the frame member 35 and the holding member 334.

外部衝撃等が生じることにより、テン真311が径方向において変位した場合、半円弧部3322bが第1接続部3322aを支点として径方向に弾性変形すると共に、保持部3323が第2接続部3322cを支点として径方向に弾性変形することとなる。ここで、「変位」とは、テン真311が正規の位置からズレた位置に移動してしまうことをいう。 When the balance shaft 311 is displaced in the radial direction due to an external impact or the like, the semicircular arc portion 3322b elastically deforms in the radial direction with the first connection portion 3322a as a fulcrum, and the holding portion 3323 elastically deforms in the radial direction with the second connection portion 3322c as a fulcrum. Here, "displacement" refers to the balance shaft 311 moving to a position deviated from the normal position.

また、外部から衝撃が加わることにより、テン真311が軸線方向に変位した場合、半円弧部3322bが第1接続部3322aを支点として軸線方向に弾性変形すると共に、保持部3323が第2接続部3322cを支点として軸線方向に弾性変形することとなる。 In addition, when an external impact is applied and the balance shaft 311 is displaced in the axial direction, the semicircular arc portion 3322b elastically deforms in the axial direction with the first connection portion 3322a as a fulcrum, and the holding portion 3323 elastically deforms in the axial direction with the second connection portion 3322c as a fulcrum.

このように、軸受け構造330が弾性変形部3322を含む構成を採用することにより、テン真311は、径方向又は軸線方向において位置ズレが生じた場合であっても、弾性変形部3322における弾性力により正規の位置を維持することとなる。その結果、歩度精度が低下したり、発電効率が低下したりしてしまうことが抑制される。 In this way, by adopting a configuration in which the bearing structure 330 includes the elastic deformation portion 3322, the balance shaft 311 maintains the correct position due to the elastic force of the elastic deformation portion 3322 even if a positional deviation occurs in the radial or axial direction. As a result, deterioration in rate accuracy and power generation efficiency are suppressed.

さらに、弾性変形部3322は、非磁性材からなるとよい。非磁性材とは、強磁性材以外の材料であって、磁界の影響を受けない又は強磁性材よりも磁界の影響を受けにくい材料である。具体的には、弾性変形部3322は、NiP(ニッケルリン)、TiCu(チタン銅)、銅ニッケル合金などの金属材料からなるとよい。弾性変形部3322は、時効処理(熱処理)を経て形成されるものであるとよい。それにより、弾性力を担保可能であり、かつ薄型の弾性変形部3322を得ることがでる。なお、外縁部3321と保持部3323も、弾性変形部3322と同様に非磁性材からなるとよい。すなわち、弾性変形部材332はその全体が非磁性材からなるとよい。 Furthermore, the elastic deformation portion 3322 may be made of a non-magnetic material. A non-magnetic material is a material other than a ferromagnetic material that is not affected by a magnetic field or is less affected by a magnetic field than a ferromagnetic material. Specifically, the elastic deformation portion 3322 may be made of a metal material such as NiP (nickel phosphorus), TiCu (titanium copper), or a copper-nickel alloy. The elastic deformation portion 3322 may be formed through an aging treatment (heat treatment). This makes it possible to obtain a thin elastic deformation portion 3322 that can ensure elasticity. The outer edge portion 3321 and the holding portion 3323 may also be made of a non-magnetic material, similar to the elastic deformation portion 3322. In other words, the entire elastic deformation member 332 may be made of a non-magnetic material.

このように、永久磁石41の近傍に配置される部材の一つである弾性変形部材332(弾性変形部3322)が非磁性材からなることより、永久磁石41が磁気的な影響を受けることを抑制することができる。それにより、永久磁石41の動作が安定することとなる。その結果、歩度精度が低下したり、発電効率が低下したりしてしまうことが抑制される。 In this way, since the elastic deformation member 332 (elastic deformation portion 3322), which is one of the members arranged near the permanent magnet 41, is made of a non-magnetic material, it is possible to prevent the permanent magnet 41 from being affected by magnetic forces. This stabilizes the operation of the permanent magnet 41. As a result, it is possible to prevent a decrease in rate accuracy and a decrease in power generation efficiency.

また、弾性変形部材332及び保持部材334が非磁性材からなることより、永久磁石41に対してテン真311の軸受け構造330を近くに配置することが可能となる。その結果、機械式時計1を厚み方向において小型化することができる。さらには、弾性変形部材332が非磁性材からなることより、永久磁石41を大型化することができる。その結果、永久磁石41の動作により得られる電力を大きくすることができ、発電性能を向上することができる。 In addition, because the elastic deformation member 332 and the holding member 334 are made of a non-magnetic material, it is possible to place the bearing structure 330 of the balance shaft 311 closer to the permanent magnet 41. As a result, the mechanical timepiece 1 can be made smaller in the thickness direction. Furthermore, because the elastic deformation member 332 is made of a non-magnetic material, the permanent magnet 41 can be made larger. As a result, the power obtained by the operation of the permanent magnet 41 can be increased, and power generation performance can be improved.

また、本実施形態においては、図33に示すように、永久磁石41の径は、ワク部材35の開口径のうち最も小さい径(直径R2)よりも小さい。すなわち、ワク部材35は、永久磁石41を軸受け構造330に近い位置に配置するのに十分な大きさのスペースを確保可能な開口を有している。永久磁石41は、テン真311の軸線方向axに垂直であってワク部材35を通過する仮想面Pを通過する位置に設けられている。言い換えると、永久磁石41とワク部材35とは、軸線方向axにおいて少なくとも一部が同じ位置に設けられている。図33においては、永久磁石41と、ワク部材35の第2周面352とが、軸線方向axにおいて少なくとも一部が同じ位置に設けられている例を示している。なお、テン真の径よりも若干大きい程度の開口を有するワク部材が従来用いられていたが、そのような構成においては衝撃に伴いテン真がワク部材に干渉し、テン真の端部が損傷してしまう可能性がある。本実施形態においては、ワク部材35がテン真311の径よりも十分に径の広い開口を有する構成を採用するため、外部から衝撃が加わったとしてもテン真311がワク部材35に干渉することはない。 In this embodiment, as shown in FIG. 33, the diameter of the permanent magnet 41 is smaller than the smallest diameter (diameter R2) of the opening diameters of the frame member 35. That is, the frame member 35 has an opening that can secure a space large enough to place the permanent magnet 41 in a position close to the bearing structure 330. The permanent magnet 41 is provided at a position that passes through a virtual plane P that is perpendicular to the axial direction ax of the balance shaft 311 and passes through the frame member 35. In other words, the permanent magnet 41 and the frame member 35 are provided at least partially at the same position in the axial direction ax. FIG. 33 shows an example in which the permanent magnet 41 and the second peripheral surface 352 of the frame member 35 are provided at least partially at the same position in the axial direction ax. Note that a frame member having an opening slightly larger than the diameter of the balance shaft has been used in the past, but in such a configuration, the balance shaft may interfere with the frame member due to an impact, and the end of the balance shaft may be damaged. In this embodiment, the frame member 35 has an opening with a diameter much larger than the diameter of the balance shaft 311, so the balance shaft 311 will not interfere with the frame member 35 even if an external impact is applied.

なお、図33、図34に示す弾性変形部材332の形状は一例であり、これに限られるものではない。弾性変形部材332(弾性変形部3322)は、テン真311の変位に応じてテン真311の径方向又は軸線方向の少なくともいずれかの方向に弾性変形可能な形状であるとよい。 The shape of the elastic deformation member 332 shown in Figures 33 and 34 is an example and is not limited to this. The elastic deformation member 332 (elastic deformation portion 3322) may have a shape that is elastically deformable in at least one of the radial and axial directions of the tension shaft 311 in response to the displacement of the tension shaft 311.

なお、図示は省略するが、永久磁石41から遠い側のテン真311の端部も、軸受け構造330と同等の構造により支持されていてもよい。これにより、テン真311の一端と他端を支持する部材を共通とすることができ、製造コストを抑制することができる。 Although not shown in the figure, the end of the balance shaft 311 farther from the permanent magnet 41 may also be supported by a structure equivalent to the bearing structure 330. This allows the same member to be used to support one end and the other end of the balance shaft 311, thereby reducing manufacturing costs.

なお、永久磁石41は、図10で示すようにテン真311に直接取り付けられるものであってもよいし、図33で示すように永久磁石41を収容する収容部材410を介してテン真311に取り付けられていてもよい。 The permanent magnet 41 may be attached directly to the balance shaft 311 as shown in FIG. 10, or may be attached to the balance shaft 311 via a housing member 410 that houses the permanent magnet 41 as shown in FIG. 33.

[テン輪31の低速化について]
ここで、機械式時計1においては、テン輪31の動きが高速であるほど、すなわちテン輪31の動作周期が速いほど、動力を伝達する各機構(例えば、ガンギ車21やアンクル22)が摩耗しやすくなり、耐久性が低下してしまう。一方で、コイル43に生じる電流量は永久磁石41の角速度に比例することより、テン輪31の動きが低速である場合、制御回路44を駆動するために必要な発電量を得られなくなってしまう。
[Slowing down the balance wheel 31]
Here, in the mechanical timepiece 1, the faster the movement of the balance wheel 31, i.e., the faster the operation cycle of the balance wheel 31, the more easily the mechanisms that transmit power (e.g., the escape wheel 21 and the anchor 22) wear out and the durability decreases. On the other hand, since the amount of current generated in the coil 43 is proportional to the angular velocity of the permanent magnet 41, if the movement of the balance wheel 31 is slow, the amount of power generation required to drive the control circuit 44 cannot be obtained.

そこで、本実施形態においては、テン輪31の動きを低速にすると共に、発電量を確保することが可能な構成を採用した。 Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted that slows down the movement of the balance wheel 31 while ensuring sufficient power generation.

図10は、本実施形態のテン輪の動作を示す斜視図である。なお、図10においては、テン輪31と、アンクル22と、永久磁石41と、後述の空気抵抗部材15を示している。図10においては、回転角度0°の様子を示す図を除いて符号を省略している。図12は、本実施形態におけるテン輪の動作と、コイルに生じる逆起電圧との関係を説明する図である。図12の上段のグラフにおいて、縦軸はテン輪31の角速度[rad/s]であり、横軸は測定時間[s]である。図12の中段のグラフにおいて、縦軸はテン輪31の回転角度[deg]であり、横軸は測定時間[s]である。図12の下段のグラフにおいて、縦軸はコイル43に生じる逆起電圧[V]であり、横軸は測定時間[s]である。また、図12に示す各グラフにおいては、テン輪31(永久磁石41)の動きを4秒間測定した例を示している。 10 is a perspective view showing the operation of the balance wheel of this embodiment. In FIG. 10, the balance wheel 31, the anchor 22, the permanent magnet 41, and the air resistance member 15 described later are shown. In FIG. 10, the reference numerals are omitted except for the figure showing the state of the rotation angle of 0°. FIG. 12 is a diagram explaining the relationship between the operation of the balance wheel in this embodiment and the back electromotive force generated in the coil. In the graph in the upper part of FIG. 12, the vertical axis is the angular velocity [rad/s] of the balance wheel 31, and the horizontal axis is the measurement time [s]. In the graph in the middle part of FIG. 12, the vertical axis is the rotation angle [deg] of the balance wheel 31, and the horizontal axis is the measurement time [s]. In the graph in the lower part of FIG. 12, the vertical axis is the back electromotive force [V] generated in the coil 43, and the horizontal axis is the measurement time [s]. In addition, each graph shown in FIG. 12 shows an example in which the movement of the balance wheel 31 (permanent magnet 41) was measured for 4 seconds.

本実施形態においては、テン輪31を2秒で1往復の動作をするよう設計した。そのために、ヒゲゼンマイ32の材料としてヤング率の低い樹脂材料を採用した。これにより、金属材料で構成した場合と比較して、テン輪31の低速振動化を実現することができる。仮に金属ヒゲゼンマイで低速振動化を実現しようとすると、加工困難なレベルまでヒゲゼンマイ32の断面積を小さくするか、扱いが困難なレベルまでヒゲゼンマイ長を長くしなければならない。 In this embodiment, the balance wheel 31 is designed to perform one reciprocating motion every two seconds. To achieve this, a resin material with a low Young's modulus is used as the material for the hairspring 32. This allows the balance wheel 31 to oscillate at a slower speed than when it is made of a metal material. If one were to try to achieve a slower oscillation speed with a metal hairspring, it would be necessary to either reduce the cross-sectional area of the hairspring 32 to a level that makes it difficult to process, or to increase the length of the hairspring to a level that makes it difficult to handle.

本実施形態においては、ヒゲゼンマイ32の材料としてヤング率が約5[GPa]の樹脂を用いた。具体的には、ヒゲゼンマイ32の材料としてポリエステルを用いた。なお、樹脂材料からなるヒゲゼンマイ32は、例えば、レーザ加工により製作されるものであるとよい。なお、一般的な金属製のヒゲゼンマイのヤング率は200[GPa]程度である。ここで示したヤング率は一例であり、ヒゲゼンマイ32のヤング率は20[GPa]以下であるとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ32のヤング率は、金属製のヒゲゼンマイのヤング率の10分の1以下であるとよい。さらに好ましくは、ヒゲゼンマイ32のヤング率は10[GPa]以下であるとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ32のヤング率は、金属製のヒゲゼンマイのヤング率の20分の1以下であるとよい。また、ヤング率は20[GPa]以下であればよく、ヒゲゼンマイ3は紙や木材といった材料でも構わない。なお、ヒゲゼンマイ32の形状の詳細については、図11M~図11Oを参照して後述することとする。 In this embodiment, a resin having a Young's modulus of about 5 [GPa] was used as the material for the hairspring 32. Specifically, polyester was used as the material for the hairspring 32. The hairspring 32 made of a resin material may be manufactured, for example, by laser processing. The Young's modulus of a typical metal hairspring is about 200 [GPa]. The Young's modulus shown here is an example, and the Young's modulus of the hairspring 32 may be 20 [GPa] or less. That is, the Young's modulus of the hairspring 32 may be 1/10 or less of the Young's modulus of the metal hairspring. More preferably, the Young's modulus of the hairspring 32 may be 10 [GPa] or less. That is, the Young's modulus of the hairspring 32 may be 1/20 or less of the Young's modulus of the metal hairspring. In addition, the Young's modulus may be 20 [GPa] or less, and the hairspring 3 may be made of a material such as paper or wood. Details of the shape of the hairspring 32 will be described later with reference to Figures 11M to 11O.

また、本実施形態においては、ヒゲゼンマイ32の弾性変形の中立位置にある状態におけるテン輪31及び永久磁石41の回転角度[deg]を0°とした。なお、ヒゲゼンマイ32の弾性変形の中立位置とは、言い換えると、ヒゲゼンマイ32が自然長である位置である。また、ヒゲゼンマイ32の弾性変形の中立位置にある状態におけるテン輪31に、動力ゼンマイ11からの動力が供給されることとした。すなわち、テン輪31及び永久磁石41は、回転角度が0°の位置において動力ゼンマイ11からの動力が供給される動力供給位置にある。また、上述のように、本実施形態において、永久磁石41は、回転角度0°の位置において、磁気的な釣り合いの位置にある。 In addition, in this embodiment, the rotation angle [deg] of the balance wheel 31 and the permanent magnet 41 when the hairspring 32 is in the neutral position of elastic deformation is set to 0°. The neutral position of elastic deformation of the hairspring 32 is, in other words, the position where the hairspring 32 is at its natural length. Power is supplied from the power spring 11 to the balance wheel 31 when the hairspring 32 is in the neutral position of elastic deformation. In other words, the balance wheel 31 and the permanent magnet 41 are in a power supply position where power is supplied from the power spring 11 when the rotation angle is 0°. As described above, in this embodiment, the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position when the rotation angle is 0°.

また、本実施形態においては、テン輪31が回転角度340°から-340°の範囲で駆動するよう設計した。このため、永久磁石41も回転角度340°から-340°の範囲で駆動する。ただし、これは一例であり、テン輪31の移動範囲は、回転角度270°から-270°の範囲以上であるとよい。このようにテン輪31の移動範囲をある程度大きくすることにより、テン輪31の低速振動化を実現できる。 In addition, in this embodiment, the balance wheel 31 is designed to drive within a rotation angle range of 340° to -340°. Therefore, the permanent magnet 41 also drives within a rotation angle range of 340° to -340°. However, this is just one example, and it is preferable that the movement range of the balance wheel 31 is equal to or greater than the range of rotation angles of 270° to -270°. Increasing the movement range of the balance wheel 31 to a certain extent in this way makes it possible to achieve slow vibration of the balance wheel 31.

なお、図10においては、テン輪31が回転角度0°の位置から正方向に回転する様子を45°又は90°毎に示している。なお、図10おいては、テン輪31が正の角度(0°~340°)にある様子のみを示しており、負の角度にある様子についての図示は省略している。 In addition, in FIG. 10, the balance wheel 31 is shown rotating in the positive direction from a rotation angle of 0° in increments of 45° or 90°. Note that FIG. 10 only shows the balance wheel 31 at positive angles (0° to 340°), and does not show the balance wheel 31 at negative angles.

[テン輪31の低速化について:空気抵抗部材15]
さらに、本実施形態においては、減速手段である空気抵抗部材15を地板10に組付けると共に、テン輪31の周方向の一部に、空気抵抗部材15から空気抵抗を受ける被作用部313を形成する構成を採用した。図9は、空気抵抗部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。
[Slowing down the balance wheel 31: air resistance member 15]
Furthermore, in this embodiment, the air resistance member 15, which is the deceleration means, is attached to the main plate 10, and a configuration is adopted in which an acted portion 313 that receives air resistance from the air resistance member 15 is formed on a part of the circumferential direction of the balance wheel 31. Figure 9 is an exploded perspective view showing the air resistance member disassembled from the main plate.

テン輪31は、テン真311を中心として正逆回転運動する円状部312と、円状部312の周方向の一部において径方向に突出する被作用部313とを含む。本実施形態において、被作用部313は、テン輪31のうち径方向における長さが最も長い部分である。また、本実施形態においては、図10に示すように、被作用部313の形状を扇状とした。 The balance wheel 31 includes a circular part 312 that rotates forward and backward around the balance stem 311, and an acted part 313 that protrudes radially from a part of the circumference of the circular part 312. In this embodiment, the acted part 313 is the part of the balance wheel 31 that has the longest radial length. In this embodiment, the acted part 313 has a fan-like shape, as shown in FIG. 10.

空気抵抗部材15は、空気抵抗を生じさせる空気抵抗領域ARを形成する抵抗壁を有している。具体的には、空気抵抗部材15は、テン輪31の被作用部313の一の面に対向する第1壁部151と、テン輪31の被作用部313の他の面に対向する第2壁部152と、第1壁部151と第2壁部152とを接続する第3壁部153と、を含んでおり、これら各壁部によって空気抵抗領域ARを形成している。また、空気抵抗部材15は、第1壁部151、第2壁部152、及び第3壁部153と一体であって、地板10に対して固定される基部154を有している。 The air resistance member 15 has a resistance wall that forms an air resistance area AR that generates air resistance. Specifically, the air resistance member 15 includes a first wall portion 151 that faces one surface of the acted part 313 of the balance wheel 31, a second wall portion 152 that faces the other surface of the acted part 313 of the balance wheel 31, and a third wall portion 153 that connects the first wall portion 151 and the second wall portion 152, and these walls form the air resistance area AR. In addition, the air resistance member 15 has a base portion 154 that is integral with the first wall portion 151, the second wall portion 152, and the third wall portion 153 and is fixed to the base plate 10.

空気抵抗部材15は、地板10に対して固定されている。本実施形態においては、図9に示すように、地板10の一部に開口10bを形成し、開口10bに空気抵抗部材15を嵌め込むと共に、ボルト等の固定具により基部154を地板10に対して固定している。空気抵抗部材15は、地板10のうち駆動機構、脱進機構20、調速機構30等が組み込まれる側の反対側から、開口10bに嵌め込まれているとよい。すなわち、基部154は、地板10のうち駆動機構、脱進機構20、調速機構30等が組み込まれる側の反対側の面に対して固定されているとよい。なお、図9においては、地板10の一部に開口10bが形成される例を示すが、これに限らず、地板10の一方の側から他方の側に貫通する孔を有するものであればよい。例えば、地板10には、開口10bの代わりに、空気抵抗部材15が嵌め込まれる切り欠きが形成されていてもよい。 The air resistance member 15 is fixed to the base plate 10. In this embodiment, as shown in FIG. 9, an opening 10b is formed in a part of the base plate 10, the air resistance member 15 is fitted into the opening 10b, and the base 154 is fixed to the base plate 10 by a fastener such as a bolt. The air resistance member 15 may be fitted into the opening 10b from the side of the base plate 10 opposite to the side where the drive mechanism, escapement mechanism 20, speed control mechanism 30, etc. are assembled. In other words, the base 154 may be fixed to the side of the base plate 10 opposite to the side where the drive mechanism, escapement mechanism 20, speed control mechanism 30, etc. are assembled. Note that FIG. 9 shows an example in which the opening 10b is formed in a part of the base plate 10, but this is not limited thereto, and any other hole that penetrates from one side of the base plate 10 to the other side may be used. For example, the base plate 10 may have a notch into which the air resistance member 15 is fitted instead of the opening 10b.

本実施形態においては、空気抵抗部材15を、テン真311に対して所定方向に設けられると共に、テン輪31の回転角度が135°~225°の間(正方向運動及び逆方向運動における途中期間)にある際に、被作用部313が空気抵抗領域AR内に位置するよう配置した。すなわち、テン輪31の被作用部313は、テン輪31の回転角度が135°~225°にある際に空気抵抗を受け、角速度が低下することなる。また、図示は省略するが、同様に、テン輪31の被作用部313は、テン輪31の回転角度が-135°~-225°の間(正方向運動及び逆方向運動における途中期間)にある際に空気抵抗を受け、角速度が低下することとなる。 In this embodiment, the air resistance member 15 is provided in a predetermined direction relative to the balance stem 311, and is arranged so that the acted upon portion 313 is located within the air resistance area AR when the rotation angle of the balance wheel 31 is between 135° and 225° (intermediate periods in the forward and reverse motions). That is, the acted upon portion 313 of the balance wheel 31 experiences air resistance when the rotation angle of the balance wheel 31 is between 135° and 225°, causing the angular velocity to decrease. Similarly, although not shown, the acted upon portion 313 of the balance wheel 31 experiences air resistance when the rotation angle of the balance wheel 31 is between -135° and -225° (intermediate periods in the forward and reverse motions), causing the angular velocity to decrease.

空気抵抗領域ARを通過するテン輪31の回転速度が低下するのは、空気の逃げ道が第1壁部151、第2壁部152、及び第3壁部153により塞がれ、空気抵抗領域AR中に空気が滞留し、滞留した空気がテン輪31の移動を妨げるためである。 The rotational speed of the balance wheel 31 passing through the air resistance area AR decreases because the escape route for the air is blocked by the first wall portion 151, the second wall portion 152, and the third wall portion 153, causing the air to stagnate in the air resistance area AR, and the stagnant air impedes the movement of the balance wheel 31.

図12の上段及び中段のグラフにおいて測定時間2.0秒になる前のタイミングに示すように、テン輪31が回転角度0°の位置からテン輪31の角速度は急激に上昇し、測定時間2.0秒のタイミングでピークに達している。これは、テン輪31が回転角度0°において、テン輪31が動力ゼンマイ11からの動力を受けるためである。 As shown in the upper and middle graphs of FIG. 12 at the timing before the measurement time reaches 2.0 seconds, the angular velocity of the balance wheel 31 rises rapidly from the position where the balance wheel 31 has a rotation angle of 0°, and reaches a peak at the measurement time of 2.0 seconds. This is because the balance wheel 31 receives power from the power spring 11 when the balance wheel 31 has a rotation angle of 0°.

テン輪31は回転角度0°から正方向に回転し、徐々にその角速度が低下し、正逆回転運動の折り返し地点である回転角度340°の位置において角速度は0となる。その後、テン輪31は、回転角度340°の位置からヒゲゼンマイ32の弾性変形に伴って逆方向に回転する。 The balance wheel 31 rotates in the forward direction from a rotation angle of 0°, and its angular velocity gradually decreases until it reaches 0 at a rotation angle of 340°, which is the halfway point between the forward and reverse rotational motion. After that, the balance wheel 31 rotates in the reverse direction from the rotation angle of 340° due to the elastic deformation of the hairspring 32.

テン輪31は、上述のように回転角度135°~225°にある際に空気抵抗部材15による空気抵抗を受けるため、その間の角速度が低下する。そのため、図12の中段のグラフに示すように、回転角度340°から逆回転することで回転角度0°になる間におけるテン輪31の回転角度の変位が緩やかになっている。 As described above, the balance wheel 31 experiences air resistance from the air resistance member 15 when the rotation angle is between 135° and 225°, and so the angular velocity during this period decreases. Therefore, as shown in the middle graph of FIG. 12, the change in the rotation angle of the balance wheel 31 becomes gentle as it rotates in the reverse direction from a rotation angle of 340° to a rotation angle of 0°.

そして、テン輪31は再び回転角度0°の位置に戻ってきて、動力ゼンマイ11からの動力を受けて、逆方向の角速度が急激に上昇し、ピークに達する。テン輪31の逆方向の回転における角速度は徐々に低下し、回転角度-340°の位置(測定時間3.0秒)において角速度は0となる。その後、テン輪31は、回転角度-340°の位置からヒゲゼンマイ32の弾性変形に伴って正方向に回転する。 Then, the balance wheel 31 returns to the position of 0° rotation angle, and receiving power from the power spring 11, the angular velocity in the reverse direction increases rapidly and reaches a peak. The angular velocity of the balance wheel 31 in the reverse rotation gradually decreases, and at a rotation angle of -340° (measurement time 3.0 seconds), the angular velocity becomes 0. The balance wheel 31 then rotates in the forward direction from the rotation angle position of -340° due to the elastic deformation of the hairspring 32.

ここで、テン輪31は径方向に突出する被作用部313を含むことより、テン輪31の重心位置が、テン真311(回転中心)よりも被作用部313側に寄ってしまうこととなる。重心位置が、テン輪31の中心位置にあるテン真311からズレた構成においては、テン輪31の回転運動が不安定になってしまう。そこで、本実施形態においては、テン輪31の重心位置をテン真311(中心位置)に一致させる又は近づけるように、円状部312の一部に開口312hを形成した。図10に示すように、開口312hは、周方向において被作用部313に隣接するように形成されている。このような構成を採用することにより、テン輪31の回転運動が不安定になり難くなる。特に、機械式時計1の姿勢が変位した場合であっても、テン輪31を安定して回転運動させることが可能となる。 Here, since the balance wheel 31 includes the acted part 313 that protrudes in the radial direction, the center of gravity of the balance wheel 31 is closer to the acted part 313 than the balance stem 311 (center of rotation). In a configuration in which the center of gravity is shifted from the balance stem 311 at the center of the balance wheel 31, the rotational motion of the balance wheel 31 becomes unstable. Therefore, in this embodiment, an opening 312h is formed in a part of the circular part 312 so that the center of gravity of the balance wheel 31 coincides with or approaches the balance stem 311 (center position). As shown in FIG. 10, the opening 312h is formed so as to be adjacent to the acted part 313 in the circumferential direction. By adopting such a configuration, the rotational motion of the balance wheel 31 is less likely to become unstable. In particular, even if the attitude of the mechanical watch 1 is displaced, it is possible to stably rotate the balance wheel 31.

本実施形態においては、空気抵抗部材15を、テン輪31の回転角度が135°~225°の間にある際に、被作用部313が空気抵抗領域AR内に位置するよう配置した。また、空気抵抗領域ARが、周方向におけるその中心位置15C(図6参照)がテン輪31の回転方向におけるテン輪31の180°及び-180°の位置と重なるように配置した。これにより、被作用部313が受ける空気抵抗が、テン輪31が正方向に回転する際と逆方向に回転する際とで対称となる。そのため、後述の図12の中段のグラフに示すように、正方向に回転する際と逆方向に回転する際とで、テン輪31の角速度が対称となる。 In this embodiment, the air resistance member 15 is arranged so that the acted upon portion 313 is located within the air resistance area AR when the rotation angle of the balance wheel 31 is between 135° and 225°. The air resistance area AR is also arranged so that its center position 15C in the circumferential direction (see FIG. 6) overlaps with the 180° and -180° positions of the balance wheel 31 in the rotation direction of the balance wheel 31. This makes the air resistance experienced by the acted upon portion 313 symmetrical when the balance wheel 31 rotates in the forward direction and when it rotates in the reverse direction. Therefore, as shown in the graph in the middle of FIG. 12 described below, the angular velocity of the balance wheel 31 is symmetrical when it rotates in the forward direction and when it rotates in the reverse direction.

[テン輪31の角速度を低下させる構造の変形例]
ここで、図11A~図11Jを参照して、テン輪31の角速度を低下させる構造の変形例を説明する。図11A~図11Iは、本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。図11Jは、本実施形態の変形例におけるテン輪及び弾性部材を示す斜視図である。
[Modification of the structure for reducing the angular velocity of the balance wheel 31]
Here, with reference to Figures 11A to 11J, modified examples of the structure for reducing the angular velocity of the balance wheel 31 will be described. Figures 11A to 11I are perspective views showing the balance wheel and air resistance member in a modified example of this embodiment. Figure 11J is a perspective view showing the balance wheel and elastic member in a modified example of this embodiment.

図11Aに示すテン輪31は、図10に示したテン輪31の被作用部313に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように3つの切り欠き313Aを設けたものである。切り欠き313Aは、テン輪31の回転に伴って空気抵抗領域ARを通過するように形成されている。 The balance wheel 31 shown in FIG. 11A is the balance wheel 31 shown in FIG. 10, with three notches 313A provided in the acted part 313 so that resistance walls intersecting in the circumferential direction are formed. The notches 313A are formed so that they pass through the air resistance area AR as the balance wheel 31 rotates.

図11Bに示すテン輪31は、図10に示したテン輪31の被作用部313に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように径方向に延びる3つの溝313Bを設けたものである。溝313Bは、テン輪31の回転に伴って空気抵抗領域ARを通過するように形成されている。 The balance wheel 31 shown in FIG. 11B is the balance wheel 31 shown in FIG. 10, with three grooves 313B extending radially so as to form resistance walls that intersect in the circumferential direction on the acted part 313. The grooves 313B are formed so as to pass through the air resistance area AR as the balance wheel 31 rotates.

図11Cに示すテン輪31は、図10に示したテン輪31の被作用部313に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように3つの貫通孔313Cを設けたものである。貫通孔313Cは、テン輪31の回転に伴って空気抵抗領域ARを通過するように形成されている。 The balance wheel 31 shown in FIG. 11C is the balance wheel 31 shown in FIG. 10, with three through holes 313C provided in the acted part 313 so that resistance walls intersecting in the circumferential direction are formed. The through holes 313C are formed so that they pass through the air resistance area AR as the balance wheel 31 rotates.

図11A~図11Cに示す被作用部313を採用することにより、被作用部313が空気抵抗領域ARを通過する際に、空気抵抗領域AR内の空気の整流が乱れ、被作用部313が受ける空気抵抗が増加する。それにより、空気抵抗領域ARを通過する被作用部313の速度をより低速にできる。 By adopting the acted part 313 shown in Figures 11A to 11C, when the acted part 313 passes through the air resistance area AR, the air flow within the air resistance area AR is disturbed, and the air resistance experienced by the acted part 313 increases. This makes it possible to slow down the speed of the acted part 313 passing through the air resistance area AR.

なお、図11A~図11Cに示すテン輪31の構成は一例であり、空気抵抗を増加させる抵抗壁が形成される凹部を有する形状であれば、これらに限られない。すなわち、切り欠き等が形成される位置やその数は図示のものに限られない。 The configuration of the balance wheel 31 shown in Figures 11A to 11C is one example, and is not limited to these, as long as the shape has a recess in which a resistance wall that increases air resistance is formed. In other words, the positions and number of notches, etc., are not limited to those shown in the figures.

図11Dにおいては、図10に示した空気抵抗部材15の第3壁部153を除くと共に、第1壁部151及び第2壁部152が被作用部313の軌道より径方向の内側に設けられる例を示している。すなわち、空気抵抗部材15は、互いに対向する第1壁部151と第2壁部152のみで空気抵抗領域ARを形成している。なお、第1壁部151と第2壁部152とは、互いに独立して地板10等にそれぞれ組付けられているとよい。 Figure 11D shows an example in which the third wall portion 153 of the air resistance member 15 shown in Figure 10 is removed, and the first wall portion 151 and the second wall portion 152 are provided radially inward from the orbit of the acted portion 313. In other words, the air resistance member 15 forms the air resistance area AR only with the first wall portion 151 and the second wall portion 152 that face each other. Note that the first wall portion 151 and the second wall portion 152 may be assembled to the base plate 10 etc. independently of each other.

また、図11Dにおいては、被作用部313が径方向の内側に向けて突出している。このため、被作用部313は、テン輪31の回転運動に伴って空気抵抗領域ARを通過することとなる。図11Dに示す構成によると、テン輪31及び空気抵抗部材15が径方向に大型化することを抑制できる。 In addition, in FIG. 11D, the acted upon portion 313 protrudes radially inward. Therefore, the acted upon portion 313 passes through the air resistance area AR as the balance wheel 31 rotates. The configuration shown in FIG. 11D makes it possible to prevent the balance wheel 31 and the air resistance member 15 from becoming large in the radial direction.

図11Eにおいては、被作用部313が、テン真311の軸方向において円状部312と異なる位置に設けられる例を示している。また、空気抵抗部材15は、テン真311の軸方向において被作用部313が空気抵抗領域ARを通過可能な位置に設けられている。 Figure 11E shows an example in which the acted upon portion 313 is provided at a position different from the circular portion 312 in the axial direction of the balance shaft 311. In addition, the air resistance member 15 is provided at a position in the axial direction of the balance shaft 311 where the acted upon portion 313 can pass through the air resistance area AR.

図11Fにおいても、図11Eに示す変形例と同様に、被作用部313が、テン真311の軸方向において円状部312と異なる位置に設けられている。また、空気抵抗部材15は、テン真311の軸方向において被作用部313が空気抵抗領域ARを通過可能な位置に設けられている。さらに、テン輪31の円状部312が半円形状となっている。このため、テン輪31が軽量化されている。 In FIG. 11F, as in the modified example shown in FIG. 11E, the acted upon portion 313 is provided at a different position from the circular portion 312 in the axial direction of the balance stem 311. The air resistance member 15 is provided at a position in the axial direction of the balance stem 311 where the acted upon portion 313 can pass through the air resistance area AR. Furthermore, the circular portion 312 of the balance wheel 31 is semicircular. This reduces the weight of the balance wheel 31.

図11Eと図11Fに示す例においては、被作用部313を、円状部312と軸方向において異なる位置に設けることで、テン輪31の重心位置を調整することができる。 In the example shown in Figures 11E and 11F, the acted-on portion 313 is located at a different axial position from the circular portion 312, so that the center of gravity of the balance wheel 31 can be adjusted.

図11Gにおいては、図10に示したテン輪31よりも円状部312の径を小さくすると共に、テン真311を介して被作用部313と対向する位置の厚みを厚くした例を示している。すなわち、テン真311を介して被作用部313と対向する位置における円状部312の重量を大きくしている。このような構成により、テン輪31の重心位置を、テン真311(テン輪31の中心位置)に合わせることができる。また、テン輪31の径を小さくした図11Gの構成においては、ヒゲゼンマイ32の外端を固定するヒゲ持受34のレイアウトの自由度が向上するという利点も得られる。 Figure 11G shows an example in which the diameter of the circular portion 312 is smaller than that of the balance wheel 31 shown in Figure 10, and the thickness of the portion facing the acted portion 313 via the balance stem 311 is thicker. In other words, the weight of the circular portion 312 is greater at the portion facing the acted portion 313 via the balance stem 311. With this configuration, the center of gravity of the balance wheel 31 can be aligned with the balance stem 311 (the center position of the balance wheel 31). In addition, the configuration of Figure 11G in which the diameter of the balance wheel 31 is smaller has the advantage of improving the degree of freedom in the layout of the balance spring 34 that fixes the outer end of the hairspring 32.

図11Hにおいては、空気抵抗部材15が、第1壁部151と第2壁部152を有しておらず、第3壁部153に相当する構成のみを含む例を示している。すなわち、図11Hの空気抵抗部材15は、基部154と、基部154から起立すると共にテン輪31の回転軌跡に沿う形状である第3壁部153とからなる。 Figure 11H shows an example in which the air resistance member 15 does not have the first wall portion 151 and the second wall portion 152, but only includes a configuration corresponding to the third wall portion 153. That is, the air resistance member 15 in Figure 11H is composed of a base portion 154 and a third wall portion 153 that stands up from the base portion 154 and has a shape that follows the rotation trajectory of the balance wheel 31.

図11Iにおいては、図11Hに示す空気抵抗部材15において、テン輪31の周方向と交差する抵抗壁を形成する凹部である溝153Iを形成した例を示している。溝153Iは、テン真311の軸方向に沿うように複数形成されている。このような構成とすることで、図11Hと比較して、空気抵抗領域ARを通過する被作用部313に作用する空気抵抗を大きくすることができる。 Figure 11I shows an example in which grooves 153I, which are recesses that form resistance walls that intersect with the circumferential direction of the balance wheel 31, are formed in the air resistance member 15 shown in Figure 11H. A plurality of grooves 153I are formed along the axial direction of the balance arbour 311. With this configuration, it is possible to increase the air resistance acting on the acted part 313 passing through the air resistance area AR, compared to Figure 11H.

図11Jは、空気抵抗ではなく、接触抵抗(摩擦抵抗)により、テン輪31の速度を低下させる構成を採用した例である。具体的には、テン輪31は、被作用部として、円状部312上に形成される突起316を有している。また、摩擦抵抗部として弾性部材を採用した。 Figure 11J shows an example of a configuration that uses contact resistance (friction resistance) rather than air resistance to slow down the speed of the balance wheel 31. Specifically, the balance wheel 31 has a protrusion 316 formed on the circular part 312 as the acted part. In addition, an elastic member is used as the friction resistance part.

具体的には、テン輪31が回転角度135°に位置する際に突起316が接触する第1弾性部材151Jと、テン輪31が回転角度225°に位置する際に突起316が接触する第2弾性部材152Jとを設けた。第1弾性部材151J及び第2弾性部材152Jは、その末端が地板10に固定されているとよい。 Specifically, a first elastic member 151J is provided with which the protrusion 316 comes into contact when the balance wheel 31 is positioned at a rotation angle of 135°, and a second elastic member 152J is provided with which the protrusion 316 comes into contact when the balance wheel 31 is positioned at a rotation angle of 225°. The ends of the first elastic member 151J and the second elastic member 152J are preferably fixed to the base plate 10.

第1弾性部材151J及び第2弾性部材152Jは、テン輪31の突起316が接触することにより、突起316との間で摩擦抵抗を生じさせながら弾性変形する。テン輪31は、突起316に接触している間、摩擦抵抗により速度が減速される。図11Jに示す例においては、突起316が第1弾性部材151J及び第2弾性部材151Jに接触しながら通過する領域が抵抗領域R1となる。 When the protrusion 316 of the balance wheel 31 comes into contact with the first elastic member 151J and the second elastic member 152J, the first elastic member 151J and the second elastic member 152J elastically deform while generating frictional resistance between the protrusion 316 and the protrusion 316. While the balance wheel 31 is in contact with the protrusion 316, the speed of the balance wheel 31 is reduced by the frictional resistance. In the example shown in FIG. 11J, the region through which the protrusion 316 passes while in contact with the first elastic member 151J and the second elastic member 151J is the resistance region R1.

なお、図10、図11A~図11Jで示した構成は一例であって、正方向運動及び逆方向運動のそれぞれにおける途中期間においてテン輪31に作用して、テン輪31を減速させる構成であればよく、図示の例に限られるものではない。 The configurations shown in Figures 10 and 11A to 11J are merely examples, and any configuration that acts on the balance wheel 31 to decelerate it during the intermediate periods of both the forward and reverse motions is sufficient, and is not limited to the examples shown.

さらに、図11K、図11Lを参照して、テン輪31の他の例について説明する。図11Kは、他の例のテン輪をヒゲゼンマイが設けられる側から見た様子を示す斜視図である。図11Lは、図11Kに示すテン輪を、ヒゲゼンマイが設けられる側の反対側から見た様子を示す斜視図である。 Furthermore, with reference to Figures 11K and 11L, another example of the balance wheel 31 will be described. Figure 11K is a perspective view showing another example of the balance wheel as seen from the side where the hairspring is provided. Figure 11L is a perspective view showing the balance wheel shown in Figure 11K as seen from the side opposite the side where the hairspring is provided.

図11K、図11Lに示すテン輪31は、図10等で示したものと同様に、円状部312と、被作用部313とを有している。また、円状部312には、周方向における被作用部313と重なる位置に開口312hが形成されている。 The balance wheel 31 shown in Figures 11K and 11L has a circular part 312 and an acted part 313, similar to the one shown in Figure 10 etc. In addition, an opening 312h is formed in the circular part 312 at a position overlapping with the acted part 313 in the circumferential direction.

さらに、図11K、図11Lに示すテン輪31は、円状部312の縁部312aがテン真311の軸方向に突出している。すなわち、縁部312aは、円状部312のうち縁部312aの内側の部分よりも厚みが厚くなっている。また、被作用部313は、縁部312aと面一に形成されている。すなわち、被作用部313の厚みは、縁部312aと同じであって、円状部312のうち縁部312aの内側の部分よりも厚くなっている。 Furthermore, in the balance wheel 31 shown in Figures 11K and 11L, the edge 312a of the circular portion 312 protrudes in the axial direction of the balance arbour 311. That is, the edge 312a is thicker than the part of the circular portion 312 on the inside of the edge 312a. Also, the acted upon portion 313 is formed flush with the edge 312a. That is, the thickness of the acted upon portion 313 is the same as that of the edge 312a, and is thicker than the part of the circular portion 312 on the inside of the edge 312a.

図11K、図11Lに示すテン輪31においては、被作用部313の厚みが比較的厚くなっていることより、被作用部313のうち空気抵抗を受ける面が比較的広い。そのため、図10に示す空気抵抗領域AR内において被作用部313により押しのけられる空気の量を増やすことができ、テン輪31の移動を妨げやすく、より低速化をしやすくなる。なお、テン輪31のうち縁部312a及び被作用部313以外の厚みが比較的薄い部分上にヒゲゼンマイ32が配置されることより、テン真311の軸方向におけるヒゲゼンマイ32とテン輪31との合計の厚みを薄くすることが可能となる。 In the balance wheel 31 shown in Figures 11K and 11L, the thickness of the acted part 313 is relatively thick, so that the surface of the acted part 313 that receives air resistance is relatively wide. This makes it possible to increase the amount of air pushed aside by the acted part 313 within the air resistance area AR shown in Figure 10, making it easier to hinder the movement of the balance wheel 31 and make it easier to slow down. In addition, by arranging the hairspring 32 on the relatively thin parts of the balance wheel 31 other than the edge part 312a and the acted part 313, it is possible to reduce the total thickness of the hairspring 32 and the balance wheel 31 in the axial direction of the balance arbour 311.

さらに、図11Lに示すように、テン輪31の円状部312のうち、ヒゲゼンマイ32が設けられる側の反対側の面の厚みを一部厚くした。被作用部313の厚みを厚くすると被作用部313の重量が重くなることより、テン輪31の重心が被作用部313側に寄ることとなるが、円状部312の厚みを一部厚くすることにより、テン輪31の重心位置を、テン真311(テン輪31の中心位置)に合わせることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 11L, the thickness of the surface of the circular portion 312 of the balance wheel 31 opposite the side where the hairspring 32 is provided has been partially increased. If the thickness of the acted upon portion 313 is increased, the weight of the acted upon portion 313 will increase, and the center of gravity of the balance wheel 31 will move closer to the acted upon portion 313. However, by partially increasing the thickness of the circular portion 312, the position of the center of gravity of the balance wheel 31 can be aligned with the balance arbour 311 (the center position of the balance wheel 31).

さらに、図11M~図11Oを参照して、ヒゲゼンマイ32の詳細を説明する。図11Mは、ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態を示す平面図である。図11Nは、ヒゲゼンマイが中立位置から拡大方向に弾性変形した状態を示す平面図である。図11Oは、ヒゲゼンマイが中立位置から縮小方向に弾性変形した状態を示す平面図である。 Furthermore, the balance spring 32 will be described in detail with reference to Figures 11M to 11O. Figure 11M is a plan view showing the balance spring in its neutral position of elastic deformation. Figure 11N is a plan view showing the balance spring in its elastically deformed state in the expansion direction from the neutral position. Figure 11O is a plan view showing the balance spring in its elastically deformed state in the contraction direction from the neutral position.

ヒゲゼンマイ32は、ヒゲ持受34に接続される外端部321と、テン真311に接続される内端部322とを有している。内端部322は、テン真311の周面に沿う環状である。外端部321と内端部322は、ヒゲゼンマイ32の他の部分(弾性変形する部分)よりも太くなっている。このため、ヒゲ持受34及びテン真311への接続強度が保たれる。 The hairspring 32 has an outer end 321 connected to the hairspring holder 34 and an inner end 322 connected to the balance arbor 311. The inner end 322 is annular and follows the circumferential surface of the balance arbor 311. The outer end 321 and the inner end 322 are thicker than the other parts of the hairspring 32 (the parts that undergo elastic deformation). This maintains the strength of the connection to the hairspring holder 34 and the balance arbor 311.

ヒゲゼンマイ32の全長を長くすることにより、ヒゲゼンマイ32のバネ力を低くすることで、低振動化を実現できる。ヒゲゼンマイ32の全長を長くすると、ヒゲゼンマイ32の径が大型化してしまう。ヒゲゼンマイ32を小型化しつつ全長を長くするためには、ヒゲゼンマイ32のうち内側の部分と外側の部分との距離を短くするとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ32のピッチを狭くするとよい。 By increasing the overall length of the hairspring 32, the spring force of the hairspring 32 can be reduced, thereby achieving low vibration. Increasing the overall length of the hairspring 32 results in a larger diameter of the hairspring 32. In order to increase the overall length of the hairspring 32 while making it smaller, it is advisable to shorten the distance between the inner and outer parts of the hairspring 32. In other words, it is advisable to narrow the pitch of the hairspring 32.

ヒゲゼンマイ32においては、対数螺旋を用いた形状を採用した。上述のように、レーザ加工を行うことで、対数螺旋のヒゲゼンマイを容易に作製することが可能である。対数螺旋を用いた形状を採用することにより、一般的なヒゲゼンマイの形状として使われている均等ピッチのアルキメデスの螺旋と比較して、内端部322側のヒゲゼンマイ32のピッチ間の距離を小さくすることができ、ヒゲゼンマイの全長を長くすると共に小径化が可能となる。その結果、ヒゲゼンマイ32の小径化とともにバネ力を低下することができ、低振動化も実現できる。しかしながら、ヒゲゼンマイ32を、上述のようにレーザ加工により作製する場合、ピッチを狭くすることが難しい。レーザ光の熱により、ヒゲゼンマイ32の形状が変形してしまう可能性があるためである。 A logarithmic spiral shape is used for the hairspring 32. As described above, a logarithmic spiral hairspring can be easily manufactured by performing laser processing. By adopting a logarithmic spiral shape, the distance between the pitches of the hairspring 32 on the inner end 322 side can be made smaller than the uniform-pitch Archimedes' spiral that is commonly used as a hairspring shape, making it possible to increase the overall length of the hairspring and reduce its diameter. As a result, the spring force can be reduced while the diameter of the hairspring 32 is reduced, and low vibration can also be achieved. However, when the hairspring 32 is manufactured by laser processing as described above, it is difficult to narrow the pitch. This is because the shape of the hairspring 32 may be deformed by the heat of the laser light.

そこで、ピッチを狭くしつつ、ヒゲゼンマイ32の寸法精度を維持するため、図11M~図11Oに示すように、内端部322が、固定部322aと、ピッチ拡大部322bとを含む構成を採用した。固定部322aはテン真311に対して固定される部分である。ピッチ拡大部322bは、固定部322aよりも幅が狭い部分であって、ヒゲゼンマイ32のうち内端部322と径方向において隣り合う部分323とのピッチを拡げる部分である。ヒゲゼンマイ32のうち内端部322と径方向において隣り合う部分323は、内端部322以外の部分であって、最も内側に配置される部分である。図11M~図11Oに示すWは、内端部322と、内端部322と径方向において隣り合う部分323との距離を示している。 In order to maintain the dimensional accuracy of the hairspring 32 while narrowing the pitch, the inner end 322 is configured to include a fixed portion 322a and a pitch expansion portion 322b, as shown in Figs. 11M to 11O. The fixed portion 322a is a portion that is fixed to the balance arbour 311. The pitch expansion portion 322b is a portion narrower than the fixed portion 322a, and expands the pitch between the inner end 322 and a portion 323 of the hairspring 32 that is adjacent to the inner end 322 in the radial direction. The portion 323 of the hairspring 32 that is adjacent to the inner end 322 in the radial direction is a portion other than the inner end 322, and is the portion that is located on the innermost side. W shown in Figs. 11M to 11O indicates the distance between the inner end 322 and the portion 323 that is adjacent to the inner end 322 in the radial direction.

なお、図11M~図11Oにおいては、内端部322が環状である例、すなわち、固定部322aとピッチ拡大部322bとが繋がっている例について示したが、これに限られない。例えば、内端部322は周方向で一部が離間しており、離間している部分がピッチ拡大部322bとして機能するものであってもよい。ただし、内端部322が環状である方が、テン真311に対する固定の強度を確保しやすい。なお、図11M~図11Oにおいては、ヒゲゼンマイ32が対数螺旋を用いた形状である例について示したが、これに限らず、ピッチ拡大部322bを形成する構成は、径の外側よりも径の内側の方がピッチが狭い形状のヒゲゼンマイにおいて特に有効である。 Note that, although an example in which the inner end 322 is annular, that is, an example in which the fixed portion 322a and the pitch enlargement portion 322b are connected, is shown in Figs. 11M to 11O, this is not limiting. For example, the inner end 322 may be partially separated in the circumferential direction, and the separated portion may function as the pitch enlargement portion 322b. However, it is easier to ensure the strength of the fixation to the balance shaft 311 when the inner end 322 is annular. Note that, although an example in Figs. 11M to 11O shows the hairspring 32 in a shape using a logarithmic spiral, this is not limiting, and the configuration in which the pitch enlargement portion 322b is formed is particularly effective for hairsprings in which the pitch is narrower on the inside of the diameter than on the outside of the diameter.

なお、本実施形態及び変形例においては、テン輪31を低速化する構成を採用した例について説明したが、これに限られるものではない。テン輪31を高速化することでテン輪31の1秒あたりの往復運動の回数を増やすと、1秒あたりの誤差、すなわち歩度精度の影響は小さくなる。このようにテン輪31を比較的高速化した構成において上述の弾性変形部332を備える構成を採用してもよい。 In the present embodiment and the modified example, an example in which the balance wheel 31 is slowed down has been described, but the present invention is not limited to this. By increasing the speed of the balance wheel 31, the number of reciprocating movements of the balance wheel 31 per second is increased, and the error per second, i.e., the effect on the rate accuracy, is reduced. In this manner, a configuration in which the balance wheel 31 is relatively fast may be adopted in which the above-mentioned elastic deformation portion 332 is provided.

[発電のタイミングについて]
永久磁石41の運動によりコイル43に生じる電流量は、永久磁石41の角速度に比例して大きくなる。そのため、発電を効率良く行うためには、永久磁石41の角速度が速い時にコイル43に生じる電流を用いることが好ましい。
[Regarding power generation timing]
The amount of current generated in the coil 43 by the movement of the permanent magnet 41 increases in proportion to the angular velocity of the permanent magnet 41. Therefore, in order to generate power efficiently, it is preferable to use the current generated in the coil 43 when the angular velocity of the permanent magnet 41 is high.

そこで、本実施形態においては、永久磁石41(テン輪31)が0°の位置にあるタイミング又はその直後のタイミングにおいて、永久磁石41の運動によりコイル43で検出される逆起電圧(検出電圧)に対応する電流に基づいて発電を行うこととした。すなわち、図12の下段のグラフに示すように、コイル43で検出される逆起電圧がピークのタイミングで発電を行うこととした。 In this embodiment, therefore, power is generated based on a current corresponding to the back electromotive force (detected voltage) detected by the coil 43 due to the movement of the permanent magnet 41 when the permanent magnet 41 (balance wheel 31) is at the 0° position or immediately thereafter. In other words, as shown in the lower graph of FIG. 12, power is generated when the back electromotive force detected by the coil 43 reaches its peak.

なお、発電を行うタイミングは、テン輪31が回転角度0°の位置にあるタイミング又はその直後のタイミングに限らず、テン輪31の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動のいずれかにおいて、被作用部313(テン輪31)が空気抵抗部材15の位置に達する前であればよい。すなわち、被作用部313が空気抵抗部材15により空気抵抗を受けることでテン輪31の角速度が低下する前の期間に、コイル43で検出される逆起電圧に対応する電流に基づいて発電を行ってもよい。 The timing for generating electricity is not limited to when the balance wheel 31 is at a rotation angle of 0° or immediately thereafter, but may be any time before the acted upon part 313 (balance wheel 31) reaches the position of the air resistance member 15 in either the forward or reverse rotational motion of the balance wheel 31. In other words, electricity may be generated based on the current corresponding to the back electromotive force detected by the coil 43 during the period before the angular velocity of the balance wheel 31 decreases due to the acted upon part 313 receiving air resistance from the air resistance member 15.

なお、図12の下段のグラフに示すように、本実施形態においては、テン輪31の正方向運動と逆方向運動とで検出される電圧波形は同じとなっている。そのため、機械式時計1においては、発電のタイミングを合わせる上で、テン輪31が正方向運動又は逆方向運動のいずれの方向に運動をしているかを把握する必要がない。 As shown in the lower graph of FIG. 12, in this embodiment, the voltage waveforms detected when the balance wheel 31 moves in the forward direction and the reverse direction are the same. Therefore, in the mechanical watch 1, in order to time the power generation, it is not necessary to know whether the balance wheel 31 is moving in the forward direction or the reverse direction.

[永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係]
ここで、図5、図12、図13A~図13Cを参照して、永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係について説明する。
[Relationship between magnetization direction of permanent magnet 41 and power generation efficiency]
Here, the relationship between the magnetization direction of the permanent magnet 41 and power generation efficiency will be described with reference to FIGS. 5, 12, and 13A to 13C.

本実施形態に係る機械式時計1においては、コイル43に生じた逆起電圧に対応する電流を、整流回路50により整流して得られた電力に基づいて発電を行っている。ここで、整流回路50による整流として、複数のダイオードを含むブリッジ回路を用いた全波整流、又は1つのダイオードを含む回路を用いた半波整流を行うことが考えられる。複数のダイオードを用いた場合、ダイオードの数に応じて電圧降下が生じるため、その分得られる電力に損失が生じてしまう。そのため、本実施形態においては、整流回路50により半波整流を行う構成を採用した。また、半波整流においては、正の逆起電圧と負の逆起電圧との形状に差異を設け、絶対値が大きい方の逆起電圧に基づいて発電を行うことで、効率の良い発電を行うことができる。そこで、本実施形態においては、半波整流に適した逆起電圧が検出されるように永久磁石41を配置した。 In the mechanical watch 1 according to this embodiment, power is generated based on the power obtained by rectifying the current corresponding to the back electromotive force generated in the coil 43 using the rectifier circuit 50. Here, as the rectification by the rectifier circuit 50, full-wave rectification using a bridge circuit including multiple diodes, or half-wave rectification using a circuit including one diode can be considered. When multiple diodes are used, a voltage drop occurs according to the number of diodes, resulting in a loss of power obtained. Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted in which half-wave rectification is performed by the rectifier circuit 50. In addition, in half-wave rectification, a difference is made between the shape of the positive back electromotive force and the negative back electromotive force, and power is generated based on the back electromotive force with the larger absolute value, thereby enabling efficient power generation. Therefore, in this embodiment, the permanent magnet 41 is arranged so that a back electromotive force suitable for half-wave rectification is detected.

図13Aにおいては、実施例1の永久磁石41の配置においてコイル43で検出される逆起電圧を示している。図13Bにおいては、実施例2の永久磁石41の配置においてコイル43で検出される逆起電圧を示している。図13Cにおいては、実施例3の永久磁石41の配置においてコイル43で検出される逆起電圧を示している。 Figure 13A shows the back electromotive force detected by the coil 43 in the arrangement of the permanent magnet 41 in Example 1. Figure 13B shows the back electromotive force detected by the coil 43 in the arrangement of the permanent magnet 41 in Example 2. Figure 13C shows the back electromotive force detected by the coil 43 in the arrangement of the permanent magnet 41 in Example 3.

[永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係:実施例1]
実施例1においては、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向に直交するように配置されている。
[Relationship between magnetization direction of permanent magnet 41 and power generation efficiency: Example 1]
In the first embodiment, the permanent magnet 41 is arranged so that the magnetization direction is perpendicular to the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424 when the hair spring 32 is in its neutral position of elastic deformation.

ここでは、永久磁石41の回転角度が0°の位置から正方向に回転運動を行い、ヒゲゼンマイ32の弾性力により逆方向に回転運動を行い、さらにヒゲゼンマイ32の弾性力により正方向に回転運動を行うまでにおいて、コイル43で検出される逆起電圧について説明する。 Here, we will explain the back electromotive force detected by coil 43 as permanent magnet 41 rotates in the forward direction from the rotation angle position of 0°, rotates in the reverse direction due to the elastic force of hairspring 32, and then rotates again in the forward direction due to the elastic force of hairspring 32.

また、永久磁石41のN極部411が軟磁性コア42の第1端部421aに近づく方向に移動する際の磁界の変化によりコイル43に生じる逆起電圧を「正」の逆起電圧とする。一方、N極部411が軟磁性コア42の第1端部421aから遠ざかる方向に移動する際の磁界変化によりコイル43に生じる逆起電圧を「負」の逆起電圧とする。 The counter electromotive voltage generated in the coil 43 due to the change in the magnetic field when the N-pole portion 411 of the permanent magnet 41 moves in a direction toward the first end 421a of the soft magnetic core 42 is defined as a "positive" counter electromotive voltage. On the other hand, the counter electromotive voltage generated in the coil 43 due to the change in the magnetic field when the N-pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a of the soft magnetic core 42 is defined as a "negative" counter electromotive voltage.

実施例1においては、永久磁石41は、回転角度が0°において、磁気的な釣り合いの位置にある。そのため、回転角度0°においては、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。永久磁石41は、回転角度0°において、動力ゼンマイ11からの動力が供給される。すなわち、回転角度0°の直後のタイミングで永久磁石41の角速度は最大となる。また、永久磁石41が回転角度0°から180°に正方向に回転する間に、N極部411は第1端部421aに近づく方向に移動する。このように、実施例1において、永久磁石41は、動力供給位置から正方向に180°回転するまで間にコイル43に検出される逆起電圧が同極性となるように配置されている。 In Example 1, the permanent magnet 41 is in a position of magnetic balance at a rotation angle of 0°. Therefore, at a rotation angle of 0°, the back electromotive voltage generated in the coil 43 is zero. At a rotation angle of 0°, the permanent magnet 41 is supplied with power from the power spring 11. That is, the angular velocity of the permanent magnet 41 is maximum immediately after the rotation angle of 0°. Also, while the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of 0° to 180°, the N pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Thus, in Example 1, the permanent magnet 41 is arranged so that the back electromotive voltages detected in the coil 43 during the period from the power supply position to the rotation of 180° in the forward direction are of the same polarity.

そのため、永久磁石41が回転角度0°から180°に回転する間に、永久磁石41の角速度は最大となり、コイル43に生じる正の逆起電圧はピークとなる。 Therefore, while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 0° to 180°, the angular velocity of the permanent magnet 41 reaches a maximum, and the positive back electromotive voltage generated in the coil 43 reaches a peak.

永久磁石41が磁気的な釣り合いの位置である回転角度180°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 At a rotation angle of 180°, where the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position, the back electromotive force generated in the coil 43 becomes zero.

永久磁石41が回転角度180°から正方向に回転する際に、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度180°から340°に回転する間に、コイル43には負の逆起電圧が生じる。この際の永久磁石41の角速度は、回転角度0°から180°に移動するまでの角速度よりも小さい。そのため、負の逆起電圧のピークの絶対値は、正の逆起電圧のピークの絶対値よりも小さく出ることとなる。 When the permanent magnet 41 rotates in the positive direction from a rotation angle of 180°, the N pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Therefore, a negative back electromotive force is generated in the coil 43 while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 180° to 340°. The angular velocity of the permanent magnet 41 at this time is smaller than the angular velocity when it moves from a rotation angle of 0° to 180°. Therefore, the absolute value of the peak of the negative back electromotive force is smaller than the absolute value of the peak of the positive back electromotive force.

また、永久磁石41の角速度は、往復運動の折り返し位置である回転角度340°において0となる。そのため、回転角度340°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 The angular velocity of the permanent magnet 41 becomes zero at a rotation angle of 340°, which is the turning point of the reciprocating motion. Therefore, at a rotation angle of 340°, the back electromotive voltage generated in the coil 43 becomes zero.

回転角度340°に達した永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32の弾性力により、逆方向の回転を始める。永久磁石41が回転角度340°から180°に回転する際に、N極部411が第1端部421aに近づく方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度340°から180°に回転する間に、コイル43には正の逆起電圧が生じる。 When the permanent magnet 41 reaches a rotation angle of 340°, it starts to rotate in the reverse direction due to the elastic force of the hairspring 32. When the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 340° to 180°, the N-pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Therefore, a positive back electromotive force is generated in the coil 43 while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 340° to 180°.

また、永久磁石41が磁気的な釣り合いの位置である回転角度180°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 In addition, at a rotation angle of 180°, where the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position, the back electromotive force generated in the coil 43 becomes zero.

さらに、永久磁石41は、回転角度180°から0°に回転する。永久磁石41が回転角度180°から0°に回転する際に、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度180°から0°に回転する際に、コイル43には負の逆起電圧が生じる。 Furthermore, the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 180° to 0°. When the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 180° to 0°, the N pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Therefore, when the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 180° to 0°, a negative back electromotive voltage is generated in the coil 43.

また、永久磁石41が磁気的な釣り合いの位置である回転角度0°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 In addition, at a rotation angle of 0°, where the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position, the back electromotive force generated in the coil 43 is zero.

回転角度0°に達した永久磁石41には、動力ゼンマイ11からの動力が供給される。すなわち、回転角度0°の直後に永久磁石41の角速度は最大となる。また、永久磁石41が回転角度0°から-180に回転する間に、N極部411が第1端部421aに近づく方向に移動する。このように、実施例1において、永久磁石41は、動力供給位置から逆方向に-180°回転するまで間にコイル43に検出される逆起電圧が同極性となるように配置されている。 When the permanent magnet 41 reaches a rotation angle of 0°, power is supplied from the power spring 11. That is, the angular velocity of the permanent magnet 41 reaches a maximum immediately after the rotation angle reaches 0°. Also, while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 0° to -180°, the N pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Thus, in Example 1, the permanent magnet 41 is positioned so that the back electromotive voltage detected in the coil 43 during the time it rotates in the reverse direction from the power supply position to -180° has the same polarity.

そのため、永久磁石41が回転角度0°から-180°に回転する間に、永久磁石41の角速度は最大となり、コイル43に生じる正の逆起電圧はピークとなる。 Therefore, while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of 0° to -180°, the angular velocity of the permanent magnet 41 reaches a maximum, and the positive back electromotive force generated in the coil 43 reaches a peak.

永久磁石41が磁気的な釣り合いの位置である回転角度-180°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 At a rotation angle of -180°, where the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position, the back electromotive force generated in the coil 43 becomes zero.

永久磁石41が回転角度-180°から逆方向に回転する際に、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度-180°から-340°に回転する間に、コイル43には負の逆起電圧が生じる。この際の永久磁石41の角速度は、回転角度0°から-180°に移動するまでの角速度よりも低い。そのため、負の逆起電圧のピークの絶対値は、正の逆起電圧のピークの絶対値よりも小さく出ることとなる。 When the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of -180°, the N pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Therefore, a negative back electromotive force is generated in the coil 43 while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -180° to -340°. The angular velocity of the permanent magnet 41 at this time is lower than the angular velocity when it moves from a rotation angle of 0° to -180°. Therefore, the absolute value of the peak of the negative back electromotive force is smaller than the absolute value of the peak of the positive back electromotive force.

また、永久磁石の角速度は、往復運動の折り返し位置である回転角度-340°において0となる。そのため、回転角度-340°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 The angular velocity of the permanent magnet is zero at a rotation angle of -340°, which is the turning point of the reciprocating motion. Therefore, the back electromotive force generated in the coil 43 is zero at a rotation angle of -340°.

回転角度-340°に達した永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32の弾性力により、正方向の回転を始める。永久磁石41が回転角度-340°から-180°に回転する際に、N極部411が第1端部421aに近づく方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度-340°から-180°に回転する間に、コイル43には正の逆起電圧が生じる。 When the permanent magnet 41 reaches a rotation angle of -340°, it starts to rotate in the forward direction due to the elastic force of the hairspring 32. When the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -340° to -180°, the N pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Therefore, a positive back electromotive force is generated in the coil 43 while the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -340° to -180°.

また、永久磁石41が磁気的な釣り合いの位置である回転角度-180°において、コイル43に生じる逆起電圧は0となる。 Furthermore, at a rotation angle of -180°, where the permanent magnet 41 is in a magnetically balanced position, the back electromotive force generated in the coil 43 becomes zero.

さらに、永久磁石41は、回転角度-180°から0°に回転する。永久磁石41が回転角度-180°から0°に回転する際に、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度-180°から0°に回転する際に、コイル43には負の逆起電圧が生じる。 Furthermore, the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -180° to 0°. When the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -180° to 0°, the N pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Therefore, when the permanent magnet 41 rotates from a rotation angle of -180° to 0°, a negative back electromotive voltage is generated in the coil 43.

以上のような動作を繰り返し、実施例1の永久磁石41の配置においては、図13Aに示す波形の逆起電圧がコイル43に生じることとなる。図13Aに示すように、逆起電圧のピークは、正の逆起電圧と負の逆起電圧とで異なっている。すなわち、正の逆起電圧の絶対値の最大値は、負の逆起電圧の絶対値の最大値よりも大きい。また、永久磁石41の正方向の運動と、逆方向の運動とで、検出される逆起電圧の波形は同じとなっている。 By repeating the above operations, in the arrangement of the permanent magnet 41 of Example 1, a back electromotive voltage with the waveform shown in FIG. 13A is generated in the coil 43. As shown in FIG. 13A, the peaks of the back electromotive voltage are different for positive back electromotive voltage and negative back electromotive voltage. In other words, the maximum absolute value of the positive back electromotive voltage is greater than the maximum absolute value of the negative back electromotive voltage. Furthermore, the waveform of the detected back electromotive voltage is the same when the permanent magnet 41 moves in the positive direction and when it moves in the reverse direction.

[永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係:実施例2]
次に、図13Bを参照して、実施例2について説明する。実施例2においては、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向に45°傾くように配置されている。すなわち、実施例2においては、回転角度0°の位置が、実施例2よりも-45°傾いて配置されている。
[Relationship between magnetization direction of permanent magnet 41 and power generation efficiency: Example 2]
Next, a second embodiment will be described with reference to Fig. 13B. In the second embodiment, the permanent magnet 41 is disposed such that the magnetization direction is inclined by 45° toward the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424 when the hairspring 32 is in the neutral position of its elastic deformation. That is, in the second embodiment, the position of the rotation angle of 0° is inclined by -45° from that in the second embodiment.

実施例2においては、永久磁石41が回転角度0°から正方向に回転する際に、まず、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そして、永久磁石41が回転角度45°を通過したところで、N極部411が第1端部421aから近づく方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度0°から225°まで正方向に回転する間に、回転直後にコイル43には負の逆起電圧が生じ、その後、回転角度45°を通過した後、コイル43には正の逆起電圧が生じることとなる。 In Example 2, when the permanent magnet 41 rotates in the positive direction from a rotation angle of 0°, first, the N-pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Then, when the permanent magnet 41 passes a rotation angle of 45°, the N-pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Therefore, while the permanent magnet 41 rotates in the positive direction from a rotation angle of 0° to 225°, a negative back electromotive force is generated in the coil 43 immediately after the rotation, and then, after passing the rotation angle of 45°, a positive back electromotive force is generated in the coil 43.

実施例2においては、永久磁石41が回転角度0°から340°まで正方向に回転し、ヒゲゼンマイ32の弾性力により逆方向に回転して、再び回転角度0°に戻ってきて、回転角度0°から逆方向に回転する際に、N極部411は、第1端部421aに近づく方向に移動する。すなわち、永久磁石41が回転角度0°から逆方向に回転する際に、コイル43には正の逆起電圧が生じる。 In Example 2, the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of 0° to 340°, rotates in the reverse direction due to the elastic force of the hairspring 32, and returns to a rotation angle of 0°. When the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 0°, the N-pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. In other words, when the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 0°, a positive back electromotive voltage is generated in the coil 43.

このように、実施例2においては、正方向と逆方向の回転において、少なくとも回転角度0°前後における正の逆起電圧と負の逆起電圧の波形が異なることとなる。そのため、正方向の回転と逆方向の回転において、逆起電圧のピークの大きさが異なることとなる。また、逆起電圧のピーク位置が正方向の回転と逆方向の回転とで異なるので、テン輪31の正逆回転運動の周期が乱れていると判断されてしまい、誤って歩度調整がされてしまう可能性がある。そのため、実施例2の構成においては、歩度調整手段40が、テン輪31が正方向運動及び逆方向運動のいずれの方向に運動しているのかを予め把握する手段を有している必要が生じてしまう。 In this way, in Example 2, the waveforms of the positive back electromotive voltage and the negative back electromotive voltage are different at least around a rotation angle of 0° in the forward and reverse directions of rotation. Therefore, the magnitude of the peak of the back electromotive voltage is different in the forward and reverse directions of rotation. In addition, since the peak position of the back electromotive voltage is different in the forward and reverse directions of rotation, it may be determined that the period of the forward and reverse rotational motion of the balance wheel 31 is disturbed, and the rate may be erroneously adjusted. Therefore, in the configuration of Example 2, it becomes necessary for the rate adjustment means 40 to have a means for determining in advance whether the balance wheel 31 is moving in the forward direction or the reverse direction.

[永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係:実施例3]
次に、図13Cを参照して、実施例3について説明する。実施例3においては、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向と同方向となるように配置されている。すなわち、実施例3においては、回転角度0°の位置が、本実施形態よりも-90°傾いて配置されている。
[Relationship between magnetization direction of permanent magnet 41 and power generation efficiency: Example 3]
Next, Example 3 will be described with reference to Fig. 13C. In Example 3, the permanent magnet 41 is arranged so that the magnetization direction is the same as the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424 when the hairspring 32 is in the neutral position of its elastic deformation. That is, in Example 3, the position of the rotation angle of 0° is arranged at a tilt of -90° from the present embodiment.

実施例3においては、永久磁石41が回転角度0°から正方向に回転する際に、まず、N極部411が第1端部421aから遠ざかる方向に移動する。そして、永久磁石41が回転角度90°を通過したところで、N極部411が第1端部421aから近づく方向に移動する。そのため、永久磁石41が回転角度0°から180°に正方向に回転する間に、回転直後にコイル43には負の逆起電圧が生じ、その後、回転角度90°を通過した後、コイル43には正の逆起電圧が生じることとなる。 In Example 3, when the permanent magnet 41 rotates in the positive direction from a rotation angle of 0°, first, the N-pole portion 411 moves in a direction away from the first end 421a. Then, when the permanent magnet 41 passes a rotation angle of 90°, the N-pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. Therefore, while the permanent magnet 41 rotates in the positive direction from a rotation angle of 0° to 180°, a negative back electromotive voltage is generated in the coil 43 immediately after the rotation, and then, after passing a rotation angle of 90°, a positive back electromotive voltage is generated in the coil 43.

実施例3においては、永久磁石41が回転角度0°から340°まで正方向に回転し、ヒゲゼンマイ32の弾性力により逆方向に回転して、再び回転角度0°に戻ってきて、回転角度0°から逆方向に回転する際に、N極部411は、第1端部421aに近づく方向に移動する。すなわち、永久磁石41が回転角度0°から逆方向に回転する際に、コイル43には正の逆起電圧が生じる。 In Example 3, the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of 0° to 340°, rotates in the reverse direction due to the elastic force of the hairspring 32, and returns to a rotation angle of 0°. When the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 0°, the N-pole portion 411 moves in a direction approaching the first end 421a. In other words, when the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 0°, a positive back electromotive voltage is generated in the coil 43.

このように、実施例3においては、正方向の回転と逆方向の回転において、少なくとも回転角度0°前後における正の逆起電圧と負の逆起電圧の波形が異なることとなる。そのため、正方向の回転と逆方向の回転において、逆起電圧のピークの大きさが異なることとなる。実施例3の構成では、実施例1に比べて正方向の回転あるいは逆方向の回転で逆起電圧のピークが小さく、半波整流に適した逆起電圧であるとは言えない、また、正方向の回転と逆方向の回転とで逆起電圧のピークが異なるため場合によっては閾値Vthも異ならせる必要がある、これにより実施例2と同様に、歩度調整手段40が、テン輪31が正方向運動及び逆方向運動のいずれの方向に運動しているのかを予め把握する手段を有している必要が生じてしまう。 In this way, in the third embodiment, the waveforms of the positive back electromotive voltage and the negative back electromotive voltage are different at least at around 0° of rotation angle in the forward and reverse directions. Therefore, the magnitude of the peak of the back electromotive voltage is different in the forward and reverse directions. In the configuration of the third embodiment, the peak of the back electromotive voltage is smaller in the forward and reverse directions compared to the first embodiment, and it cannot be said that the back electromotive voltage is suitable for half-wave rectification. In addition, since the peak of the back electromotive voltage is different in the forward and reverse directions, it may be necessary to make the threshold value Vth different in some cases. As a result, as in the second embodiment, it becomes necessary for the rate adjustment means 40 to have a means for determining in advance whether the balance wheel 31 is moving in the forward or reverse direction.

[永久磁石41の着磁方向と発電効率との関係:まとめ]
以上説明したように、実施例1においては、永久磁石41の回転方向が正方向か逆方向かに関わらず、同じ形状の波形の逆起電圧が検出されることなる。そのため、実施例1においては、正の逆起電圧のピークが、同じ大きさかつ一定の周期で検出される。また、実施例1においては、正の逆起電圧と負の逆起電圧との形状が非対称となる。具体的には、正の逆起電圧のピークが、負の逆起電圧のピークよりも大きく出ている。このため、実施例1における永久磁石41の配置においては、実施例2、3と比較して、歩度調整及び半波整流に適した波形の逆起電圧であるといえる。
[Summary of the relationship between the magnetization direction of the permanent magnet 41 and power generation efficiency]
As described above, in the first embodiment, regardless of whether the rotation direction of the permanent magnet 41 is forward or reverse, a back electromotive voltage having the same waveform is detected. Therefore, in the first embodiment, the peaks of the positive back electromotive voltage are detected with the same magnitude and at a constant period. Furthermore, in the first embodiment, the shapes of the positive back electromotive voltage and the negative back electromotive voltage are asymmetric. Specifically, the peaks of the positive back electromotive voltage are larger than the peaks of the negative back electromotive voltage. Therefore, in the arrangement of the permanent magnet 41 in the first embodiment, it can be said that the back electromotive voltage has a waveform suitable for rate adjustment and half-wave rectification, compared to the second and third embodiments.

なお、図5に示す永久磁石41の配置は一例であり、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、その着磁方向が第1端部421aと第2端部422aとの対向方向と同方向となるように配置されているとよい。なお、第1端部421aと第2端部422aとの対向方向とは、図5に示す第1溶接部423と第2溶接部424との対向方向と直交する方向である。ただし、これに限られず、永久磁石41は、少なくとも、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、その着磁方向が第1端部421a又は第2端部422aの側を向いているとよい。 The arrangement of the permanent magnet 41 shown in FIG. 5 is an example, and the permanent magnet 41 is preferably arranged so that its magnetization direction is the same as the opposing direction of the first end 421a and the second end 422a when the hairspring 32 is in the neutral position of its elastic deformation. The opposing direction of the first end 421a and the second end 422a is a direction perpendicular to the opposing direction of the first welded portion 423 and the second welded portion 424 shown in FIG. 5. However, this is not limited to this, and the magnetization direction of the permanent magnet 41 should be directed toward the first end 421a or the second end 422a at least when the hairspring 32 is in the neutral position of its elastic deformation.

また、永久磁石41は、ヒゲゼンマイ32がその弾性変形の中立位置にある状態において、N極部411とS極部412との境界Bが第1溶接部423と第2溶接部424とを結ぶ仮想的な帯状領域(図5に示すS)に重なるように配置されているとよい。なお、帯状領域Sは、永久磁石41の配置を示すために便宜上定義した仮想的な領域であり、機械式時計1の構成として物理的に存在するものではない。 Furthermore, the permanent magnet 41 is preferably arranged so that, when the hairspring 32 is in the neutral position of its elastic deformation, the boundary B between the north pole portion 411 and the south pole portion 412 overlaps with a virtual strip-shaped area (S shown in FIG. 5) that connects the first welded portion 423 and the second welded portion 424. Note that the strip-shaped area S is a virtual area defined for the sake of convenience to indicate the arrangement of the permanent magnet 41, and does not physically exist as part of the configuration of the mechanical timepiece 1.

[回路図]
ここで、図14Aを参照して、本実施形態における整流回路の概要について説明する。図14Aは、本実施形態における回路の一例を示す回路図である。
[Circuit diagram]
Here, an overview of the rectifier circuit in this embodiment will be described with reference to Fig. 14A, which is a circuit diagram showing an example of the circuit in this embodiment.

本実施形態においては、ダイオードDを1つ含む整流回路50を用いて、永久磁石41の運動によりコイル43に生じた逆起電圧に応じた電流を半波整流する構成を採用している。整流回路50は、コイル43に生じた逆起電圧の負の電圧部分を消去し、直流に変換する回路である。 In this embodiment, a rectifier circuit 50 including one diode D is used to half-wave rectify the current corresponding to the back electromotive force generated in the coil 43 by the motion of the permanent magnet 41. The rectifier circuit 50 is a circuit that eliminates the negative voltage portion of the back electromotive force generated in the coil 43 and converts it to direct current.

コイル43の第1端子O1及び第2端子O2に対しては、トランジスタTP1及びTP2がそれぞれ接続されている。トランジスタTP1及びTP2に対してはコイル43に生じた逆起電圧が入力されて、それに基づいて回転検出回路45が検出信号を検出する。すなわち、所定のタイミングでトランジスタTP2をONとすることで、それらトランジスタに対応する第1端子O1及び第2端子O2で発生する誘起電圧を電圧信号である検出信号として取り出すことができる。 The transistors TP1 and TP2 are respectively connected to the first terminal O1 and the second terminal O2 of the coil 43. The back electromotive voltage generated in the coil 43 is input to the transistors TP1 and TP2, and the rotation detection circuit 45 detects a detection signal based on the back electromotive voltage. That is, by turning on the transistor TP2 at a predetermined timing, the induced voltage generated at the first terminal O1 and the second terminal O2 corresponding to the transistors can be extracted as a detection signal, which is a voltage signal.

また、トランジスタP11、P12がコイル43の第1端子O1に接続されており、トランジスタP21、P22がコイル43の第2端子O2に接続されている。トランジスタP11、P12、P21、P22は調速パルス出力回路46からの調速パルスによりON/OFF制御がされる。発電時において、トランジスタP11、P12、P21、P22のゲート端子をOFFとする。その状態において、トランジスタTP1、TP2と、ダイオードDにより整流回路50が構成される。永久磁石41が正逆回転運動を行うことにより、コイル43に電流が流れ、コンデンサCが蓄電される。コンデンサCにある程度の蓄電がなされると、電源回路60が起動する。そして、電源回路60が起動することにより、制御回路44が起動し、制御回路44による歩度調整手段40に含まれる各回路の制御が行われることとなる。 The transistors P11 and P12 are connected to the first terminal O1 of the coil 43, and the transistors P21 and P22 are connected to the second terminal O2 of the coil 43. The transistors P11, P12, P21, and P22 are controlled to be turned on and off by the speed control pulse from the speed control pulse output circuit 46. When generating electricity, the gate terminals of the transistors P11, P12, P21, and P22 are turned off. In this state, the rectifier circuit 50 is formed by the transistors TP1 and TP2 and the diode D. When the permanent magnet 41 rotates forward and backward, a current flows through the coil 43 and the capacitor C is charged. When a certain amount of charge is stored in the capacitor C, the power supply circuit 60 is started. Then, when the power supply circuit 60 is started, the control circuit 44 is started, and the control circuit 44 controls each circuit included in the rate adjustment means 40.

本実施形態においては、図14Aに示すように、ダイオードDを1つ含む整流回路50を用いて半波整流を行う構成を採用するため、回路構成を簡易にすると共に、電圧降下を生じにくくすることができる。なお、図14Aに示す回路は一例であり、図14Bに示すように整流回路50として、逆方向の逆起電圧も整流できる倍電圧整流回路を採用してもよい。図14Bにおいては、2つのダイオードD1、D2と、2つのコンデンサC1、C2を含む倍電圧整流回路の例を示している。倍電圧整流回路においては、全波整流回路と比較してダイオードの個数を少なくできる。すなわち、電圧降下を生じにくくすることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 14A, a configuration is adopted in which half-wave rectification is performed using a rectifier circuit 50 including one diode D, so that the circuit configuration can be simplified and voltage drops can be made less likely to occur. Note that the circuit shown in FIG. 14A is just one example, and as shown in FIG. 14B, a voltage doubler rectifier circuit that can also rectify the back electromotive force in the reverse direction may be used as the rectifier circuit 50. FIG. 14B shows an example of a voltage doubler rectifier circuit including two diodes D1, D2 and two capacitors C1, C2. In a voltage doubler rectifier circuit, the number of diodes can be reduced compared to a full-wave rectifier circuit. In other words, voltage drops can be made less likely to occur.

[歩度調整制御の詳細について]
以下、図12、図15A~図19を参照して、本実施形態における歩度調整制御の詳細について説明する。図15A、図15Bは、本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。
[Details about the speed adjustment control]
Details of the rate adjustment control in this embodiment will be described below with reference to Fig. 12 and Fig. 15A to Fig. 19. Fig. 15A and Fig. 15B are diagrams for explaining the control of the movement of the permanent magnet by the speed control pulse in this embodiment.

本実施形態においては、調速パルス出力回路46が調速パルスを出力することにより、永久磁石41の動きを制御することで、テン輪31の動きを制御して歩度調整を行う。 In this embodiment, the speed control pulse output circuit 46 outputs a speed control pulse to control the movement of the permanent magnet 41, thereby controlling the movement of the balance wheel 31 and adjusting the rate.

本実施形態においては、図15Aに示すように、コイル43の第1端子O1に調速パルスが出力された場合、第1端部421aがS極、第2端部422aがN極の極性を持つこととなると定義する。一方、図15Bに示すように、コイル43の端子O2に調速パルスが出力された場合、第1端部421aがN極、第2端部422aがS極の極性を持つこととなると定義する。なお、コイル43の巻き方向が反対の場合、第1端部421aと第2端部422aの極性は反転する。 In this embodiment, as shown in FIG. 15A, when a speed control pulse is output to the first terminal O1 of the coil 43, the first end 421a is defined as having an S pole and the second end 422a is defined as having an N pole. On the other hand, as shown in FIG. 15B, when a speed control pulse is output to the terminal O2 of the coil 43, the first end 421a is defined as having an N pole and the second end 422a is defined as having an S pole. Note that when the winding direction of the coil 43 is reversed, the polarities of the first end 421a and the second end 422a are reversed.

[歩度調整制御の詳細について:調速パルスの出力タイミング]
ここで、永久磁石41の角速度が速い状態においては、所望のタイミングで歩度調整を行うことが難しい。永久磁石41の角速度が速い状態においては、調速パルスの出力タイミングがズレる可能性が高いためである。
[Details of speed adjustment control: Output timing of speed adjustment pulse]
Here, when the angular velocity of the permanent magnet 41 is high, it is difficult to adjust the rate at the desired timing. This is because when the angular velocity of the permanent magnet 41 is high, there is a high possibility that the output timing of the speed control pulse will be shifted.

そこで、本実施形態においては、永久磁石41の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、永久磁石41が回転角度180°から0°に逆方向に回転する間、及び回転角度-180°から0°に正方向に回転する間に、調速パルスを出力することとした。すなわち、テン輪31が動力ゼンマイ11から動力を供給される前の期間に調速パルスを出力することとした。これにより、永久磁石41の角速度が比較的遅い状態において、調速パルスを出力することができる。また、本実施形態においては、テン輪31が回転角度225°から135°の間に空気抵抗部材15による空気抵抗を受けるため、回転角度180°から0°の期間において永久磁石41の角速度は特に遅くなっている。回転角度-225°から-135°の間においても同様である。このように、テン輪31の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、被作用部313が空気抵抗部材15の位置に達した後の期間において歩度調整を行うとよい。 Therefore, in this embodiment, in the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet 41, a speed control pulse is output while the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 180° to 0°, and while the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of -180° to 0°. In other words, a speed control pulse is output during the period before the balance wheel 31 is supplied with power from the power spring 11. This makes it possible to output a speed control pulse when the angular velocity of the permanent magnet 41 is relatively slow. In addition, in this embodiment, the balance wheel 31 receives air resistance from the air resistance member 15 between rotation angles of 225° and 135°, so the angular velocity of the permanent magnet 41 is particularly slow between rotation angles of 180° and 0°. The same is true for rotation angles between -225° and -135°. In this way, in the forward and reverse motion of the forward and reverse rotational motion of the balance wheel 31, it is preferable to perform the rate adjustment during the period after the acted part 313 reaches the position of the air resistance member 15.

このような構成を採用することにより、調速パルスの出力タイミングがズレてしまうことを抑制できる。その結果、歩度精度を維持することができる。なお、図12においては、歩度調整を行うタイミングを帯状の領域で示している。図12の上段のグラフに示すように、歩度調整は、永久磁石41の角速度が遅い期間において行われている。 By adopting such a configuration, it is possible to prevent deviations in the output timing of the speed control pulse. As a result, it is possible to maintain the rate accuracy. In FIG. 12, the timing for rate adjustment is indicated by a band-shaped area. As shown in the upper graph of FIG. 12, rate adjustment is performed during the period when the angular velocity of the permanent magnet 41 is slow.

[歩度調整制御の詳細について:調速パルスが出力されるコイル端子]
図15Aにおいては、正方向に回転する永久磁石41が回転角度-90°の位置にあるタイミング、及び逆方向に回転する永久磁石41が回転角度90°の位置にあるタイミングで調速パルスをコイル43に出力する例を示している。
[Details about the rate adjustment control: Coil terminal where the speed adjustment pulse is output]
Figure 15A shows an example in which a speed control pulse is output to coil 43 at a timing when permanent magnet 41 rotating in the forward direction is at a rotation angle of -90°, and at a timing when permanent magnet 41 rotating in the reverse direction is at a rotation angle of 90°.

図15Aに示すように、永久磁石41が回転角度-90°から正方向に回転する際に、コイル43の第1端子O1に調速パルスを出力した場合、永久磁石41は軟磁性コア42から斥力を受けることなる。すなわち、永久磁石41の正方向の回転にブレーキがかかる。一方、永久磁石41が回転角度90°から逆方向に回転する際、コイル43の第1端子O1に調速パルスを出力した場合、永久磁石41は軟磁性コア42から斥力を受けることとなる。すなわち、永久磁石41の逆方向の回転にブレーキがかかることとなる。 As shown in FIG. 15A, when a speed control pulse is output to the first terminal O1 of the coil 43 as the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of -90°, the permanent magnet 41 receives a repulsive force from the soft magnetic core 42. In other words, the forward rotation of the permanent magnet 41 is braked. On the other hand, when a speed control pulse is output to the first terminal O1 of the coil 43 as the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 90°, the permanent magnet 41 receives a repulsive force from the soft magnetic core 42. In other words, the reverse rotation of the permanent magnet 41 is braked.

また、図15Bに示すように、永久磁石41が回転角度-90°から正方向に回転する際に、コイル43の第2端子O2に調速パルスを出力した場合、永久磁石41は軟磁性コア42から引力を受けることなる。すなわち、永久磁石41の正方向の回転にアクセルがかかる。一方、永久磁石41が回転角度90°から逆方向に回転する際、コイル43の第2端子O2に調速パルスを出力した場合、永久磁石41は軟磁性コア42から引力を受けることとなる。すなわち、永久磁石41の逆方向の回転にアクセルがかかることとなる。 Also, as shown in FIG. 15B, when a speed control pulse is output to the second terminal O2 of the coil 43 as the permanent magnet 41 rotates in the forward direction from a rotation angle of -90°, the permanent magnet 41 receives an attractive force from the soft magnetic core 42. In other words, the forward rotation of the permanent magnet 41 is accelerated. On the other hand, when a speed control pulse is output to the second terminal O2 of the coil 43 as the permanent magnet 41 rotates in the reverse direction from a rotation angle of 90°, the permanent magnet 41 receives an attractive force from the soft magnetic core 42. In other words, the reverse rotation of the permanent magnet 41 is accelerated.

このように、本実施形態においては、永久磁石41の正逆回転運動のうち正方向の回転か逆方向の回転かに関わらず、第1端子O1に調速パルスを出力することで永久磁石41の回転を弱めることができ、一方、第2端子O2に調速パルスを出力することで永久磁石41の回転を強めることができる。 In this manner, in this embodiment, regardless of whether the permanent magnet 41 is rotating in the forward or reverse direction during its forward or reverse rotational motion, the rotation of the permanent magnet 41 can be weakened by outputting a speed control pulse to the first terminal O1, while the rotation of the permanent magnet 41 can be strengthened by outputting a speed control pulse to the second terminal O2.

すなわち、永久磁石41の正逆回転運動のうち正方向の回転か逆方向の回転かに関わらず、歩度を遅れる方向に調整する場合、第1端子O1を通電すればよく、歩度を進める方向に調整する場合、第2端子O2を通電すればよい。 In other words, regardless of whether the permanent magnet 41 is rotating in the forward or reverse direction, if the rate is to be adjusted to a delayed rate, it is sufficient to energize the first terminal O1, and if the rate is to be adjusted to a fast rate, it is sufficient to energize the second terminal O2.

[歩度調整制御の詳細について:歩度調整制御の動作フロー]
図16は、本実施形態の歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、所定の閾値Vth以上の逆起電圧が発生することで回転検出回路45により検出される信号を検出信号DEと定義する。制御回路44は、回転検出回路45により検出された検出信号DEと、分周回路47により生成された基準信号OSとに基づいて、調速パルス出力回路46を制御している。
[Details of the rate adjustment control: Operation flow of the rate adjustment control]
16 is a flow chart showing an example of the rate adjustment control of this embodiment. In the following description, a signal detected by the rotation detection circuit 45 when a back electromotive force equal to or greater than a predetermined threshold value Vth is generated is defined as a detection signal DE. The control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 based on the detection signal DE detected by the rotation detection circuit 45 and the reference signal OS generated by the frequency divider circuit 47.

検出信号DEが検出されるタイミングは、コイル43に逆起電圧が大きく生じている時である。すなわち、永久磁石41の角速度が速い時である。そのため、制御回路44は、テン輪31の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、被作用部313が空気抵抗部材15の位置に達する前に永久磁石41の運動によりコイル43に生じる検出電圧と、基準信号OSと、に基づいて歩度調整を行うとよい。 The detection signal DE is detected when a large back electromotive force is generated in the coil 43. In other words, when the angular velocity of the permanent magnet 41 is fast. Therefore, in the forward and reverse rotational movements of the balance wheel 31, the control circuit 44 may perform rate adjustment based on the detection voltage generated in the coil 43 by the movement of the permanent magnet 41 and the reference signal OS before the acted part 313 reaches the position of the air resistance member 15.

本実施形態においては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、歩度調整手段40による歩度調整制御が行われる。 In this embodiment, the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the movement of the permanent magnet 41 (Y in ST1), and then the rate adjustment means 40 performs rate adjustment control.

検出信号DEが、基準信号OSの出力期間内に検出された場合(ST2のY)、すなわち、歩度ズレが生じていない場合、歩度調整制御を終了する。なお、図17は、検出信号が基準信号の出力期間内に検出された場合の例を示すタイミングチャートである。図17に示すように、本実施形態においては、基準信号OSの出力期間を、所定の幅を有する出力期間tsとする。 When the detection signal DE is detected within the output period of the reference signal OS (Y in ST2), i.e., when no rate deviation occurs, the rate adjustment control is terminated. Note that FIG. 17 is a timing chart showing an example of when the detection signal is detected within the output period of the reference signal. As shown in FIG. 17, in this embodiment, the output period of the reference signal OS is set to an output period ts having a predetermined width.

検出信号DEが、基準信号OSの出力期間内に検出されなかった場合(ST2のN)、すなわち、歩度ズレが生じている場合、制御回路44が、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりも早いか否かを判定する(ST3)。 If the detection signal DE is not detected within the output period of the reference signal OS (N in ST2), i.e., if a rate deviation has occurred, the control circuit 44 determines whether the detection timing of the detection signal DE is earlier than the output period of the reference signal OS (ST3).

検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりも早い場合(ST3のY)、制御回路44は、端子O1に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST4)。 If the detection timing of the detection signal DE is earlier than the output period of the reference signal OS (Y in ST3), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to terminal O1 (ST4).

図18は、検出信号の検出タイミングが基準信号の出力期間よりも早い場合の例を示すタイミングチャートである。図18においては、検出信号DEの検出タイミングから時間tp1が経過したタイミングで、調速パルスp1がコイル43の第1端子O1に出力された例を示している。図18に示すように、調速パルスp1の出力の前後において、検出信号DEが検出される周期が異なっている。すなわち、調速パルスp1が出力された後に検出される検出信号DEの検出の周期は、調速パルスp1が出力される前に検出された検出信号DEの検出の周期よりも長くなっている。これにより、調速パルスp1が出力された後において、検出信号DEは、基準信号OSの出力期間ts内に検出されることとなっている。 Figure 18 is a timing chart showing an example in which the detection timing of the detection signal is earlier than the output period of the reference signal. Figure 18 shows an example in which the speed control pulse p1 is output to the first terminal O1 of the coil 43 at a timing when a time tp1 has elapsed from the detection timing of the detection signal DE. As shown in Figure 18, the period in which the detection signal DE is detected is different before and after the output of the speed control pulse p1. In other words, the period in which the detection signal DE is detected after the speed control pulse p1 is output is longer than the period in which the detection signal DE is detected before the speed control pulse p1 is output. As a result, after the speed control pulse p1 is output, the detection signal DE is detected within the output period ts of the reference signal OS.

検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSよりも遅い場合(ST3のN)、制御回路44は、端子O2に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST5)。 If the detection timing of the detection signal DE is slower than the reference signal OS (N in ST3), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to terminal O2 (ST5).

図19は、検出信号が検出されたタイミングが基準信号の出力期間よりも遅い場合の例を示すタイミングチャートである。図19においては、検出信号DEの検出タイミングから時間tp2が経過したタイミングで、調速パルスp2がコイル43の第2端子O2に出力された例を示している。図19に示すように、調速パルスp2の出力前後において、検出信号DEが検出される周期が異なっている。すなわち、調速パルスp2が出力された後に検出される検出信号DEの検出の周期は、調速パルスp2が出力される前に検出された検出信号DEの検出の周期よりも短くなっている。これにより、調速パルスp2が出力された後において、検出信号DEは、基準信号OSの出力期間ts内に検出されることとなっている。 Figure 19 is a timing chart showing an example in which the timing at which the detection signal is detected is later than the output period of the reference signal. Figure 19 shows an example in which the speed control pulse p2 is output to the second terminal O2 of the coil 43 at a timing when a time tp2 has elapsed since the detection timing of the detection signal DE. As shown in Figure 19, the period in which the detection signal DE is detected is different before and after the output of the speed control pulse p2. In other words, the period in which the detection signal DE is detected after the speed control pulse p2 is output is shorter than the period in which the detection signal DE is detected before the speed control pulse p2 is output. As a result, after the speed control pulse p2 is output, the detection signal DE is detected within the output period ts of the reference signal OS.

なお、第1端子O1に出力される調速パルスp1と、第2端子O2に出力される調速パルスp2は、その出力タイミングや出力期間が異なっていてもよい。これは、永久磁石41を進める方向と、遅れる方向とでは、調速パルスが出力されることによる修正量が異なる場合があるためである。 The speed control pulse p1 output to the first terminal O1 and the speed control pulse p2 output to the second terminal O2 may have different output timings or output periods. This is because the amount of correction caused by the output of the speed control pulse may differ between the direction in which the permanent magnet 41 advances and the direction in which it delays.

[歩度調整制御の詳細について:歩度調整制御の第1変形例の動作フロー]
次に、図20、図21を参照して、歩度調整制御の第1変形例について説明する。図20は、歩度調整制御の第1変形例を示すフローチャートである。
[Details of the rate adjustment control: Operation flow of the first modified example of the rate adjustment control]
Next, a first modified example of the rate adjustment control will be described with reference to Figures 20 and 21. Figure 20 is a flow chart showing the first modified example of the rate adjustment control.

この例においては、歩度調整手段40は、検出信号DEの検出回数をカウントする第1カウンタと、検出信号DEと基準信号OSとの期間差(基準信号OSの出力タイミングに対する検出信号DEの検出タイミングのズレ量)を蓄積する蓄積部である第2カウンタとを有しているとよい。 In this example, the rate adjustment means 40 may have a first counter that counts the number of times the detection signal DE is detected, and a second counter that is an accumulation unit that accumulates the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS (the amount of deviation in the detection timing of the detection signal DE from the output timing of the reference signal OS).

歩度調整制御の第1変形例においては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、歩度調整手段40による歩度調整制御が行われる。 In the first variation of the rate adjustment control, the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the movement of the permanent magnet 41 (Y in ST1), and then the rate adjustment means 40 performs the rate adjustment control.

制御回路44は、テン輪31(永久磁石41)の正逆回転運動が8回目であるか否かを判定する。具体的には、制御回路44は、第1カウンタのカウント数が8であるか否かを判定する(ST21)。 The control circuit 44 determines whether the balance wheel 31 (permanent magnet 41) has rotated forward and backward eight times. Specifically, the control circuit 44 determines whether the count of the first counter is eight (ST21).

第1カウンタのカウント数が8ではない場合(ST21のN)、検出信号DEと基準信号OSとの期間差を算出し、期間差を蓄積する(ST22)。その後、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。 If the count of the first counter is not 8 (N in ST21), calculate the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS, and accumulate the period difference (ST22). After that, increment the count of the first counter by 1 (ST23).

一方、第1カウンタのカウント数が8である場合(ST21のY)、第1カウンタをリセットし、カウント数0にする(ST24)。 On the other hand, if the count of the first counter is 8 (Y in ST21), reset the first counter to 0 (ST24).

そして、制御回路44は、検出信号DEと基準信号OSの期間差の蓄積量が0又は所定の範囲内であるか否かを判定する(ST25)。検出信号DEと基準信号OSの期間差の蓄積量が0又は所定の範囲内である場合、歩度調整を行うことなく、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。 Then, the control circuit 44 determines whether the accumulated amount of the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS is 0 or within a predetermined range (ST25). If the accumulated amount of the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS is 0 or within a predetermined range, the count number of the first counter is incremented by 1 without performing rate adjustment (ST23).

検出信号DEと基準信号OSの期間差の蓄積量がプラスである場合(ST25のN、ST26のY)、制御回路44は、第1端子O1に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST4)。 If the accumulated amount of the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS is positive (N in ST25, Y in ST26), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to the first terminal O1 (ST4).

一方、検出信号DEと基準信号OSの期間差の蓄積量がマイナスである場合(ST25のN、ST26のN)、制御回路44は、第2端子O2に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST5)。 On the other hand, if the accumulated amount of the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS is negative (N in ST25, N in ST26), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to the second terminal O2 (ST5).

図21の上段においては、第1カウンタが2の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりt早く、第1カウンタが3の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間より2t早く、第1カウンタが6の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりt遅れている例を示している。この例においては、第1カウンタが8になるまでに期間差の蓄積量は+2tとなる。すなわち、検出信号DEが検出されるタイミングが、基準信号OSより合計で2t早くなっている。そのため、制御回路44は、歩度が遅れるよう、第1端子O1に調速パルスを出力している。 The upper part of FIG. 21 shows an example in which when the first counter is 2, the detection timing of the detection signal DE is t earlier than the output period of the reference signal OS, when the first counter is 3, the detection timing of the detection signal DE is 2t earlier than the output period of the reference signal OS, and when the first counter is 6, the detection timing of the detection signal DE is t later than the output period of the reference signal OS. In this example, the accumulated amount of the period difference becomes +2t by the time the first counter becomes 8. In other words, the timing at which the detection signal DE is detected is 2t earlier than the reference signal OS in total. Therefore, the control circuit 44 outputs a speed control pulse to the first terminal O1 to delay the rate.

図21の下段においては、第1カウンタが2の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間より3t早く、第1カウンタが3の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間より2t早く、第1カウンタが6の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりt遅れている例を示している。この例においては、第1カウンタが8になるまでに期間差の蓄積量は+4tとなる。すなわち、検出信号DEが検出されるタイミングが、基準信号OSより合計で4t早くなっている。そのため、歩度が遅れるよう、第1端子O1に調速パルスを出力している。 The lower part of Figure 21 shows an example in which, when the first counter is 2, the detection timing of the detection signal DE is 3t earlier than the output period of the reference signal OS, when the first counter is 3, the detection timing of the detection signal DE is 2t earlier than the output period of the reference signal OS, and when the first counter is 6, the detection timing of the detection signal DE is t later than the output period of the reference signal OS. In this example, the accumulated amount of the period difference becomes +4t by the time the first counter reaches 8. In other words, the timing at which the detection signal DE is detected is 4t earlier than the reference signal OS in total. Therefore, a speed control pulse is output to the first terminal O1 to delay the rate.

また、図21の下段の例においては、図21の上段の例よりも期間差の蓄積量が大きいため、調速パルスの出力期間を長くした。具体的には、図22の下段に示す調速パルスの出力期間p112を、図22の上段に示す調速パルスの出力期間p111よりも長くした。なお、図22の上段及び下段のいずれの例においても、第1カウンタが8の際に出力される基準信号OSが出力されてからtp111が経過したタイミングで調速パルスを出力している。すなわち、調速パルスの出力期間に関わらず、調速パルスの出力タイミングを同じとした。 In addition, in the example in the lower part of FIG. 21, the accumulated amount of period difference is greater than in the example in the upper part of FIG. 21, so the output period of the speed control pulse is made longer. Specifically, the output period p112 of the speed control pulse shown in the lower part of FIG. 22 is made longer than the output period p111 of the speed control pulse shown in the upper part of FIG. 22. Note that in both the examples in the upper and lower parts of FIG. 22, the speed control pulse is output at a timing when tp111 has elapsed since the reference signal OS, which is output when the first counter is at 8, is output. In other words, the output timing of the speed control pulse is the same regardless of the output period of the speed control pulse.

以上説明した歩度調整制御の第1変形例においては、歩度調整を毎秒行わないことより、調速パルスを出力する回数を少なくできる。その結果、消費電力を低減することができる。 In the first variant of the rate adjustment control described above, the rate adjustment is not performed every second, so the number of times that the speed adjustment pulse is output can be reduced. As a result, power consumption can be reduced.

[歩度調整制御の詳細について:歩度調整制御の第2変形例の動作フロー]
次に、図22、図23を参照して、歩度調整制御の第2変形例について説明する。図22は、歩度調整制御の第2変形例を示すフローチャートである。
[Details of the rate adjustment control: Operation flow of the second modified example of the rate adjustment control]
Next, a second modified example of the rate adjustment control will be described with reference to Fig. 22 and Fig. 23. Fig. 22 is a flow chart showing the second modified example of the rate adjustment control.

この例においては、歩度調整手段40は、検出信号DEの検出回数をカウントする第1カウンタと、検出信号DEと基準信号OSとの期間差(基準信号OSの出力タイミングに対する検出信号DEの検出タイミングのズレ量)を蓄積する蓄積部である第2カウンタとを有しているとよい。なお、歩度調整制御の第2変形例においては、第2カウンタはリセットされるとカウント数7になるとする。 In this example, the rate adjustment means 40 may have a first counter that counts the number of times the detection signal DE is detected, and a second counter that is an accumulation unit that accumulates the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS (the amount of deviation in the detection timing of the detection signal DE from the output timing of the reference signal OS). In the second modified example of the rate adjustment control, the second counter is reset to a count of 7.

歩度調整制御の第2変形例においては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、歩度調整手段40による歩度調整制御が行われる。 In the second variation of the rate adjustment control, the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the movement of the permanent magnet 41 (Y in ST1), and then the rate adjustment control is performed by the rate adjustment means 40.

制御回路44は、テン輪31(永久磁石41)の正逆回転運動が8回目であるか否かを判定する。具体的には、制御回路44は、第1カウンタのカウント数が8であるか否かを判定する(ST21)。 The control circuit 44 determines whether the balance wheel 31 (permanent magnet 41) has rotated forward and backward eight times. Specifically, the control circuit 44 determines whether the count of the first counter is eight (ST21).

第1カウンタのカウント数が8ではない場合(ST21のN)、制御回路44は、検出信号DEと基準信号OSとの期間差を算出する(ST31)。 If the count of the first counter is not 8 (N in ST21), the control circuit 44 calculates the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS (ST31).

そして、制御回路44は、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間内である場合(ST32のY)、歩度調整を行うことなく、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。 Then, if the detection timing of the detection signal DE is within the output period of the reference signal OS (Y in ST32), the control circuit 44 adds 1 to the count number of the first counter without performing rate adjustment (ST23).

制御回路44は、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間内でない場合(ST32のN)、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりも早いか否かを判定する(ST33)。 If the detection timing of the detection signal DE is not within the output period of the reference signal OS (N in ST32), the control circuit 44 determines whether the detection timing of the detection signal DE is earlier than the output period of the reference signal OS (ST33).

検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりも早い場合(ST33のY)、その期間差に応じて第2カウントを減算する(ST34)。検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりも遅い場合(ST33のN)、その期間差に応じて第2カウントを加算する(ST35)。その後、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。 If the detection timing of the detection signal DE is earlier than the output period of the reference signal OS (Y in ST33), the second count is subtracted according to the period difference (ST34). If the detection timing of the detection signal DE is later than the output period of the reference signal OS (N in ST33), the second count is added according to the period difference (ST35). After that, the count number of the first counter is incremented by 1 (ST23).

第1カウンタのカウント数が8である場合(ST21のY)、第1カウンタをリセットし、カウント数0にする(ST24)。 If the count of the first counter is 8 (Y in ST21), reset the first counter to 0 (ST24).

そして、制御回路44は、第2カウンタのカウント数が7であるか否かを判定する(ST36)。第2カウンタのカウント数が7である場合(ST36のY)、歩度調整を行うことなく、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。 Then, the control circuit 44 determines whether the count of the second counter is 7 (ST36). If the count of the second counter is 7 (Y in ST36), the control circuit 44 adds 1 to the count of the first counter without performing rate adjustment (ST23).

制御回路44は、第2カウンタのカウント数が7でない場合(ST36のN)、第2カウンタのカウント数が7より小さいか否かを判定する(ST37)。第2カウンタのカウント数が7より小さい場合(ST37のY)、制御回路44は、第1端子O1に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST4)。第2カウンタのカウント数が7より大きい場合(ST37のN)、制御回路44は、第2端子O2に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路46を制御する(ST5)。その後、第2カウンタのカウント数をリセットし、カウント数を7にする(ST38)。 If the count of the second counter is not 7 (N in ST36), the control circuit 44 determines whether the count of the second counter is less than 7 (ST37). If the count of the second counter is less than 7 (Y in ST37), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to the first terminal O1 (ST4). If the count of the second counter is greater than 7 (N in ST37), the control circuit 44 controls the speed control pulse output circuit 46 to output a speed control pulse to the second terminal O2 (ST5). After that, the count of the second counter is reset to 7 (ST38).

以上説明した歩度調整制御の第2変形例においては、歩度調整を毎秒行わないことより、調速パルスを出力する回数を少なくできる。その結果、消費電力を低減することができる。 In the second variant of the rate adjustment control described above, the rate adjustment is not performed every second, so the number of times that the rate adjustment pulse is output can be reduced. As a result, power consumption can be reduced.

図23においては、第1カウンタが2の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりt早く、第1カウンタが3の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間より2t早く、第1カウンタが6の場合において、検出信号DEの検出タイミングが基準信号OSの出力期間よりt遅れている例を示している。この例においては、第1カウンタが8になるまでに、第2カウンタが5となっている。すなわち、検出信号DEが検出されるタイミングが、基準信号OSより合計で2t早くなっている。そのため、制御回路44は、歩度が遅れるよう、第1端子O1に調速パルスを出力している。 In FIG. 23, when the first counter is 2, the detection timing of the detection signal DE is t earlier than the output period of the reference signal OS, when the first counter is 3, the detection timing of the detection signal DE is 2t earlier than the output period of the reference signal OS, and when the first counter is 6, the detection timing of the detection signal DE is t later than the output period of the reference signal OS. In this example, by the time the first counter reaches 8, the second counter is 5. That is, the timing at which the detection signal DE is detected is 2t earlier than the reference signal OS in total. Therefore, the control circuit 44 outputs a speed control pulse to the first terminal O1 to delay the rate.

なお、調速パルスは、単パルスに限らず、図24に示すように複数の単パルスを含むパルス群からなるものであってもよい。調速パルスをパルス群からなるものにすることで調速機構30の製造ばらつきや駆動ばらつきを吸収することができる。この場合、図21に示すように調速パルスの出力期間を変更するのではなく、調速パルスのデューティ比を変更することにより、永久磁石41に働く引力又は斥力を制御してもよい。なお、デューティ比とは、所定の期間内でパルスが出力される割合を示すものである。図24においては、デューティ比が3/5の調速パルスの例を示している。 The speed control pulse is not limited to a single pulse, and may be a pulse group including multiple single pulses as shown in FIG. 24. By making the speed control pulse a pulse group, it is possible to absorb manufacturing variations and driving variations of the speed control mechanism 30. In this case, instead of changing the output period of the speed control pulse as shown in FIG. 21, the attractive or repulsive force acting on the permanent magnet 41 may be controlled by changing the duty ratio of the speed control pulse. Note that the duty ratio indicates the proportion of pulses output within a specified period. FIG. 24 shows an example of a speed control pulse with a duty ratio of 3/5.

[歩度調整制御の詳細について:電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御]
図25は、電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。
[Details of the rate adjustment control: Rate adjustment control when the power supply circuit starts up from a stopped state]
FIG. 25 is a timing chart showing an example of the rate adjustment control when the power supply circuit starts to start up from a stopped state.

上述のように、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後、歩度調整手段40による歩度調整制御が行われる。そのため、歩度調整制御に用いられる基準信号OSの出力は、電源回路60が起動した後に開始されるとよい。例えば、図25に示すように、検出信号DEが最初に検出されたタイミングを起点として、基準信号OSの出力が開始されるとよい。図25においては、逆起電圧のピークが次第に大きくなっており、最初に閾値Vthを超えたタイミングを起点として、基準信号OSの出力が開始されている様子を示している。すなわち、最初に閾値Vthを超えたタイミングの次のタイミング(1秒後)から基準信号OSの出力が開始されている様子を示している。ただし、これに限られず、電源回路60の起動直後における不安定な回転状態を考慮して、検出信号DEが複数回数(所定回数)検出された時点を起点として、基準信号OSの出力を開始してもよい。 As described above, the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the motion of the permanent magnet 41, and then the rate adjustment means 40 performs rate adjustment control. Therefore, it is preferable that the output of the reference signal OS used for the rate adjustment control is started after the power supply circuit 60 is started. For example, as shown in FIG. 25, it is preferable that the output of the reference signal OS is started starting from the timing when the detection signal DE is first detected. In FIG. 25, the peak of the back electromotive force gradually increases, and the output of the reference signal OS is started starting from the timing when the threshold value Vth is first exceeded. In other words, the output of the reference signal OS is started from the next timing (1 second after) when the threshold value Vth is first exceeded. However, this is not limited to this, and the output of the reference signal OS may be started starting from the point when the detection signal DE is detected multiple times (predetermined number of times) in consideration of the unstable rotation state immediately after the start of the power supply circuit 60.

[歩度調整制御の詳細について:外乱の影響を考慮した歩度調整制御]
図26は、外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。図27は、外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。図28は、図20で示した歩度調整制御の第1変形例において外乱の影響を考慮した歩度調整制御を示すフローチャートである。
[Details of the rate adjustment control: Rate adjustment control considering the influence of disturbances]
Fig. 26 is a timing chart showing an example of rate adjustment control considering the influence of disturbance. Fig. 27 is a flow chart showing an example of rate adjustment control considering the influence of disturbance. Fig. 28 is a flow chart showing rate adjustment control considering the influence of disturbance in the first modified example of the rate adjustment control shown in Fig. 20.

機械式時計1に対して外部の磁石が近づいたり衝撃が加わったりすると、瞬間的に外乱が作用することにより逆起電圧が乱れて、検出信号DEを検出できない場合がある。この場合、制御回路44は、大幅に歩度が遅れたとの誤判定をすることとなる。 When an external magnet approaches the mechanical watch 1 or an impact is applied to it, the back electromotive force may be disturbed momentarily due to the external disturbance, and the detection signal DE may not be detected. In this case, the control circuit 44 may erroneously determine that the watch has significantly lost its rate.

そのため、図26に示すように、基準信号OSの出力期間の前後を含む所定の期間において検出信号DEが検出されなかった場合、歩度調整を行わないこととしてもよい。図26の上段においては、外乱が作用することにより、測定時間2.0[s]付近において検出信号DEが検出されなかった様子を示している。具体的には、基準信号OSの出力期間ts、出力期間tsの直前の期間dt1、及び出力期間tsの直後の期間dt2において、検出信号が検出されなかった様子を示している。なお、図26においては、期間dt1と期間dt2が同じ長さである例を示しているが、これらは異なる長さであってもよい。また、調速パルスは、期間dt1と期間dt2を避けて出力されるとよい。調速パルスを出力するとコイル波形(逆起電圧の波形)が乱れてしまい、検出信号DEの検出精度が低下してしまう可能性があるためである。 Therefore, as shown in FIG. 26, if the detection signal DE is not detected in a predetermined period including before and after the output period of the reference signal OS, the rate adjustment may not be performed. The upper part of FIG. 26 shows a state in which the detection signal DE is not detected near the measurement time of 2.0 [s] due to the action of external disturbance. Specifically, it shows a state in which the detection signal is not detected in the output period ts of the reference signal OS, the period dt1 immediately before the output period ts, and the period dt2 immediately after the output period ts. Note that FIG. 26 shows an example in which the periods dt1 and dt2 are the same length, but they may be different lengths. In addition, it is preferable that the speed control pulse is output while avoiding the periods dt1 and dt2. This is because outputting the speed control pulse may disrupt the coil waveform (waveform of the back electromotive force), which may reduce the detection accuracy of the detection signal DE.

図27に示すフローチャートにおいては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)された場合(ステップST11のY)、歩度調整を行う例を示している。一方、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されなかった場合(ステップST11のN)、歩度調整を行わない例を示している。なお、図27に示す各ステップは、ST11を除いて図16で示したものと同じであるため、その説明の詳細については省略する。 The flowchart in FIG. 27 shows an example in which rate adjustment is performed if the detection signal DE is output (detected) during a predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (Y in step ST11) after the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the movement of the permanent magnet 41 (Y in ST1). On the other hand, if the detection signal DE is not output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (N in step ST11), rate adjustment is not performed. Note that each step shown in FIG. 27 is the same as that shown in FIG. 16 except for ST11, so detailed explanations will be omitted.

図28に示すフローチャートにおいては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)された場合(ステップST11のY)、歩度調整を行う例を示している。一方、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されなかった場合(ステップST11のN)、歩度調整を行わず、第1カウンタをリセットする例を示している(ST12)。このように、外乱等の影響を受けた場合、第1カウンタをリセットすることにより、検出信号DEの検出回数のカウントを改めて開始している。 The flowchart in FIG. 28 shows an example in which, after the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the movement of the permanent magnet 41 (Y in ST1), if the detection signal DE is output (detected) during a predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (Y in step ST11), rate adjustment is performed. On the other hand, if the detection signal DE is not output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (N in step ST11), rate adjustment is not performed and the first counter is reset (ST12). In this way, when there is an influence of a disturbance or the like, the first counter is reset and the count of the number of times the detection signal DE is detected is restarted.

なお、図28に示す各ステップは、ST11、ST12を除いて図20で示したものと同じであり、また第1カウンタの機能も同じであるため、その説明の詳細については省略する。 Note that each step shown in FIG. 28 is the same as that shown in FIG. 20 except for ST11 and ST12, and the function of the first counter is also the same, so detailed explanations are omitted.

図26~図28に示す構成を採用することにより、外乱が加わっても精度の高い歩度調整が可能である。また、不必要に調速パルスが出力されることを抑制できるため消費電力を削減できる。 By adopting the configurations shown in Figures 26 to 28, highly accurate rate adjustment is possible even when disturbances are present. In addition, unnecessary output of speed control pulses can be prevented, reducing power consumption.

[歩度調整制御の詳細について:検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御]
図29、図30は、検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。図31は、検出信号の検出の失敗が連続することを想定した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。
[Details of the rate adjustment control: Rate adjustment control when detection of the detection signal is continuously failed]
29 and 30 are timing charts showing an example of rate adjustment control when detection of a detection signal fails continuously, and Fig. 31 is a flowchart showing an example of rate adjustment control assuming that detection of a detection signal fails continuously.

動力ゼンマイ11の巻き上げが解かれてくると、ロータ41の回転力が弱まり、逆起電圧が閾値Vthを超えなくなる場合がある。この場合、発電量が小さくなり、コンデンサCの蓄電量も少なくなる。すなわち、機械式時計1が止まりやすい状態であると共に、電源回路60が止まりやすい状態である。このような場合においては、省電のため、調速パルスを出力しないことが好ましい。すなわち、歩度調整を行わないことが好ましい。 When the power spring 11 is unwound, the rotational force of the rotor 41 weakens, and the back electromotive force may not exceed the threshold value Vth. In this case, the amount of power generated decreases, and the amount of charge stored in the capacitor C also decreases. In other words, the mechanical timepiece 1 is in a state where it is likely to stop, and the power supply circuit 60 is also in a state where it is likely to stop. In such a case, in order to save power, it is preferable not to output a speed control pulse. In other words, it is preferable not to adjust the rate.

そこで、図29、図30に示す例においては、検出信号DEの検出に連続して失敗した回数をカウントする第3カウンタと、検出信号DEの検出に連続して成功した回数をカウントする第4カウンタを用いて、調速パルスを出力する「調速パルス出力設定」と、調速パルスの出力を停止する「調速パルス停止設定」とを切り替える構成を採用した。 Therefore, in the examples shown in Figures 29 and 30, a configuration is adopted in which a third counter that counts the number of consecutive failures to detect the detection signal DE and a fourth counter that counts the number of consecutive successes to detect the detection signal DE are used to switch between a "speed control pulse output setting" that outputs a speed control pulse and a "speed control pulse stop setting" that stops the output of the speed control pulse.

具体的には、第3カウンタが10に達した場合、すなわち、検出信号DEの検出に連続して10回失敗した場合、調速パルス停止設定に切り替える構成を採用した。また、第4カウンタが20に達した場合、すなわち、検出信号DEの検出に連続して20回成功した場合、調速パルス出力設定に切り替える構成を採用した。なお、設定切り替えのトリガとなるカウント数は一例であり、ここで示したものに限られない。 Specifically, when the third counter reaches 10, i.e., when the detection signal DE fails to be detected 10 times in succession, the setting is switched to stop the speed control pulse. Also, when the fourth counter reaches 20, i.e., when the detection signal DE is successfully detected 20 times in succession, the setting is switched to output the speed control pulse. Note that the count number that triggers the setting switch is just an example, and is not limited to the one shown here.

図29においては、逆起電圧のピークが小さく、検出信号DEの検出に連続して10回失敗することにより調速パルス停止設定に切り替えられた例を示している。 Figure 29 shows an example in which the peak of the back electromotive force is small and the detection signal DE fails to be detected 10 times in succession, causing the setting to switch to stop the speed control pulse.

図30においては、検出信号DEの検出に連続して10回失敗することにより調速パルス停止設定に切り替えられ、その後、検出信号DEの検出に連続して20回成功することにより調速パルス出力設定に切り替えられることにより、調速パルスp1が出力されている例を示している。なお、検出信号DEの検出に成功したか否かは、図26~図28で示した例と同様に、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されたか否かにより判定している。 In FIG. 30, an example is shown in which the speed control pulse stop setting is switched to when the detection signal DE fails to be detected 10 times in succession, and then the speed control pulse output setting is switched to when the detection signal DE is successfully detected 20 times in succession, thereby outputting the speed control pulse p1. Whether or not the detection signal DE is successfully detected is determined by whether or not the detection signal DE is output (detected) during a predetermined detection period (dt1 to ts to dt2), as in the examples shown in FIGS. 26 to 28.

図31に示すフローチャートにおいては、永久磁石41の運動により発電が行われることにより電源回路60が起動した後(ST1のY)、調速パルス停止設定中であるか否かを判定している(ST41)。なお、調速パルス停止設定中であるか否かについては、例えば、調速パルス停止フラグが立っているか否かに基づいて判定されるとよい。 In the flowchart shown in FIG. 31, after the power supply circuit 60 is started by generating electricity through the motion of the permanent magnet 41 (Y in ST1), it is determined whether or not the speed control pulse stop setting is in progress (ST41). Note that whether or not the speed control pulse stop setting is in progress may be determined, for example, based on whether or not the speed control pulse stop flag is set.

調速パルス停止設定中でない場合(ST41のN)、制御回路44が、第3カウンタが10であるか否かを判定する(ST42)。すなわち、制御回路44が、検出信号DEの検出を連続して10回失敗しているか否かを判定する。第3カウンタが10でない場合(ST42のN)、制御回路44が、第1カウンタが8であるか否かを判定する(ST21)。すなわち、制御回路44が、検出信号DEの検出回数が8であるか否かを判定する。 If the speed control pulse stop setting is not in progress (N in ST41), the control circuit 44 determines whether the third counter is 10 or not (ST42). That is, the control circuit 44 determines whether the detection of the detection signal DE has failed 10 times in succession. If the third counter is not 10 (N in ST42), the control circuit 44 determines whether the first counter is 8 or not (ST21). That is, the control circuit 44 determines whether the number of times the detection signal DE has been detected is 8 or not.

第1カウンタが8である場合(ST21のY)、図20で示したST24以降の処理を行う。一方、第1カウンタが8でない場合(ST21のN)、制御回路44が、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されたか否かを判定する(ST43)。所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力
(検出)されなかった場合(ST43のN)、第3カウンタのカウント数を1加算すると共に(ST44)、第1カウンタのカウント数を1加算する(ST23)。一方、所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)された場合(ST43のY)、第3カウンタをリセットすると共に(ST45)、検出信号DEと基準信号OSとの期間差を算出し、期間差を蓄積する(ST22)。
If the first counter is 8 (Y in ST21), the process from ST24 onwards shown in Fig. 20 is carried out. On the other hand, if the first counter is not 8 (N in ST21), the control circuit 44 judges whether or not the detection signal DE is output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (ST43). If the detection signal DE is not output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (N in ST43), the third counter count is incremented by 1 (ST44) and the first counter count is incremented by 1 (ST23). On the other hand, if the detection signal DE is output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (Y in ST43), the third counter is reset (ST45), and the period difference between the detection signal DE and the reference signal OS is calculated and accumulated (ST22).

また、ST41において調速パルス停止設定中である場合(ST41のY)、制御回路44が、第4カウンタのカウント数が20であるか否かを判定する(ST51)。すなわち、制御回路44が、検出信号DEの検出を連続して20回成功しているか否かを判定する。第4カウンタが20でない場合(ST51のN)、制御回路44が、所定の検出期間
(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されたか否かを判定する(ST52)。所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)されなかった場合(ST52のN)、第4カウンタをリセットする(ST53)。所定の検出期間(dt1~ts~dt2)の間に検出信号DEが出力(検出)された場合(ST52のY)、第4カウンタのカウント数を1加算する(ST54)。
Also, when the speed control pulse stop setting is being performed in ST41 (Y in ST41), the control circuit 44 judges whether the count number of the fourth counter is 20 or not (ST51). That is, the control circuit 44 judges whether the detection signal DE has been successfully detected 20 times in succession. When the fourth counter is not 20 (N in ST51), the control circuit 44 judges whether the detection signal DE has been output (detected) during a predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (ST52). When the detection signal DE has not been output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (N in ST52), the control circuit 44 resets the fourth counter (ST53). When the detection signal DE has been output (detected) during the predetermined detection period (dt1 to ts to dt2) (Y in ST52), the control circuit 44 adds 1 to the count number of the fourth counter (ST54).

ST51において第4カウンタのカウント数が20である場合(ST51のY)、第4カウンタをリセットすると共に(ST55)、調速パルス出力設定に切り替える(ST56)。 If the count of the fourth counter is 20 in ST51 (Y in ST51), the fourth counter is reset (ST55) and switched to the speed control pulse output setting (ST56).

また、ST42において第3カウンタのカウント数が10である場合(ST42のY)、第3カウントをリセットすると共に(ST61)、調速パルス停止設定に切り替える(ST62)。なお、電源回路60が停止した後その動作が開始した場合、コンデンサCの蓄電量は少ないことより、電源回路60は再び停止しやすい状態といえる。そのため、電源回路60が停止した後その動作が開始した場合、歩度調整を開始するまでに必要な検出信号DEの連続成功回数を多くするとよい。例えば、図31のST51において、第4カウンタのカウント数が60の場合、すなわち、60回連続して検出信号DEの検出に成功した場合に調速パルス出力設定に切り替えることとするとよい。 In addition, if the count of the third counter is 10 in ST42 (Y in ST42), the third counter is reset (ST61) and the speed control pulse output setting is switched to (ST62). Note that when the power supply circuit 60 stops and then starts operating, the amount of charge stored in the capacitor C is small, so the power supply circuit 60 is likely to stop again. Therefore, when the power supply circuit 60 stops and then starts operating, it is advisable to increase the number of consecutive successful detection signals DE required before rate adjustment can be started. For example, in ST51 of FIG. 31, when the count of the fourth counter is 60, that is, when the detection signal DE is successfully detected 60 times in a row, the speed control pulse output setting is switched to.

以上説明した図29~図31の例においては、歩度調整が行われることを規制することで、消費電力を低減することができ、さらに動力ゼンマイ11が巻き上げられた時に歩度調整に即移行しやすい。 In the examples of Figures 29 to 31 described above, restricting rate adjustment can reduce power consumption, and it is also easier to immediately switch to rate adjustment when the power spring 11 is wound up.

なお、図29~図31の例において、閾値Vthを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、機械式時計1が止まりやすい状態であることをユーザに報知する機能を有していてもよい。報知の手段としては、例えば、指針が指し示す位置等を用いるとよい。これにより、ユーザに対して動力ゼンマイ11を巻き上げる操作を行うことを促すことができる。 In the examples of Figures 29 to 31, if a back electromotive force exceeding the threshold value Vth is not detected for a predetermined number of consecutive seconds, a function may be provided to notify the user that the mechanical timepiece 1 is in a state where it is likely to stop. As a means of notification, for example, the position indicated by the hands may be used. This makes it possible to prompt the user to perform an operation to wind up the power spring 11.

また、図29~図31の例において、閾値Vthを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、閾値電圧を下げてもよい。具体的には、例えば、閾値Vthが0.5Vである場合において、10回連続して検出信号DEの検出に失敗した場合、閾値電圧を0.25Vに設定するとよい。これにより、電源回路60が止まりやすくはなるものの歩度の精度を維持することができる。そして、閾値Vthを下げた後、下げられた閾値を超える逆起電圧が所定秒連続して検出された場合、元の閾値Vthに戻すとよい。また、閾値Vthを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、段階的に閾値を下げることとしてもよい。 In the examples of Figures 29 to 31, if a back electromotive force exceeding the threshold Vth is not detected for a predetermined number of consecutive seconds, the threshold voltage may be lowered. Specifically, for example, when the threshold Vth is 0.5V, if the detection signal DE fails to be detected 10 times in succession, the threshold voltage may be set to 0.25V. This makes it easier for the power supply circuit 60 to stop, but allows the accuracy of the rate to be maintained. Then, after lowering the threshold Vth, if a back electromotive force exceeding the lowered threshold is detected for a predetermined number of consecutive seconds, the original threshold Vth may be restored. Also, if a back electromotive force exceeding the threshold Vth is not detected for a predetermined number of consecutive seconds, the threshold may be lowered in stages.

[歩度調整制御の詳細について:テン輪の回転方向を考慮した歩度調整制御]
図32は、基準信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。機械式時計1の組み立て時における製造ばらつきや、出荷検査時における支持部材33によるテン輪31の位置調整等によって、テン輪31の回転角度が正方向と逆方向とで異なってしまう場合がある。回転角度が異なると、正方向と逆方向とで検出信号DEが検出されるタイミングが異なることとなる。それにより、全体としては歩度ズレが無いにも関わらず、不必要に調速パルスが出力されてしまう可能性がある。
[Details of the rate adjustment control: Rate adjustment control taking into account the rotation direction of the balance wheel]
32 is a timing chart showing an example of the output timing of the reference signal. The rotation angle of the balance wheel 31 may differ between the forward and reverse directions due to manufacturing variations during assembly of the mechanical timepiece 1, or due to position adjustment of the balance wheel 31 by the support member 33 during shipping inspection. If the rotation angle differs, the timing at which the detection signal DE is detected will differ between the forward and reverse directions. This may result in unnecessary output of a speed control pulse even though there is no rate deviation overall.

そこで、図32に示す例においては、2ステップ(2秒)基準で基準信号OSを設定する構成を採用した。図32の上段は、正方向と逆方向とで検出される検出信号DEが異なる場合の逆起電圧の波形の一例を示している。図32の下段は、2ステップ(2秒)基準で基準信号OSを設定した場合におけるタイミングチャートの一例を示している。図32の下段に示すように、左から奇数番目の基準信号OSの出力間隔をtr1とし、左から偶数番目の基準信号OSの出力間隔をtr2(=tr1)とした。この例は、制御回路44が2ステップ単位(2秒単位)の2系統制御を行うことで実現されるとよい。そして、各制御系統のいずれかにおいて歩度異常が検出された場合、歩度調整を行うとよい。なお、回路構成の簡略化のために、出力間隔がtr1又はtr2のいずれかである1系統のみの制御系統としてもよい。 Therefore, in the example shown in FIG. 32, a configuration is adopted in which the reference signal OS is set on a two-step (2-second) basis. The upper part of FIG. 32 shows an example of a back electromotive voltage waveform when the detection signal DE detected in the forward direction and the reverse direction is different. The lower part of FIG. 32 shows an example of a timing chart in which the reference signal OS is set on a two-step (2-second) basis. As shown in the lower part of FIG. 32, the output interval of the odd-numbered reference signal OS from the left is set to tr1, and the output interval of the even-numbered reference signal OS from the left is set to tr2 (= tr1). This example may be realized by the control circuit 44 performing two-system control in two-step units (2-second units). Then, if a rate abnormality is detected in any of the control systems, a rate adjustment may be performed. Note that, in order to simplify the circuit configuration, only one control system with an output interval of either tr1 or tr2 may be used.

図32に示す例によると、基準信号OSを2ステップ基準(tr1及びtr2)で設け、それぞれに応じた歩度調整を行うことで、テン輪31の往と復の回転角度の差があっても、外乱に対して回路が止まりづらく精度の高い歩度調整が可能となる。 In the example shown in Figure 32, the reference signal OS is set to a two-step standard (tr1 and tr2), and the rate is adjusted according to each step. This makes it possible to adjust the rate with high precision, without the circuit stopping due to disturbances, even if there is a difference between the forward and reverse rotation angles of the balance wheel 31.

なお、図32の中段は、1ステップ(1秒)基準で基準信号OSを設定した場合、すなわち、上述の図17等で示した例におけるタイミングチャートを示している。図32の中段に示す例においては、正方向と逆方向で逆起電圧のピーク位置が異なっていることより、全体としては歩度ズレが無いにも関わらず、左から偶数番目の検出信号DEの出力タイミングが常にズレている。このような場合、不要に調速パルスが出力されてしまうこととなる。 The middle part of Figure 32 shows a timing chart for the case where the reference signal OS is set on a one-step (one second) basis, i.e., the example shown in Figure 17 and other figures above. In the example shown in the middle part of Figure 32, the peak positions of the back electromotive force are different in the forward and reverse directions, so even though there is no rate deviation overall, the output timing of the even-numbered detection signals DE from the left is always shifted. In such a case, a speed control pulse will be output unnecessarily.

[まとめ]
本実施形態においては、テン輪31の角速度を低速にする構成を採用したため、動力を伝達する各機構(例えば、ガンギ車21やアンクル22)が摩耗することを抑制できる。その結果、機械式時計1の耐久性が向上する。また、空気抵抗部材15を用いることにより、テン輪31の正方向運動及び逆方向運動における途中期間においてテン輪31の角速度を低下させる構成を採用した。これにより、テン輪31の回転の周期を遅くしつつも、テン輪31が空気抵抗部材15による空気抵抗を受けていない期間に発電を行うことで、十分な発電量を確保することができる。また、テン輪31が空気抵抗部材15による空気抵抗を受けている期間又は受けた後の期間に歩度調整を行うことにより、歩度調整の精度を維持することができる。また、永久磁石41を半波整流に適した逆起電圧が得られるよう配置する構成を採用するため、半波整流を用いて効率良く電力を取り出すことができる。
[summary]
In this embodiment, a configuration is adopted in which the angular velocity of the balance wheel 31 is slowed down, so that the wear of each mechanism that transmits power (for example, the escape wheel 21 and the anchor 22) can be suppressed. As a result, the durability of the mechanical timepiece 1 is improved. In addition, a configuration is adopted in which the angular velocity of the balance wheel 31 is slowed down during the intermediate period of the forward and reverse movements of the balance wheel 31 by using the air resistance member 15. This allows a sufficient amount of power to be generated by generating power during the period in which the balance wheel 31 is not subjected to air resistance by the air resistance member 15 while slowing down the rotation period of the balance wheel 31. In addition, the accuracy of the rate adjustment can be maintained by performing the rate adjustment during the period in which the balance wheel 31 is subjected to air resistance by the air resistance member 15 or after it has been subjected to the air resistance. In addition, a configuration is adopted in which the permanent magnet 41 is arranged so as to obtain a back electromotive voltage suitable for half-wave rectification, so that power can be efficiently extracted using half-wave rectification.

[その他]
歩度調整手段40は、2極磁化された永久磁石41の動作に基づいて検出信号を得るものであり、永久磁石41の周辺に磁気的な影響を及ぼす部材が存在する場合、検出精度が低下してしまう可能性がある。そのため、永久磁石41の周辺の部材の材料として、磁気的な影響が少ないものを採用するとよい。
[others]
The rate adjustment means 40 obtains a detection signal based on the operation of the two-pole magnetized permanent magnet 41, and the detection accuracy may be reduced if there are members that have a magnetic effect around the permanent magnet 41. For this reason, it is advisable to use materials that have little magnetic effect as the materials for the members around the permanent magnet 41.

例えば、支持部材33及びヒゲ持受34の材料として樹脂材料を用いるとよい。また、支持部材33を地板10に対して固定するための固定具33aの材料としてリン青銅を用いるとよい。また、テン輪31の材料として、樹脂材料又はアルミニウムを用いるとよい。また、空気抵抗部材15として、アクリル樹脂を用いるとよい。なお、ここで挙げた材料は一例であって、これらに限定されるわけではない。 For example, a resin material may be used as the material for the support member 33 and the hairpin holder 34. Phosphor bronze may be used as the material for the fastener 33a for fixing the support member 33 to the base plate 10. A resin material or aluminum may be used as the material for the balance wheel 31. An acrylic resin may be used as the air resistance member 15. Note that the materials listed here are merely examples and are not limited to these.

また、上述のように、ヤング率を低減するためにヒゲゼンマイ32を樹脂製としたことより、金属製の場合と比較して、永久磁石41に与える磁気的な影響を低減することができる。また、ヒゲゼンマイ32が磁性を有する金属製である場合、永久磁石41から磁気的な影響を受け、ヒゲゼンマイ32の形状や姿勢が変位してしまう可能性がある。本実施形態においては、ヒゲゼンマイ32を樹脂製としたことより、ヒゲゼンマイ32自身の形状や姿勢を安定させることができる。また、別途磁性材料からなる耐磁板を機械式時計1に設けてもよい。これにより、機械式時計1に外部の磁石が近づいた場合であっても、永久磁石41(テン輪31)の正逆回転運動が乱れることが抑制され、安定した歩度調整を行うことができる。 As described above, the hairspring 32 is made of resin to reduce the Young's modulus, which reduces the magnetic effect on the permanent magnet 41 compared to when it is made of metal. If the hairspring 32 is made of a magnetic metal, it may be magnetically affected by the permanent magnet 41 and may cause the shape and posture of the hairspring 32 to change. In this embodiment, the hairspring 32 is made of resin, which stabilizes the shape and posture of the hairspring 32 itself. A separate magnetic shield made of a magnetic material may also be provided on the mechanical watch 1. This prevents the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet 41 (balance wheel 31) from being disturbed even when an external magnet approaches the mechanical watch 1, allowing for stable rate adjustment.

また、本実施形態においては、図5に示すように、軟磁性コア42の第1端部421aと第2端部422aが第1溶接部423及び第2溶接部424を介して一体となっている例を示したが、これに限られない。例えば、第1溶接部423及び第2溶接部424を有しておらず、第1端部421aと第2端部422aとは間隙を介して磁気的な結合が分離されるものであってもよい。また、磁気的な結合を完全に分離するものに限られない。例えば、第1端部421aと第2端部422aとは、分離部である狭窄部を介して物理的に繋がっていてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, an example is shown in which the first end 421a and the second end 422a of the soft magnetic core 42 are integrated via the first welded portion 423 and the second welded portion 424, but this is not limited to the above. For example, the first welded portion 423 and the second welded portion 424 may not be present, and the first end 421a and the second end 422a may be magnetically separated via a gap. In addition, the present embodiment is not limited to a case in which the magnetic coupling is completely separated. For example, the first end 421a and the second end 422a may be physically connected via a narrowed portion that is a separating portion.

また、図示は省略するが、機械式時計1は、文字板又は裏蓋に、テン輪31を外部から視認させる開口又は透明部を有しているとよい。 Although not shown in the figures, the mechanical watch 1 may have an opening or transparent portion on the dial or back cover that allows the balance wheel 31 to be viewed from the outside.

また、本実施形態で説明した永久磁石41の配置角度は一例であり、本実施形態で説明したものに限られるものではない。 Furthermore, the arrangement angle of the permanent magnets 41 described in this embodiment is merely an example and is not limited to that described in this embodiment.

また、本実施形態においては、空気抵抗部材15が設けられる例を説明したが、これに限られず、空気抵抗部材15を有していなくてもよい。また、空気抵抗部材15が無い場合、テン輪31は被作用部313を有していなくてもよい。 In addition, in this embodiment, an example in which an air resistance member 15 is provided has been described, but this is not limited thereto, and the air resistance member 15 may not be provided. Furthermore, if there is no air resistance member 15, the balance wheel 31 may not have an acted upon portion 313.

本実施形態のように、空気抵抗部材15を用いてテン輪31に空気抵抗を作用させる構成を採用すると、空気抵抗によるエネルギー消費が生じる分、動力ゼンマイ11の持続時間が短くなってしまう。その一方で、本実施形態においては、ヒゲゼンマイ32の材料としてヤング率の低い樹脂材料を採用することでテン輪31の動作を低速化しており、従来の6~8振動の機械式時計と比較して持続時間は長くなる。すなわち、テン輪31の動作の低速化により、空気抵抗による持続時間の低下を補うことができる。そのため、機械式時計として十分な持続時間を実現することができる。 When using a configuration in which air resistance is applied to the balance wheel 31 using an air resistance member 15 as in this embodiment, the duration of the power spring 11 is shortened by the amount of energy consumed by the air resistance. On the other hand, in this embodiment, a resin material with a low Young's modulus is used as the material for the hairspring 32, slowing down the movement of the balance wheel 31, resulting in a longer duration compared to conventional mechanical watches with 6 to 8 vibrations. In other words, slowing down the movement of the balance wheel 31 can compensate for the reduction in duration due to air resistance. As a result, a sufficient duration can be achieved as a mechanical watch.

1 機械式時計、2 巻き真、10 地板、10a 位置決めピン、10b 開口、11 動力ゼンマイ、12 輪列、122 二番車、123 三番車、124 四番車、13 指針軸、131 秒針、15 空気抵抗部材、151 第1壁部、152 第2壁部、153 第3壁部、154 基部、20 脱進機構、21 ガンギ車、22 アンクル、221 アンクル真、222 竿部、223 第1腕部、224 第2腕部、30 調速機構、31 テン輪、311 テン真、311a ほぞ部、312 円状部、313 被作用部、315 振り石、32 ヒゲゼンマイ、321 外端部、322 内端部、322a 固定部、322b ピッチ拡大部、33 支持部材、33a パイプ、33b ネジ、34 ヒゲ持受、35 ワク部材、35a 凸部、40 歩度調整手段、41 永久磁石、410 収容部材、42 軟磁性コア、421 第1磁性部、421a 第1端部、422 第2磁性部、422a 第2端部、43 コイル、44 制御回路、45 回転検出回路、46 調速パルス出力回路、47 分周回路、48 発振回路、50 整流回路、60 電源回路、70 水晶振動子、331 穴石、331h 軸孔、332 弾性変形部材、3321 外縁部、3322 弾性変形部、3322a 第1接続部、3322b 半円弧部、3322c 第2接続部、3323 保持部、3323h 開口、333 受石、334 保持部材、n11,n12,n21,n22 ノッチ。

1 Mechanical watch, 2 Winding stem, 10 Main plate, 10a Positioning pin, 10b Opening, 11 Power spring, 12 Wheel train, 122 Center wheel, 123 Third wheel, 124 Fourth wheel, 13 Pointer shaft, 131 Second hand, 15 Air resistance member, 151 First wall portion, 152 Second wall portion, 153 Third wall portion, 154 Base portion, 20 Escape mechanism, 21 Escape wheel, 22 Ankle, 221 Ankle stem, 222 Pole portion, 223 First arm portion, 224 Second arm portion, 30 Speed regulating mechanism, 31 Balance wheel, 311 Balance stem, 311a Tenon portion, 312 Circular portion, 313 Acting portion, 315 Impulse jewel, 32 Hairspring, 321 Outer end portion, 322 Inner end portion, 322a Fixed portion, 322b Pitch enlargement portion, 33 Support member, 33a Pipe, 33b Screw, 34 Hairpin holder, 35 Frame member, 35a Convex portion, 40 Speed adjustment means, 41 Permanent magnet, 410 Housing member, 42 Soft magnetic core, 421 First magnetic portion, 421a First end portion, 422 Second magnetic portion, 422a Second end portion, 43 Coil, 44 Control circuit, 45 Rotation detection circuit, 46 Speed control pulse output circuit, 47 Frequency divider circuit, 48 Oscillation circuit, 50 Rectification circuit, 60 Power supply circuit, 70 Quartz crystal oscillator, 331 Hole, 331h Shaft hole, 332 Elastic deformation member, 3321 Outer edge portion, 3322 Elastic deformation portion, 3322a First connection portion, 3322b Semicircular arc portion, 3322c Second connection portion, 3323 Retaining portion, 3323h opening, 333 stone, 334 retaining member, n11, n12, n21, n22 notches.

Claims (5)

動力源と、
回転軸と、前記動力源からの動力により前記回転軸を中心に回転するテン輪と、前記テン輪を正逆回転運動させるように弾性変形するヒゲゼンマイと、を含む調速機構と、
コイルと、前記テン輪の正逆回転運動に伴い前記テン輪と同軸上で正逆回転運動する永久磁石と、を含み、前記永久磁石の正逆回転運動により前記コイルに生じる検出電圧と、基準信号源の基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う歩度調整手段と、
前記永久磁石に近い側の前記回転軸の端部を支持する軸受け構造と、
を有し、
前記軸受け構造は、
前記回転軸の端部が挿通される軸孔が形成される穴石と、
前記穴石を保持しており、非磁性材からなる保持部と、
前記保持部と一体的に構成されており、前記回転軸の変位に応じて弾性変形すると共に非磁性材からなる弾性変形部と、
を含む、
機械式時計。
A power source;
a speed-regulating mechanism including: a rotating shaft; a balance wheel that rotates about the rotating shaft by power from the power source; and a hairspring that elastically deforms so as to rotate the balance wheel in forward and reverse directions;
a rate adjusting means including a coil and a permanent magnet which rotates in a forward and reverse direction on the same axis as the balance wheel in accordance with the forward and reverse rotation of the balance wheel, and which adjusts the rate based on a detection voltage generated in the coil by the forward and reverse rotation of the permanent magnet and a reference frequency of a reference signal source;
a bearing structure for supporting an end of the rotating shaft close to the permanent magnet;
having
The bearing structure includes:
a hole formed in the hole, through which the end of the rotating shaft is inserted;
A holding portion that holds the hole stone and is made of a non-magnetic material;
an elastic deformation portion that is integral with the holding portion, elastically deforms in response to displacement of the rotating shaft, and is made of a non-magnetic material ;
Including,
Mechanical watch.
前記弾性変形部は、前記回転軸の変位に応じて前記回転軸の径方向又は軸線方向の少なくともいずれかの方向に弾性変形可能な形状である、
請求項1に記載の機械式時計。
The elastic deformation portion has a shape that can elastically deform in at least one direction, a radial direction or an axial direction, of the rotating shaft in response to a displacement of the rotating shaft.
2. The mechanical watch according to claim 1.
動力源と、
回転軸と、前記動力源からの動力により前記回転軸を中心に回転するテン輪と、前記テン輪を正逆回転運動させるように弾性変形するヒゲゼンマイと、を含む調速機構と、
コイルと、前記テン輪の正逆回転運動に伴い前記テン輪と同軸上で正逆回転運動する永久磁石と、を含み、前記永久磁石の正逆回転運動により前記コイルに生じる検出電圧と、基準信号源の基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う歩度調整手段と、
前記永久磁石に近い側の前記回転軸の端部を支持する軸受け構造と、
前記軸受け構造を収容する収容部材と、
を有し、
前記軸受け構造は、前記回転軸の変位に応じて弾性変形すると共に非磁性材からなる弾性変形部を含み、
記収容部材は、前記回転軸の端部の周囲を囲む第1周面と、該第1周面よりも前記テン輪に近い側に設けられて前記第1周面よりも径が小さい第2周面と、前記第1周面と前記第2周面を繋ぐ段差部と、を含み、
前記弾性変形部の外縁は、前記段差部に対して固定されている、
械式時計。
A power source;
a speed-regulating mechanism including: a rotating shaft; a balance wheel that rotates about the rotating shaft by power from the power source; and a hairspring that elastically deforms so as to rotate the balance wheel in forward and reverse directions;
a rate adjusting means including a coil and a permanent magnet which rotates in a forward and reverse direction on the same axis as the balance wheel in accordance with the forward and reverse rotation of the balance wheel, and which adjusts the rate based on a detection voltage generated in the coil by the forward and reverse rotation of the permanent magnet and a reference frequency of a reference signal source;
a bearing structure for supporting an end of the rotating shaft close to the permanent magnet;
a housing member that houses the bearing structure;
having
the bearing structure includes an elastically deformable portion that is elastically deformed in response to a displacement of the rotating shaft and is made of a non-magnetic material;
the housing member includes a first circumferential surface surrounding an end of the rotary shaft, a second circumferential surface provided closer to the balance wheel than the first circumferential surface and having a smaller diameter than the first circumferential surface, and a step portion connecting the first circumferential surface and the second circumferential surface,
An outer edge of the elastic deformation portion is fixed to the step portion.
Mechanical watch.
前記永久磁石の径は、前記第2周面の径よりも小さく、
前記永久磁石と前記第2周面とは、前記回転軸の軸線方向において少なくとも一部が同じ位置に設けられている、
請求項に記載の機械式時計。
The diameter of the permanent magnet is smaller than the diameter of the second circumferential surface,
The permanent magnet and the second circumferential surface are at least partially disposed at the same position in the axial direction of the rotating shaft.
4. The mechanical watch according to claim 3 .
前記歩度調整手段は、前記永久磁石の正逆回転運動により前記コイルに生じる逆起電力が供給されることにより駆動する制御回路を含む、
請求項1~のいずれか1項に記載の機械式時計。
The rate adjustment means includes a control circuit that is driven by the back electromotive force generated in the coil by the forward and reverse rotational motion of the permanent magnet.
The mechanical timepiece according to any one of claims 1 to 4 .
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