JP2004004005A - 電子制御式機械時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】ロータ慣性板１２ｃとステータ１２３，１３３との間のギャップｈを、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクがロータでの最大出力トルクの１／１０以下となるように設定した。従って、負荷トルクが十分に小さくなるので、ゼンマイのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【選択図】 図５
【解決手段】ロータ慣性板１２ｃとステータ１２３，１３３との間のギャップｈを、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクがロータでの最大出力トルクの１／１０以下となるように設定した。従って、負荷トルクが十分に小さくなるので、ゼンマイのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ゼンマイ等の機械的エネルギー貯蔵手段を駆動源として動作しつつ、一部を発電機で電気エネルギーに変換し、この電力により回転制御手段を作動させて回転周期を制御する電子制御式機械時計に関し、特に機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機の周辺構造の改良に関する。
【０００２】
【背景技術】
ゼンマイが解ける時の機械エネルギーを発電機で電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーにより回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる電流値等を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時計として、特開平８ −５７５８ 号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１７ ，１８ は、同公報に開示された時計の平面図および断面図である。各図において、ゼンマイを内蔵した香箱車１ からの回転動力は、地板２ および輪列受３ 、二番受１１３ に支持された二番車７ 、三番車８ 、四番車９ 、五番車１０ 、六番車１１ からなる輪列を介して増速されて発電機２０ に連繋される。
発電機２０ は、従来の電池駆動式電子時計の駆動用ステップモータに類似する構造であり、ロータ１２ 、ステータ１５０ 、およびコイルブロック１６０ とからなっている。
ロータ１２ は、六番車１１ に連繋して回転するロータかな１２ａ の軸回りに、ロータ磁石１２ｂ 、円板状のロータ慣性板１２ｃ を一体に取付けたものである。
ステータ１５０ は、ステータ体１５０ａ に４ 万ターンのステータコイル１５０ｂ を巻線したものである。
コイルブロック１６０ は、磁心１６０ａ に１１ 万ターンのコイル１６０ｂ を巻線したものである。ここで、ステータコイル１５０ｂ とコイル１６０ｂ は、各々の発電電圧を加えた出力電圧がでるように直列に接続されている。
【０００４】
そして、この発電機２０ は、ロータ１２ の回転により得られた電力を、図示しないコンデンサを介して水晶発振器を備えた電子回路に給電し、この電子回路でロータの回転検出及び基準周波数に応じてロータ回転の制御信号をコイルに送り、この結果、輪列は常時その制動力に応じて一定の回転速度で回転する。
【０００５】
このような電子制御式機械時計は、指針の駆動をゼンマイを動力源とするために運針駆動用のモータが不要であり、部品点数が少なく安価であるという特徴がある。そのうえ、電子回路を作動させるのに必要な僅かな電気エネルギーを発電するだけでよく、少ない入力エネルギーで時計を作動することもできた。
【０００６】
ところで、前述の公報記載の電子制御式機械時計においては、ゼンマイが解ける力でロータ１２ を一定速度で回転させる必要があるが、このロータ１２ の回転を安定させるために前記ロータ慣性板１２ｃ が設けられている。
【０００７】
しかしながら、ロータ慣性板１２ｃ の周辺には、このロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向に近接対向するように地板２ やステータ１５０ が配置されているため、ロータ慣性板１２ｃ とそれらの地板２ 、ステータ１５０ との間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間で生じる空気粘性抵抗がロータ１２ の回転に悪影響を及ぼす。すなわち、それらの部品間のギャップが小さ過ぎる場合には、空気粘性抵抗が大きくなってロータ１２ を回転させるのに必要な負荷トルクが増すので、その分だけ時計の持続時間が短くなるという問題が生じる。
【０００８】
また、電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板１２ｃ を備えたものの他、ブラシレスモータと同様な構造のものを用いることがある。このような発電機では、ロータの軸方向に沿って一対の円板状のステータ体が取り付けられ、各ステータ体には交互に極が異なる複数の磁石が周方向に設けられ、これらのステータ体間（磁石間）に挟まれるようにして基板上に形成されたコイルが介装されている。従って、円板状のステータ体を含むロータ自身が慣性板としても作用するため、前述のような慣性板１２ｃ が不要である。
【０００９】
しかし、そのような発電機においても、ステータ体と地板やコイルとの間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間の空気粘性抵抗によって前述の問題が同様に生じる。
【００１０】
本発明の目的は、空気粘性抵抗の影響を低減して持続時間を延ばすことができる電子制御式機械時計を提供することにある。
【００１１】
【発明の開示】
請求項１ 記載の電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段をエネルギー源として機械的エネルギー伝達手段を駆動するとともに、機械的エネルギー伝達手段によって回転する発電機に電力を生じさせ、この電力により駆動される電子回路によって前記発電機の回転周期を制御することで、機械的エネルギー伝達手段に制動をかけて調速するようにした電子制御式機械時計において、前記発電機は前記機械的エネルギー伝達手段に連繋して回転するロータを備え、このロータの最大径部材と当該ロータに対して軸方向に最も近接対向して固定された対向部品との前記軸方向のギャップをｈ 、円周率をπ、空気の粘度をμ、ロータの回転周波数をｆ 、ロータに伝えられる機械的エネルギー貯蔵手段の最大出力トルクをＴ ｒｚｍａｘ 、係数をＫ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の内縁までの距離をｒ １ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の外縁までの距離をｒ ２ とし、前記ギャップｈ が、
【００１２】
【数２】
【００１３】
で与えられる場合に、前記係数Ｋ は１ ／１０ 以下に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、「対向部品」および「最大径部材」とは、互いのギャップｈ が小さくなるにつれて、それらの間で粘性抵抗が大きくなり、ロータでの負荷トルクを大きくさせる部品および部材である。
【００１５】
従って、「対向部品」に関していえば、例えば、後述の請求項６ に記載のブリッジ形状または片持ち式の支持部材や、請求項８ に記載の近接部品など、ロータの最大径部材と平面的に重なる面積が少なく、ギャップｈ が小さくなっても最大径部材との間の空気粘性抵抗が問題とならない部品は対向部品に含まれない。
【００１６】
「最大径部材」についていえば、例えば、ロータ慣性板などの最大径部材における半径の中点より外周側において、慣性を高めるための凸部を対向部品側に突出させて設けた場合、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の１ ／５ 未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギャップは本発明でいうギャップｈ ではなく、本発明でいうギャップｈ は、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部は本発明の最大径部材にはならない。
【００１７】
また、ロータ慣性板などの最大径部材の半径の中点より中心側に前記のような凸部を設けた場合でも、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の２ ／５ 未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギャップも本発明でいうギャップｈ ではなく、本発明でいうギャップｈ は、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部も本発明の最大径部材にはならない。
【００１８】
このような本発明においては、発電機がロータを備えて構成されるが、ロータにおける空気粘性抵抗が問題となり易い最大径部材と対向部品との間のギャップｈ は、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが機械的エネルギー貯蔵手段からロータに伝えられる最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ （１０ ％）以下になるように設定される。
【００１９】
例えば、図１４ のグラフには、本発明者が後述する第１ 実施例に記載の実験を行って得た二番車７ （符号に関しては図１ 、図２ を参照）の負荷トルクＴ ２ ＃とギャップｈ との関係、および本発明者が後述する第１ 実施形態に記載の理論から計算した空気粘性によるロータ負荷トルクＴ ｒｚ を二番車７ の負荷トルクＴ ２ ＃に換算した値とギャップｈ との関係が示されている。
【００２０】
このグラフにおいて、実測値から計算値を減じた値はギャップｈ の大きさによらず略一定であるため、この値は輪列での機械摩擦やほぞの油の粘性抵抗など、ロータ１２ および対向部品（例えばステータ１２３ ，１３３ や等）間に働く空気の粘性抵抗以外による負荷抵抗であると判断できる。
【００２１】
一方、図１６ のグラフは、後述の第２ 実施例に記載のように、ギャップｈ と持続時間およびムーブメントの厚みとの関係を示している。
【００２２】
図１４ ，１６ のグラフから、ギャップｈ を０ ．１ｍｍ 未満にすると、空気粘性による負荷が急激に大きくなり、持続時間は急激に短くなることがわかる。持続時間は、ゼンマイ１ａ の能力と時計を動かすのに必要な負荷トルクの関係で決まる。ギャップｈ を０ ．１ｍｍ としたときの空気粘性によるロータ１２ での負荷トルク７Ｔ ｒｚ は、図１４ のグラフから二番車７ 換算で８４ ．３４ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．８６ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）であり、機械的エネルギ貯蔵手段であるゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／１０ に相当する。
【００２３】
このことから、ギャップｈ を係数Ｋ が１ ／１０ 以下になるように設定すると、ロータ１２ の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ が小さく抑えられ、機械的エネルギ貯蔵手段のエネルギロスが小さく抑えられて時計の持続時間が延びる。
【００２４】
請求項２ 記載の電子制御式機械時計では、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／６０ に設定されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３ 記載の電子制御式機械時計では、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／４０ に設定されていることを特徴とする。
【００２６】
図１６ において、ギャップｈ を０ ．６ｍｍ 以上にしても、ムーブメントの厚みが大きくなる割に持続時間は長くならないことがわかる。ギャップｈ が０ ．６ｍｍ のときの空気粘性による二番車７ 換算の負荷トルクＴ ２ ＃は、図１４ から１３．７３ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．１４ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）となり、ゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／６０ になる。
【００２７】
時計として求められる持続時間およびムーブメントの厚みを考慮すると、ギャップｈ は０ ．２ 〜０ ．４ｍｍ あたりがより好ましい値になる。ギャップｈ０ ．２ｍｍ のときの空気粘性による負荷トルクＴ ２ ＃は４２ ．１７ ×１０−６ Ｎ ・ｍ （０ ．４３ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）、０ ．４ｍｍ のときの負荷トルクＴ ２ ＃２１ ．５７ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．２２ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）で、それぞれゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／２０ 、１ ／４０ になる。
【００２８】
請求項４ 記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、当該支持部材に保持されて前記軸方向の一端側を受ける軸受よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とする。
ここで、支持部材としては、例えば、機械的エネルギー伝達手段としての輪列を受ける輪列受や地板などを適用できる。
このような構成では、ロータの回転中心に近い軸受よりも回転中心から離れた（径方向に離れているの意）位置にある支持部材が、ロータに対して軸方向にも大きく離れるので、軸受とロータの軸方向との係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、支持部材とロータの最大径部材とのギャップｈ を確実に確保できる。
【００２９】
請求項５ 記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、前記軸方向の一端側を受ける軸受を保持するための保持部を有するとともに、この保持部の周辺部位が当該保持部よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とするものであり、ここでの支持部材としても、輪列受や地板を適用できる。
このよな構成でも、支持部材におけるロータの最大径部材と近接対向する部位のみがロータに対して大きく離れ、軸受自身の構造等は何ら変更されないから、前述した請求項４ 記載の発明と同じ作用効果を奏する。また加えて、支持部材に設けられる軸受保持用の保持部はロータから離れず、大きな肉厚に形成されるので、軸受が確実に保持されるようになる。なお、この際、保持部はロータの回転中心寄り、すなわちロータの周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。
【００３０】
請求項６ 記載の電子制御式機械時計では、前記ロータの軸方向の一端は、前記機械的エネルギー伝達手段を支持する部品とは別体で、かつブリッジ形状または片持ち式とされた支持部材で支持されていることを特徴とする。
このような構成では、ロータを支持する支持部材を機械的エネルギー伝達手段支持用の部品とは別体に設けるため、このロータ支持部材を面状ではなく、比較的棒状に近い構造のブリッジ形状あるいは片持ち式に設けることができる。従って、ロータを確実に支持しつつ、ロータに対して軸方向に近接対向する対向部品をギャップｈ 以上確実に離すことができるうえ、支持部材による空気粘性抵抗の上昇も生じない。
【００３１】
請求項７ 記載の電子制御式機械時計では、前記機械エネルギー伝達手段は複数の番車から構成された輪列であり、前記ロータと当該ロータに噛み合う前記機械的エネルギー伝達手段の番車との軸方向のギャップｈ ′は、前記ギャップｈ よりも小さいことを特徴とする。
このような場合には、ギャップｈ ′をギャップｈ よりも小さく設定することで時計の厚みが小さくなり、時計の薄型化が促進される。なお、この際には、番車とロータ（後述のロータ慣性板やロータ体）との重なり合う部位は、互いの噛み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、ギャップｈ は、両部品間で生じる空気粘性抵抗によってロータに噛み合う番車やロータに振れが生じても互いに接触しない程度に設定しておけば、実際上は問題がない。ただし、ｈ ′≧１ ／２ｈ とすれば、空気粘性抵抗の影響を十分に小さくできる。
【００３２】
請求項８ 記載の電子制御式機械時計では、前記ロータの最大径部材と前記対向部品との間に配置された近接部品を備え、この近接部品における前記ロータの最大径部材に対応した位置には、前記軸方向に貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。
このような構成では、近接部品におけるロータの最大径部材と対向する位置に開口部が設けられているので、最大径部材と対向部品とのギャプｈ を確実に確保しながらも、ロータの負荷トルクに何ら影響を及ぼさずにロータの最大径部材および対向部品間に近接部品を配置することができ、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させることができる。
【００３３】
請求項９ 記載の電子制御式機械時計では、前記機械的エネルギー貯蔵手段、機械的エネルギー伝達手段、および発電機を含んで構成されたムーブメントの内部が減圧されていることを特徴とするものである。
ここで、「減圧されている」とは、真空を含むものをいう。
このような本発明においては、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗が問題とならず、時計の持続時間を格段に延ばすことが可能である。
【００３４】
一方、請求項１０ 記載の電子制御式機械時計では、前記発電機のロータは径方向に延出した慣性板を備え、この慣性板が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする。
【００３５】
他方、請求項１１ 記載の電子制御式機械時計では、前記発電機のロータは径方向に延出しかつ複数のロータ磁石が周方向に配置されたロータ体を備え、このロータ体が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする。
これらのように、本発明の電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板を備えたロータで構成されるタイプ、およびロータ体を備えたロータで構成されるタイプの両方に適用できる。
【００３６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の各実施形態につき、図面を参照して説明する。
【００３７】
〔第１ 実施形態〕
図１ 〜図２ は、本発明の第１ 実施形態を示すものである。なお、各図において、発電機の構成の主要部が従来と異なる以外は、従来と同一なので、その同一部分もしくは相当部分に同一符号を付し、異なる部分、あるいは新たに説明を付加する部分にのみ異なる符号を付して説明する。
【００３８】
各図において、電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段としてのゼンマイ１ａ 、香箱歯車１ｂ 、香箱真１ｃ 、及び香箱蓋１ｄ からなる香箱車１を備えている。ゼンマイ１ａ は、外端が香箱歯車１ｂ 、内端が香箱真１ｃ に固定される。筒状の香箱真１ｃ は、地板２ に設けられた支持部材に挿通されてこの支持部材と香箱ネジ５ とによって上下方向（軸方向）のガタが設定され、角穴車４ と一体で回転する。そして、地板２ には、カレンダー板２ａ 、および円板状の文字板２ｂ が取り付けられている。
【００３９】
香箱歯車１ｂ の回転は、機械的エネルギー伝達手段としての増速輪列となる各番車７ 〜１１ を介して合計１２６ ，０００ 倍に増速されている。この際、各番車７ 〜１１ は各々異なる軸線上に設けられて後述するコイル１２４ ，１３４ に重ならない位置に配置され、ゼンマイ１ａ からのトルク伝達経路を形成している。
【００４０】
二番車７ と係合する筒かな７ａ には時刻表示を行う図示しない分針が、秒かな１４ａ には時刻表示を行う図示しない秒針がそれぞれ固定されている。従って、二番車７ を１ｒｐｈ で、秒かな１４ａ を１ｒｐｍ で回転させるためには、ロータ１２ は５ｒｐｓ で回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車１ｂ は、１ ／７ｒｐｈ となる。
【００４１】
また、トルク伝達経路から外れた秒かな１４ａ は、香箱車１ とコイル１２４との間に設けられた指針抑制装置１４０ によってそのバックラッシュが詰められている。指針抑制装置１４０ は、テフロン処理や分子間結合被膜等で表面処理された一対の直線状の抑制ばね１４１ ，１４２ と、各抑制ばね１４１ ，１４２ の基端側を支持して二番受１１３ に固定されるヒゲ玉１４３ ，１４４ とで構成されている。
【００４２】
この電子制御式機械時計は、ロータ１２ およびコイルブロック１２１ ，１３１から構成される発電機１２０ を備えている。ロータ１２ は、ロータかな１２ａ 、ロータ磁石１２ｂ 、および円板状のロータ慣性板１２ｃ を備え、このロータ慣性板１２ｃ がロータ１２ の最大径部材である。
【００４３】
コイルブロック１２１ ，１３１ は、それぞれ同一形状の薄板を積層して構成したステータ（コア、磁心）１２３ ，１３３ にコイル１２４ ，１３４ を巻線して構成されたものである。ステータ１２３ ，１３３ は、ロータ１２ に隣接して配置されるコアステータ部１２２ ，１３２ と、前記コイル１２４ ，１３４ が巻回されるコア巻線部１２３ｂ 、１３３ｂ と、互いに連結されるコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ とが一体に形成されて構成されている。
【００４４】
前記各ステータ１２３ ，１３３ つまり各コイル１２４ ，１３４ は互いに平行に配置されている。そして、前記ロータ１２ は、コアステータ部１２２ ，１３２ 側において、その中心軸が各コイル１２４ ，１３４ 間に沿った境界線Ｌ 上に配置され、コアステータ部１２２ ，１３２ が前記境界線Ｌ に対して左右対称となるように構成されている。
【００４５】
この際、各ステータ１２３ ，１３３ のロータ１２ が配置されたステータ孔１２２ａ ，１３２ａ には、図２ に示すように、樹脂製のブッシュ６０ が配置されている。そして、各ステータ１２３ ，１３３ の長手方向の中間部分つまりコアステータ部１２２ ，１３２ およびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 間に樹脂製の偏心ピン５５ を配置している。この偏心ピン５５ を回すと、各ステータ１２３ ，１３３ のコアステータ部１２２ ，１３２ をブッシュ６０ に当接させてその位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができるとともに、コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の側面同士を確実に接触させることができる。
【００４６】
各コイル１２４ ，１３４ の巻数は同数とされている。本実施形態において、巻数が同数とは、完全に同数の場合だけではなく、コイル全体からは無視できる程度の誤差、例えば数百ターン程度の違いまでをも含むものである。
【００４７】
なお、各ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ は、その側面が当接されて互いに連結されている。また、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ の下面は、各コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ に跨って配置された図示しないヨークに接触されている。これにより、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ では、各コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の側面部分を通る磁気導通経路と、コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の下面間に跨設された前記ヨークを通る磁気導通経路との２ つの磁気導通経路が形成され、ステータ１２３ ，１３３ は環状の磁気回路を形成している。各コイル１２４ ，１３４ は、ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ からコアステータ部１２２ ，１３２ に向かう方向に対して同方向に巻線されている。
【００４８】
これらの各コイル１２４ ，１３４ の端部は、ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 上に設けられた図示しないコイルリード基板に接続されている。
【００４９】
このように構成された電子制御式機械時計を使用している場合、各コイル１２４ ，１３４ に外部磁界Ｈ （図１ ）が加わると、外部磁界Ｈ は平行に配置された各コイル１２４ ，１３４ に対して同方向に加わるため、各コイル１２４ ，１３４ の巻線方向に対しては外部磁界Ｈ は互いに逆方向に加わることになる。このため、外部磁界Ｈ によって各コイル１２４ ，１３４ で発生する起電圧は互いに打ち消し合うように働くため、その影響を軽減できる。
【００５０】
また、直列に接続された各コイル１２４ ，１３４ は、図３ に示すように、起電力発生用、ロータ１２ の回転検出用、および発電機１２０ の回転制御用に兼用されている。すなわち、ＩＣ からなる電子回路２４０ をコイル１２４ ，１３４ の起電力で駆動し、回転検出および回転制御を行っている。電子回路２４０ は、水晶振動子２４１ を駆動する発振回路２４２ と、発振回路２４２ に生じたクロック信号を基に時刻信号となる基準周波数信号を生成する分周回路２４３ と、前記ロータ１２ の回転を検出する検出回路２４４ と、検出回路２４４ で得られた回転周期と基準周波数信号とを比較してその差分を出力する比較回路２４５ と、その差分に応じて前記発電機１２０ に制動用の制御信号を送る制御回路２４６ とから構成されている。なお、水晶振動子２４１ の代わりに各種の基準振動源等を用いてクロック信号を発生させてもよい。
【００５１】
各回路２４２ 〜２４６ は、直列に接続された各コイル１２４ ，１３４ で生成した電力により駆動されるもので、発電機１２０ のロータ１２ が輪列からの回転を受けて一方向に回転すると、各コイル１２４ ，１３４ には交流出力が生じ、この出力をダイオード２４７ 、コンデンサ２４８ からなる昇圧充電回路により昇圧整流し、この整流された直流電流が蓄電用のコンデンサ２５０ に充電され、このコンデンサ２５０ により制御回路（電子回路）２４０ を駆動する。
【００５２】
また、各コイル１２４ ，１３４ の交流出力の一部は、ロータ１２ の回転周期の検出信号として取り出され、前記検出回路２４４ に入力される。各コイル１２４，１３４ から出力された出力波形は、一回転周期毎に正確な正弦波を描く。従って検出回路２４４ は、この信号をＡ ／Ｄ 変換して時系列的なパルス信号とし、この検出信号を比較回路２４５ により基準周波数信号と比較し、制御回路２４６ ではその差分に応じた制御信号を各コイル１２４ ，１３４ のブレーキ回路として機能するショート（閉ループ）回路２４９ に送る。
【００５３】
そして、制御回路２４６ からの制御信号に基づいて、ショート回路２４９ は各コイル１２４ ，１３４ の両端を短絡してショートブレーキをかけてロータ１２ の回転周期を調速する。
【００５４】
なお、前記ショート回路２４９ は、図４ に示すように、互いに逆方向に電流を通す一対のダイオード２５１ と、これらの各ダイオード２５１ に直列に接続されたスイッチＳＷ と、各スイッチＳＷ に並列に接続された寄生ダイオード２５０ とからなる両方向スイッチにより構成されている。これにより、各コイル１２４ ，１３４ の交流出力の全波を利用してブレーキ制御を行うことができ、ブレーキ量を大きくとれるようにしている。
【００５５】
次に、図５ に基づいて、本実施形態の最も特徴的な構成について以下に説明する。
【００５６】
本実施形態の電子制御式機械時計においては、ロータ慣性板１２ｃ とこれに対して軸方向に近接対向する対向部品としてのステータ１２３ ，１３３ （厳密にはコアステータ部１２２ ，１３２ ）との間には、空気粘性抵抗が生じる。この際、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ との間の空気の流れはクエット（Ｃｏｕｅｔｔｅ ）流と見なすことができるので、空気粘性抵抗に相当する空気層のせん断応力をτ、空気の粘度をμ、ロータ１２ の回転速度をＵ 、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とのギャップをｈ とすれば、せん断応力τは以下の（１ ）式で与えられる。
【００５７】
【数３】
【００５８】
また、このせん断応力τ（空気粘性抵抗）による負荷トルクをＴ 、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが重なる部分の面積をＳ 、ロータ１２ の回転中心からロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが平面的に重なる部分までの距離をｒ とすれば、負荷トルクＴ は、コアステータ部１２２ ，１３２ の平面形状によっても若干異なるが、概ね以下の（２ ）式で与えられる。
【００５９】
【数４】
【００６０】
さらに、ロータ１２ の角速度をω、回転周波数をｆ 、円周率をπとすれば、回転速度Ｕ ＝ｒ ・ω＝ｒ ・２ πｆ となり、面積Ｓ を前記ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが平面的に重なる部分までの距離ｒ １からｄｒ だけ径方向に大きくなった微少面積とすれば、ロータ１２ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが重なり合う部分全体での負荷トルクＴ ｒｚ は以下の（３ ）式で与えられる。ここで、ｒ ２ は、図５ に示すように、ロータ１２ の回転中心から両部品が重なる部分の外縁までの距離である。
【００６１】
【数５】
【００６２】
従って、前記（３ ）式から、ギャップｈ は以下の（４ ）式で表せる。
【００６３】
【数６】
【００６４】
そして、本実施形態のように、機械的エネルギー貯蔵手段としてゼンマイ１ａを用いた場合、ゼンマイ１ａ が解けきる持続末期での出力トルクは、最大出力トルクの１ ／２ 程度になってしまう。また、電子制御式機械時計においては、磁気的損失、摩擦損失、および制御回路でのエネルギー損失が全体のエネルギー損失の大部分を占める。このため、ロータ１２ に伝えられるゼンマイ１ａ の最大出力トルクをＴ ｒｚｍａｘ とした場合、ロータ１２ とコアステータ部１２２ ，１３２との間の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ は、図１４ のグラフに基づいて前述したように、最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ 以下（Ｔ ＝１ ／１０ ・Ｔｒｚｍａｘ ）、好ましくは１ ／２０ 〜１ ／４０ に設定する必要がある。
【００６５】
従って、図５ に示すギャップｈ は、係数をＫ とすれば、以下の（５ ）、（６ ）式で決定されることになり、こうすることで空気粘性抵抗を小さくしてその分の負荷トルクＴ ｒｚ を抑え、ゼンマイ１ａ のエネルギーロスを小さくすることが可能である。
【００６６】
【数７】
【００６７】
【数８】
【００６８】
また、図５ に示すように、ロータ慣性板１２ｃ と六番車１１ の歯車との間のギャップｈ ′は、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ よりも小さく設定され（ｈ ′＜ｈ ）、時計の薄型化が図られている。
【００６９】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
１ ）本実施形態の電子制御式機械時計では、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ は、係数Ｋ を１ ／１０ 以下とすることにより、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ がロータ１２でのゼンマイ１ａ の最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ 以下となるように設定されているので、ゼンマイ１ａ のエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【００７０】
２ ）係数Ｋ を１ ／２０ 〜１ ／４０ 以下に設定すれば、ギャップｈ をより大きくしてロータ１２ での負荷トルクＴ ｒｚ を一層小さくでき、時計の持続時間をさらに延ばすことができるうえ、ギャップｈ が必要以上に大きくなるのを防止でき、時計が極端に厚くなるの防いで薄型化を阻害する心配がない。
【００７１】
３ ）ロータ慣性板１２ｃ とこれに噛み合う六番車１１ との間のギャップｈ ′がギャップｈ よりも小さく設定されているため、時計の厚みを小さくして薄型化を促進できる。また、この際には、六番車１１ とロータ慣性板１２ｃ との重なり合う部位は、互いの噛み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、両部品間で生じる空気粘性抵抗はギャップｈ ′が小さくても問題になることはない。
【００７２】
４ ）ステータ１２３ ，１３３ はそれぞれ独立した部品で形成され、構造上ステータ孔の片持ち支持などによる脆弱部分や外ノッチのように変形しやすい部分がないため、取扱いが簡単になり、各工程でのハンドリング性を良好にでき、歩留り低下も防止できる。
【００７３】
５ ）ステータ１２３ ，１３３ が同一形状であるため、同一部品を表裏にして巻線でき、部品を共用でき、部品数を削減できる。このため、製造コストや部品コストを低減でき、取り扱いも容易にできる。
【００７４】
６ ）同一形状のステータ１２３ ，１３３ を左右対称に配置し、かつ各ステータ１２３ ，１３３ のコイル１２４ ，１３４ の巻回数が同じであるため、時計の外部に発生するＡＣ ノイズ等による磁束は二本のコイル１２２ ，１３２ 内を同数流れ、これによって外部ノイズの影響をキャンセルすることができ、ノイズに強い電子制御式機械時計を形成できる。
【００７５】
７ ）二〜六番車７ 〜１１ を各々異なった軸線上に配置することでそれら番車７〜１１ の配置設計の自由度を高めることが可能であるから、秒かな１４ａ をトルク伝達経路から外すなどして、各番車７ 〜１１ をロータ１２ に向けて迂遠させて配置することにより、コイル１２４ ，１３４ と重ならない位置に配置することができる。従って、コイル１２４ ，１３４ の厚み方向を大きくするようにして巻数を稼げるため、コイル１２４ ，１３４ の平面方向の長さ、すなわち磁路長を短くでき、鉄損を減少させてゼンマイ１ａ の持続時間を延ばすことができる。
【００７６】
８ ）さらに、ロータ１２ を前記境界線Ｌ 上に配置しかつ各ステータ１２３ ，１３３ を左右対称に構成しているので、コアステータ部１２２ ，１３２ 部分の磁路も短くでき、この点でも磁路長を短くできて鉄損を減少させることができる。
【００７７】
９ ）コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 部分で２ つの磁気導通経路を形成しているので、磁気抵抗を小さくかつ安定させることができる。そして、磁気抵抗が安定することで、起電圧を安定化でき、発電やブレーキも安定化できる。また、漏れ磁束を低減でき、金属部品での渦損失を削減することができる。
【００７８】
１０ ）偏心ピン５５ およびブッシュ６０ を設けたので、ロータ１２ をステータ孔５３ 内に配置した状態でステータ１２３ ，１３３ の位置合わせを行うことができ、例えば製品出荷直前においてロータ１２ に対するステータ１２２ ，１２３ の最適位置の設定を簡単に行うことができ、位置精度をより一層向上させることができる。
【００７９】
１１ ）偏心ピン５５ を各ステータ１２３ ，１３３ よりも柔らかい樹脂部品で構成したので、偏心ピン５５ による各ステータ１２３ ，１３３ の破損も防止できる。
【００８０】
１２ ）偏心ピン５５ を、コアステータ部１２２ ，１３２ およびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 間に配置したので、各ステータ１２３ ，１３３ 毎に１ つの偏心ピン５５ でコアステータ部１２２ ，１３２ の位置合わせおよびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の当接状態を調整することができる。これにより、偏心ピン５５ の数を少なくできて構成を簡易にでき、コストも低減できる。
【００８１】
１３ ）外部磁界Ｈ による磁気ノイズを軽減できるため、電子制御式機械時計の文字板２ｂ 部分などムーブメント部品に耐磁板を設けたり、外装部品に耐磁効果のある材料を使用する必要がなくなる。このため、コストを軽減できるとともに、耐磁板等が不要になる分、ムーブメントの小型化や薄型化を実現でき、ひいては各部品の配置などが外装部品に制限されないためにデザインの自由度が高まり、意匠性や製造効率などに優れた電子制御式機械時計を提供できる。
【００８２】
１４ ）秒かな１４ａ がトルク伝達経路から外れていることにより、秒かな１４ａ には香箱車１ と重なるトルク伝達用の歯車等が不要であるから、その分ゼンマイ１ａ の幅（香箱真１ｃ の軸線と平行方向の大きさ）を大きくでき、時計全体の厚さを維持しつつゼンマイ１ａ の持続時間をさらに延ばすことができる。
【００８３】
〔第２ 実施形態〕
図６ に基づき、本発明の第２ 実施形態について説明する。なお、本実施形態において、前記第１ 実施形態と同様な部品等には同一符号を付してそれらの説明を省略するとともに、以下には第１ 実施形態との相違点について説明する。
【００８４】
本実施形態では、ロータ１２ として、ブラシレスモータと同様な構造（フラットトルクモータタイプ）のものが用いられている。すなわち、ロータ１２ は、複数のロータ磁石１２ｂ を円板状のバックヨーク１２ｄ 上で回転軸周りに配置したロータ体１２ｅ を備え、このロータ体１２ｅ を軸方向に対向配置した構成になっている。各ロータ体１２ｅ において、隣り合うロータ磁石１２ｂ は極の方向が交互に異なるように配置されている。対向部品としての基板２２３ は、各ロータ体１２ｅ 間に配置されており、各ロータ磁石１２ｂ に対応した位置には周方向に配置された複数のコイル１２４ が設けられている。このロータ１２ では、円板状のロータ体１２ｅ が慣性板としても作用するため、第１ 実施形態のようなロータ慣性板１２ｃ は設けられていない。
【００８５】
すなわち、本実施形態では、このロータ体１２ｅ が第１ 実施形態のロータ慣性板１２ｃ と同様、対向部品とのギャップｈ を規定する際の基準となる部品であって、ロータ１２ の最大径部材になっている。このため、ロータ体１２ｅ （ロータ磁石１２ｂ ）とこれに近接対向する基板２２３ との間のギャップｈ は、前述した（５ ）、（６ ）式のように設定されている。また、ロータ体１２ｅと六番車１１との間のギャップｈ ′もギャップｈ より小さく設定されている。
【００８６】
従って、本実施形態においても、前述した１ ）〜３ ）の効果を同様に得ることができる。
【００８７】
なお、図中下側のロータ体１２ｅ と地板２ との間の距離、および上側のロータ体１２ｅ と輪列受３ との間の距離もまた、前述した（５ ）、（６ ）式のように設定されており、これら地板２ 、輪列受３ による空気粘性抵抗の影響を受けずにロータ１２ を回転させることが可能である。
【００８８】
〔第３ 実施形態〕
本発明の第３ 実施形態としての電子制御式機械時計は、図示を省略するが、ゼンマイ、各番車で形成された輪列、および発電機を含んで構成されらたムーブメントの内部が減圧されいるものである。
【００８９】
このような電子制御式機械時計は、例えば気密性を有する透明な箱内を減圧しておき、この箱内に手を差し入れるなどしてムーブメントの組立や、ケースへのムーブメントの組込、およびケースへの裏蓋の取付を行うことで得ることが可能である。
【００９０】
このような実施形態では、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗を低減でき、時計の持続時間を格段に延ばすことができる。
【００９１】
また、空気粘性抵抗を低減できることにより、ロータとステータとのギャップをより小さくするなどして、時計の薄型化を一層促進できるという効果もある。
【００９２】
〔第４ 実施形態〕
図７ 、図８ には、本発明の第４ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部が示されている。
【００９３】
本実施形態の電子制御式機械時計では、ロータ慣性板１２ｃ が各ステータ１２３ ，１３３ と地板２ との間に介在するようにロータ１２ が構成されている。
この際、ロータ慣性板１２ｃ に近接した近接部品としての地板２ には、ロータ慣性板１２ｃ と対向する部位に軸方向に貫通した開口部２ｃ が設けられている。開口部２ｃ の中央にはロータ１２ の図７ 中の下端のホゾ１２ｆ を受ける組軸受３１ 用の保持部２ｄ が設けられ、この保持部２ｄ は隣接する六番車１１ の組軸受３２ 用に設けられた保持部２ｅ と連続している。このような構成では、地板２ に開口部２ｃ が設けられていることにより、ロータ慣性板１２ｃの地板２ 側の略全面は、各保持部２ｄ ，２ｅ およびこれらの連続部分を除き、開口部２ｃ の奥側にあるカレンダー板２ａ と対向することになる。そして、保持部２ｄ ，２ｅ およびこれらの連続部分はロータ慣性板１２ｃ と平面的に重なる面積が非常に小さいため、ロータ慣性板１２ｃ に近接していても、負荷トルクＴ ｒｚ を上昇させることはない。
【００９４】
従って、本実施形態では、カレンダー板２ａ が本発明に係る対向部品であり、ロータ慣性板１２ｃ とカレンダー板２ａ との間のギャップｈ や、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ 等は、それぞれ第１ 実施形態で説明した（５ ）、（６ ）式に基づいて設定されている（以下の各実施形態での図面に記載のギャップｈ も同様である）。
【００９５】
本実施形態によれば、ロータ慣性板１２ｃ と最も近接した地板２ においては、ロータ慣性板１２ｃ と対向する対向部位に開口部２ｃ が設けられているので、ロータ慣性板１２ｃ に対して実質的に対向する部品はカレンダー板２ａ となる。従って、ロータ慣性板１２ｃ とカレンダー板２ａ とのギャップｈ を確実に確保すれば、前述した１ ）の効果を得ることができる。
【００９６】
この際、開口部２ｃ の面積は、この開口部２ｃ がない場合に地板２ とロータ慣性板１２ｃ とが平面的に重なる面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、前記効果が著しい。
【００９７】
また、地板２ 全体をロータ１２ の負荷トルクＴ ｒｚ を何ら上昇させることなく当該ロータ１２ にギャップｈ よりも近接配置でき、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させて時計の薄型化を促進できるという効果がある。
【００９８】
なお、本実施形態では、開口部２ｃ の中央の保持部２ｄ が六番車１１ の保持部２ｅ と連続していたが、図７ の平面図である図８ 中に一点鎖線で示すように、保持部２ｄ と開口部２ｃ の別の内周部分とを連続させる連続部２ｆ 等を設けてもよく、保持部２ｄ を開口部２ｃ のどの部分に連続させるかや、何カ所で連続させるかなどは、地板２ に要求される強度等を勘案して任意に決められてよい。しかし、本実施形態のように、六番車１１ 側の保持部２ｅ が保持部２ｄ 側に膨出して設けられている場合には、これらの保持部２ｄ ，２ｅ 間を連続させることが、ロータ慣性板１２ｃ との平面的な重なり部分をより少なくできる。
【００９９】
〔第５ 実施形態〕
図９ に示す第５ 実施形態は、フラットトルクモータタイプのロータ１２ を有する電子制御式機械時計の地板２ に、前述した第４ 実施形態と略同様な開口部２ｃを設けた構成である。ただし、図９ において、保持部２ｄ と開口部２ｃの内周との連続部分は存在するが図示されていない。
【０１００】
このような電子制御式機械時計においても、ロータ１２ （下側のロータ体１２ｅ ）と最も近接する部品は地板２ であるが、この地板２ にも開口部２ｃ が設けられているので、下側のロータ体１２ｅ と実質的に対向するのは、このロータ体１２ｅ から大きく離れたカレンダー板２ａ であり、カレンダー板２ａ が本発明に係る対向部品である。
【０１０１】
このような本実施形態でも、前記第４ 実施形態と同様な効果を奏することができる。すなわち、ロータ１２ の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ を小さくできるとともに、地板２ 全体をロータ体１２ｅ に近づけることができ、時計の薄型化を図ることができる。
【０１０２】
この際、開口部２ｃ の面積も、第４ 実施形態と同様に、この開口部２ｃ がない場合に地板２ とロータ体１２ｅ とが平面的に重なる面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、前記効果が著しい。ことに、開口部２ｃ の内周縁がロータ体１２ｅ の外周縁より大きな径で形成されていると、ロータ体１２ｅ の最外周の回転速度が最も大きいだけに、空気粘性抵抗を減じる効果は大きくなる。
【０１０３】
〔第６ 実施形態〕
図１０ 、１１ に示す第６ 実施形態では、図示しない二番車から六番車１１ で構成される輪列が地板２ と輪列受３ とで支持されているのに対し、ロータ１２ は、一端側が地板２ で支持され、他端側が輪列受３ とは別体の支持部材４０ で支持されている。
支持部材４０ は、地板２ に対してロータ１２ の径方向の両側に位置するように立設されるピン等の一対の支柱部材４１ （図中の一点鎖線）間にブリッジ形状（支柱部材４１ を含めた断面門形状）に跨設されてネジ止めされている。支持部材４０ の長手方向の略中央には組軸受３３ が保持され、この組軸受３３にロータ１２ のホゾ１２ｇ が係合している。支持部材４０ は、幅寸法Ｔ がロータ慣性板１２ｃ の径寸法Ｄ の１ ／２ 以下に設定されており、ロータ１２を確実に支持できる強度を有しながらも、ロータ慣性板１２ｃ と重なる面積を小さくしている。この際、この重なる面積は、好ましくは、ロータ慣性板１２ｃ全体が重なる場合の面積の１ ／２ 以下であり、より好ましくは１ ／３ 以下である。
【０１０４】
また、輪列受３ においては、六番車１１ 用の組軸受３４ を保持するための保持部３ａ がロータ慣性板１２ｃ と平面的に重なるように膨出している。ただし、この保持部３ａ の大きさも、組軸受３４ を確実に保持し、かつ膨出量が最小限になるように設けられており、ロータ慣性板１２ｃ と重なる面積が極力小さくなるように設定されている。
【０１０５】
このような本実施形態によれば、ロータ１２ を支持する支持部材４０ を輪列受３ とは別体に設けるため、この支持部材４０ を大きな面状部分を有しない部品にできる。従って、ロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向に近接対向する対向部品を、ロータ慣性板１２ｃ から大きく離れた裏蓋４３ にでき、ギャップｈ を確実に確保できる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、支持部材４０ は、支柱部材４１ 間にブリッジ形状に跨され、これによって支柱部材４１ を含めた断面門形形状に設けられていたが、この他、地板２ の切削加工時に、筒状の掘り残し部分を設け、この筒状部分の開口側に支柱部材４０ を架け渡す等して断面門形状に設けてもよい。しかし、このような場合には、ロータ慣性板１２ｃ の外周端面と周方向に連続した筒状部分の内面との間で空気粘性抵抗が大きくなる可能性があるので、ピンなどの支柱部材４１ を用いて断面門形状に形成するのが好ましい。
【０１０７】
また、本実施形態では、支持部材４０ は、その両端が支柱部材４１ に固定されたブリッジ状であったが、例えば、そのような支柱部材４１ を一本のみ立設し、この支柱部材４１ に支持部材４０ の一端をビス止めして構成してもよく、このような場合には、棒状部品が支柱部材４１ に片持ち式で固定されるようになる。
【０１０８】
また、ロータ慣性板が地板側に近接するロータでは、ロータの一端側を輪列受で支持し、輪列受に固定した支持部材でその他端側を支持してもよい。
さらに、ロータ慣性板を備えたロータの他、フラットトルクモータタイプのロータを本実施形態のような支持部材で支持してもよい。
【０１０９】
〔第７ 実施形態〕
図１２ に示す第７ 実施形態では、ロータ慣性板１２ｃ と最も近接対向した輪列受３ （支持部材）の厚み寸法が組軸受３３ の厚み寸法よりも小さく、輪列受３ のロータ慣性板１２ｃ との対向面が組軸受３３ の対向面よりもロータ慣性板１２ｃから軸方向に離れている。
組軸受３３ において、外周を形成している外周部材３３ａ は、輪列受３ に接触する部分の肉厚が輪列受３ の厚み寸法に応じて同様に薄くされているが、中央側が従来と同様に厚くなっている。このため、外周部材３３ａ 内の部品の大きさや形状を変える必要がなく、ロータ１２ とホゾ１２ｇ との係合状態を良好に維持することが可能になっている。
【０１１０】
本実施形態では、ロータ１２ の回転中心に近い組軸受３３ よりも、回転中心から離れた（径方向に離れているの意）位置にある輪列受３ が、ロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向にも大きく離れているので、組軸受３３ とロータ１２ のホゾ１２ｇ との係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、輪列受３ とロータ慣性板１２ｃ の外周側とのギャップｈ を大きできる。このため、ロータ慣性板１２ｃ の周速度が大きくなる外周側、すなわち空気粘性抵抗が大きく影響する部位において、当該空気粘性抵抗を確実に減少させることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【０１１１】
前述の中央が厚くなった部分の面積は小さい方がよいが、回転中心側に設けられているので、ロータ慣性板１２ｃ の平面視での投影面積（ロータ慣性板１２ｃに開口部分がある場合、この開口部分の投影部分も投影面積に含める）の１ ／３以下であれば、空気粘性抵抗を減少させる効果は大きい。
【０１１２】
なお、組軸受３３ の外周部材３３ａ の外形形状は断面逆凸状である必要はなく、図中に一点鎖線で示すように、断面矩形状の通常タイプであってもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、ロータ慣性板１２ｃ に最も近接対向した支持部材として輪列受３ の場合を示したが、ロータ慣性板１２ｃ が地板２ 側に近接して設けられるような場合には、この地板２ を図１２ に示す組軸受３１ よりもロータ慣性板１２ｃ から離せばよい。
さらに、このような構成の地板２ や輪列受３ をフラットトルクモータタイプのロータを有した電子制御式機械時計に適用しても同様の効果が得られる。
【０１１４】
〔第８ 実施形態〕
図１３ に示す第８ 実施形態では、ロータ１２ の図中下側のホゾ１２ｆ を支持し、かつロータ１２ （下側のロータ体１２ｅ ）に最も近接対向して固定された支持部材としての地板２ は、ホゾ１２ｆ を受ける組軸受３１ をその厚み寸法の全域で保持するための保持部２ｄ を有している。この保持部２ｄ の周辺は、当該保持部２ よりもロータ体１２ｅ から離れるように窪んだ凹状部２ｇ となっている。
【０１１５】
このような本実施形態によれば、地板２ には、組軸受３１ をその厚み寸法の全）域で保持する保持部２ｄ が設けられているから、組軸受３１ の保持強度を確実に確保できる。この際、厚みの大きい保持部２ｄ は、ロータ１２ のホゾ１２ｆ 寄り、すなわちロータ体１２ｅ の周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。むしろ、保持部２ｄ の周囲に設けられた凹状部２ｇ により、地板２ をロータ体１２ｅ の外周側から確実に離すことができ、ギャップｈ を確保できる。
【０１１６】
なお、上側のロータ体１２ｅ が輪列受３ と最も近接対向している場合には、図中の一点鎖線で示すように、この輪列受３ に凹状部３ｂ を設ければよい。この際、各凹状部２ｇ ，３ｂ の面積は、ロータ体１２ｅ に対して１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、空気粘性抵抗が著しく減少する。
【０１１７】
また、このような凹状部２ｇ ，３ｂ を有した地板２ や輪列受３ を、ロータ慣性板付のロータを備えた電子制御式機械時計に適用しても同様な効果を得ることができる。
【０１１８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記第１ 実施形態では、発電機１２０ 周りの構造以外にも電子制御式機械時計にかかわる他の構造が示されているが、これら他の箇所に関する構造や構成部品等は第１ 実施形態の構造や形状に限定されるものではなく、その実施にあたって任意に決められてよい。
【０１１９】
また、第１ 実施形態では、ロータ１２ のロータ慣性板１２ｃ がステータ１２３，１３３ と輪列受３ との間に配置されていたが、図７ に示すように、ステータと地板との間に配置されていてもよく、このような場合には、ロータ慣性板とステータとの間、あるいはロータ慣性板と地板との間の各ギャップを前記（５ ）、（６ ）式に基づいて設定すればよい。
さらに、前記第１ 、第２ 実施形態では、ギャップｈ ′がギャップｈ よりも小さく設定されていたが、これに限らず、ギャップｈ ′をギャップｈ よりも大きく設定した場合でも本発明に含まれる。しかし、各実施形態のようにすることにより、空気粘性抵抗の影響を考慮することなく時計を薄型化できるので好ましい。
【０１２０】
そして、本発明に係るロータ慣性板を有するロータとしては、ロータ磁石が無いタイプも含まれる。このような場合には、ロータ磁石が例えばロータと噛み合う六番車等に設けられ、この六番車を含んで発電機が構成されることになる。
【０１２１】
また、本発明の最大径部材としてのロータ慣性板やロータ体は、地板などの対向部品との対向面が平面である必要はなく、このような対向面に開口部を設けてもよい。このような場合には、ロータ側の開口部の空気はロータと共に回転するため、ロータ側に開口部を設けても空気粘性の低減に対する効果は薄いが、開口部を設けることでロータの余分な重量が減少するので、軸受での摩擦損失を抑えることができる。特に開口部をロータの中心側に設けると、重量を抑えながらロータの慣性を大きくでき、効果的である。そして、この際の開口部の面積は、ロータ慣性板やロータ体の面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であると、その効果が顕著である。
【０１２２】
本発明に係る対向部品としては、地板、輪列受、裏蓋等に限定されず、例えば、輪列を構成する番車のうち、ロータ慣性板やロータ体と平面的に重なり、かつこれらに比べて回転速度が著しく遅い番車も、ロータ慣性板やロータ体からすれば実質的に静止しているのと同じであるから、対向部品として見なすことができる。また、任意の番車を蹴飛ばしてロータを始動させるような蹴飛ばし機構が設けられている時計では、この蹴飛ばし機構のレバーが当該機構を作動させることで一時的にロータ慣性板やロータ体と平面的に重なって近接対向する場合がある。従って、このようなレバーも空気粘性抵抗の関係でロータの負荷トルクに影響を及ぼす時には対向部品と見なしてよい。
【０１２３】
前記各実施形態では、機械エネルギ貯蔵手段としてゼンマイ１ａ が用いられていたが、機械エネルギ貯蔵手段としてはゼンマイに限定されず、ゴム、スプリング、重錘でもよく、また、電子制御式機械時計を腕時計としてではなく、大がかりな時計として製作する場合には、圧縮空気などの流体を機械エネルギ貯蔵手段としてもよい。
【０１２４】
また、前記請求項６ 以外の電子制御式機械時計においては、機械的エネルギー伝達手段として、輪列以外の例えばタイミングベルトやチェーンなど、無端縁状の部品を用いてもよい。
【０１２５】
〔第１ 実施例〕
本発明の第１ 実施例として、先ず、第１ 実施形態に基づき、ギャップｈ を以下の表１ に示すように変化させた時の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ２ ＃を、前記（３ ）式による計算および実測によって調べた。表１ および図１４にギャップｈ と負荷トルクＴ ２ ＃との関係を示す。なお、この負荷トルクＴ２ ＃はロータ１２ での負荷トルクＴ ｒｚ を二番車７ で生じる負荷トルクに換算したものである。（６ ）式にその換算式を示す。ここで、ｎ はロータ１２から二番車７ までの増速比であり、本実施例では３６０００ 、ｘ はロータ１２ から二番車７ までの一段あたりの伝達効率であり、本実施例では０ ．９ 、ｙ はロータ１２ から二番車７ までの噛み合い段数であり、本実施例では５ である。また、表１ において、下段の表は、上段の表の値を国際単位系に変換したものである。
【０１２６】
本実施例における諸条件は以下の通りである。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
空気の粘度μ：１．８５３Ｐａ・ｓ（０．１８９×１０−８ｇｆｓ／ｍｍ２を国際単位系に変換した値である）
回転周波数ｆ ：１０Ｈｚ
距離ｒ １ ：１ ．５ｍｍ
距離ｒ ２ ：３ ．０ｍｍ
ゼンマイ ：ロータに伝えられるゼンマイの最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘｘが０．０１３７×１０−６Ｎ・ｍ（１．４ｍｇｍｍ（二番車換算で８．５ｇｃｍ）を国際単位系に変換した値である）のものを用いた。
【０１３０】
ロータ磁石 ：磁気による負荷トルクを生じさせないために、ロータ 磁石の代わりとして、同等の形状および重量を有する 磁気のない部材を用いた。
【０１３１】
本実施例によれば、表１ および図１４ のグラフから明らかなように、実測値から計算値を減じた値が略一定であるため、この値が輪列中の機械摩擦やほぞ油の粘性抵抗など、空気粘性抵抗以外の抵抗によるものであると解される。
【０１３２】
従って、（３ ）式によって求められる負荷トルクＴ ｒｚ を略間違いなく空気粘性抵抗によるものと判断できる。
【０１３３】
また、本実施例では、最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ が０ ．０１３７ ×１０−６Ｎ ・ｍ （１ ．４ｍｇｍｍ （二番車換算で８ ．５ｇｃｍ ）を国際単位系に変換した値である）であるから、前記（５ ）、（６ ）式によれば、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ 以上となるように係数Ｋ を設定すればよいことになる。このことに関し、図１４ のグラフによれば、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ よりも小さいと、二番車換算の負荷トルクＴ ２ ＃が８３ ．３６ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．８５ｇｃｍ （ロータ換算にして０ ．１４ｍｇｍｍ ）を国際単位系に変換した値である）を越えてしまって急激に増大し、ロータ１２ での空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ が最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ を越えてしまうから、空気粘性抵抗が時計の持続時間に悪影響を及ぼすことがわかる。
【０１３４】
反対に、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ 以上であれば、負荷トルクＴ ２ ＃がほぼ横ばいとなって十分に小さくなるため、空気粘性抵抗が持続時間に与える影響を無視できると判断できる。
従って、この実施例により、ギャップｈ を前記（５ ）、（６ ）式の通りに設定することの有効性が認められる。
【０１３５】
〔第２ 実施例〕
続いて、第２ 実施例について以下に説明する。本実施例では、第１ 実施形態の前記（５ ）、（６ ）式に基づいて設定されるギャップｈ と、時計の持続時間と、ムーブメントの厚みとの関係を調べた。
【０１３６】
本実施例における諸条件は以下の通りである。
【０１３７】
空気の粘度μ：１．８５３Ｐａ・ｓ（０．１８９×１０−８ｇｆｓ／ｍｍ２を国際単位系に変換した値である）
回転周波数ｆ：８Ｈｚ
距離ｒ １ ：１ ．５ｍｍ
距離ｒ ２ ：３ ．０ｍｍ
ゼンマイ ：蓄積可能エネルギ→１ ．１０６ μＪ
最大出力トルク→６．７７Ｎ・ｍ （６９ｇｃｍ （ロータに伝えられる最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘが１．４ｍｇｍｍ（二車換算で８．５ｇｃｍ））を国際単位系に変換した値である）
有効巻数→５ ．７２ 巻
有効巻数解けた後の出力トルク→２．９４Ｎ・ｍ（３０ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）
以上の条件下で、香箱車から二番車の増速比を７ とした場合、旧来の機械式時計並の４０ 時間の持続時間を持つ電子制御式機械時計のギャップｈ は、前記（５）、（６ ）式より、最小で０ ．０９５ｍｍ となり、ムーブメント全体の厚みは、図１５ に示す通り３ ．０ｍｍ 、およびムーブメントの各部の厚みも図１５ に示す通りである。そして、本実施例では、ギャップｈ をさらに大きく変化させた時の持続時間の変化、およびムーブメントの厚みの変化を調べた。
【０１３８】
ただし、香箱車から二番車の増速比は、空気粘性抵抗による負荷トルクの変化に応じて適切な値を選んだ。また、図１５ において、ギャップｈ ≧０ ．５５ｍｍの場合には、輪列受３ とロータ慣性板１２ｃ との間のギャップｈ ″もギャップｈと等しくなるように変化させた。
【０１３９】
表２ 、および図１６ にその結果を示す。
【０１４０】
この表２ および図１６ のグラフから明らかなように、ギャップｈ を大きくすれば、これに伴って持続時間も延びることを確認でき、前記（５ ）、（６ ）式に基づいてギャップｈ を設定することの有効性を確認できた。なお、持続時間の延び率は、ギャップｈ が０ ．３ｍｍ を越えたあたりから著しく小さくなるため、ギャップｈ を必要以上に大きくしても、ムーブメントの厚みが厚くなるのに対しての持続時間を延ばすメリットが減少する。このため、ギャップｈ を０ ．３ｍｍ 程度にすることが、ムーブメントの厚みをさほど厚くせずに、持続時間を効果的に延ばせる（４８ ．４ 時間）といえる。
【０１４１】
ただし、ギャップｈ は、０ ．３ ±０ ．２ｍｍ 程度であれば、持続時間やムーブメント厚を勘案しても十分に実用に供される。
【０１４２】
従って、この０ ．３ｍｍ は、当初の持続時間（４０ 時間）の時のギャップｈ （０ ．０９５ｍｍ ）の約３ 倍であるから、前記（５ ）式から逆算すれば、Ｔ ｒｚｍａｘ の１ ／３０ （約３０ ％）となるようにギャップｈ を決定するのが効果的である。
【０１４３】
そして、その効果としては、持続時間が４０ 時間から４８ 時間に延びれば、例えば手巻き式の電子制御式機械時計では、二日毎の同じ時刻にゼンマイを巻き上げればよいうえ、巻上げ時には時刻合わせが不要なので、持続時間が４０ 時間の場合に比べて使い勝手を良好にできる。これにより、前記請求項２ の発明が有効であるといえる。
【０１４４】
【表２】
【０１４５】
【産業上の利用可能性】
以上に述べたように、本発明によれば、部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが十分小さくなるように係数Ｋ 、ひいては部品間のギャップｈ が設定されるているので、ゼンマイのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１ 実施形態に係る電子制御式機械時計を示す平面図である。
【図２】前記第１ 実施形態を示す断面図である。
【図３】前記第１ 実施形態における発電機と電子回路との接続形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図３ のショート回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第２ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第４ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図８】前記第４ 実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の第５ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す平面図である。
【図１１】前記第６ 実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第７ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１３】本発明の第８ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１ 実施例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２ 実施例を示す断面図である。
【図１６】前記第２ 実施例を示すグラフである。
【図１７】従来技術を示す平面図である。
【図１８】従来技術を示す断面図である。
【技術分野】
本発明は、ゼンマイ等の機械的エネルギー貯蔵手段を駆動源として動作しつつ、一部を発電機で電気エネルギーに変換し、この電力により回転制御手段を作動させて回転周期を制御する電子制御式機械時計に関し、特に機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機の周辺構造の改良に関する。
【０００２】
【背景技術】
ゼンマイが解ける時の機械エネルギーを発電機で電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーにより回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる電流値等を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時計として、特開平８ −５７５８ 号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１７ ，１８ は、同公報に開示された時計の平面図および断面図である。各図において、ゼンマイを内蔵した香箱車１ からの回転動力は、地板２ および輪列受３ 、二番受１１３ に支持された二番車７ 、三番車８ 、四番車９ 、五番車１０ 、六番車１１ からなる輪列を介して増速されて発電機２０ に連繋される。
発電機２０ は、従来の電池駆動式電子時計の駆動用ステップモータに類似する構造であり、ロータ１２ 、ステータ１５０ 、およびコイルブロック１６０ とからなっている。
ロータ１２ は、六番車１１ に連繋して回転するロータかな１２ａ の軸回りに、ロータ磁石１２ｂ 、円板状のロータ慣性板１２ｃ を一体に取付けたものである。
ステータ１５０ は、ステータ体１５０ａ に４ 万ターンのステータコイル１５０ｂ を巻線したものである。
コイルブロック１６０ は、磁心１６０ａ に１１ 万ターンのコイル１６０ｂ を巻線したものである。ここで、ステータコイル１５０ｂ とコイル１６０ｂ は、各々の発電電圧を加えた出力電圧がでるように直列に接続されている。
【０００４】
そして、この発電機２０ は、ロータ１２ の回転により得られた電力を、図示しないコンデンサを介して水晶発振器を備えた電子回路に給電し、この電子回路でロータの回転検出及び基準周波数に応じてロータ回転の制御信号をコイルに送り、この結果、輪列は常時その制動力に応じて一定の回転速度で回転する。
【０００５】
このような電子制御式機械時計は、指針の駆動をゼンマイを動力源とするために運針駆動用のモータが不要であり、部品点数が少なく安価であるという特徴がある。そのうえ、電子回路を作動させるのに必要な僅かな電気エネルギーを発電するだけでよく、少ない入力エネルギーで時計を作動することもできた。
【０００６】
ところで、前述の公報記載の電子制御式機械時計においては、ゼンマイが解ける力でロータ１２ を一定速度で回転させる必要があるが、このロータ１２ の回転を安定させるために前記ロータ慣性板１２ｃ が設けられている。
【０００７】
しかしながら、ロータ慣性板１２ｃ の周辺には、このロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向に近接対向するように地板２ やステータ１５０ が配置されているため、ロータ慣性板１２ｃ とそれらの地板２ 、ステータ１５０ との間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間で生じる空気粘性抵抗がロータ１２ の回転に悪影響を及ぼす。すなわち、それらの部品間のギャップが小さ過ぎる場合には、空気粘性抵抗が大きくなってロータ１２ を回転させるのに必要な負荷トルクが増すので、その分だけ時計の持続時間が短くなるという問題が生じる。
【０００８】
また、電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板１２ｃ を備えたものの他、ブラシレスモータと同様な構造のものを用いることがある。このような発電機では、ロータの軸方向に沿って一対の円板状のステータ体が取り付けられ、各ステータ体には交互に極が異なる複数の磁石が周方向に設けられ、これらのステータ体間（磁石間）に挟まれるようにして基板上に形成されたコイルが介装されている。従って、円板状のステータ体を含むロータ自身が慣性板としても作用するため、前述のような慣性板１２ｃ が不要である。
【０００９】
しかし、そのような発電機においても、ステータ体と地板やコイルとの間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間の空気粘性抵抗によって前述の問題が同様に生じる。
【００１０】
本発明の目的は、空気粘性抵抗の影響を低減して持続時間を延ばすことができる電子制御式機械時計を提供することにある。
【００１１】
【発明の開示】
請求項１ 記載の電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段をエネルギー源として機械的エネルギー伝達手段を駆動するとともに、機械的エネルギー伝達手段によって回転する発電機に電力を生じさせ、この電力により駆動される電子回路によって前記発電機の回転周期を制御することで、機械的エネルギー伝達手段に制動をかけて調速するようにした電子制御式機械時計において、前記発電機は前記機械的エネルギー伝達手段に連繋して回転するロータを備え、このロータの最大径部材と当該ロータに対して軸方向に最も近接対向して固定された対向部品との前記軸方向のギャップをｈ 、円周率をπ、空気の粘度をμ、ロータの回転周波数をｆ 、ロータに伝えられる機械的エネルギー貯蔵手段の最大出力トルクをＴ ｒｚｍａｘ 、係数をＫ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の内縁までの距離をｒ １ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の外縁までの距離をｒ ２ とし、前記ギャップｈ が、
【００１２】
【数２】
で与えられる場合に、前記係数Ｋ は１ ／１０ 以下に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、「対向部品」および「最大径部材」とは、互いのギャップｈ が小さくなるにつれて、それらの間で粘性抵抗が大きくなり、ロータでの負荷トルクを大きくさせる部品および部材である。
【００１５】
従って、「対向部品」に関していえば、例えば、後述の請求項６ に記載のブリッジ形状または片持ち式の支持部材や、請求項８ に記載の近接部品など、ロータの最大径部材と平面的に重なる面積が少なく、ギャップｈ が小さくなっても最大径部材との間の空気粘性抵抗が問題とならない部品は対向部品に含まれない。
【００１６】
「最大径部材」についていえば、例えば、ロータ慣性板などの最大径部材における半径の中点より外周側において、慣性を高めるための凸部を対向部品側に突出させて設けた場合、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の１ ／５ 未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギャップは本発明でいうギャップｈ ではなく、本発明でいうギャップｈ は、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部は本発明の最大径部材にはならない。
【００１７】
また、ロータ慣性板などの最大径部材の半径の中点より中心側に前記のような凸部を設けた場合でも、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の２ ／５ 未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギャップも本発明でいうギャップｈ ではなく、本発明でいうギャップｈ は、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部も本発明の最大径部材にはならない。
【００１８】
このような本発明においては、発電機がロータを備えて構成されるが、ロータにおける空気粘性抵抗が問題となり易い最大径部材と対向部品との間のギャップｈ は、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが機械的エネルギー貯蔵手段からロータに伝えられる最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ （１０ ％）以下になるように設定される。
【００１９】
例えば、図１４ のグラフには、本発明者が後述する第１ 実施例に記載の実験を行って得た二番車７ （符号に関しては図１ 、図２ を参照）の負荷トルクＴ ２ ＃とギャップｈ との関係、および本発明者が後述する第１ 実施形態に記載の理論から計算した空気粘性によるロータ負荷トルクＴ ｒｚ を二番車７ の負荷トルクＴ ２ ＃に換算した値とギャップｈ との関係が示されている。
【００２０】
このグラフにおいて、実測値から計算値を減じた値はギャップｈ の大きさによらず略一定であるため、この値は輪列での機械摩擦やほぞの油の粘性抵抗など、ロータ１２ および対向部品（例えばステータ１２３ ，１３３ や等）間に働く空気の粘性抵抗以外による負荷抵抗であると判断できる。
【００２１】
一方、図１６ のグラフは、後述の第２ 実施例に記載のように、ギャップｈ と持続時間およびムーブメントの厚みとの関係を示している。
【００２２】
図１４ ，１６ のグラフから、ギャップｈ を０ ．１ｍｍ 未満にすると、空気粘性による負荷が急激に大きくなり、持続時間は急激に短くなることがわかる。持続時間は、ゼンマイ１ａ の能力と時計を動かすのに必要な負荷トルクの関係で決まる。ギャップｈ を０ ．１ｍｍ としたときの空気粘性によるロータ１２ での負荷トルク７Ｔ ｒｚ は、図１４ のグラフから二番車７ 換算で８４ ．３４ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．８６ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）であり、機械的エネルギ貯蔵手段であるゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／１０ に相当する。
【００２３】
このことから、ギャップｈ を係数Ｋ が１ ／１０ 以下になるように設定すると、ロータ１２ の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ が小さく抑えられ、機械的エネルギ貯蔵手段のエネルギロスが小さく抑えられて時計の持続時間が延びる。
【００２４】
請求項２ 記載の電子制御式機械時計では、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／６０ に設定されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３ 記載の電子制御式機械時計では、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／４０ に設定されていることを特徴とする。
【００２６】
図１６ において、ギャップｈ を０ ．６ｍｍ 以上にしても、ムーブメントの厚みが大きくなる割に持続時間は長くならないことがわかる。ギャップｈ が０ ．６ｍｍ のときの空気粘性による二番車７ 換算の負荷トルクＴ ２ ＃は、図１４ から１３．７３ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．１４ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）となり、ゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／６０ になる。
【００２７】
時計として求められる持続時間およびムーブメントの厚みを考慮すると、ギャップｈ は０ ．２ 〜０ ．４ｍｍ あたりがより好ましい値になる。ギャップｈ０ ．２ｍｍ のときの空気粘性による負荷トルクＴ ２ ＃は４２ ．１７ ×１０−６ Ｎ ・ｍ （０ ．４３ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）、０ ．４ｍｍ のときの負荷トルクＴ ２ ＃２１ ．５７ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．２２ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）で、それぞれゼンマイ１ａ からロータ１２ に伝達される最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の略１ ／２０ 、１ ／４０ になる。
【００２８】
請求項４ 記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、当該支持部材に保持されて前記軸方向の一端側を受ける軸受よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とする。
ここで、支持部材としては、例えば、機械的エネルギー伝達手段としての輪列を受ける輪列受や地板などを適用できる。
このような構成では、ロータの回転中心に近い軸受よりも回転中心から離れた（径方向に離れているの意）位置にある支持部材が、ロータに対して軸方向にも大きく離れるので、軸受とロータの軸方向との係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、支持部材とロータの最大径部材とのギャップｈ を確実に確保できる。
【００２９】
請求項５ 記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、前記軸方向の一端側を受ける軸受を保持するための保持部を有するとともに、この保持部の周辺部位が当該保持部よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とするものであり、ここでの支持部材としても、輪列受や地板を適用できる。
このよな構成でも、支持部材におけるロータの最大径部材と近接対向する部位のみがロータに対して大きく離れ、軸受自身の構造等は何ら変更されないから、前述した請求項４ 記載の発明と同じ作用効果を奏する。また加えて、支持部材に設けられる軸受保持用の保持部はロータから離れず、大きな肉厚に形成されるので、軸受が確実に保持されるようになる。なお、この際、保持部はロータの回転中心寄り、すなわちロータの周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。
【００３０】
請求項６ 記載の電子制御式機械時計では、前記ロータの軸方向の一端は、前記機械的エネルギー伝達手段を支持する部品とは別体で、かつブリッジ形状または片持ち式とされた支持部材で支持されていることを特徴とする。
このような構成では、ロータを支持する支持部材を機械的エネルギー伝達手段支持用の部品とは別体に設けるため、このロータ支持部材を面状ではなく、比較的棒状に近い構造のブリッジ形状あるいは片持ち式に設けることができる。従って、ロータを確実に支持しつつ、ロータに対して軸方向に近接対向する対向部品をギャップｈ 以上確実に離すことができるうえ、支持部材による空気粘性抵抗の上昇も生じない。
【００３１】
請求項７ 記載の電子制御式機械時計では、前記機械エネルギー伝達手段は複数の番車から構成された輪列であり、前記ロータと当該ロータに噛み合う前記機械的エネルギー伝達手段の番車との軸方向のギャップｈ ′は、前記ギャップｈ よりも小さいことを特徴とする。
このような場合には、ギャップｈ ′をギャップｈ よりも小さく設定することで時計の厚みが小さくなり、時計の薄型化が促進される。なお、この際には、番車とロータ（後述のロータ慣性板やロータ体）との重なり合う部位は、互いの噛み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、ギャップｈ は、両部品間で生じる空気粘性抵抗によってロータに噛み合う番車やロータに振れが生じても互いに接触しない程度に設定しておけば、実際上は問題がない。ただし、ｈ ′≧１ ／２ｈ とすれば、空気粘性抵抗の影響を十分に小さくできる。
【００３２】
請求項８ 記載の電子制御式機械時計では、前記ロータの最大径部材と前記対向部品との間に配置された近接部品を備え、この近接部品における前記ロータの最大径部材に対応した位置には、前記軸方向に貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。
このような構成では、近接部品におけるロータの最大径部材と対向する位置に開口部が設けられているので、最大径部材と対向部品とのギャプｈ を確実に確保しながらも、ロータの負荷トルクに何ら影響を及ぼさずにロータの最大径部材および対向部品間に近接部品を配置することができ、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させることができる。
【００３３】
請求項９ 記載の電子制御式機械時計では、前記機械的エネルギー貯蔵手段、機械的エネルギー伝達手段、および発電機を含んで構成されたムーブメントの内部が減圧されていることを特徴とするものである。
ここで、「減圧されている」とは、真空を含むものをいう。
このような本発明においては、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗が問題とならず、時計の持続時間を格段に延ばすことが可能である。
【００３４】
一方、請求項１０ 記載の電子制御式機械時計では、前記発電機のロータは径方向に延出した慣性板を備え、この慣性板が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする。
【００３５】
他方、請求項１１ 記載の電子制御式機械時計では、前記発電機のロータは径方向に延出しかつ複数のロータ磁石が周方向に配置されたロータ体を備え、このロータ体が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする。
これらのように、本発明の電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板を備えたロータで構成されるタイプ、およびロータ体を備えたロータで構成されるタイプの両方に適用できる。
【００３６】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の各実施形態につき、図面を参照して説明する。
【００３７】
〔第１ 実施形態〕
図１ 〜図２ は、本発明の第１ 実施形態を示すものである。なお、各図において、発電機の構成の主要部が従来と異なる以外は、従来と同一なので、その同一部分もしくは相当部分に同一符号を付し、異なる部分、あるいは新たに説明を付加する部分にのみ異なる符号を付して説明する。
【００３８】
各図において、電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段としてのゼンマイ１ａ 、香箱歯車１ｂ 、香箱真１ｃ 、及び香箱蓋１ｄ からなる香箱車１を備えている。ゼンマイ１ａ は、外端が香箱歯車１ｂ 、内端が香箱真１ｃ に固定される。筒状の香箱真１ｃ は、地板２ に設けられた支持部材に挿通されてこの支持部材と香箱ネジ５ とによって上下方向（軸方向）のガタが設定され、角穴車４ と一体で回転する。そして、地板２ には、カレンダー板２ａ 、および円板状の文字板２ｂ が取り付けられている。
【００３９】
香箱歯車１ｂ の回転は、機械的エネルギー伝達手段としての増速輪列となる各番車７ 〜１１ を介して合計１２６ ，０００ 倍に増速されている。この際、各番車７ 〜１１ は各々異なる軸線上に設けられて後述するコイル１２４ ，１３４ に重ならない位置に配置され、ゼンマイ１ａ からのトルク伝達経路を形成している。
【００４０】
二番車７ と係合する筒かな７ａ には時刻表示を行う図示しない分針が、秒かな１４ａ には時刻表示を行う図示しない秒針がそれぞれ固定されている。従って、二番車７ を１ｒｐｈ で、秒かな１４ａ を１ｒｐｍ で回転させるためには、ロータ１２ は５ｒｐｓ で回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車１ｂ は、１ ／７ｒｐｈ となる。
【００４１】
また、トルク伝達経路から外れた秒かな１４ａ は、香箱車１ とコイル１２４との間に設けられた指針抑制装置１４０ によってそのバックラッシュが詰められている。指針抑制装置１４０ は、テフロン処理や分子間結合被膜等で表面処理された一対の直線状の抑制ばね１４１ ，１４２ と、各抑制ばね１４１ ，１４２ の基端側を支持して二番受１１３ に固定されるヒゲ玉１４３ ，１４４ とで構成されている。
【００４２】
この電子制御式機械時計は、ロータ１２ およびコイルブロック１２１ ，１３１から構成される発電機１２０ を備えている。ロータ１２ は、ロータかな１２ａ 、ロータ磁石１２ｂ 、および円板状のロータ慣性板１２ｃ を備え、このロータ慣性板１２ｃ がロータ１２ の最大径部材である。
【００４３】
コイルブロック１２１ ，１３１ は、それぞれ同一形状の薄板を積層して構成したステータ（コア、磁心）１２３ ，１３３ にコイル１２４ ，１３４ を巻線して構成されたものである。ステータ１２３ ，１３３ は、ロータ１２ に隣接して配置されるコアステータ部１２２ ，１３２ と、前記コイル１２４ ，１３４ が巻回されるコア巻線部１２３ｂ 、１３３ｂ と、互いに連結されるコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ とが一体に形成されて構成されている。
【００４４】
前記各ステータ１２３ ，１３３ つまり各コイル１２４ ，１３４ は互いに平行に配置されている。そして、前記ロータ１２ は、コアステータ部１２２ ，１３２ 側において、その中心軸が各コイル１２４ ，１３４ 間に沿った境界線Ｌ 上に配置され、コアステータ部１２２ ，１３２ が前記境界線Ｌ に対して左右対称となるように構成されている。
【００４５】
この際、各ステータ１２３ ，１３３ のロータ１２ が配置されたステータ孔１２２ａ ，１３２ａ には、図２ に示すように、樹脂製のブッシュ６０ が配置されている。そして、各ステータ１２３ ，１３３ の長手方向の中間部分つまりコアステータ部１２２ ，１３２ およびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 間に樹脂製の偏心ピン５５ を配置している。この偏心ピン５５ を回すと、各ステータ１２３ ，１３３ のコアステータ部１２２ ，１３２ をブッシュ６０ に当接させてその位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができるとともに、コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の側面同士を確実に接触させることができる。
【００４６】
各コイル１２４ ，１３４ の巻数は同数とされている。本実施形態において、巻数が同数とは、完全に同数の場合だけではなく、コイル全体からは無視できる程度の誤差、例えば数百ターン程度の違いまでをも含むものである。
【００４７】
なお、各ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ は、その側面が当接されて互いに連結されている。また、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ の下面は、各コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ に跨って配置された図示しないヨークに接触されている。これにより、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ では、各コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の側面部分を通る磁気導通経路と、コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の下面間に跨設された前記ヨークを通る磁気導通経路との２ つの磁気導通経路が形成され、ステータ１２３ ，１３３ は環状の磁気回路を形成している。各コイル１２４ ，１３４ は、ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ からコアステータ部１２２ ，１３２ に向かう方向に対して同方向に巻線されている。
【００４８】
これらの各コイル１２４ ，１３４ の端部は、ステータ１２３ ，１３３ のコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 上に設けられた図示しないコイルリード基板に接続されている。
【００４９】
このように構成された電子制御式機械時計を使用している場合、各コイル１２４ ，１３４ に外部磁界Ｈ （図１ ）が加わると、外部磁界Ｈ は平行に配置された各コイル１２４ ，１３４ に対して同方向に加わるため、各コイル１２４ ，１３４ の巻線方向に対しては外部磁界Ｈ は互いに逆方向に加わることになる。このため、外部磁界Ｈ によって各コイル１２４ ，１３４ で発生する起電圧は互いに打ち消し合うように働くため、その影響を軽減できる。
【００５０】
また、直列に接続された各コイル１２４ ，１３４ は、図３ に示すように、起電力発生用、ロータ１２ の回転検出用、および発電機１２０ の回転制御用に兼用されている。すなわち、ＩＣ からなる電子回路２４０ をコイル１２４ ，１３４ の起電力で駆動し、回転検出および回転制御を行っている。電子回路２４０ は、水晶振動子２４１ を駆動する発振回路２４２ と、発振回路２４２ に生じたクロック信号を基に時刻信号となる基準周波数信号を生成する分周回路２４３ と、前記ロータ１２ の回転を検出する検出回路２４４ と、検出回路２４４ で得られた回転周期と基準周波数信号とを比較してその差分を出力する比較回路２４５ と、その差分に応じて前記発電機１２０ に制動用の制御信号を送る制御回路２４６ とから構成されている。なお、水晶振動子２４１ の代わりに各種の基準振動源等を用いてクロック信号を発生させてもよい。
【００５１】
各回路２４２ 〜２４６ は、直列に接続された各コイル１２４ ，１３４ で生成した電力により駆動されるもので、発電機１２０ のロータ１２ が輪列からの回転を受けて一方向に回転すると、各コイル１２４ ，１３４ には交流出力が生じ、この出力をダイオード２４７ 、コンデンサ２４８ からなる昇圧充電回路により昇圧整流し、この整流された直流電流が蓄電用のコンデンサ２５０ に充電され、このコンデンサ２５０ により制御回路（電子回路）２４０ を駆動する。
【００５２】
また、各コイル１２４ ，１３４ の交流出力の一部は、ロータ１２ の回転周期の検出信号として取り出され、前記検出回路２４４ に入力される。各コイル１２４，１３４ から出力された出力波形は、一回転周期毎に正確な正弦波を描く。従って検出回路２４４ は、この信号をＡ ／Ｄ 変換して時系列的なパルス信号とし、この検出信号を比較回路２４５ により基準周波数信号と比較し、制御回路２４６ ではその差分に応じた制御信号を各コイル１２４ ，１３４ のブレーキ回路として機能するショート（閉ループ）回路２４９ に送る。
【００５３】
そして、制御回路２４６ からの制御信号に基づいて、ショート回路２４９ は各コイル１２４ ，１３４ の両端を短絡してショートブレーキをかけてロータ１２ の回転周期を調速する。
【００５４】
なお、前記ショート回路２４９ は、図４ に示すように、互いに逆方向に電流を通す一対のダイオード２５１ と、これらの各ダイオード２５１ に直列に接続されたスイッチＳＷ と、各スイッチＳＷ に並列に接続された寄生ダイオード２５０ とからなる両方向スイッチにより構成されている。これにより、各コイル１２４ ，１３４ の交流出力の全波を利用してブレーキ制御を行うことができ、ブレーキ量を大きくとれるようにしている。
【００５５】
次に、図５ に基づいて、本実施形態の最も特徴的な構成について以下に説明する。
【００５６】
本実施形態の電子制御式機械時計においては、ロータ慣性板１２ｃ とこれに対して軸方向に近接対向する対向部品としてのステータ１２３ ，１３３ （厳密にはコアステータ部１２２ ，１３２ ）との間には、空気粘性抵抗が生じる。この際、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ との間の空気の流れはクエット（Ｃｏｕｅｔｔｅ ）流と見なすことができるので、空気粘性抵抗に相当する空気層のせん断応力をτ、空気の粘度をμ、ロータ１２ の回転速度をＵ 、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とのギャップをｈ とすれば、せん断応力τは以下の（１ ）式で与えられる。
【００５７】
【数３】
また、このせん断応力τ（空気粘性抵抗）による負荷トルクをＴ 、ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが重なる部分の面積をＳ 、ロータ１２ の回転中心からロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが平面的に重なる部分までの距離をｒ とすれば、負荷トルクＴ は、コアステータ部１２２ ，１３２ の平面形状によっても若干異なるが、概ね以下の（２ ）式で与えられる。
【００５９】
【数４】
さらに、ロータ１２ の角速度をω、回転周波数をｆ 、円周率をπとすれば、回転速度Ｕ ＝ｒ ・ω＝ｒ ・２ πｆ となり、面積Ｓ を前記ロータ慣性板１２ｃ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが平面的に重なる部分までの距離ｒ １からｄｒ だけ径方向に大きくなった微少面積とすれば、ロータ１２ とコアステータ部１２２ ，１３２ とが重なり合う部分全体での負荷トルクＴ ｒｚ は以下の（３ ）式で与えられる。ここで、ｒ ２ は、図５ に示すように、ロータ１２ の回転中心から両部品が重なる部分の外縁までの距離である。
【００６１】
【数５】
従って、前記（３ ）式から、ギャップｈ は以下の（４ ）式で表せる。
【００６３】
【数６】
そして、本実施形態のように、機械的エネルギー貯蔵手段としてゼンマイ１ａを用いた場合、ゼンマイ１ａ が解けきる持続末期での出力トルクは、最大出力トルクの１ ／２ 程度になってしまう。また、電子制御式機械時計においては、磁気的損失、摩擦損失、および制御回路でのエネルギー損失が全体のエネルギー損失の大部分を占める。このため、ロータ１２ に伝えられるゼンマイ１ａ の最大出力トルクをＴ ｒｚｍａｘ とした場合、ロータ１２ とコアステータ部１２２ ，１３２との間の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ は、図１４ のグラフに基づいて前述したように、最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ 以下（Ｔ ＝１ ／１０ ・Ｔｒｚｍａｘ ）、好ましくは１ ／２０ 〜１ ／４０ に設定する必要がある。
【００６５】
従って、図５ に示すギャップｈ は、係数をＫ とすれば、以下の（５ ）、（６ ）式で決定されることになり、こうすることで空気粘性抵抗を小さくしてその分の負荷トルクＴ ｒｚ を抑え、ゼンマイ１ａ のエネルギーロスを小さくすることが可能である。
【００６６】
【数７】
【数８】
また、図５ に示すように、ロータ慣性板１２ｃ と六番車１１ の歯車との間のギャップｈ ′は、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ よりも小さく設定され（ｈ ′＜ｈ ）、時計の薄型化が図られている。
【００６９】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
１ ）本実施形態の電子制御式機械時計では、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ は、係数Ｋ を１ ／１０ 以下とすることにより、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ がロータ１２でのゼンマイ１ａ の最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ 以下となるように設定されているので、ゼンマイ１ａ のエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【００７０】
２ ）係数Ｋ を１ ／２０ 〜１ ／４０ 以下に設定すれば、ギャップｈ をより大きくしてロータ１２ での負荷トルクＴ ｒｚ を一層小さくでき、時計の持続時間をさらに延ばすことができるうえ、ギャップｈ が必要以上に大きくなるのを防止でき、時計が極端に厚くなるの防いで薄型化を阻害する心配がない。
【００７１】
３ ）ロータ慣性板１２ｃ とこれに噛み合う六番車１１ との間のギャップｈ ′がギャップｈ よりも小さく設定されているため、時計の厚みを小さくして薄型化を促進できる。また、この際には、六番車１１ とロータ慣性板１２ｃ との重なり合う部位は、互いの噛み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、両部品間で生じる空気粘性抵抗はギャップｈ ′が小さくても問題になることはない。
【００７２】
４ ）ステータ１２３ ，１３３ はそれぞれ独立した部品で形成され、構造上ステータ孔の片持ち支持などによる脆弱部分や外ノッチのように変形しやすい部分がないため、取扱いが簡単になり、各工程でのハンドリング性を良好にでき、歩留り低下も防止できる。
【００７３】
５ ）ステータ１２３ ，１３３ が同一形状であるため、同一部品を表裏にして巻線でき、部品を共用でき、部品数を削減できる。このため、製造コストや部品コストを低減でき、取り扱いも容易にできる。
【００７４】
６ ）同一形状のステータ１２３ ，１３３ を左右対称に配置し、かつ各ステータ１２３ ，１３３ のコイル１２４ ，１３４ の巻回数が同じであるため、時計の外部に発生するＡＣ ノイズ等による磁束は二本のコイル１２２ ，１３２ 内を同数流れ、これによって外部ノイズの影響をキャンセルすることができ、ノイズに強い電子制御式機械時計を形成できる。
【００７５】
７ ）二〜六番車７ 〜１１ を各々異なった軸線上に配置することでそれら番車７〜１１ の配置設計の自由度を高めることが可能であるから、秒かな１４ａ をトルク伝達経路から外すなどして、各番車７ 〜１１ をロータ１２ に向けて迂遠させて配置することにより、コイル１２４ ，１３４ と重ならない位置に配置することができる。従って、コイル１２４ ，１３４ の厚み方向を大きくするようにして巻数を稼げるため、コイル１２４ ，１３４ の平面方向の長さ、すなわち磁路長を短くでき、鉄損を減少させてゼンマイ１ａ の持続時間を延ばすことができる。
【００７６】
８ ）さらに、ロータ１２ を前記境界線Ｌ 上に配置しかつ各ステータ１２３ ，１３３ を左右対称に構成しているので、コアステータ部１２２ ，１３２ 部分の磁路も短くでき、この点でも磁路長を短くできて鉄損を減少させることができる。
【００７７】
９ ）コア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 部分で２ つの磁気導通経路を形成しているので、磁気抵抗を小さくかつ安定させることができる。そして、磁気抵抗が安定することで、起電圧を安定化でき、発電やブレーキも安定化できる。また、漏れ磁束を低減でき、金属部品での渦損失を削減することができる。
【００７８】
１０ ）偏心ピン５５ およびブッシュ６０ を設けたので、ロータ１２ をステータ孔５３ 内に配置した状態でステータ１２３ ，１３３ の位置合わせを行うことができ、例えば製品出荷直前においてロータ１２ に対するステータ１２２ ，１２３ の最適位置の設定を簡単に行うことができ、位置精度をより一層向上させることができる。
【００７９】
１１ ）偏心ピン５５ を各ステータ１２３ ，１３３ よりも柔らかい樹脂部品で構成したので、偏心ピン５５ による各ステータ１２３ ，１３３ の破損も防止できる。
【００８０】
１２ ）偏心ピン５５ を、コアステータ部１２２ ，１３２ およびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ 間に配置したので、各ステータ１２３ ，１３３ 毎に１ つの偏心ピン５５ でコアステータ部１２２ ，１３２ の位置合わせおよびコア磁気導通部１２３ａ ，１３３ａ の当接状態を調整することができる。これにより、偏心ピン５５ の数を少なくできて構成を簡易にでき、コストも低減できる。
【００８１】
１３ ）外部磁界Ｈ による磁気ノイズを軽減できるため、電子制御式機械時計の文字板２ｂ 部分などムーブメント部品に耐磁板を設けたり、外装部品に耐磁効果のある材料を使用する必要がなくなる。このため、コストを軽減できるとともに、耐磁板等が不要になる分、ムーブメントの小型化や薄型化を実現でき、ひいては各部品の配置などが外装部品に制限されないためにデザインの自由度が高まり、意匠性や製造効率などに優れた電子制御式機械時計を提供できる。
【００８２】
１４ ）秒かな１４ａ がトルク伝達経路から外れていることにより、秒かな１４ａ には香箱車１ と重なるトルク伝達用の歯車等が不要であるから、その分ゼンマイ１ａ の幅（香箱真１ｃ の軸線と平行方向の大きさ）を大きくでき、時計全体の厚さを維持しつつゼンマイ１ａ の持続時間をさらに延ばすことができる。
【００８３】
〔第２ 実施形態〕
図６ に基づき、本発明の第２ 実施形態について説明する。なお、本実施形態において、前記第１ 実施形態と同様な部品等には同一符号を付してそれらの説明を省略するとともに、以下には第１ 実施形態との相違点について説明する。
【００８４】
本実施形態では、ロータ１２ として、ブラシレスモータと同様な構造（フラットトルクモータタイプ）のものが用いられている。すなわち、ロータ１２ は、複数のロータ磁石１２ｂ を円板状のバックヨーク１２ｄ 上で回転軸周りに配置したロータ体１２ｅ を備え、このロータ体１２ｅ を軸方向に対向配置した構成になっている。各ロータ体１２ｅ において、隣り合うロータ磁石１２ｂ は極の方向が交互に異なるように配置されている。対向部品としての基板２２３ は、各ロータ体１２ｅ 間に配置されており、各ロータ磁石１２ｂ に対応した位置には周方向に配置された複数のコイル１２４ が設けられている。このロータ１２ では、円板状のロータ体１２ｅ が慣性板としても作用するため、第１ 実施形態のようなロータ慣性板１２ｃ は設けられていない。
【００８５】
すなわち、本実施形態では、このロータ体１２ｅ が第１ 実施形態のロータ慣性板１２ｃ と同様、対向部品とのギャップｈ を規定する際の基準となる部品であって、ロータ１２ の最大径部材になっている。このため、ロータ体１２ｅ （ロータ磁石１２ｂ ）とこれに近接対向する基板２２３ との間のギャップｈ は、前述した（５ ）、（６ ）式のように設定されている。また、ロータ体１２ｅと六番車１１との間のギャップｈ ′もギャップｈ より小さく設定されている。
【００８６】
従って、本実施形態においても、前述した１ ）〜３ ）の効果を同様に得ることができる。
【００８７】
なお、図中下側のロータ体１２ｅ と地板２ との間の距離、および上側のロータ体１２ｅ と輪列受３ との間の距離もまた、前述した（５ ）、（６ ）式のように設定されており、これら地板２ 、輪列受３ による空気粘性抵抗の影響を受けずにロータ１２ を回転させることが可能である。
【００８８】
〔第３ 実施形態〕
本発明の第３ 実施形態としての電子制御式機械時計は、図示を省略するが、ゼンマイ、各番車で形成された輪列、および発電機を含んで構成されらたムーブメントの内部が減圧されいるものである。
【００８９】
このような電子制御式機械時計は、例えば気密性を有する透明な箱内を減圧しておき、この箱内に手を差し入れるなどしてムーブメントの組立や、ケースへのムーブメントの組込、およびケースへの裏蓋の取付を行うことで得ることが可能である。
【００９０】
このような実施形態では、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗を低減でき、時計の持続時間を格段に延ばすことができる。
【００９１】
また、空気粘性抵抗を低減できることにより、ロータとステータとのギャップをより小さくするなどして、時計の薄型化を一層促進できるという効果もある。
【００９２】
〔第４ 実施形態〕
図７ 、図８ には、本発明の第４ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部が示されている。
【００９３】
本実施形態の電子制御式機械時計では、ロータ慣性板１２ｃ が各ステータ１２３ ，１３３ と地板２ との間に介在するようにロータ１２ が構成されている。
この際、ロータ慣性板１２ｃ に近接した近接部品としての地板２ には、ロータ慣性板１２ｃ と対向する部位に軸方向に貫通した開口部２ｃ が設けられている。開口部２ｃ の中央にはロータ１２ の図７ 中の下端のホゾ１２ｆ を受ける組軸受３１ 用の保持部２ｄ が設けられ、この保持部２ｄ は隣接する六番車１１ の組軸受３２ 用に設けられた保持部２ｅ と連続している。このような構成では、地板２ に開口部２ｃ が設けられていることにより、ロータ慣性板１２ｃの地板２ 側の略全面は、各保持部２ｄ ，２ｅ およびこれらの連続部分を除き、開口部２ｃ の奥側にあるカレンダー板２ａ と対向することになる。そして、保持部２ｄ ，２ｅ およびこれらの連続部分はロータ慣性板１２ｃ と平面的に重なる面積が非常に小さいため、ロータ慣性板１２ｃ に近接していても、負荷トルクＴ ｒｚ を上昇させることはない。
【００９４】
従って、本実施形態では、カレンダー板２ａ が本発明に係る対向部品であり、ロータ慣性板１２ｃ とカレンダー板２ａ との間のギャップｈ や、ロータ慣性板１２ｃ とステータ１２３ ，１３３ との間のギャップｈ 等は、それぞれ第１ 実施形態で説明した（５ ）、（６ ）式に基づいて設定されている（以下の各実施形態での図面に記載のギャップｈ も同様である）。
【００９５】
本実施形態によれば、ロータ慣性板１２ｃ と最も近接した地板２ においては、ロータ慣性板１２ｃ と対向する対向部位に開口部２ｃ が設けられているので、ロータ慣性板１２ｃ に対して実質的に対向する部品はカレンダー板２ａ となる。従って、ロータ慣性板１２ｃ とカレンダー板２ａ とのギャップｈ を確実に確保すれば、前述した１ ）の効果を得ることができる。
【００９６】
この際、開口部２ｃ の面積は、この開口部２ｃ がない場合に地板２ とロータ慣性板１２ｃ とが平面的に重なる面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、前記効果が著しい。
【００９７】
また、地板２ 全体をロータ１２ の負荷トルクＴ ｒｚ を何ら上昇させることなく当該ロータ１２ にギャップｈ よりも近接配置でき、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させて時計の薄型化を促進できるという効果がある。
【００９８】
なお、本実施形態では、開口部２ｃ の中央の保持部２ｄ が六番車１１ の保持部２ｅ と連続していたが、図７ の平面図である図８ 中に一点鎖線で示すように、保持部２ｄ と開口部２ｃ の別の内周部分とを連続させる連続部２ｆ 等を設けてもよく、保持部２ｄ を開口部２ｃ のどの部分に連続させるかや、何カ所で連続させるかなどは、地板２ に要求される強度等を勘案して任意に決められてよい。しかし、本実施形態のように、六番車１１ 側の保持部２ｅ が保持部２ｄ 側に膨出して設けられている場合には、これらの保持部２ｄ ，２ｅ 間を連続させることが、ロータ慣性板１２ｃ との平面的な重なり部分をより少なくできる。
【００９９】
〔第５ 実施形態〕
図９ に示す第５ 実施形態は、フラットトルクモータタイプのロータ１２ を有する電子制御式機械時計の地板２ に、前述した第４ 実施形態と略同様な開口部２ｃを設けた構成である。ただし、図９ において、保持部２ｄ と開口部２ｃの内周との連続部分は存在するが図示されていない。
【０１００】
このような電子制御式機械時計においても、ロータ１２ （下側のロータ体１２ｅ ）と最も近接する部品は地板２ であるが、この地板２ にも開口部２ｃ が設けられているので、下側のロータ体１２ｅ と実質的に対向するのは、このロータ体１２ｅ から大きく離れたカレンダー板２ａ であり、カレンダー板２ａ が本発明に係る対向部品である。
【０１０１】
このような本実施形態でも、前記第４ 実施形態と同様な効果を奏することができる。すなわち、ロータ１２ の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ を小さくできるとともに、地板２ 全体をロータ体１２ｅ に近づけることができ、時計の薄型化を図ることができる。
【０１０２】
この際、開口部２ｃ の面積も、第４ 実施形態と同様に、この開口部２ｃ がない場合に地板２ とロータ体１２ｅ とが平面的に重なる面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、前記効果が著しい。ことに、開口部２ｃ の内周縁がロータ体１２ｅ の外周縁より大きな径で形成されていると、ロータ体１２ｅ の最外周の回転速度が最も大きいだけに、空気粘性抵抗を減じる効果は大きくなる。
【０１０３】
〔第６ 実施形態〕
図１０ 、１１ に示す第６ 実施形態では、図示しない二番車から六番車１１ で構成される輪列が地板２ と輪列受３ とで支持されているのに対し、ロータ１２ は、一端側が地板２ で支持され、他端側が輪列受３ とは別体の支持部材４０ で支持されている。
支持部材４０ は、地板２ に対してロータ１２ の径方向の両側に位置するように立設されるピン等の一対の支柱部材４１ （図中の一点鎖線）間にブリッジ形状（支柱部材４１ を含めた断面門形状）に跨設されてネジ止めされている。支持部材４０ の長手方向の略中央には組軸受３３ が保持され、この組軸受３３にロータ１２ のホゾ１２ｇ が係合している。支持部材４０ は、幅寸法Ｔ がロータ慣性板１２ｃ の径寸法Ｄ の１ ／２ 以下に設定されており、ロータ１２を確実に支持できる強度を有しながらも、ロータ慣性板１２ｃ と重なる面積を小さくしている。この際、この重なる面積は、好ましくは、ロータ慣性板１２ｃ全体が重なる場合の面積の１ ／２ 以下であり、より好ましくは１ ／３ 以下である。
【０１０４】
また、輪列受３ においては、六番車１１ 用の組軸受３４ を保持するための保持部３ａ がロータ慣性板１２ｃ と平面的に重なるように膨出している。ただし、この保持部３ａ の大きさも、組軸受３４ を確実に保持し、かつ膨出量が最小限になるように設けられており、ロータ慣性板１２ｃ と重なる面積が極力小さくなるように設定されている。
【０１０５】
このような本実施形態によれば、ロータ１２ を支持する支持部材４０ を輪列受３ とは別体に設けるため、この支持部材４０ を大きな面状部分を有しない部品にできる。従って、ロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向に近接対向する対向部品を、ロータ慣性板１２ｃ から大きく離れた裏蓋４３ にでき、ギャップｈ を確実に確保できる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、支持部材４０ は、支柱部材４１ 間にブリッジ形状に跨され、これによって支柱部材４１ を含めた断面門形形状に設けられていたが、この他、地板２ の切削加工時に、筒状の掘り残し部分を設け、この筒状部分の開口側に支柱部材４０ を架け渡す等して断面門形状に設けてもよい。しかし、このような場合には、ロータ慣性板１２ｃ の外周端面と周方向に連続した筒状部分の内面との間で空気粘性抵抗が大きくなる可能性があるので、ピンなどの支柱部材４１ を用いて断面門形状に形成するのが好ましい。
【０１０７】
また、本実施形態では、支持部材４０ は、その両端が支柱部材４１ に固定されたブリッジ状であったが、例えば、そのような支柱部材４１ を一本のみ立設し、この支柱部材４１ に支持部材４０ の一端をビス止めして構成してもよく、このような場合には、棒状部品が支柱部材４１ に片持ち式で固定されるようになる。
【０１０８】
また、ロータ慣性板が地板側に近接するロータでは、ロータの一端側を輪列受で支持し、輪列受に固定した支持部材でその他端側を支持してもよい。
さらに、ロータ慣性板を備えたロータの他、フラットトルクモータタイプのロータを本実施形態のような支持部材で支持してもよい。
【０１０９】
〔第７ 実施形態〕
図１２ に示す第７ 実施形態では、ロータ慣性板１２ｃ と最も近接対向した輪列受３ （支持部材）の厚み寸法が組軸受３３ の厚み寸法よりも小さく、輪列受３ のロータ慣性板１２ｃ との対向面が組軸受３３ の対向面よりもロータ慣性板１２ｃから軸方向に離れている。
組軸受３３ において、外周を形成している外周部材３３ａ は、輪列受３ に接触する部分の肉厚が輪列受３ の厚み寸法に応じて同様に薄くされているが、中央側が従来と同様に厚くなっている。このため、外周部材３３ａ 内の部品の大きさや形状を変える必要がなく、ロータ１２ とホゾ１２ｇ との係合状態を良好に維持することが可能になっている。
【０１１０】
本実施形態では、ロータ１２ の回転中心に近い組軸受３３ よりも、回転中心から離れた（径方向に離れているの意）位置にある輪列受３ が、ロータ慣性板１２ｃ に対して軸方向にも大きく離れているので、組軸受３３ とロータ１２ のホゾ１２ｇ との係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、輪列受３ とロータ慣性板１２ｃ の外周側とのギャップｈ を大きできる。このため、ロータ慣性板１２ｃ の周速度が大きくなる外周側、すなわち空気粘性抵抗が大きく影響する部位において、当該空気粘性抵抗を確実に減少させることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。
【０１１１】
前述の中央が厚くなった部分の面積は小さい方がよいが、回転中心側に設けられているので、ロータ慣性板１２ｃ の平面視での投影面積（ロータ慣性板１２ｃに開口部分がある場合、この開口部分の投影部分も投影面積に含める）の１ ／３以下であれば、空気粘性抵抗を減少させる効果は大きい。
【０１１２】
なお、組軸受３３ の外周部材３３ａ の外形形状は断面逆凸状である必要はなく、図中に一点鎖線で示すように、断面矩形状の通常タイプであってもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、ロータ慣性板１２ｃ に最も近接対向した支持部材として輪列受３ の場合を示したが、ロータ慣性板１２ｃ が地板２ 側に近接して設けられるような場合には、この地板２ を図１２ に示す組軸受３１ よりもロータ慣性板１２ｃ から離せばよい。
さらに、このような構成の地板２ や輪列受３ をフラットトルクモータタイプのロータを有した電子制御式機械時計に適用しても同様の効果が得られる。
【０１１４】
〔第８ 実施形態〕
図１３ に示す第８ 実施形態では、ロータ１２ の図中下側のホゾ１２ｆ を支持し、かつロータ１２ （下側のロータ体１２ｅ ）に最も近接対向して固定された支持部材としての地板２ は、ホゾ１２ｆ を受ける組軸受３１ をその厚み寸法の全域で保持するための保持部２ｄ を有している。この保持部２ｄ の周辺は、当該保持部２ よりもロータ体１２ｅ から離れるように窪んだ凹状部２ｇ となっている。
【０１１５】
このような本実施形態によれば、地板２ には、組軸受３１ をその厚み寸法の全）域で保持する保持部２ｄ が設けられているから、組軸受３１ の保持強度を確実に確保できる。この際、厚みの大きい保持部２ｄ は、ロータ１２ のホゾ１２ｆ 寄り、すなわちロータ体１２ｅ の周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。むしろ、保持部２ｄ の周囲に設けられた凹状部２ｇ により、地板２ をロータ体１２ｅ の外周側から確実に離すことができ、ギャップｈ を確保できる。
【０１１６】
なお、上側のロータ体１２ｅ が輪列受３ と最も近接対向している場合には、図中の一点鎖線で示すように、この輪列受３ に凹状部３ｂ を設ければよい。この際、各凹状部２ｇ ，３ｂ の面積は、ロータ体１２ｅ に対して１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であれば、空気粘性抵抗が著しく減少する。
【０１１７】
また、このような凹状部２ｇ ，３ｂ を有した地板２ や輪列受３ を、ロータ慣性板付のロータを備えた電子制御式機械時計に適用しても同様な効果を得ることができる。
【０１１８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記第１ 実施形態では、発電機１２０ 周りの構造以外にも電子制御式機械時計にかかわる他の構造が示されているが、これら他の箇所に関する構造や構成部品等は第１ 実施形態の構造や形状に限定されるものではなく、その実施にあたって任意に決められてよい。
【０１１９】
また、第１ 実施形態では、ロータ１２ のロータ慣性板１２ｃ がステータ１２３，１３３ と輪列受３ との間に配置されていたが、図７ に示すように、ステータと地板との間に配置されていてもよく、このような場合には、ロータ慣性板とステータとの間、あるいはロータ慣性板と地板との間の各ギャップを前記（５ ）、（６ ）式に基づいて設定すればよい。
さらに、前記第１ 、第２ 実施形態では、ギャップｈ ′がギャップｈ よりも小さく設定されていたが、これに限らず、ギャップｈ ′をギャップｈ よりも大きく設定した場合でも本発明に含まれる。しかし、各実施形態のようにすることにより、空気粘性抵抗の影響を考慮することなく時計を薄型化できるので好ましい。
【０１２０】
そして、本発明に係るロータ慣性板を有するロータとしては、ロータ磁石が無いタイプも含まれる。このような場合には、ロータ磁石が例えばロータと噛み合う六番車等に設けられ、この六番車を含んで発電機が構成されることになる。
【０１２１】
また、本発明の最大径部材としてのロータ慣性板やロータ体は、地板などの対向部品との対向面が平面である必要はなく、このような対向面に開口部を設けてもよい。このような場合には、ロータ側の開口部の空気はロータと共に回転するため、ロータ側に開口部を設けても空気粘性の低減に対する効果は薄いが、開口部を設けることでロータの余分な重量が減少するので、軸受での摩擦損失を抑えることができる。特に開口部をロータの中心側に設けると、重量を抑えながらロータの慣性を大きくでき、効果的である。そして、この際の開口部の面積は、ロータ慣性板やロータ体の面積の１ ／２ 以上、好ましくは２ ／３ 以上であると、その効果が顕著である。
【０１２２】
本発明に係る対向部品としては、地板、輪列受、裏蓋等に限定されず、例えば、輪列を構成する番車のうち、ロータ慣性板やロータ体と平面的に重なり、かつこれらに比べて回転速度が著しく遅い番車も、ロータ慣性板やロータ体からすれば実質的に静止しているのと同じであるから、対向部品として見なすことができる。また、任意の番車を蹴飛ばしてロータを始動させるような蹴飛ばし機構が設けられている時計では、この蹴飛ばし機構のレバーが当該機構を作動させることで一時的にロータ慣性板やロータ体と平面的に重なって近接対向する場合がある。従って、このようなレバーも空気粘性抵抗の関係でロータの負荷トルクに影響を及ぼす時には対向部品と見なしてよい。
【０１２３】
前記各実施形態では、機械エネルギ貯蔵手段としてゼンマイ１ａ が用いられていたが、機械エネルギ貯蔵手段としてはゼンマイに限定されず、ゴム、スプリング、重錘でもよく、また、電子制御式機械時計を腕時計としてではなく、大がかりな時計として製作する場合には、圧縮空気などの流体を機械エネルギ貯蔵手段としてもよい。
【０１２４】
また、前記請求項６ 以外の電子制御式機械時計においては、機械的エネルギー伝達手段として、輪列以外の例えばタイミングベルトやチェーンなど、無端縁状の部品を用いてもよい。
【０１２５】
〔第１ 実施例〕
本発明の第１ 実施例として、先ず、第１ 実施形態に基づき、ギャップｈ を以下の表１ に示すように変化させた時の空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ２ ＃を、前記（３ ）式による計算および実測によって調べた。表１ および図１４にギャップｈ と負荷トルクＴ ２ ＃との関係を示す。なお、この負荷トルクＴ２ ＃はロータ１２ での負荷トルクＴ ｒｚ を二番車７ で生じる負荷トルクに換算したものである。（６ ）式にその換算式を示す。ここで、ｎ はロータ１２から二番車７ までの増速比であり、本実施例では３６０００ 、ｘ はロータ１２ から二番車７ までの一段あたりの伝達効率であり、本実施例では０ ．９ 、ｙ はロータ１２ から二番車７ までの噛み合い段数であり、本実施例では５ である。また、表１ において、下段の表は、上段の表の値を国際単位系に変換したものである。
【０１２６】
本実施例における諸条件は以下の通りである。
【０１２７】
【表１】
【数９】
空気の粘度μ：１．８５３Ｐａ・ｓ（０．１８９×１０−８ｇｆｓ／ｍｍ２を国際単位系に変換した値である）
回転周波数ｆ ：１０Ｈｚ
距離ｒ １ ：１ ．５ｍｍ
距離ｒ ２ ：３ ．０ｍｍ
ゼンマイ ：ロータに伝えられるゼンマイの最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘｘが０．０１３７×１０−６Ｎ・ｍ（１．４ｍｇｍｍ（二番車換算で８．５ｇｃｍ）を国際単位系に変換した値である）のものを用いた。
【０１３０】
ロータ磁石 ：磁気による負荷トルクを生じさせないために、ロータ 磁石の代わりとして、同等の形状および重量を有する 磁気のない部材を用いた。
【０１３１】
本実施例によれば、表１ および図１４ のグラフから明らかなように、実測値から計算値を減じた値が略一定であるため、この値が輪列中の機械摩擦やほぞ油の粘性抵抗など、空気粘性抵抗以外の抵抗によるものであると解される。
【０１３２】
従って、（３ ）式によって求められる負荷トルクＴ ｒｚ を略間違いなく空気粘性抵抗によるものと判断できる。
【０１３３】
また、本実施例では、最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ が０ ．０１３７ ×１０−６Ｎ ・ｍ （１ ．４ｍｇｍｍ （二番車換算で８ ．５ｇｃｍ ）を国際単位系に変換した値である）であるから、前記（５ ）、（６ ）式によれば、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ 以上となるように係数Ｋ を設定すればよいことになる。このことに関し、図１４ のグラフによれば、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ よりも小さいと、二番車換算の負荷トルクＴ ２ ＃が８３ ．３６ ×１０ −６ Ｎ ・ｍ （０ ．８５ｇｃｍ （ロータ換算にして０ ．１４ｍｇｍｍ ）を国際単位系に変換した値である）を越えてしまって急激に増大し、ロータ１２ での空気粘性抵抗による負荷トルクＴ ｒｚ が最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘ の１ ／１０ を越えてしまうから、空気粘性抵抗が時計の持続時間に悪影響を及ぼすことがわかる。
【０１３４】
反対に、ギャップｈ が０ ．１０２ｍｍ 以上であれば、負荷トルクＴ ２ ＃がほぼ横ばいとなって十分に小さくなるため、空気粘性抵抗が持続時間に与える影響を無視できると判断できる。
従って、この実施例により、ギャップｈ を前記（５ ）、（６ ）式の通りに設定することの有効性が認められる。
【０１３５】
〔第２ 実施例〕
続いて、第２ 実施例について以下に説明する。本実施例では、第１ 実施形態の前記（５ ）、（６ ）式に基づいて設定されるギャップｈ と、時計の持続時間と、ムーブメントの厚みとの関係を調べた。
【０１３６】
本実施例における諸条件は以下の通りである。
【０１３７】
空気の粘度μ：１．８５３Ｐａ・ｓ（０．１８９×１０−８ｇｆｓ／ｍｍ２を国際単位系に変換した値である）
回転周波数ｆ：８Ｈｚ
距離ｒ １ ：１ ．５ｍｍ
距離ｒ ２ ：３ ．０ｍｍ
ゼンマイ ：蓄積可能エネルギ→１ ．１０６ μＪ
最大出力トルク→６．７７Ｎ・ｍ （６９ｇｃｍ （ロータに伝えられる最大出力トルクＴ ｒｚｍａｘが１．４ｍｇｍｍ（二車換算で８．５ｇｃｍ））を国際単位系に変換した値である）
有効巻数→５ ．７２ 巻
有効巻数解けた後の出力トルク→２．９４Ｎ・ｍ（３０ｇｃｍ を国際単位系に変換した値である）
以上の条件下で、香箱車から二番車の増速比を７ とした場合、旧来の機械式時計並の４０ 時間の持続時間を持つ電子制御式機械時計のギャップｈ は、前記（５）、（６ ）式より、最小で０ ．０９５ｍｍ となり、ムーブメント全体の厚みは、図１５ に示す通り３ ．０ｍｍ 、およびムーブメントの各部の厚みも図１５ に示す通りである。そして、本実施例では、ギャップｈ をさらに大きく変化させた時の持続時間の変化、およびムーブメントの厚みの変化を調べた。
【０１３８】
ただし、香箱車から二番車の増速比は、空気粘性抵抗による負荷トルクの変化に応じて適切な値を選んだ。また、図１５ において、ギャップｈ ≧０ ．５５ｍｍの場合には、輪列受３ とロータ慣性板１２ｃ との間のギャップｈ ″もギャップｈと等しくなるように変化させた。
【０１３９】
表２ 、および図１６ にその結果を示す。
【０１４０】
この表２ および図１６ のグラフから明らかなように、ギャップｈ を大きくすれば、これに伴って持続時間も延びることを確認でき、前記（５ ）、（６ ）式に基づいてギャップｈ を設定することの有効性を確認できた。なお、持続時間の延び率は、ギャップｈ が０ ．３ｍｍ を越えたあたりから著しく小さくなるため、ギャップｈ を必要以上に大きくしても、ムーブメントの厚みが厚くなるのに対しての持続時間を延ばすメリットが減少する。このため、ギャップｈ を０ ．３ｍｍ 程度にすることが、ムーブメントの厚みをさほど厚くせずに、持続時間を効果的に延ばせる（４８ ．４ 時間）といえる。
【０１４１】
ただし、ギャップｈ は、０ ．３ ±０ ．２ｍｍ 程度であれば、持続時間やムーブメント厚を勘案しても十分に実用に供される。
【０１４２】
従って、この０ ．３ｍｍ は、当初の持続時間（４０ 時間）の時のギャップｈ （０ ．０９５ｍｍ ）の約３ 倍であるから、前記（５ ）式から逆算すれば、Ｔ ｒｚｍａｘ の１ ／３０ （約３０ ％）となるようにギャップｈ を決定するのが効果的である。
【０１４３】
そして、その効果としては、持続時間が４０ 時間から４８ 時間に延びれば、例えば手巻き式の電子制御式機械時計では、二日毎の同じ時刻にゼンマイを巻き上げればよいうえ、巻上げ時には時刻合わせが不要なので、持続時間が４０ 時間の場合に比べて使い勝手を良好にできる。これにより、前記請求項２ の発明が有効であるといえる。
【０１４４】
【表２】
【産業上の利用可能性】
以上に述べたように、本発明によれば、部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが十分小さくなるように係数Ｋ 、ひいては部品間のギャップｈ が設定されるているので、ゼンマイのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１ 実施形態に係る電子制御式機械時計を示す平面図である。
【図２】前記第１ 実施形態を示す断面図である。
【図３】前記第１ 実施形態における発電機と電子回路との接続形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図３ のショート回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第２ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第４ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図８】前記第４ 実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の第５ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す平面図である。
【図１１】前記第６ 実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第７ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１３】本発明の第８ 実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１ 実施例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２ 実施例を示す断面図である。
【図１６】前記第２ 実施例を示すグラフである。
【図１７】従来技術を示す平面図である。
【図１８】従来技術を示す断面図である。
Claims (11)
- 機械的エネルギー貯蔵手段をエネルギー源として機械的エネルギー伝達手段を駆動するとともに、機械的エネルギー伝達手段によって回転する発電機に電力を生じさせ、この電力により駆動される電子回路によって前記発電機の回転周期を制御することで、機械的エネルギー伝達手段に制動をかけて調速するようにした電子制御式機械時計において、前記発電機は前記機械的エネルギー伝達手段に連繋して回転するロータを備え、このロータの最大径部材と当該ロータに対して軸方向に最も近接対向して固定された対向部品との前記軸方向のギャップをｈ 、円周率をπ、空気の粘度をμ、ロータの回転周波数をｆ 、ロータに伝えられる機械的エネルギー貯蔵手段の最大出力トルクをＴ ｒｚｍａｘ 、係数をＫ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の内縁までの距離をｒ １ 、ロータの回転中心からロータの最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の外縁までの距離をｒ ２ とし、前記ギャップｈ が、
- 請求項１ に記載の電子制御式機械時計において、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／６０ に設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項２ に記載の電子制御式機械時計において、前記係数Ｋ は、１ ／２０ ないし１ ／４０ に設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項３ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、当該支持部材に保持されて前記軸方向の一端側を受ける軸受よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項３ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記対向部品は、前記ロータの軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、前記軸方向の一端側を受ける軸受を保持するための保持部を有するとともに、この保持部の周辺部位が当該保持部よりも前記ロータから軸方向に離れていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項３ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記ロータの軸方向の一端は、前記機械的エネルギー伝達手段を支持する部品とは別体で、かつブリッジ形状または片持ち式とされた支持部材で支持されていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項６ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記機械エネルギー伝達手段は複数の番車から構成された輪列であり、前記ロータと当該ロータに噛み合う前記機械的エネルギー伝達手段の番車との軸方向のギャップｈ ′は、前記ギャップｈ よりも小さいことを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項７ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記ロータの最大径部材と前記対向部品との間に配置された近接部品を備え、この近接部品における前記ロータの最大径部材に対応した位置には、前記軸方向に貫通した開口部が設けられていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項８ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記機械的エネルギー貯蔵手段、機械的エネルギー伝達手段、および発電機を含んで構成されたムーブメントの内部が減圧されていることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項９ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記発電機のロータは径方向に延出した慣性板を備え、この慣性板が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする電子制御式機械時計。
- 請求項１ ないし請求項９ のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記発電機のロータは径方向に延出しかつ複数のロータ磁石が周方向に配置されたロータ体を備え、このロータ体が前記ロータの最大径部材であることを特徴とする電子制御式機械時計。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003082928A JP2004004005A (ja) | 1998-11-17 | 2003-03-25 | 電子制御式機械時計 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000582856A Division JP3456476B2 (ja) | 1998-11-17 | 1999-11-17 | 電子制御式機械時計 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127268A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 調速装置及びそれを用いた発電装置、機器 |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003082928A patent/JP2004004005A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127268A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-05-24 | Seiko Epson Corp | 調速装置及びそれを用いた発電装置、機器 |
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