JPS605915B2 - 電気時計の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は指針を単位時間毎に間欠運針（以下ステップ運
針と称する）する電気時計の駆動装置に関するものであ
る。

従釆の電気時計において例えば秒針をステップ運針する
際、その駆動装置は、ステップモーターや電磁ソレノィ
ド等が多く用いられている。しかしながら前者のステッ
プモーターは一般的に構造が複雑で入力信号も２相信号
等の特殊な信号を用いるものが多く、また後者の電磁ソ
レノィドは、入力信号が簡単ではあるが「消費電力を多
く必要とし電源として電池を用いたような電気時計の駆
動装置としては不向であった。本発明の目的とするとこ
ろは、前記各駆動菱魔０にみられる欠点をなくし簡単な
構成で低消費電力、そして簡単な入力信号で駆動できる
電気時計のステップ運針駆動装置を提供することにある
。以下本発明の要旨を図面に従い説明を行う。第１図は
本発明の電気時計駆動装置の簡単な原理図、第２図ａ，
ｂは駆動部分の構成原理図で「有極ローターを並設した
場合、第３図ａは両ローターから出力を得べ〈したもの
。ｂは有極ローターを直向させた場合である。第４図，
第５図，第６図は、駆動入力信号である。第２図ａにお
いてはＭは空心界磁コイルで電気信号が入力された際、
磁界中心方向ｍが図のように発生すべく巻枠１に巻かれ
ており、上記空心界磁コイルＭの中空部には、直径方向
に磁極を持つ円板型駆動有極ローター２が軸３を回転中
心として回転自在に配されている。また同様に直径方向
に磁極を持つ円板型補助有極ローター４は前記磁界中心
方向ｍに対し、適宜角度Ｑずれた位置にあり軸５を回転
中心として、回転自在に配されている。前記空心界磁コ
イルＭに電気信号が印加されない場合、各ローターは図
の如く、互いに界磁極を対向させて安定する。ここで空
心界磁コイルＭに電気信号が印加され、前記コイルＭに
図の如く、磁界が発生すると駆動有極ローター２のＳ型
、Ｎ極はそれぞれ前記コイルＭのＳ極、Ｎ極により、反
発力を受け矢印の如く、時計方向への回転駆動力を発生
する。補助有極ローター４は駆動有極ローター２との磁
気結合力の為、反時計方向への回転駆動力が与えられる
。第２図ｂはこの場合の中間状態を示す図で、駆動有極
ロータ−２のＳ極、Ｎ極はそれぞれ空心界磁コイルＭの
Ｎ極、Ｓ極に吸引され、更に時計方向の回転駆動力を増
すとともに、補助有極ローター４は反時計方向の回転駆
動力を与えられ続ける。また、第２図ｂの状態を通過す
ると、駆動有極ローター２のＮ極と補助有極ローター４
のＳ極の吸引力が各ローターの回転を助け、第２図ａの
状態で停止する。この場合は各ローターの磁極の位置は
、初期に比べ１８０度移動した状態で安定している。こ
の状態で前記電気信号と逆極性の電気信号を空心界滋コ
イルＭに印加すれば「各ロータ−は更に同方向に１８０
度回転して停止する。第２図の如き実施例の場合、各ロ
ーターは２極着磁の例であるため、電気信号を印加する
毎に各ローターは１８０度の回転を行うことになる。ま
た各ローターの回転開始から１８０度回転し安定停止す
るまでローターの駆動期間と呼ぶことにすれば、このロ
ーターの駆動期間の時間は各ローターの磁力の強さや各
ローターの位置関係、また入力信号の大さによって、数
ミリセカンドから１００ミリセカンド以上の範囲を有す
る。電気信号を印加し、次の電気信号を印加するまでの
時間を、このローターの駆動期間以上にすると各ロータ
ーは休止期間を生ずるので、ローターは駆動期間と休止
期間を有することになり、この休止期間にローターの状
態がなってから次の入力信号を印加すればローターの間
欠動作を得ることになる。電気時計の秒針をステップ運
針しようとする際はこの駆動期間を約１０〜３０ミリセ
カンドにすると良好なステップ運針が得られる。第１図
はこの原理を電気時計に応用した場合の一実施例である
。第２図と同一番号および記号は同一部機を表わしてい
る。この実施例の場合は補助有極ローター４から出力を
得た場合で６は補助有極ローター４上に設けたピニオン
、７はピニオン６に噛み合う歯車でこの歯車７にはピニ
オン９が設けられ、該ピニオン９に秒針車１０が噛み合
っている。１２は電気時計の秒針で前記秒針車と一体と
なって動く。

１１は秒針軸、８は軸である。

この実施例では秒針車以降の分針車、時針車等は省略し
てある。このような構成おいてはその作動を説明すると
「前述の如く空心界磁コイルＭに図示しない水晶発振回
路で発振した信号を分周回路で分周して得た１秒毎の逆
極性の電気信号を印加すると駆動有極ローター２、補助
有極ローター４は１８０度づっ前述の如き休止期間を有
しながらステップ回転をする。これに従い電気時計の秒
針１２は前記各ピニオンや歯車等の出力伝達機構を介し
、秒針車１０と一体となって入力の単位時間毎にステッ
プ運針を行う。第４図はこのような駆動装置に対する電
気信号の一例である。第４図ａは簡単な回路図「 ｂは
回路図ａの動作を示す。ＡおよびＡ′は空心界滋コイル
Ｍのドライブ回路でト各々ＯＭＯＳのバッファインバー
ター１ケで構成され、各ドライブ回路の入力信号はぐ，
０として表わしている。また、第４図ｂでは、？，ふの
信号を１また０としている。Ｊが１，少０の場合、電源
ＶＤＤードラィブ回路Ａ−空心界滋コイルＭ−ドライブ
回路Ａーアースと電流が供給され、ぐが０，？が１の場
合は電源ＶＤＤ−ドライブ回路Ａ−空心界磁コイルＭ−
ドライブ回路バーアースと電流が供給される。この信号
◇，？が例えば１秒毎に変化すると第４図ｂのＭのよう
に１秒毎に逆樋性の電流が空心界磁コイルＭに印加され
前記ローターをステップ回転させることができる。また
、電気時計におし、大きな電気時計を製作しようとする
と、それに従い秒針等が大きくなり必然的に駆動装置の
出力も大きなものを要求される。

本装置の場合、駆動有極ローター２と補助有極ロー夕−
４の磁気結合力が出力トルクを左右しているのでその磁
気結合力を増大せしめれば出力トルクは増大できる。こ
のように磁気結合力を増した場合第５図に示す駆動回路
を用いれば解決できる。この回路は第４図の回路にコン
デンサーＣを追加したものであり、その作動は電源ＶＤ
Ｄ−ドライブ回路Ａ′ーコンデンサーＣ−空心界磁コイ
ルＭードラィブ回路Ａ−アースおよび電源ＶＤＤードラ
ィブ回路Ａ一空心界磁コイルＭーコンデンサーＣードラ
ィプ回路Ａ−アースの二通りの給電回路が単位時間毎に
形成される。このときコンデンサーＣと空心界磁コイル
Ｍが直列接続されているため、例えばドライブ回路Ａ′
からドライブ回路Ａに向って励磁電流が空心界磁コイル
Ｍを流れるとこの電流によってコンデンサーＣは充電さ
れ、一定時間経過後、次の信号によりドライブ回路Ａか
らドライブ回路Ａ′に向って励磁電流を流す際、前記コ
ンデンサーＣに充電された電圧が加算され、上記空心界
磁コイルＭに印加される電圧（または電流）に約ＷＤＤ
となり、よって磁気結合力が大きなものも駆動すること
ができる。ただし前記コイルＭに印加される信号は第５
図ｂのＭとなる。またこの際のコンデンサー容量は消費
電力量や駆動有極ローター２「補助有極ローター４等の
状態により適宜選定される。第６図は第４図と相似的な
矩形波パルス信号であるが、消費電力量との間係で単位
時間（例えば１秒間）の間給電ができない場合、有効な
手段である。Ａ，はＣＭＯＳのバッファ・インバーター
１ケで構成され「Ａ′はＣＭＯＳのインバーターとバッ
ファ・インバーターとで構成されるドライブ回路でＢ，
Ｂ′はドライブ回路Ａ，Ａ′を駆動する時間を制限する
ワンショツトマルチバイブレーターの如きタイマ回路で
あり、これら８，Ｂ′の出力信号は、第６図ｂの中、ぐ
で示す信号である。ドライバー回路Ａ′の出力は「前述
したように？をインバーターとバッファ・インバーター
を介した信号であるため、空心界磁コイルＭに印加され
る電圧は、第６図ｂのようになる。この場合前に述べた
ローターの駆動期間および休止期間を考慮し、前記タイ
マー回路のタイマー時間ｔ，，ｔ２を適宜選定すれば消
費電力量を非常に少なくすることが可能である。また、
その他の電気信号例えばサインカーブ的なパルスや三角
波パルス等で、本駆動装置を組み合せて使用することも
できる。すなわち、本発明の方式に従えば、入力信号を
空心界磁コイルに印加し、各ロータ−が一定角度回転し
て停止位置に安定するまで最初の信号を継続するか、あ
るいは信号を遮断し、その後に次の信号を印加すること
により構成でき、特に入力波形はどのようであっても構
わない。また第３図ａ，ｂは駆動部を他の構成にしたも
ので「 ａは第２図同様であるが駆動有極ローター２を
空心界磁コイルＭの中空部より外側に配置し、駆動有極
ローター２および補助有極ローター４の各々から自由に
出力を得ることを可能としたものであり、第３図ｂは第
２図，第３図ａの如き平面的に各ロータ−を配置せず、
立体的に各ローターを直向して配置し、電気時計の設計
に自由度を持たすべくしたものである。

以上述べたものは例として１秒毎のステップ運針を述べ
たが、電気時計の他の部分、例えば時針や分針トあるい
はカレンダー機構等に利用でき夕る。

またストップウオッチの如く１秒間の間を表示するもの
であっても簡単に構成できることは明白である。また各
ローターの１ステップに対する回転角度は１８０度に限
らず前記ローターを多極に着滋したものを使用すればそ
の他の角度でステツ０プ動作ができる。またローターは
円盤状だけではなく、磁極部等を突起状にしても、さし
つかえない、以上述べた如く本発明によれば、ローター
の駆動期間中には次の信号を加えず、ローターが一定タ
角度回転し、そして停止してから次の信号を印加するこ
とによって簡単にステップ作動を行わせることを、各ロ
ーターの配置等により簡便に構成せしめ、従来のものに
比べ安価で消費電力量の少し、ステップ駆動を得られた
ことは、本発明が有用なひものであることを示している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例、第２図はステップ駆動部の
原理説明図、第３図は他の駆動部の実施例、第４〜第６
図は上記駆動部を動かす回路とその動作例。 Ｍ・・・・・・巻枠１に巻れた空心界磁コイル。 ２……駆動有極ローター、４・…・・補助有極ローター
、７・・・…歯車、１０・・肌・秒針車、１２・・・・
・・秒針、Ａ，Ａ……ドライブ回路、Ｊ，０…・・・信
号、Ｂ，８……タイマー回路。 矛ー図 才２図 矛３図 矛４図 才５図 矛る図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水晶発振回路と、分周回路と、上記分周回路の出力
   に応ずる空心界磁コイルと、上記空心界磁コイルの生じ
   る磁界内に駆動有極ローターを回転自在に位置させ、上
   記空心界磁コイルの生じる磁界の中心方向に対し、適宜
   角度ずれた位置に上記駆動有極ローターを変位させるた
   めの補助有極ローターを回転自在に位置させ、上記駆動
   有極ローターおよび補助有極ローターのいずれか一方の
   ローターより出力伝達機構を介し指針を駆動する電気時
   計において、上記分周回路の信号を入力とし、一定周期
   で出力信号が反転する相補型に構成された第１のドライ
   ブ回路と、上記第１のドライブ回路の出力と位相が１８
   ０°ずれた信号を出力する相補型に構成された第２ドラ
   イブ回路を有し、上記空心界磁コイルを、上記第１，第
   ２のドライブ回路の出力間に接続し、上記空心界磁コイ
   ルの励磁電流発生時に前記両ローターが一定度回転し停
   止した後、上記分周回路の信号により、上記第１，第２
   のドライブ回路の出力信号が反転し、上記励磁電流と逆
   の極性の励磁電流が発生することにより前記指針を一定
   周期でステツプ的に運針することを特徴とした駆動装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記第
   １，第２のドライバー回路の出力信号が短形波信号であ
   ることを特徴とした駆動装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記第
   １，第２のドライバー回路の出力間に上記空心界磁コイ
   ルと直列にコンデンサーを接続したことを特徴とした駆
   動装置。