JP3668166B2 - Self-correcting clock - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電波による時刻信号を受けて時刻修正を行う自動修正時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動修正時計のうち電波を用いる電波修正時計は、例えば日本標準時（JST）を高精度で伝える長波の標準電波（JJY）を受信し、この受信信号に基づいて、時刻を修正するいわゆる帰零等を行う機能を有している。そして、この帰零を行う際に、まず指針の位置を正確に正時等に合わせるなどのために、指針位置検出装置が備えられている。
【０００３】
この指針位置検出装置を備えた従来の電波修正時計としては、特開平６−２２２１６４号公報、実開平６−３０７９３号公報に記載されたものなどが知られている。これらの公報に開示されている電波修正時計には、秒針歯車を回転させる第１駆動系と、分針歯車および時針歯車を回転させる第２駆動系と、秒針の位置を検出するための第１光反射型センサと、分針および時針の位置を検出するための第２光反射型センサ等が設けられている。
【０００４】
この第１光反射型センサおよび第２光反射型センサは、それぞれ発光素子および受光素子により形成されており、第１駆動系を構成する中間車と、時針車とにそれぞれ形成された検出孔と、秒針車および別個に設けた回転板にそれぞれ形成された光反射部とがそれぞれ一致した時に、受光素子が発光素子から発せられた光を受光して指針位置を検出するようになっている。
【０００５】
また、指針位置検出用の光検出センサとして、上記光反射型センサの代わりに光透過型センサを用いた電波修正時計も知られている。この光透過型センサを用いた電波修正時計においては、秒針を駆動する駆動系を構成する歯車と、分針および時針を駆動する駆動系を構成する歯車とに透孔を形成し、この透孔を介して発光素子と受光素子とを対向させ、各透孔が対向して発光素子から発せられた光が受光素子で受光されたときに、指針位置を検出するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような指針位置検出装置を有する電波修正時計においては、以下に記述されるような問題が存在する。即ち、光検出センサとして、秒針を駆動する駆動系に対応させた光検出センサと、分針および時針を駆動する駆動系に対応させた光検出センサとをそれぞれ別個に設けると、光検出センサ２個分のスペースが必要となることから指針位置検出装置を含むムーブが大型化し、また、光検出センサが高価であるがゆえに大幅なコスト上昇につながる。
【０００７】
そこで本願発明の発明者は、先に特開２０００−１６２３３６号公報において、２つの駆動系を備えながらも単一の光検出センサにより指針の位置検出を行い、装置の小型化および低コスト化を図った自動修正時計を提案した。
【０００８】
しかしながら、この発明における秒針の駆動系は、秒針を表示位置に約１秒間留めておき、１秒経過した次の瞬間に一気に次の表示位置まで動かすという、いわゆるステップ運針のための駆動系であった。
【０００９】
この秒針の運針を、ステップではなく、時間をかけて滑らかに動かすいわゆるスムース運針（連続運針）にした場合には、対応する駆動系の歯車列の減速比がステップ運針の場合と比較して大幅に大きくなる。
【００１０】
すると、光検出センサのための透孔（検出孔）として従来のようなものを用いると、位置検出に用いられる歯車に設けられている透孔が一致するまでの時間が長くなることから、この一致した透孔を利用して指針位置検出を行い時刻を修正するための時間が長くなるという問題が生じる。
【００１１】
なお、２つの独立な指針駆動系を備え、その位置検出を１つの光検出センサで行う自動修正時計においては、指針を駆動する２つの駆動系のそれぞれの駆動源であるモータ等が、衝撃あるいはその他の外的要因によりそれぞれ回転して位相ずれを生じた際にも、それらの位相を合わせるために上記の指針位置検出は必要とされる。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、指針位置検出装置を含めたムーブの大きさおよび製造コストの増加を抑制しつつ、秒針のスムース運針を実現させた場合にも迅速に指針位置検出ならびに時刻修正を行うことのできる自動修正時計を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の従来技術の問題を解決し、本発明の目的を達成するために、本発明では、第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、前記第１検出用歯車は、前記第２検出用歯車と重なり合う部分において、前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を持って円周方向に所定の長さを有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である円周方向に所定の長さを有する遮光部とを少なくとも１つずつ有し、前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°と前記第１検出用歯車の透光部の中心角θ°との関係は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離を R 、そして当該透光部に内接する円の半径を r とすると、
２× arcsin （ r ／ R ）＋θ×σ≦σ×３６０
の下で
σ×３６０＋２× arcsin （ r ／ R ）＋θ×σ≦ε≦δ
という条件を満たし、前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられていることを特徴としている。
【００１６】
さらに好適には、前記第３、第４、および第５検出用歯車はそれぞれ、これら全ての歯車が重なる部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、前記第３、第４、および第５検出用歯車において、前記複数の透光部と遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成されている。
【００１７】
また、前記第３検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ’°が満たすべき条件は、前記第３検出用歯車が１回転する間に刻むステップ数をp、前記第３検出用歯車の最長遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第３検出用歯車が刻むステップ数の分だけ当該第３検出用歯車が回転する角度をε’°、前記第３検出用歯車の回転軸の中心から当該第３検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR’、そして当該透光部に内接する円の半径をr’とすると、
２×arcsin（r’／R’）≦３６０／p
という条件の下で
３×３６０／p＋２×arcsin（r’／R’）≦ε’≦δ’
になっている。
【００１８】
また、前記第１検出用歯車は、円周方向に等間隔で並べられた複数の円形または略円形の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とを有するものであってもよい。
これに対応する第２検出用歯車は、前記透光部と前記遮光部が交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成されており、前記第２検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ°が満たすべき条件は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ’、前記第１検出用歯車の前記円形または略円形の透光部の数をn、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε’’°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
２×arcsin（r／R）≦σ’×３６０／n
という条件の下で、
σ’×３６０／n≦ε’’≦δ
というものであってもよい。
【００１９】
本発明においては、異なった種類の第１指針の運針パターンに対応させるために第１検出用歯車を交換し、当該第１検出用歯車の透光部と遮光部のパターンが変化したとしても、第２検出用歯車の透光部と遮光部はそれに対応したパターンとなっているので、部品の共通化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明においては、第１検出用歯車には円弧状または複数の円形または略円形の透光部を、そして第２〜第５検出用歯車には複数の円弧状透光部を設けているので、各歯車の位置検出用の検出光が透過できる範囲が広くなる。これにより検出光が検出される機会が増加し、迅速な指針位置検出が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に記述する。
【００２２】
まず、自動修正時計としての電波修正時計の、標準電波による一般的な時刻検出方法について述べる。
電波修正時計においては、一般的に、時刻情報（タイムコード情報）を含んだ標準電波（JJY）を受信し、そのタイムコード情報を基に時刻修正を行う。
【００２３】
図１は本発明に係る自動修正時計としての電波修正時計の信号処理系回路の一構成例を示すブロック図である。
図において、信号処理系回路１０は、標準電波受信系１１、発振回路１３、制御回路１４、バッファ回路１７、光透過型光検出センサ１４０を有する。
【００２４】
標準電波受信系１１は、例えば受信アンテナ１１ａと、送信所から送信されたタイムコードを含む標準電波を受信し、所定の処理を行いパルス信号Ｓ１１として制御回路１４に出力する長波受信回路１１ｂとから構成される。
この長波受信回路１１ｂは、例えばＲＦアンプ、検波回路、整流回路、および積分回路とから構成される。
【００２５】
なお、標準電波受信系１１で受信される、日本標準時を高精度で伝える長波の標準電波は、図２（a）に示すような形態で送られてくる。
【００２６】
具体的には、タイムコードは「１」信号、「０」信号、「P」信号の３種類の信号パターンから構成され、それぞれの信号パターンは、１秒（s）中の１００％振幅期間幅によって区別されている。つまり、「１」信号を表す場合には１秒（s）の間に５００ms（０．５s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「０」信号を表す場合には１秒（s）の間に８００ms（０．８s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「P」信号を表す場合には１秒（s）の間に２００ms（０．２s）だけ所定の周波数の信号が送信されてくる。
そして、受信状態が良好な場合には、標準電波受信系１１からは図２（b）に示すように、標準電波の信号に応じたパルス信号として信号Ｓ１１が、制御回路１４に出力される。
【００２７】
なお、日本の標準電波は２００１年９月１日現在、独立法人通信総合研究所（CRL）のもとで運用されており、標準電波の周波数としては、これまで４０kHzのものが使用されてきたが、２００１年１０月１日からは６０kHzの標準電波を送信する送信所も開局予定である。
また、変調波の振幅は最大１００％、最小１０％である。
【００２８】
次に、長波標準電波の送信データについて説明する。
図３に、標準電波信号のタイムコードの一例が示されている。
図３に示す通り、タイムコードは１分１周期（１フレーム）としてこれを６０分割し、１秒間ごとに１ビットの情報を割り当てて送信している。
【００２９】
タイムコードが送信する情報は時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日、うるう秒情報、時と分に対応するパリティ、予備ビット、停波予告情報であり、このうち時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日に関しては２進数（BCD（Binary Coded Decimal Notation：２進化１０進法）正論理）として表し送信する。従って、時には２４時間制JSTの時を表すために６ビット、分には７ビット、通算日には１０ビット、年には８ビット、曜日には３ビット必要となる。
なお、秒信号については、秒は電波のパルス信号の立ち上がりとし、パルスの立ち上がりの５５％値（１０％値と１００％値の中央）が標準時の１秒信号に同期する。
【００３０】
P信号は１フレームに７回送信され、正分（０秒）に対応するものがマーカーMと呼ばれ、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒に対応するものがそれぞれポジションマーカーP１〜P５と呼ばれる。
なお、もう１つのポジションマーカーP０は、通常（非うるう秒時）は５９秒の立ち上がりに対応する。このＰ信号が続けて現れるのは１フレーム中１回で５９秒、０秒の時、つまりポジションマーカーP０、マーカーMと続くときだけで、この続けて現れる位置が正分位置となる。つまり分・時データ等の時刻データはこの正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているためこの正分位置の検出を正確に行わないと時刻データを取り出すことはできない。
【００３１】
ただし、標準電波のフレームのフォーマットは毎分同じわけではなく、図３に示すように、毎時１５分および４５分時のフォーマットと、それ以外の分の時刻のフォーマットは異なっている。そして、図３（a）に示すように、予備ビットとうるう秒情報は１５分、４５分以外のフォーマットのみに含まれ、図３（b）に示すように、呼び出し符号と停波情報が、年情報と曜日情報の代わりに１５分、４５分のフォーマットにのみ現れる。
以下、上記予備ビット、うるう秒情報、停波情報について述べる。
【００３２】
予備ビットは表１に示されるように、SU１、SU２と名付けられたビットを使用する。これらは将来の情報拡張のために用意されたものである。サマータイム情報でこのビットが活用されるときは、SU１＝SU２＝０では「６日以内に夏時間への変更無し」、SU１＝１・SU２＝０では「６日以内に夏時間への変更有り」、SU１＝０・SU２＝１では「夏時間実施中」、SU１＝SU２＝１では「６日以内に夏時間終了」となるような情報形態となっている。夏時間への切り換わりについては日本ではまだサマータイムが導入されておらず、未だ不明の状態であるが欧州のサマータイムの切り替わりをみると、夜中のうちに行っている場合が多い。
【００３３】
【表１】

Figure 0003668166
【００３４】
次にうるう秒は表２に示されるように、LS１、LS２と名付けられた２ビットを使用し、LS１＝LS２＝０では、「１ヶ月以内にうるう秒の補正を行わない」、LS１＝１・LS２＝０では「１ヶ月以内に負のうるう秒（削除）有り」つまり１分間が５９秒となり、LS１＝LS２＝１では「１ヶ月以内に正のうるう秒（挿入）有り」つまり１分間が６１秒となるような情報形態となっている。うるう秒の補正のタイミングは既に決められており、協定世界時（UTC）時刻の１月１日もしくは７月１日の直前に行われることになっている。よって、日本時間JTCでは１月１日もしくは７月１日の午前９：００直前に行われることになる。
うるう秒情報は、実施される前月２日９時０分より、実施月の１日８時５９分まで、継続して送信される。
【００３５】
【表２】
Figure 0003668166
【００３６】
停波情報は表３の（a）、（b）、（c）に示されるように、ST１、ST２、ST３、ST４、ST５、ST６と名付けられたビットを使用し、ST１・ST２・ST３で停波開始予告、ST４で停波時間帯予告、ST５・ST６で停波期間予告を提供する。まず停波開始予告について説明すると、ST１＝ST２＝ST３＝０では「停波予定無し」、ST１＝ST２＝０・ST３＝１では「７日以内に停波」、ST１＝０・ST２＝１・ST３＝０では「３から６日以内に停波」、ST１＝０・ST２＝ST３＝１では「２日以内に停波」、ST１＝１・ST２＝ST３＝０では「２４時間以内に停波」、ST１＝１・ST２＝０・ST３＝１では「１２時間以内に停波」、ST１＝ST２＝１・ST３＝０では「２時間以内に停波」となっている。次に停波時間帯予告は、ST４＝１では「昼間のみ」、ST４＝０では「終日、または停波予定無し」である。次に停波期間予告は、ST５＝ST６＝０では「停波予定無し」、ST５＝０・ST６＝１では「７日以上停波、または期間不明」、ST５＝１・ST６＝０では「２から６日以内で停波」、ST５＝ST６＝１では「２日未満で停波」となっている。
【００３７】
【表３】
Figure 0003668166
【００３８】
以上が標準電波を利用した時刻取得の原理であるが、外部機器や手動で入力した時刻等を修正の際に目標とする時刻として採用してもよい。
【００３９】
時刻を入手した後には、その時刻に合わせて時計の指針を動かし、時計の時刻を修正する。
以下、この時計の時刻の修正方法の一例について簡単に述べる。
【００４０】
時刻を修正する必要が生じた際には、まず指針を基準となる位置まで動かす。その後、その基準位置と入手した時刻との差を検出し、目標時刻まで指針を動かす。詳細には、指針を基準位置まで動かす際には、制御回路１４から、秒針駆動系の動力源であるステッピングモータ１２１に制御信号CTL1を、時分針駆動系の動力源であるステッピングモータ１３１に制御信号CTL2を送信し、各指針を早送りする。この指針の早送りは、指針位置検出手段により指針が所定の基準位置に移動したことを確認した時点で終了させる。
【００４１】
制御回路１４には、発振回路１３が水晶発振器CRYを利用して生成し制御回路１４に供給している所定周波数の基本クロックを用いた分針カウンタ、秒針カウンタ、標準分・秒カウンタ等を含む内部時計が設けられており、指針の早送り中にも、入力された時刻を基にした時間をカウントし続けている。この内部時計の時刻を目標値として、制御回路１４は各指針を動かすべき量を求め、バッファ１７を介してステッピングモータ１２１，１３１に制御信号CTL1，CTL2を出力し、各指針を目標時刻まで動かし、時計の時刻を修正する。
【００４２】
本発明においては、上記の指針位置検出の際に、歯車に設けた透光部と遮光部による光検出センサの検出光の検出・非検出のパターンを利用している。従って、指針位置検出のスピードと精度に関しては、この検出光をいかに迅速に精度良く検出するか、即ち、歯車の透光部と遮光部の形状とその配置パターンが重要となる。
【００４３】
第１実施形態
図４は本発明に係るスムース運針の自動修正時計の指針位置検出装置の一実施形態の構成を示す断面展開図であり、図５はその指針位置検出装置の要部の平面図である。
【００４４】
指針位置検出装置本体１００は、互いに対向して接続されて輪郭を形成する下ケース１１１および上ケース１１２と、この下ケース１１１および上ケース１１２で形成される空間内において下ケース１１１と連結した状態で配置される中板１１３とを備えており、空間内の下ケース１１１、中板１１３、上ケース１１２の所定の位置に対して、第１指針である秒針を駆動するための第１の駆動系、即ち秒針駆動系１２０と、第２の指針である時分針を駆動するための第２の駆動系、即ち時分針駆動系１３０と、透過型光検出センサ１４０と、手動で時刻を修正するための手動修正系１５０などが固定あるいは軸支されている。
【００４５】
秒針駆動系１２０は、図４および図５に示されている構成要素のうち、ノッチ型のステータ１２１a、このステータ１２１aの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１２１b、このステータ１２１aの他方の磁極間において回転自在に軸支されたロータ１２１cにより構成されている秒針用ステッピングモータ１２１と、ロータ１２１cのピニオン１２１c’に噛合する７番車１２７と、この７番車１２７に噛合した第１検出用歯車（第１伝達歯車）としての６番車１２６と、この６番車１２６に噛合する中間車としての第１の５番車１２２と、この第１の５番車１２２に噛合した第２検出用歯車としての秒針車１２３とにより構成されている。ここで、秒針用ステッピングモータ１２１は、制御回路１４が出力する制御信号CTL1に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。なお、本実施形態においては、駆動系の動きを考える際の最小単位として、制御回路１４がステッピングモータ１２１，１３１をパルス駆動するために１回パルス出力を発振することを１ステップと呼ぶことにする。ステップ間の間隔の実際の長さは通常運針時と時刻修正時の早送りの際では異なり、また秒針駆動系と時分針駆動系においても異なる。
【００４６】
スムース運針においては、秒針、即ち秒針が取り付けられる秒針車１２３を滑らかに動かすために、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比を大きくする必要がある。そのため、本実施形態においては、第１検出用歯車である６番車１２６と第２検出用歯車である秒針車１２３の間に、中間車として第１の５番車１２２を噛合させ、減速比を稼いでいる。ちなみに、本実施形態においては、６番車は４０ステップ／回転、秒針車は９６０ステップ／回転であって、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比は１／４８０である。
【００４７】
本実施形態においては秒針の基準位置検出には６番車１２６と秒針車１２３に設けられた透光部および遮光部を利用するが、６番車１２６の透光部として従来のような円形または略円形の透孔を複数個円周上に等間隔に並べたものを用いたのでは、駆動系の減速比が大きいことから位置検出に時間がかかる。しかし、検出時間短縮のために６番車１２６の回転速度を上げることは、ロータ１２１cの回転速度を上げ、ステッピングモータ１２１の負担を増大させることにつながるので好ましくない。
逆に、検出時間短縮のために前記透孔の数を増やして透孔間の間隔を短くする、即ち遮光部を小さくすると、透孔を通って検出光が検出されている時間、即ち光検出センサがONになっている時間と、遮光部により検出光が遮られている時間、即ち光検出センサがOFFになっている時間とにあまり差がなくなり、検出精度が悪化する。この場合に検出精度を上げようとすると、当然のことながら６番車１２６の回転速度を下げねばならず、検出時間が長くなる。
【００４８】
そこで、本実施形態においては、６番車１２６の透光部として、従来のような円形または略円形の透孔ではなく、図６に示すような、回転軸を中心とした同心円上に、半径方向に所定の幅をもって円周方向に伸びる円弧状の長孔１２６aを設けている。この長孔１２６aのなす中心角θ°は、本実施例においては８１°としている。このように、本実施形態においては、透光部として円周方向に比較的長い大きさをもった長孔１２６aを用いているため、検出光の検出機会が増し、位置検出のための時間が短縮される。
【００４９】
秒針車１２３には、図７に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１２３a，１２３b，１２３cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１２３d，１２３e，１２３fが、秒針車１２３の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１２３a，１２３b，１２３cのそれぞれの中心角λ1°，λ2°，λ3°と、長孔１２３aと長孔１２３bとの間の中心角ψ1°，長孔１２３bと長孔１２３cとの間の中心角ψ2°、長孔１２３cと長孔１２３aとの間の中心角ψ3°を、それぞれλ1＝６０°，λ2＝８１°，λ3＝１１１°，ψ1＝６０°，ψ2＝ψ3＝２４°としており、ψ1はψ2，ψ3と比べて大きくなっている。
【００５０】
θ，λ1〜λ3，ψ1〜ψ3の大きさは必ずしも上述した値である必要はないが、第３〜第５検出用歯車をも含んで指針の基準位置を検出することも考慮して、以下に述べる条件を満たすことが望ましい。
以下、この条件について図６〜図８を参照しながら詳述する。
【００５１】
後述するが、秒針即ち秒針車１２３の基準位置は、６番車１２６と秒針車１２３のみを使用して求める。その方法は、６番車１２６と秒針車１２３の長孔同士が重なり合う部分のある一点に着目しそこで位置検出用の検出光を検出すると考え、６番車１２６と秒針車１２３の長孔と遮光部によって生じる光検出センサのON，OFFのパターンを判別することにより基準位置を検出する。
図６および図７に示すように６番車１２６と秒針車１２３はどちらも上ケース１１２側から見て左回りに回転し、６番車１２６が１回転するのにかかるステップ数は秒針車１２３が１回転するのにかかるステップ数に比べて大幅に少なく、秒針車１２３の遮光部１２３dは他の遮光部１２３e，１２３fに比べて長くなっているので、遮光部１２３e，１２３fによるOFF期間よりも長いこの遮光部１２３dによるOFF期間を検出できればよい。そして、本実施形態においては、遮光部１２３dによる長いOFF期間の後で最初に光検出センサがONになるステップにおいて秒針車１２３に直結されている秒針が正時、即ち０秒を指すように定めており、６番車１２６の孔１２６cと秒針車１２３の溝１２３gはそのための両者の位置関係を定めるためのものである。即ち、所定の位置において孔１２６cと溝１２３gが重なる時を基準位置とし、この時遮光部１２３dによる長いOFF期間の後の最初の光検出センサのONが検出され、秒針は０秒を指す。
【００５２】
図８はこれらの長孔と遮光部の関係の定め方を説明するための図であり、図において楕円は基準位置から６番車１２６と秒針車１２３を互いに回転させ、もう一度基準位置に戻って来るまでの間に、６番車１２６の長孔１２６aが秒針車１２３上に描く軌跡を示したものである。本実施形態においては、６番車１２６から秒針車１２３までの減速比σをσ＝１／２４としているので、２４個の楕円が描かれることになる。
このとき、長孔１２６aの中心角θをなす円弧の始点がもう一度戻ってくるまでに秒針車１２３が進む角度α°はα＝σ×３６０、長孔１２６aの中心角θ°が秒針車１２３上ではどのくらいに相当するかを示す中心角β°はβ＝θ×σで表され、楕円のなす中心角ξ°は、図８のように、秒針車１２３の回転軸の中心から秒針車の長孔の半径方向の幅の中心までの距離をR、長孔に内接する円の半径をrとするとξ＝２×arcsin（r／R）＋βで表されることになる。
そして、図８において、６番車１２６が１回転した際にもその長孔１２６aに相当する範囲が重なって互いに干渉し、光検出センサ１４０のON，OFFの区別がつきにくくなることを避けるために、ξ≦αを満たす必要がある。さらに、秒針車１２３の最も長い遮光部１２３dのなす中心角をδ°、この最長遮光部１２３dにより検出光が遮光されている間に６番車１２６が回転しても検出光が検出されない状態の時に、秒針車１２３が回転する角度をε°とすると、秒針車１２３の基準位置検出のためにはα＋ξ≦ε≦δを満たす必要がある。なぜなら、遮光部１２３d中に含まれる楕円の数を遮光部１２３e，１２３fに含まれる楕円の数より多い２個以上とし、遮光部１２３e，１２３fによるOFF期間と区別する必要があるからである。本実施形態においては、ε＝２×α＋ξとし、遮光部１２３d中に楕円が３個含まれるようにしている。
【００５３】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として６番車１２６の長孔１２６aの中心角θがθ＝８１°である場合には、α＝１５°、β＝３．３７５°となるので、R＝６、r＝０．５であるとすると、ξ＝１２．９３５°となり、ξ（＝１２．９３５°）≦α（＝１５°）が成立している。
また、このときε＝２×１５°＋１２．０３５°＝４２．９３５°となるので、ε（＝４２．９３５°）≦δを成立させるために、本実施形態ではδ＝５０．４４°としている。
【００５４】
以下、第２駆動系である時分針駆動系１３０について記述を進める。
時分針駆動系１３０は、図４および図５に示されている構成要素のうち、略コ字型のステータ１３１a、このステータ１３１aの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１３１b、このステータ１３１aの他方の磁極間において回転自在に軸支されたロータ１３１cにより構成されている時分針用ステッピングモータ１３１と、ロータ１３１cのピニオン１３１c’に噛合する中間車としての第２の５番車１３２と、この第２の５番車１３２に噛合した第３検出用歯車（第２伝達歯車）としての３番車１３３と、この３番車１３３に噛合する第４検出用歯車（第２指針車）としての分針車１３４と、この分針車１３４に噛合した中間車としての日の裏車１３５と、この日の裏車１３５に噛合する第５検出用歯車（第２指針車）としての時針車１３６とにより構成されている。
ここで、時分針用ステッピングモータ１３１は、制御回路１４が出力する制御信号CTL2に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。
【００５５】
３番車１３３には、図９に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３３a，１３３b，１３３cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３３d，１３３e，１３３fが、３番車１３３の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１３３a，１３３b，１３３cのそれぞれの中心角λ4°，λ5°，λ6°と、長孔１３３aと長孔１３３bとの間の中心角ψ4°，長孔１３３bと長孔１３３cとの間の中心角ψ5°、長孔１３３cと長孔１３３aとの間の中心角ψ6°を、それぞれλ4＝９６°，λ5＝５６°，λ6＝７２°，ψ4＝８８°，ψ5＝ψ6＝２４°としており、ψ4はψ5，ψ6と比べて大きくなっている。
【００５６】
分針車１３４には、図１１に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３４a，１３４b，１３４cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３４d，１３４e，１３４fが、分針車１３４の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１３４a，１３４b，１３４cのそれぞれの中心角λ7°，λ8°，λ9°と、長孔１３４aと長孔１３４bとの間の中心角ψ7°，長孔１３４bと長孔１３４cとの間の中心角ψ8°、長孔１３４cと長孔１３４aとの間の中心角ψ9°を、それぞれλ7＝６０°，λ8＝１２０°，λ9＝６０°，ψ7＝６０°，ψ8＝ψ9＝３０°としており、ψ7はψ8，ψ9と比べて大きくなっている。
【００５７】
時針車１３６には、図１２に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３６a，１３６b，１３６cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３６d，１３６e，１３６fが、時針車１３６の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。
なお、本実施形態の時針車１３６においては、長孔１３６a，１３６b，１３６cの中心角λ10°，λ11°，λ12°はそれぞれλ10＝９０°，λ11＝７７．５°，λ12＝６０°であり、長孔１３６a，１３６b，１３６cのそれぞれの両端が直線になっているために長孔１３６aと長孔１３６bとの間の中心角ψ10°，長孔１３６bと長孔１３６cとの間の中心角ψ11°、長孔１３６cと長孔１３６aとの間の中心角ψ12°がそれぞれそのまま遮光部１３６d，１３６e，１３６fのなす中心角となり、ψ10＝２７．５°，ψ11＝４５°，ψ12＝６０°となっている。
【００５８】
本実施形態においては、３番車１３３に、基準位置検出用の透光部として従来のような円形または略円形の透孔ではなく、長孔１３３a，１３３b，１３３cを設けていることを特徴としている。従って、秒針車１２３の場合と同様に、基準位置決定のために３番車１３３と分針車１３４の長孔と遮光部によって生じる光検出センサのOFFのパターンを区別する必要がある。そして、基準位置としては、これも秒針車１２３の場合と同じく、遮光部１３３e，１３３fによる光検出センサのOFF期間よりも長い遮光部１３３dによるOFF期間を検出した後で最初に光検出センサがONになるステップにおいて分針車１３４に直結されている分針が正時、即ち０分を指すようになっている。
なお、３番車１３３の孔１３３gと分針車１３４の溝１３４g、および時針車１３６gはそのための初期位置関係を定めるためのものであり、所定の位置において孔１３３gと溝１３４g，１３６gが重なる時、時分針が１２時０分を指すようになっている。
【００５９】
図１０は３番車１３３の遮光部１３３dが満たすべき条件を説明するための図である。後述するが、時分針の基準位置を検出する際には秒針駆動系１２０は秒針が０秒を指す基準位置で止まっており、６番車１２６と秒針車１２３を検出光が透過している状況で３番車１３３が動くので、秒針車１２３の場合のように楕円ではなく円として、検出光と３番車１３３が重なる部分がステップ毎に描かれている。本実施形態においては３番車１３３は４５ステップ／回転としているので、円は４５個描かれている。
このとき、この３番車１３３の１回転あたりのステップ数をpとしておくと、１ステップ毎に３番車１３３が進む角度α’°はα’＝３６０／pで表され、各円のなす中心角ξ’°は、図１０のように、３番車１３３の回転軸の中心から秒針車の長孔の半径方向の幅の中心までの距離をR’，長孔に内接する円の半径をr’とすると、ξ’＝２×arcsin（r’／R’）で表されることになる。
そして、図１０において、ステップ毎に検出光が透過する範囲の一部が重なって干渉し、光検出センサ１４０のON，OFFの区別がつきにくくなることを避けるために、ξ’≦α’を満たす必要がある。さらに、３番車１３３の最も長い遮光部１３３dのなす中心角をδ’°、この最長遮光部１３３dにより検出光が遮光されている間に３番車１３３が刻むステップ数の分だけ当該３番車が回転する角度をε’°とすると、３番車１３３および分針車１３４の基準位置検出のためには３×α＋ξ’≦ε’≦δ’を満たす必要がある。なぜなら、遮光部１３３dに含まれる円の数、即ちステップ数を、遮光部１３３e，１３３fに含まれるステップ数より多い３個以上とし、遮光部１３３e，１３３fによるOFF期間と区別する必要があるからである。本実施形態においては、ε’＝９×α＋ξ’とし、遮光部１３３d中に１０ステップ含まれるようにしている。
【００６０】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として本実施形態のように３番車１３３の１回転あたりのステップ数がp＝４５である場合には、α’＝８°となり、R＝６．６５１７、r＝０．４５であるとすると、ξ’＝７．７６°となるので、ξ’（＝７．７６°）≦α’（＝８°）が成立している。
また、このときε’＝９×８°＋７．７６°＝７９．７６°となるので、ε’（＝７９．７６°）≦δ’を成立させるために、本実施形態においてはδ’＝８０．２９°としている。
【００６１】
図５に示される手動修正系１５０は、上述の分針車１３４および時針車１３６に噛合する日の裏車１３５と、この日の裏車１３５に噛合する手動修正軸１５１とにより構成されている。この手動修正軸１５１は上ケース１１２の外部に位置づけられて利用者が直接指を触れることのできる頭部１５１bを有している。
手動修正軸１５１は分針車１３４と同位相で回転するように構成されており、上述の時分針駆動系１３０により分針車１３４が駆動されているときには日の裏車１３５を介して分針車１３４と同位相で回転すると共に、時分針駆動系１３０の非作動時には、頭部１５１bを指で回転させることにより、指針位置を手動修正できるようになっている。
【００６２】
透過型光検出センサ１４０は、図４に示すように、例えば、下ケース１１１に取り付けられた発光ダイオードからなる発光素子１４２と、この発光素子１４２に対向するように、上ケース１１２に取り付けられたフォトトランジスタからなる受光素子１４４とにより形成される。
また、図４および図５に示すように、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、および時針車１３６の全てが同時に重なる位置に配置されている。そして、６番車１２６の長孔１２６a、秒針車１２３の長孔１２３a（または１２３bまたは１２３c）、３番車１３３の長孔１３３a（または１３３bまたは１３３c）、分針車１３４の長孔１３４a（または１３４bまたは１３４c）、および時針車１３６の長孔１３６a（または１３６bまたは１３６c）が重なり合った時に、発光素子１４２から発せられた検出光が受光素子１４４により受光されて、光検出センサ１４０がON状態になる。
【００６３】
以下、この光検出センサ１４０のON，OFFを利用した、本実施形態の自動修正時計の時刻修正動作を、図１３および図１４（a）に関連付けて記述する。
時刻修正を行う際には、まず発光素子１４２、即ち発光ダイオードから検出光が発せられる。
この発光ダイオードからの検出光が、受光素子１４４、即ちフォトトランジスタにより検出され、フォトトランジスタが出力を発する、即ちONになっているかどうかを調べる（STEP１）。
これは、上述したように、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６に設けられている長孔が、発光ダイオード上で全て重なっているかどうかを調べることを意味する。
【００６４】
フォトトランジスタが出力を発しない、つまりOFFの場合には、秒針駆動系１２０の秒針用ステッピングモータ１２１を３ステップずつ、時分針駆動系１３０の時分針用ステッピングモータ１３１を２ステップずつ早送り駆動する（STEP２，STEP３）。
なぜ秒針用ステッピングモータ１２１を３ステップずつ、時分針用ステッピングモータ１３１を２ステップずつ駆動するかというと、図１４（a）に示されるように、スムース運針の場合には秒針駆動系１２０用のステッピングモータ１２１の駆動出力SO１およびSO２と、時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１の駆動出力MHO１およびMHO２の位相が異なっているためである。
【００６５】
STEP２，STEP３における早送り動作はフォトトランジスタがON状態になるまで続けられ、ONになったところで一度ステッピングモータ１２１とステッピングモータ１３１の両方の動きを止める。
このことは、指針の位置はどこでもよいので、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６に設けられている長孔が発光ダイオード上で全て重なっており、検出光が透過できる貫通孔が形成されていることを確認することに等しい。
【００６６】
その次には、まず秒原点検索、つまり秒針を基準位置である０秒の位置に移動させることを目指す。そのために、秒針駆動系１２０用のステッピングモータ１２１のみ動かして秒針車１２３を２ステップずつ早送り駆動し（STEP４）、フォトトランジスタがOFF状態になっているステップ数を数えてゆく（STEP５）。
ただし、このとき２ステップの内の１ステップ目はOFFとして数えてゆく。
１４６〜１９１ステップの間に１度もONにならずOFF状態であったとき、次にONになった位置でステッピングモータ１２１を止め、秒針車１２３を停止させる（STEP６）。
このようにすると、前述したように、秒針の停止位置がちょうど０秒となる。
【００６７】
最後に、時針と分針の位置を基準となる原点位置に移動させることを考える。そのために、秒針車１２３は停止させたままで、時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１のみ動かして分針車１３４を１ステップずつ早送り駆動する（STEP７）。
【００６８】
そして、この分針車１３４の１ステップの駆動ごとに、フォトトランジスタがOFF状態になっているステップ数を数えてゆく（STEP８）。
OFFとなっている状態のパターンは、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６のそれぞれの長孔と遮光部の形状により、本実施形態の場合には表４に示すA，B，C，D，Eの５通りがある。
【００６９】
【表４】
Figure 0003668166
【００７０】
STEP７，STEP８においては３番車を介して分針車１３４を駆動しているが、それにつれて時針車１３６も当然駆動されており、OFF状態のステップ数がC：２８０〜４４９である時は時針、即ち短針は４時を指す位置にあり、D：４５０〜９９９の時は８時を指す位置にあり、E：６５〜２７９の時は１２時を指す位置にある。そしてOFF状態のステップ数がB：４５〜６４の時は、分針、即ち長身が０分を指している状態になっている。OFFの数がA：０〜４４の時は、そのいずれでもない状態である。
【００７１】
従って、OFFの数をCと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は４：００を指す位置で止まり、OFFの数をDと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は８：００を指す位置で止まり、OFFの数をEと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は１２：００を指す位置で止まることとなる（STEP９）。
実際には、４：００，８：００，１２：００となる指針の位置のうち、現在時刻から最も近い次の時刻の指針の位置で全ての指針が止まることになる。
【００７２】
このようにして指針の基準位置が定まった後には、前述したように、受信したJJYを基に動かされている制御回路１４に設けられている内部時計の時刻を目標値として、現在止まっている基準位置からその目標時刻まで指針を動かすのに必要なステップ数が制御回路１４により算出され、その位置まで各指針が早送り駆動されて時刻修正が完了する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態においては、６番車１２６に、検出光を通過させるための透孔として、円弧状の長孔１２６aを用いているので光検出センサ１４０がONとなる範囲が広がり、この長孔１２６aと秒針車１２３の長孔および遮光部との関係が所定の条件を満たすように設定されているので、秒針駆動系の減速比が大きいスムース運針の場合にも、位置検出に用いる光検出センサは１つだけで、基準位置検出時間を短縮でき時刻修正にかかる時間を短縮可能であると共に、それらを高精度に行うことができる。
【００７４】
第２実施形態
本発明においては、秒針車１２３を変えることなく、ロータ１２１cと７番車１２７と６番車１２６と第１の５番車１２２の代わりに、ロータ１２１’cおよび第３の５番車１２８を用いることで、従来のステップ運針にも対応させることができる。
【００７５】
図１５および図１６はこの場合の本発明に係るステップ運針の自動修正時計の指針位置検出装置の一実施形態の構成を示す断面展開図およびその要部の平面図であり、秒針駆動系１２０’が、秒針用ステッピングモータ１２１’と、ステッピングモータ１２１’のロータ１２１’cのピニオン１２１c’’に噛合する第１検出用歯車（第１伝達歯車）としての第３の５番車１２８と、この第３の５番車１２８に噛合した第２検出用歯車としての秒針車１２３とにより構成されている。
その他の構成等は第１実施形態と同じであるので、その説明を適宜省略する。
【００７６】
本実施形態のステップ運針系においては、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比は１／３０であり、第３の５番車１２８は１２ステップ／回転、秒針車１２３は６０ステップ／回転で駆動されることになる。
【００７７】
以下、第３の５番車１２８を用いたステップ運針系においても、第１実施形態の場合と同じ秒針車１２３を用いて基準位置検出が行えることを、図１７および図１８を参照して示す。
図１７に示すように、第３の５番車１２８には検出光を透過させるための円形または略円形の透孔１２８aが２個、回転軸を挟んで対向して設けられている。そして、基準位置決定用の孔１２８cと溝１２３gが所定の場所で重なったところを始点とし、そこから第３の５番車１２８と秒針車１２３が互いに回転し、もう一度孔１２８cと溝１２３gが所定位置で重なるときまでに透孔１２８aが光検出センサ１４０上に載り、検出光が第３の５番車１２８の透孔１２８aを通過する際の秒針車１２３に対する位置が、図１８に円１２３hとして描かれている。第３の５番車１２８から秒針車１２３までの減速比σ’はσ’＝１／５であり、第３の５番車１２８の透孔１２８aは２個あるので、円１２３hは１０個描かれることになる。
【００７８】
第１実施形態の場合と同じように、第３の５番車１２８の透孔１２８aと秒針車１２３の長孔および遮光部が満たすべき条件を考えると、第３の５番車１２８aの透孔の数をn、第３の５番車１２８に対して光検出センサ１４０がONになる間隔中に秒針車１２３が進む角度をα’’°（＝σ×３６０／n）、円１２３hのなす中心角をξ’’°とすると、第３の５番車に対して光検出センサ１４０がONとなる範囲を示す円１２３hが秒針車１２３上で一部重なって干渉し、検出精度が悪化することを避けるために、ξ’’≦α’’を満たす必要がある。ただし、図１８に示すように、円１２３hが秒針車１２３の長孔に内接する円と同じ大きさであるとするならば、ξ’’はξ’’＝２×arcsin（r／R）で表される。
また、秒針車１２３上での隣り合う円１２３h同士のなす中心角をε’’°とすると、秒針車１２３の遮光部１２３dにおいて１回以上OFFとなるようにするために、α’’≦ε’’≦δを満足する必要がある（δは遮光部１２３dのなす中心角）。本実施形態においてはα’’＝ε’’とし、OFF回数を１回としている。そして、第１実施形態の場合と同じく、この遮光部１２３dによりOFFとなった後、次に最初にONになる位置を基準位置とし、秒針が０秒を指すようにしている。
【００７９】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として図１７のようにn＝２の場合には、α’’＝１／５×３６０°／２＝３６°となり、秒針車は第１実施形態の場合と変わらずR＝６、r＝０．５なのでξ’’＝９．５６°となり、ξ’’（＝９．５６°）≦α’’（＝３６°）が成立する。
また、α’’＝ε’’（＝３６°）≦δの条件は、第１実施形態の場合と同じδ＝５０．４４°で満たしている。
【００８０】
以上により、本発明において、秒針車１２３を変えることなく、ステップ運針においても基準位置検出が可能であることが分かった。
【００８１】
第２実施形態のステップ運針の場合には、図１４（b）に示すように秒針駆動系１２０’用のステッピングモータ１２１’の駆動出力と時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１の駆動出力の位相が一致しているので、時刻修正時の基準位置検出の際の各指針の早送り駆動中に、１ステップずつ原点検索、即ち第３の５番車１２８と秒針車１２３と３番車１３３と分針車１３４と時針車１３６の貫通孔の有無を確認する。
それ以外の時刻修正動作は第１実施形態の場合と同じである。
【００８２】
なお、上記の実施形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態においては歯車に設ける透光部を歯車の一部をくりぬいた透孔または長孔としているが、歯車を例えば透明なプラスチックなどで形成し、透光部以外の部分を黒く塗装する、あるいは遮光シールを貼るなどして透光部と遮光部を形成してもよい。このようにすると、穴状の透孔を形成することによる歯車の強度低下等を考える必要がなくなる。またそれに伴い透光部と遮光部の形状も上記実施形態から変化することも考えられるが、これらの変形例も本発明に含まれることは言うまでもない。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば電波時計のような自動修正時計において、秒針のスムース運針を行う場合にも迅速かつ正確な基準位置検出が行え、時刻修正動作にかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電波修正時計の信号処理系回路の一構成例を示すブロック構成図である。
【図２】標準電波の信号パターンを示す図である。
【図３】標準電波のタイムコードの一例を示す図である。
【図４】本発明に係る電波修正時計の指針位置検出装置の第１実施形態の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４の要部の平面図である。
【図６】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす６番車を示す平面図である。
【図７】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車を示す平面図である。
【図８】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【図９】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす３番車を示す平面図である。
【図１０】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす３番車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【図１１】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす分針車を示す平面図である。
【図１２】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす時針車を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る電波修正時計における指針の基準位置検出動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４（a）はスムース運針の場合の指針位置検出動作時のステッピングモータの出力を示す図であり、図１４（b）はステップ運針の場合の指針位置検出動作時のステッピングモータの出力を示す図である。
【図１５】本発明に係る電波修正時計の指針位置検出装置の第２実施形態の全体構成を示す断面図である。
【図１６】図１５の要部の平面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態において秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす第３の５番車を示す平面図である。
【図１８】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０…信号処理系回路
１１…標準電波受信系
１４…制御回路
１７…バッファ回路
１１１…下ケース
１１２…上ケース
１１３…中板
１２０…第１駆動系
１２１…秒針用ステッピングモータ
１２２…第１の５番車
１２３…秒針車（第２検出用歯車、第１指針車）
１２３a，１２３b，１２３c…長孔
１２３d，１２３e，１２３f…遮光部
１２６…６番車（第１検出用歯車、第１伝達歯車）
１２６a…長孔
１２６b…遮光部
１２０’…第１駆動系
１２１’…秒針用ステッピングモータ
１２８…第３の５番車
１２８a…透孔
１３０…第２駆動系
１３１…時分針用ステッピングモータ
１３２…第２の５番車
１３３…３番車（第３検出用歯車、第２伝達歯車）
１３３a，１３３b，１３３c…長孔
１３３d，１３３e，１３３f…遮光部
１３４…分針車（第４検出用歯車、第２指針車）
１３４a，１３４b，１３４c…長孔
１３４d，１３４e，１３４f…遮光部
１３５…日の裏車
１３６…時針車（第５検出用歯車、第２指針車）
１３６a，１３６b，１３６c…長孔
１３６d，１３６e，１３６f…遮光部
１４０…光検出センサ（検出手段）
１４２…発光素子
１４４…受光素子
１５０…手動修正系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic timepiece that adjusts time by receiving a time signal by radio waves, for example.
[0002]
[Prior art]
A radio-controlled timepiece that uses radio waves among automatic correction timepieces, for example, receives a long-wave standard radio wave (JJY) that accurately conveys Japan Standard Time (JST), and corrects the time based on this received signal It has a function to perform. Then, when performing this zeroing, a pointer position detecting device is provided in order to adjust the position of the pointer accurately to the hour, etc. first.
[0003]
Known conventional radio-controlled timepieces equipped with this pointer position detecting device are those described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-222164 and 6-30793. The radio-controlled timepieces disclosed in these publications include a first drive system for rotating the second hand gear, a second drive system for rotating the minute hand gear and the hour hand gear, and a first light for detecting the position of the second hand. A reflection type sensor and a second light reflection type sensor for detecting the positions of the minute hand and the hour hand are provided.
[0004]
The first light reflection type sensor and the second light reflection type sensor are formed by a light emitting element and a light receiving element, respectively, and detection holes respectively formed in an intermediate wheel and an hour hand wheel constituting the first drive system. When the second hand wheel and the light reflecting portion respectively formed on the rotating plate provided separately coincide with each other, the light receiving element receives the light emitted from the light emitting element and detects the pointer position.
[0005]
A radio-controlled timepiece using a light transmission type sensor instead of the light reflection type sensor as a light detection sensor for detecting a pointer position is also known. In the radio-controlled timepiece using this light transmission type sensor, a through hole is formed in the gear constituting the driving system for driving the second hand and the gear constituting the driving system for driving the minute hand and the hour hand. The light emitting element and the light receiving element are opposed to each other, and the pointer position is detected when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element with the through holes facing each other.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the radio-controlled timepiece having the pointer position detection device as described above, there are problems as described below. That is, if a light detection sensor corresponding to the drive system for driving the second hand and a light detection sensor corresponding to the drive system for driving the minute hand and the hour hand are separately provided as the light detection sensors, two light detection sensors are provided. Since a space for a minute is required, the move including the pointer position detection device is enlarged, and the optical detection sensor is expensive, leading to a significant increase in cost.
[0007]
Therefore, the inventor of the present invention previously detected the position of the pointer with a single light detection sensor in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-162336, with two drive systems, thereby reducing the size and cost of the device. The proposed automatic correction clock was proposed.
[0008]
However, the second hand drive system in the present invention is a so-called step hand drive system in which the second hand is held at the display position for about 1 second and moved to the next display position at the next moment after 1 second has passed. It was.
[0009]
When this second hand is not a step, but a so-called smooth hand movement (continuous hand movement) that moves smoothly over time, the reduction ratio of the gear train of the corresponding drive train is significantly greater than that of the step hand movement. Become bigger.
[0010]
Then, if a conventional one is used as a through hole (detection hole) for the light detection sensor, it takes a long time until the through holes provided in the gear used for position detection coincide with each other. There is a problem that it takes a long time to correct the time by detecting the pointer position using the matched through hole.
[0011]
In an automatic correction timepiece having two independent pointer drive systems and detecting the position by a single light detection sensor, the motor or the like that is the drive source of each of the two drive systems that drive the hands is subjected to impact or Even when the rotation is caused by other external factors to cause a phase shift, the above-described detection of the pointer position is required to match the phases.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is to realize a smooth hand movement of the second hand while suppressing an increase in the size and manufacturing cost of the move including the pointer position detection device. An object of the present invention is to provide an automatic correction timepiece that can quickly detect the hand position and correct the time even when it is used.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems of the prior art and achieve the object of the present invention, in the present invention, a first drive system for driving a first pointer, a second drive system for driving a second pointer, Detection means for detecting that the first pointer wheel directly connected to one pointer and the second pointer wheel directly connected to the second pointer are positioned at the reference position when the time signal is received and corrected at a predetermined time. And an automatic correction timepiece that controls an operation of correcting at a predetermined time based on an output signal of the detection means and a time signal, the detection means including a light emitting element that emits detection light and the light emission A transmission type light detection sensor comprising a light receiving element that receives the detection light emitted from the element and outputs a signal, wherein the first drive system is rotationally driven by a drive source to decelerate the rotational force and To the first guidelineThe light-transmitting part and the light-shielding part used for detecting the position of the first pointer by the detecting means are provided in a predetermined detection pattern on the same circumference around the rotation axis.A first detection gear and a second detection gear;The first detection gear has a predetermined length in the circumferential direction with a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means in a portion overlapping with the second detection gear. It has at least one arc-shaped translucent part and at least one light-shielding part having a predetermined length in the circumferential direction that is a part other than the translucent part, and the second detection gear is the first detection gear. A plurality of arc-shaped light-transmitting portions having a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means, and light-shielding portions other than the light-transmitting portions. The light transmitting portions and the light shielding portions of the second detection gear are alternately arranged, and one of the plurality of light shielding portions has a predetermined length in the circumferential direction with respect to the other light shielding portions. The longest light-shielding portion has a central angle δ ° and the first detection tooth The relationship with the central angle θ ° of the translucent part of the vehicle is that the reduction ratio from the first detection gear to the second detection gear is σ, and the light shielding part of the longest light shielding part of the second detection gear is When the detection light is not detected even if the first detection gear rotates while the detection light is shielded by the portion, the rotation angle of the second detection gear is ε °, and the second The distance from the center of the rotation shaft of the detection gear to the center of the radial width of the translucent portion of the second detection gear R , And the radius of the circle inscribed in the translucent part r Then,
                2x arcsin ( r / R ) + Θ × σ ≦ σ × 360
Under
            σ × 360 + 2 × arcsin ( r / R ) + Θ × σ ≦ ε ≦ δ
Satisfy the conditionThe second drive system includes a third detection gear, a fourth detection gear, and a fifth detection gear that are rotationally driven by a drive source to reduce the rotational force and transmit the rotational force to the second pointer. The third detection gear, the fourth detection gear, and the fifth detection gear each have a light transmitting portion and a light shielding portion that are used for detecting the position of the second pointer by the detection means, respectively. On the same circumference around the rotation axis,toothIt is characterized by being provided in a different predetermined pattern for each vehicle.
[0016]
More preferably, each of the third, fourth, and fifth detection gears is a circle having a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means at a portion where all the gears overlap. Each of the arc-shaped translucent part and a plurality of light shielding parts other than the translucent part is provided, and in the third, fourth, and fifth detection gears, the plurality of translucent parts and the light shielding parts are Alternatingly arranged, one of the plurality of light shielding portions is formed longer than the other light shielding portions by a predetermined length in the circumferential direction.
[0017]
The condition that the central angle δ ′ ° of the longest light shielding portion of the third detection gear should satisfy is that the number of steps to be engraved during one rotation of the third detection gear is p, The rotation angle of the third detection gear is ε ′ °, which is the rotation angle of the third detection gear by the number of steps engraved by the third detection gear while the detection light is blocked by the longest light shielding portion. If the distance from the center of the shaft to the center of the radial width of the light transmitting portion of the third detection gear is R ′, and the radius of the circle inscribed in the light transmitting portion is r ′,
2 × arcsin (r ′ / R ′) ≦ 360 / p
Under the condition
3 × 360 / p + 2 × arcsin (r ′ / R ′) ≦ ε ′ ≦ δ ′
It has become.
[0018]
The first detection gear includes a plurality of circular or substantially circular light-transmitting parts arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a light-shielding part that is a part other than the light-transmitting part. Also good.
In the second detection gear corresponding to this, the light transmitting portions and the light shielding portions are alternately arranged, and one of the plurality of light shielding portions has a predetermined circumferential direction than the other light shielding portions. The condition that the central angle δ ° of the longest light shielding portion of the second detection gear should be satisfied is that the reduction ratio from the first detection gear to the second detection gear is σ. ', The number of the circular or substantially circular light-transmitting portions of the first detection gear is n, and the detection light is shielded by the light-shielding portion among the longest light-shielding portions of the second detection gear. When the detection light is not detected even when the first detection gear rotates, the rotation angle of the second detection gear is ε ″ °, and the rotation axis of the second detection gear is The distance to the center of the radial width of the translucent part of the second detection gear is R, and inscribed in the translucent part If the radius of the circle and r,
2 × arcsin (r / R) ≦ σ ′ × 360 / n
Under the condition
σ ′ × 360 / n ≦ ε ″ ≦ δ
It may be said.
[0019]
In the present invention, even if the first detection gear is replaced in order to correspond to the different types of first hand movement patterns, and the patterns of the light transmitting portion and the light shielding portion of the first detection gear are changed, Since the translucent part and the light-shielding part of the second detection gear have patterns corresponding thereto, the parts can be shared.
[0020]
In the present invention, the first detection gear is provided with a circular arc shape or a plurality of circular or substantially circular light-transmitting portions, and the second to fifth detection gear wheels are provided with a plurality of arc-shaped light transmitting portions. As a result, the range through which the detection light for detecting the position of each gear can be widened. As a result, the chance of detecting the detection light is increased, and quick pointer position detection is possible.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
First, a general time detection method using a standard radio wave of a radio correction clock as an automatic correction clock will be described.
In a radio-controlled timepiece, generally, a standard radio wave (JJY) including time information (time code information) is received, and the time is corrected based on the time code information.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing system circuit of a radio-controlled timepiece as an automatic timepiece according to the present invention.
In the figure, the signal processing system circuit 10 includes a standard radio wave reception system 11, an oscillation circuit 13, a control circuit 14, a buffer circuit 17, and a light transmission type photodetection sensor 140.
[0024]
The standard radio wave reception system 11 includes, for example, a reception antenna 11a and a long wave reception circuit 11b that receives a standard radio wave including a time code transmitted from a transmission station, performs predetermined processing, and outputs the pulse signal S11 to the control circuit 14. Composed.
The long wave receiving circuit 11b includes, for example, an RF amplifier, a detection circuit, a rectifier circuit, and an integration circuit.
[0025]
Note that a long standard radio wave that is received by the standard radio wave receiving system 11 and that accurately conveys the Japanese standard time is transmitted in a form as shown in FIG.
[0026]
Specifically, the time code is composed of three types of signal patterns: “1” signal, “0” signal, and “P” signal, and each signal pattern has a 100% amplitude period width in one second (s). Are distinguished by. That is, when a “1” signal is represented, a signal having a predetermined frequency is transmitted for 500 ms (0.5 s) during one second (s), and when a “0” signal is represented, one second (s). A signal with a predetermined frequency is transmitted for 800 ms (0.8 s) in the meantime, and when a “P” signal is represented, a signal with a predetermined frequency is transmitted for 200 ms (0.2 s) during one second (s). Come.
When the reception state is good, the standard radio wave reception system 11 outputs a signal S11 as a pulse signal corresponding to the standard radio wave signal to the control circuit 14, as shown in FIG.
[0027]
As of September 1, 2001, Japan's standard radio waves are operated under the Communications Research Laboratory (CRL), and the standard radio frequency has been 40 kHz so far. However, from October 1, 2001, a transmitting station that transmits 60 kHz standard radio waves is also scheduled to open.
The amplitude of the modulated wave is 100% at the maximum and 10% at the minimum.
[0028]
Next, transmission data of the long wave standard radio wave will be described.
FIG. 3 shows an example of the time code of the standard radio signal.
As shown in FIG. 3, the time code is divided into 60 periods of one minute and one period (one frame), and 1-bit information is assigned and transmitted every second.
[0029]
The information sent by the time code is the hour, minute, day of the month since January 1, year (last two digits of the year), day of the week, leap second information, parity corresponding to the hour and minute, spare bits, and stop notice information. Yes, hour, minute, day since January 1, year (last 2 digits), day of week is expressed as binary number (BCD (Binary Coded Decimal Notation) positive logic) and transmitted To do. Therefore, sometimes it takes 6 bits to represent the time of the 24-hour JST, 7 bits for the minutes, 10 bits for the day of the week, 8 bits for the year, and 3 bits for the day of the week.
As for the second signal, the second is the rising edge of the radio wave pulse signal, and the 55% value (the center of the 10% value and the 100% value) of the rising edge of the pulse is synchronized with the standard time 1 second signal.
[0030]
The P signal is transmitted 7 times per frame, and the one corresponding to the minute (0 seconds) is called marker M, and the one corresponding to 9 seconds, 19 seconds, 29 seconds, 39 seconds, and 49 seconds is the position marker. Called P1-P5.
The other position marker P0 normally corresponds to a rise of 59 seconds (in the case of non-leap seconds). The P signal continues to appear only once in one frame at 59 seconds and 0 seconds, that is, when it continues with the position markers P0 and M, and the position where it continues appears as the minute position. That is, the time data such as minute / hour data is determined in the frame with reference to the minute position, so that the time data cannot be extracted unless the minute position is accurately detected.
[0031]
However, the format of the standard radio wave frame is not the same every minute, and as shown in FIG. 3, the format of the hour at 15 minutes and 45 minutes and the format of the other minutes are different. As shown in FIG. 3 (a), spare bits and leap second information are included only in formats other than 15 minutes and 45 minutes, and as shown in FIG. Instead of year information and day information, it appears only in 15-minute and 45-minute formats.
The spare bits, leap second information, and stop information will be described below.
[0032]
As shown in Table 1, the reserved bits use bits named SU1 and SU2. These are prepared for future information expansion. When this bit is used in daylight saving time information, “There is no change to daylight saving time within 6 days” when SU1 = SU2 = 0, “There is a change to daylight saving time within 6 days” when SU1 = 1 and SU2 = 0, In SU1 = 0 · SU2 = 1, the information format is “DST in progress”, and in SU1 = SU2 = 1, “DST ends within 6 days”. Daylight saving time has not yet been introduced in Japan, and it is still unknown, but when it comes to European summertime switching, it is often done in the middle of the night.
[0033]
[Table 1]
Figure 0003668166
[0034]
Next, as shown in Table 2, the leap second uses 2 bits named LS1 and LS2, and when LS1 = LS2 = 0, “the leap second is not corrected within one month”, LS1 = 1・ When LS2 = 0, “There is a negative leap second (deletion) within one month”, that is, one minute is 59 seconds, and when LS1 = LS2 = 1, “There is a positive leap second (insertion) within one month”, that is, one minute. The information form is such that is 61 seconds. The timing of leap second correction has already been determined, and it is supposed to be done immediately before January 1 or July 1 of Coordinated Universal Time (UTC) time. Therefore, at JTC JTC, it will be held just before 9:00 am on January 1 or July 1.
The leap second information is continuously transmitted from 9: 00 on the second day of the previous month to 8:59 on the first day of the current month.
[0035]
[Table 2]
Figure 0003668166
[0036]
As shown in (a), (b), and (c) of Table 3, the stop information uses bits named ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6, and ST1, ST2, ST3. A stoppage notice is provided at ST4, a stoppage time notice at ST4, and a stoppage notice at ST5 and ST6. First, the stop start notice will be described. When ST1 = ST2 = ST3 = 0, “No stoppage”, ST1 = ST2 = 0 • When ST3 = 1, “Stop within 7 days”, ST1 = 0 · ST2 = 1・ When ST3 = 0, “Stop within 3 to 6 days”, When ST1 = 0, ST2 = ST3 = 1, “Stop within 2 days”, When ST1 = 1 and ST2 = ST3 = 0, “Stop within 24 hours” In the case of “stop”, ST1 = 1 · ST2 = 0 · ST3 = 1 “stops within 12 hours”, and ST1 = ST2 = 1 · ST3 = 0 indicates “stops within 2 hours”. Next, the stop time notice is “only daytime” when ST4 = 1, and “all day or no stoppage plan” when ST4 = 0. Next, the stop period notice is “No stop plan” at ST5 = ST6 = 0, “Stop for 7 days or longer or unknown period” at ST5 = 0 and ST6 = 1, “At ST5 = 1 and ST6 = 0” “Stops within 2 to 6 days”, and ST5 = ST6 = 1 indicates “stops in less than 2 days”.
[0037]
[Table 3]
Figure 0003668166
[0038]
The above is the principle of time acquisition using a standard radio wave, but an external device, a manually input time, or the like may be adopted as a target time for correction.
[0039]
After obtaining the time, the clock hands are moved in accordance with the time to correct the clock time.
Hereinafter, an example of a method for correcting the time of the clock will be briefly described.
[0040]
When it becomes necessary to correct the time, the pointer is first moved to a reference position. Thereafter, the difference between the reference position and the obtained time is detected, and the pointer is moved to the target time. Specifically, when the pointer is moved to the reference position, the control circuit 14 sends a control signal CTL to the stepping motor 121 that is a power source of the second hand drive system.1The control signal CTL is sent to the stepping motor 131 which is the power source of the hour / minute hand drive system.2To fast forward each pointer. This fast-forwarding of the pointer is terminated when the pointer position detecting means confirms that the pointer has moved to a predetermined reference position.
[0041]
The control circuit 14 includes an internal part including a minute hand counter, a second hand counter, a standard minute / second counter using a basic clock of a predetermined frequency generated by the oscillation circuit 13 using the crystal oscillator CRY and supplied to the control circuit 14. A clock is provided to keep counting the time based on the input time even during fast-forwarding of the hands. Using the time of the internal clock as a target value, the control circuit 14 obtains the amount by which each pointer should be moved, and sends the control signal CTL to the stepping motors 121 and 131 via the buffer 17.1, CTL2Is output, the hands are moved to the target time, and the time of the clock is corrected.
[0042]
In the present invention, the detection / non-detection pattern of the detection light of the light detection sensor by the translucent part and the light-shielding part provided on the gear is used at the time of detecting the pointer position. Therefore, regarding the speed and accuracy of the pointer position detection, how quickly and accurately the detection light is detected, that is, the shapes and arrangement patterns of the light transmitting and light shielding portions of the gears are important.
[0043]
First embodiment
FIG. 4 is a developed sectional view showing a configuration of an embodiment of a pointer position detecting device for an automatic correction timepiece for smooth hands according to the present invention, and FIG. 5 is a plan view of a main part of the pointer position detecting device.
[0044]
The pointer position detecting device main body 100 is connected to the lower case 111 and the upper case 112 which are connected to face each other to form an outline, and is connected to the lower case 111 in a space formed by the lower case 111 and the upper case 112 And a first drive for driving a second hand as a first pointer with respect to predetermined positions of the lower case 111, the middle plate 113, and the upper case 112 in the space. The system, that is, the second hand drive system 120, the second drive system for driving the hour / minute hand as the second pointer, that is, the hour / minute hand drive system 130, the transmission type light detection sensor 140, and manually correct the time. A manual correction system 150 is fixed or pivotally supported.
[0045]
The second hand drive system 120 includes a notch-shaped stator 121a, a drive coil 121b wound around one leg piece of the stator 121a, and the other of the stator 121a among the components shown in FIGS. The second hand stepping motor 121 is composed of a rotor 121c rotatably supported between the magnetic poles of the motor, the seventh wheel 127 engaged with the pinion 121c ′ of the rotor 121c, and the first wheel engaged with the seventh wheel 127. A sixth wheel 126 as a detection gear (first transmission gear), a first fifth wheel 122 as an intermediate wheel meshing with the sixth wheel 126, and a first wheel meshing with the first fifth wheel 122 2 and a second hand wheel 123 as a detection gear. Here, the second hand stepping motor 121 is controlled by a control signal CTL output from the control circuit 14.1The rotation direction, rotation angle, and rotation speed are controlled based on the above. In the present embodiment, as a minimum unit when considering the movement of the drive system, it is referred to as one step that the control circuit 14 oscillates the pulse output once to drive the stepping motors 121 and 131 in pulses. To do. The actual length of the interval between steps is different between normal hand movement and fast-forwarding at time adjustment, and also differs between the second hand drive system and the hour / minute hand drive system.
[0046]
In smooth hand movement, it is necessary to increase the reduction ratio from the rotor 121c to the second hand wheel 123 in order to smoothly move the second hand, that is, the second hand wheel 123 to which the second hand is attached. Therefore, in the present embodiment, the first fifth wheel 122 is meshed as an intermediate wheel between the sixth wheel 126 serving as the first detection gear and the second hand wheel 123 serving as the second detection gear, and the reduction ratio is thereby increased. Earn. Incidentally, in the present embodiment, the sixth wheel has 40 steps / rotation, the second hand wheel has 960 steps / rotation, and the reduction ratio from the rotor 121c to the second hand wheel 123 is 1/480.
[0047]
In the present embodiment, the light transmission part and the light shielding part provided on the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123 are used for detecting the reference position of the second hand. If a plurality of substantially circular through holes arranged at equal intervals on the circumference is used, it takes time to detect the position because the reduction ratio of the drive system is large. However, increasing the rotational speed of the sixth wheel & pinion 126 to shorten the detection time is not preferable because it increases the rotational speed of the rotor 121c and increases the burden on the stepping motor 121.
Conversely, if the number of the through holes is increased to shorten the detection time and the interval between the through holes is shortened, that is, if the light shielding portion is reduced, the time during which detection light is detected through the through holes, that is, light detection. There is not much difference between the time when the sensor is ON and the time when the detection light is blocked by the light shielding unit, that is, the time when the light detection sensor is OFF, and the detection accuracy deteriorates. In this case, if it is attempted to increase the detection accuracy, the rotation speed of the sixth wheel & pinion 126 must be reduced as a matter of course, and the detection time becomes longer.
[0048]
Therefore, in the present embodiment, the translucent portion of the sixth wheel & pinion 126 is not a circular or substantially circular through hole as in the prior art, but a concentric circle centered on the rotation axis as shown in FIG. An arc-shaped elongated hole 126a extending in the circumferential direction with a predetermined width in the direction is provided. The central angle θ ° formed by the long hole 126a is 81 ° in this embodiment. As described above, in the present embodiment, since the long hole 126a having a relatively long size in the circumferential direction is used as the light transmitting portion, the detection light detection opportunity increases, and the time for position detection is increased. Shortened.
[0049]
As shown in FIG. 7, the second hand wheel 123 has three arc-shaped elongated holes 123a, 123b, 123c each having a predetermined width in the radial direction and extending a predetermined length in the circumferential direction. The light shielding portions 123d, 123e, and 123f, which are portions between the long holes, are alternately arranged on a concentric circle with the rotation axis of the second hand wheel 123 as a center. In the present embodiment, the central angle λ of each of the long holes 123a, 123b, 123c1°, λ2°, λThreeAnd the central angle ψ between the long hole 123a and the long hole 123b1°, center angle ψ between the long hole 123b and the long hole 123c2°, center angle ψ between the long hole 123c and the long hole 123aThree°, respectively λ1= 60 °, λ2= 81 °, λThree= 111 °, ψ1= 60 °, ψ2= ΨThree= 24 °, ψ1Is ψ2, ΨThreeIt is larger than
[0050]
θ, λ1~ ΛThree, Ψ1~ ΨThreeHowever, it is desirable that the following conditions be satisfied in consideration of detecting the reference position of the pointer including the third to fifth detection gears.
Hereinafter, this condition will be described in detail with reference to FIGS.
[0051]
As will be described later, the reference position of the second hand, that is, the second hand wheel 123 is obtained using only the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123. The method focuses on one point where there is a portion where the long holes of the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123 overlap with each other, so that detection light for position detection is detected, and the long holes of the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123 are shielded from light. The reference position is detected by discriminating the ON / OFF pattern of the light detection sensor generated by the unit.
As shown in FIGS. 6 and 7, both the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123 rotate counterclockwise when viewed from the upper case 112 side, and the number of steps required for the sixth wheel 126 to make one rotation is second hand wheel 123. Is significantly smaller than the number of steps required to make one rotation, and the light-shielding portion 123d of the second hand wheel 123 is longer than the other light-shielding portions 123e and 123f, so that it is shorter than the OFF period of the light-shielding portions 123e and 123f. It is only necessary to detect the long OFF period by the light shielding portion 123d. In the present embodiment, it is determined that the second hand directly connected to the second hand wheel 123 indicates the hour, that is, 0 second in the step where the light detection sensor is turned ON first after a long OFF period by the light shielding portion 123d. The hole 126c of the sixth wheel & pinion 126 and the groove 123g of the second hand wheel 123 are for determining the positional relationship between them. That is, when the hole 126c and the groove 123g overlap each other at a predetermined position, the reference position is set. At this time, the first light detection sensor ON after a long OFF period is detected by the light shielding portion 123d, and the second hand indicates 0 second.
[0052]
FIG. 8 is a diagram for explaining how to determine the relationship between the long holes and the light shielding portions. In the figure, an ellipse rotates the sixth wheel & pinion 126 and the second hand wheel 123 from each other from the reference position, and returns to the reference position again. The locus drawn by the long hole 126a of the sixth wheel & pinion 126 on the second hand wheel 123 until it arrives is shown. In this embodiment, since the reduction ratio σ from the sixth wheel 126 to the second hand wheel 123 is σ = 1/24, 24 ellipses are drawn.
At this time, the angle α ° that the second hand wheel 123 advances until the starting point of the arc that forms the central angle θ of the long hole 126a returns again is α = σ × 360, and the central angle θ ° of the long hole 126a is above the second hand wheel 123. Then, the central angle β ° indicating how much is represented by β = θ × σ, and the central angle ξ ° formed by the ellipse is the length of the second hand wheel from the center of the rotating shaft of the second hand wheel 123 as shown in FIG. If the distance to the center of the radial width of the hole is R, and the radius of the circle inscribed in the long hole is r, ξ = 2 × arcsin (r / R) + β.
In FIG. 8, even when the sixth wheel & pinion 126 makes one rotation, a range corresponding to the long hole 126a overlaps and interferes with each other, so that it is difficult to distinguish between ON and OFF of the light detection sensor 140. In addition, it is necessary to satisfy ξ ≦ α. Further, the center angle formed by the longest light shielding portion 123d of the second hand wheel 123 is δ °, and the detection light is not detected even if the sixth wheel & pinion 126 rotates while the detection light is shielded by the longest light shielding portion 123d. Sometimes, when the rotation angle of the second hand wheel 123 is ε °, α + ξ ≦ ε ≦ δ needs to be satisfied in order to detect the reference position of the second hand wheel 123. This is because the number of ellipses included in the light shielding portion 123d must be two or more, which is larger than the number of ellipses included in the light shielding portions 123e and 123f, so as to be distinguished from the OFF period by the light shielding portions 123e and 123f. In the present embodiment, ε = 2 × α + ξ is set so that three ellipses are included in the light shielding portion 123d.
[0053]
When an actual numerical value is substituted and verified, for example, when the central angle θ of the long hole 126a of the sixth wheel & pinion 126 is θ = 81 °, α = 15 ° and β = 3.375 °. Therefore, assuming that R = 6 and r = 0.5, ξ = 12.935 °, and ξ (= 12.935 °) ≦ α (= 15 °) holds.
At this time, since ε = 2 × 15 ° + 12.035 ° = 42.935 °, in order to satisfy ε (= 42.935 °) ≦ δ, in this embodiment, δ = 50.44 °. Yes.
[0054]
Hereinafter, description of the hour / minute hand drive system 130 as the second drive system will be described.
The hour / minute hand drive system 130 includes a substantially U-shaped stator 131a among the components shown in FIGS. 4 and 5, a drive coil 131b wound around a leg piece on one side of the stator 131a, and the stator An hour / minute hand stepping motor 131 constituted by a rotor 131c rotatably supported between the other magnetic poles of 131a, and a second fifth wheel 132 as an intermediate wheel meshing with a pinion 131c ′ of the rotor 131c The third wheel 133 as a third detection gear (second transmission gear) meshed with the second fifth wheel 132 and the fourth detection gear (second pointer wheel) meshed with the third wheel 133 The minute hand wheel 134 as an intermediate wheel, the minute wheel 135 as an intermediate wheel meshed with the minute hand wheel 134, and the hour hand wheel 136 as a fifth detection gear (second pointer wheel) meshed with the minute wheel 135 And It is configured.
Here, the hour / minute hand stepping motor 131 receives the control signal CTL output from the control circuit 14.2The rotation direction, rotation angle, and rotation speed are controlled based on the above.
[0055]
As shown in FIG. 9, the third wheel 133 has three arc-shaped elongated holes 133a, 133b, 133c having a predetermined width in the radial direction and extending by a predetermined length in the circumferential direction. The light shielding portions 133d, 133e, and 133f, which are portions between the long holes, are alternately arranged on concentric circles around the rotation axis of the third wheel & pinion 133. In the present embodiment, the central angle λ of each of the long holes 133a, 133b, 133cFour°, λFive°, λ6And the central angle ψ between the long hole 133a and the long hole 133bFour°, the central angle ψ between the long hole 133b and the long hole 133cFive°, the central angle ψ between the long hole 133c and the long hole 133a6°, respectively λFour= 96 °, λFive= 56 °, λ6= 72 °, ψFour= 88 °, ψFive= Ψ6= 24 °, ψFourIs ψFive, Ψ6It is larger than
[0056]
As shown in FIG. 11, the minute hand wheel 134 has three arc-shaped elongated holes 134a, 134b, 134c each having a predetermined width in the radial direction and extending by a predetermined length in the circumferential direction. The light shielding portions 134d, 134e, and 134f, which are portions between the long holes, are alternately arranged on concentric circles around the rotation axis of the minute hand wheel 134. In the present embodiment, the central angle λ of each of the long holes 134a, 134b, 134c7°, λ8°, λ9And the central angle ψ between the long hole 134a and the long hole 134b7°, center angle ψ between the long hole 134b and the long hole 134c8°, center angle ψ between the long hole 134c and the long hole 134a9°, respectively λ7= 60 °, λ8= 120 °, λ9= 60 °, ψ7= 60 °, ψ8= Ψ9= 30 °, ψ7Is ψ8, Ψ9It is larger than
[0057]
As shown in FIG. 12, the hour hand wheel 136 has three arc-shaped elongated holes 136a, 136b, 136c each having a predetermined width in the radial direction and extending a predetermined length in the circumferential direction. The light shielding portions 136d, 136e, and 136f, which are portions between the respective long holes, are alternately arranged on concentric circles around the rotation axis of the hour hand wheel 136.
In the hour hand wheel 136 of the present embodiment, the central angle λ of the long holes 136a, 136b, 136cTen°, λ11°, λ12° is λTen= 90 °, λ11= 77.5 °, λ12= 60 °, and both ends of the long holes 136a, 136b, and 136c are straight lines, so that the central angle ψ between the long hole 136a and the long hole 136b isTen°, the central angle ψ between the long hole 136b and the long hole 136c11°, the central angle ψ between the long hole 136c and the long hole 136a12° is the central angle formed by the light shielding portions 136d, 136e, and 136f, respectively, and ψTen= 27.5 °, ψ11= 45 °, ψ12= 60 °.
[0058]
In this embodiment, the third wheel 133 is provided with long holes 133a, 133b, and 133c as a light transmitting portion for detecting the reference position, instead of the conventional circular or substantially circular through holes. Yes. Therefore, as in the case of the second hand wheel 123, it is necessary to distinguish the OFF pattern of the light detection sensor generated by the long holes and the light shielding portions of the third wheel 133 and the minute hand wheel 134 in order to determine the reference position. As a reference position, as in the case of the second hand wheel 123, the light detection sensor is first turned on after detecting the OFF period by the light shielding part 133d longer than the light detection sensor OFF period by the light shielding parts 133e and 133f. In this step, the minute hand directly connected to the minute hand wheel 134 indicates the hour, that is, 0 minutes.
The hole 133g of the third wheel 133, the groove 134g of the minute hand wheel 134, and the hour hand wheel 136g are for determining the initial positional relationship therefor, and when the hole 133g and the grooves 134g, 136g overlap at a predetermined position, The hour and minute hands point to 12:00.
[0059]
FIG. 10 is a view for explaining conditions that the light shielding portion 133d of the third wheel 133 should satisfy. As will be described later, when the reference position of the hour / minute hands is detected, the second hand drive system 120 is stopped at the reference position where the second hand indicates 0 second, and the detection light is transmitted through the sixth wheel 126 and the second hand wheel 123. Since the third wheel 133 moves, a portion where the detection light and the third wheel 133 overlap is drawn for each step as a circle instead of an ellipse as in the second hand wheel 123. In the present embodiment, the third wheel & pinion 133 has 45 steps / rotation, so 45 circles are drawn.
At this time, if the number of steps per rotation of the third wheel 133 is set to p, the angle α ′ ° at which the third wheel 133 advances for each step is expressed as α ′ = 360 / p, and is formed by each circle. As shown in FIG. 10, the central angle ξ ′ ° is the distance from the center of the rotation shaft of the third wheel & pinion 133 to the center of the radial width of the long hole of the second hand wheel R ′, the radius of the circle inscribed in the long hole Is represented by ξ ′ = 2 × arcsin (r ′ / R ′).
In FIG. 10, in order to avoid that a part of the range where the detection light is transmitted overlaps each other and interferes and it becomes difficult to distinguish between ON and OFF of the light detection sensor 140, ξ ′ ≦ α ′ is set. It is necessary to satisfy. Further, the center angle formed by the longest light-shielding part 133d of the third wheel 133 is δ '°, and the third wheel corresponds to the number of steps carved by the third wheel 133 while the detection light is blocked by the longest light-shielding part 133d. If the rotation angle of the vehicle is ε ′ °, 3 × α + ξ ′ ≦ ε ′ ≦ δ ′ needs to be satisfied in order to detect the reference positions of the third wheel 133 and the minute hand wheel 134. This is because the number of circles included in the light shielding unit 133d, that is, the number of steps, must be three or more than the number of steps included in the light shielding units 133e and 133f, and must be distinguished from the OFF period by the light shielding units 133e and 133f. is there. In this embodiment, ε ′ = 9 × α + ξ ′, and 10 steps are included in the light shielding portion 133d.
[0060]
When the actual numerical values are substituted and verified, as an example, when the number of steps per rotation of the third wheel & pinion 133 is p = 45 as in the present embodiment, α ′ = 8 °, and R = 6.6651 and r = 0.45, ξ ′ = 7.76 °, so ξ ′ (= 7.76 °) ≦ α ′ (= 8 °) is established.
At this time, since ε ′ = 9 × 8 ° + 7.76 ° = 79.76 °, in order to satisfy ε ′ (= 79.76 °) ≦ δ ′, in this embodiment, δ ′ = The angle is 80.29 °.
[0061]
A manual correction system 150 shown in FIG. 5 includes a date wheel 135 that meshes with the minute hand wheel 134 and hour hand wheel 136 described above, and a manual correction shaft 151 that meshes with the date wheel 135 of this date. The manual correction shaft 151 is positioned outside the upper case 112 and has a head 151b that can be directly touched by a user.
The manual correction shaft 151 is configured to rotate in the same phase as the minute hand wheel 134. When the minute hand wheel 134 is driven by the above-described hour / minute hand driving system 130, the manual correction shaft 151 is connected to the minute hand wheel 134 via the minute wheel 135. While rotating in the same phase, when the hour / minute hand drive system 130 is not in operation, the head position can be manually corrected by rotating the head 151b with a finger.
[0062]
As shown in FIG. 4, the transmissive photodetection sensor 140 is attached to the upper case 112 so as to face the light emitting element 142 and the light emitting element 142 attached to the lower case 111, for example. The light receiving element 144 is formed of a phototransistor.
As shown in FIGS. 4 and 5, the sixth wheel & pinion 126, the second hand wheel 123, the third wheel & pinion 133, the minute hand wheel 134, and the hour hand wheel 136 are all arranged at the same time. Then, the long hole 126a of the sixth wheel 126, the long hole 123a (or 123b or 123c) of the second hand wheel 123, the long hole 133a (or 133b or 133c) of the third wheel 133, and the long hole 134a (or 134b) of the minute hand wheel 134. Or 134c), and when the elongated hole 136a (or 136b or 136c) of the hour hand wheel 136 overlaps, the detection light emitted from the light emitting element 142 is received by the light receiving element 144, and the light detection sensor 140 is turned on. .
[0063]
Hereinafter, the time correction operation of the automatic correction clock according to the present embodiment using ON / OFF of the light detection sensor 140 will be described in association with FIG. 13 and FIG. 14 (a).
When correcting the time, first, detection light is emitted from the light emitting element 142, that is, the light emitting diode.
The detection light from the light emitting diode is detected by the light receiving element 144, that is, the phototransistor, and it is checked whether the phototransistor emits an output, that is, is ON (STEP 1).
As described above, this is to check whether the long holes provided in the sixth wheel 126, the second hand wheel 123, the third wheel 133, the minute hand wheel 134, and the hour hand wheel 136 all overlap on the light emitting diode. Means.
[0064]
When the phototransistor does not emit an output, that is, it is OFF, the second hand stepping motor 121 of the second hand drive system 120 is fast-forwarded by three steps and the hour / minute hand stepping motor 131 of the hour / minute hand drive system 130 is fast-forwarded by two steps ( STEP2, STEP3).
The reason why the second stepping motor 121 is driven by three steps and the hour / minute hand stepping motor 131 is driven by two steps is as shown in FIG. 14A. This is because the drive outputs SO1 and SO2 of the stepping motor 121 and the drive outputs MHO1 and MHO2 of the stepping motor 131 for the hour / minute hand drive system 130 are different in phase.
[0065]
The fast-forwarding operation in STEP 2 and STEP 3 is continued until the phototransistor is turned on, and once it is turned on, both the stepping motor 121 and the stepping motor 131 are stopped.
This means that the position of the pointer may be anywhere, so that the long holes provided in the sixth wheel 126, second hand wheel 123, third wheel 133, minute hand wheel 134, hour hand wheel 136 all overlap on the light emitting diode, This is equivalent to confirming that a through hole through which the detection light can be transmitted is formed.
[0066]
Next, the second origin is first searched, that is, the second hand is moved to the reference position of 0 second. For this purpose, only the stepping motor 121 for the second hand drive system 120 is moved to fast-forward the second hand wheel 123 by two steps (STEP 4), and the number of steps in which the phototransistor is OFF is counted (STEP 5).
However, at this time, the first step of the two steps is counted as OFF.
When it is not turned ON once during the 146 to 191 steps and is in the OFF state, the stepping motor 121 is stopped at the next ON position, and the second hand wheel 123 is stopped (STEP 6).
If it does in this way, as mentioned above, the stop position of a second hand will be exactly 0 second.
[0067]
Finally, consider moving the hour and minute hands to the reference origin position. Therefore, while the second hand wheel 123 is stopped, only the stepping motor 131 for the hour / minute hand drive system 130 is moved to fast-forward the minute hand wheel 134 step by step (STEP 7).
[0068]
Then, for each step of driving the minute hand wheel 134, the number of steps in which the phototransistor is turned off is counted (STEP 8).
In the case of this embodiment, the patterns in the OFF state are A, B, and C shown in Table 4 according to the shapes of the long holes and the light shielding portions of the third wheel 133, the minute hand wheel 134, and the hour hand wheel 136, respectively. , D and E.
[0069]
[Table 4]
Figure 0003668166
[0070]
In STEP7 and STEP8, the minute hand wheel 134 is driven via the third wheel, but the hour hand wheel 136 is also driven accordingly, and when the number of steps in the OFF state is C: 280-449, the hour hand, That is, the short hand is in a position indicating 4 o'clock, when D: 450 to 999 is in a position indicating 8 o'clock, and when E: 65 to 279 is in a position indicating 12 o'clock. When the number of steps in the OFF state is B: 45 to 64, the minute hand, that is, the tall body points to 0 minute. When the number of OFF is A: 0 to 44, it is a state that is not any of them.
[0071]
Therefore, if the stepping motor 131 is stopped when the number of OFFs is recognized by the number of B after recognizing the number of OFFs as C, the pointer stops at the position indicating 4:00 and the number of OFFs is recognized as D. Later, if the stepping motor 131 is stopped when the number of OFFs is recognized by the number of B, the pointer stops at the position indicating 8:00, and after the number of OFFs is recognized as E, the number of OFFs by the number of Bs. If the stepping motor 131 is stopped when recognizing this, the pointer stops at the position indicating 12:00 (STEP 9).
Actually, of the pointer positions at 4:00, 8:00, and 12:00, all the hands stop at the position of the pointer at the next time closest to the current time.
[0072]
After the reference position of the pointer is determined in this way, as described above, it is currently stopped with the time of the internal clock provided in the control circuit 14 moved based on the received JJY as a target value. The number of steps required to move the hands from the reference position to the target time is calculated by the control circuit 14, and each hand is fast-forwarded to that position to complete the time adjustment.
[0073]
As described above, in this embodiment, the sixth wheel & pinion 126 uses the arc-shaped long hole 126a as a through-hole for allowing detection light to pass therethrough, so that the range in which the light detection sensor 140 is turned on is limited. Since the relationship between the elongated hole 126a and the elongated hole of the second hand wheel 123 and the light shielding portion is set so as to satisfy predetermined conditions, position detection is possible even in the case of a smooth hand movement with a large reduction ratio of the second hand drive system. Only one light detection sensor is used for the reference position detection time, the time required for time correction can be shortened, and they can be performed with high accuracy.
[0074]
Second embodiment
In the present invention, the rotor 121'c and the third fifth wheel 128 are replaced with the rotor 121c, the seventh wheel 127, the sixth wheel 126 and the first fifth wheel 122 without changing the second hand wheel 123. By using it, it is possible to cope with a conventional step hand movement.
[0075]
FIG. 15 and FIG. 16 are a developed sectional view and a plan view of the main part of a cross-sectional developed view showing a configuration of an embodiment of a hand position detecting device for an automatic correction timepiece for stepping hands according to the present invention, and a second hand drive system 120 ′. A second stepping motor 121 ′, a third fifth wheel & pinion 128 as a first detection gear (first transmission gear) meshing with the pinion 121c ″ of the rotor 121′c of the stepping motor 121 ′, A second hand wheel 123 as a second detection gear meshed with the third fifth wheel & pinion 128 is constituted.
Other configurations and the like are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof will be omitted as appropriate.
[0076]
In the step hand movement system of this embodiment, the reduction ratio from the rotor 121c to the second hand wheel 123 is 1/30, the third fifth wheel 128 is driven at 12 steps / rotation, and the second hand wheel 123 is driven at 60 steps / rotation. Will be.
[0077]
Hereinafter, it is shown with reference to FIG. 17 and FIG. 18 that the reference position can be detected using the same second hand wheel 123 as in the first embodiment also in the step hand moving system using the third fifth wheel & pinion 128. .
As shown in FIG. 17, the third fifth wheel & pinion 128 is provided with two circular or substantially circular through-holes 128a for transmitting the detection light so as to face each other across the rotation shaft. Then, starting from the point where the reference position determining hole 128c and the groove 123g overlap each other at a predetermined location, the third fifth wheel 128 and the second hand wheel 123 rotate relative to each other, and the hole 128c and the groove 123g are once again defined. The through-hole 128a is placed on the light detection sensor 140 by the time it overlaps with the position, and the position with respect to the second hand wheel 123 when the detection light passes through the through-hole 128a of the third fifth wheel & pinion 128 is shown as a circle 123h in FIG. It is drawn. The reduction ratio σ ′ from the third fifth wheel & pinion 128 to the second hand wheel 123 is σ ′ = 1/5, and there are two through holes 128a in the third fifth wheel & pinion 128, so ten circles 123h are drawn. Will be.
[0078]
As in the case of the first embodiment, considering the conditions to be satisfied by the through hole 128a of the third fifth wheel & pinion 128, the long hole of the second hand wheel 123 and the light shielding portion, the through hole of the third fifth wheel & pinion 128a N is the angle of travel of the second hand wheel 123 during the interval at which the light detection sensor 140 is turned on with respect to the third fifth wheel & pinion 128, α ″ ° (= σ × 360 / n), and a circle 123h is formed. When the center angle is ξ ″ °, the circle 123h indicating the range in which the light detection sensor 140 is turned on with respect to the third wheel 5 is partially overlapped on the second hand wheel 123 and interferes, and the detection accuracy deteriorates. In order to avoid this, it is necessary to satisfy ξ ″ ≦ α ″. However, as shown in FIG. 18, if the circle 123h is the same size as the circle inscribed in the long hole of the second hand wheel 123, ξ ″ is ξ ″ = 2 × arcsin (r / R). expressed.
Further, when the central angle formed by the adjacent circles 123h on the second hand wheel 123 is ε ″ °, α ″ ≦ ε in order to turn off at least once in the light shielding portion 123d of the second hand wheel 123. It is necessary to satisfy ″ ≦ δ (δ is a central angle formed by the light shielding portion 123d). In this embodiment, α ″ = ε ″ and the number of times of OFF is one. As in the case of the first embodiment, the position where the light is turned off by the light shielding portion 123d and then turned on first is set as a reference position, and the second hand indicates 0 second.
[0079]
When an actual numerical value is substituted and verified, as an example, when n = 2 as shown in FIG. 17, α ″ = 1/5 × 360 ° / 2 = 36 °, and the second hand wheel is the first one. Since R = 6 and r = 0.5 as in the case of the embodiment, ξ ″ = 9.56 °, and ξ ″ (= 9.56 °) ≦ α ″ (= 36 °) is established.
Further, the condition of α ″ = ε ″ (= 36 °) ≦ δ is satisfied at δ = 50.44 °, which is the same as in the first embodiment.
[0080]
As described above, in the present invention, it has been found that the reference position can be detected even in step operation without changing the second hand wheel 123.
[0081]
In the case of the step operation of the second embodiment, as shown in FIG. 14B, the drive output of the stepping motor 121 ′ for the second hand drive system 120 ′ and the drive output of the stepping motor 131 for the hour / minute hand drive system 130 are shown. Since the phases coincide with each other, during the fast-forward driving of each pointer when the reference position is detected at the time correction, the origin is searched step by step, that is, the third fifth wheel 128, the second hand wheel 123, and the third wheel 133 The presence or absence of through holes in the minute hand wheel 134 and the hour hand wheel 136 is confirmed.
Other time adjustment operations are the same as those in the first embodiment.
[0082]
In addition, said embodiment is an example for demonstrating this invention, and this invention is not limited to the said embodiment.
For example, in the above embodiment, the light transmitting portion provided in the gear is a through hole or a long hole in which a part of the gear is hollowed, but the gear is formed of, for example, transparent plastic, and the portions other than the light transmitting portion are painted black. Alternatively, the light transmitting part and the light shielding part may be formed by attaching a light shielding sticker or the like. In this way, it is not necessary to consider a reduction in gear strength due to the formation of the hole-shaped through-hole. In addition, it is conceivable that the shapes of the light-transmitting part and the light-shielding part are also changed from the above embodiment, but it goes without saying that these modified examples are also included in the present invention.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an automatic correction timepiece such as a radio timepiece, for example, the reference position can be detected quickly and accurately even when the second hand is moved smoothly, and the time required for the time adjustment operation can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing system circuit of a radio-controlled timepiece according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a signal pattern of a standard radio wave.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a time code of a standard radio wave.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a first embodiment of a pointer position detection device for a radio-controlled timepiece according to the present invention.
5 is a plan view of the main part of FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a plan view showing a sixth wheel which forms part of the first drive system for driving the second hand.
FIG. 7 is a plan view showing a second hand wheel that forms part of a first drive system that drives the second hand.
FIG. 8 is a plan view for explaining conditions to be satisfied by a light-transmitting part and a light-shielding part of a second hand wheel that forms part of the first drive system that drives the second hand.
FIG. 9 is a plan view showing a third wheel which forms part of a second drive system for driving the minute hand and hour hand.
FIG. 10 is a plan view for explaining conditions to be satisfied by a light-transmitting part and a light-shielding part of the third wheel which forms part of the second drive system for driving the minute hand and the hour hand.
FIG. 11 is a plan view showing a minute hand wheel forming a part of a second drive system for driving the minute hand and the hour hand.
FIG. 12 is a plan view showing an hour hand wheel forming a part of a second drive system for driving the minute hand and the hour hand.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the reference position detection operation of the hands in the radio-controlled timepiece according to the invention.
FIG. 14A is a diagram showing an output of the stepping motor at the time of the pointer position detecting operation in the case of the smooth hand movement, and FIG. 14B is a stepping motor at the time of the pointer position detecting operation in the case of the step hand moving. FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a second embodiment of the pointer position detection device for a radio-controlled timepiece according to the present invention.
16 is a plan view of the main part of FIG.
FIG. 17 is a plan view showing a third fifth wheel which forms part of the first drive system for driving the second hand according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a plan view for explaining the conditions to be satisfied by the light-transmitting part and the light-shielding part of the second hand wheel that forms part of the first drive system that drives the second hand.
[Explanation of symbols]
10: Signal processing system circuit
11 ... Standard radio wave reception system
14 ... Control circuit
17 ... Buffer circuit
111 ... Lower case
112 ... Upper case
113 ... Middle plate
120 ... 1st drive system
121 ... Stepping motor for second hand
122 ... 1st car No. 5
123 ... Second hand wheel (second detection gear, first pointer wheel)
123a, 123b, 123c ... long holes
123d, 123e, 123f ..light-shielding part
126 ... 6th wheel (first detection gear, first transmission gear)
126a ... long hole
126b ... Light-shielding part
120 '... first drive system
121 '... Stepping motor for second hand
128 ... Third fifth car
128a ... through hole
130: Second drive system
131 ... Stepping motor for hour and minute hands
132 ... No. 5 car
133 ... 3rd wheel (third detection gear, second transmission gear)
133a, 133b, 133c ... long hole
133d, 133e, 133f ..light-shielding part
134 ... minute hand wheel (fourth detection gear, second pointer wheel)
134a, 134b, 134c ... long hole
134d, 134e, 134f ..light-shielding portion
135 ... the back of the sun
136 ... hour hand wheel (fifth detection gear, second pointer wheel)
136a, 136b, 136c ... long holes
136d, 136e, 136f ..light-shielding portion
140... Light detection sensor (detection means)
142... Light emitting element
144. Light receiving element
150 ... Manual correction system

Claims (3)

第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第１検出用歯車は、前記第２検出用歯車と重なり合う部分において、前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を持って円周方向に所定の長さを有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である円周方向に所定の長さを有する遮光部とを少なくとも１つずつ有し、
前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°と前記第１検出用歯車の透光部の中心角θ°との関係は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離を R 、そして当該透光部に内接する円の半径を r とすると、
Figure 0003668166
 の下で下記式を満たし、
Figure 0003668166
 前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられている
自動修正時計。There are a first drive system for driving the first pointer, a second drive system for driving the second pointer, a first pointer wheel directly connected to the first pointer, and a second pointer wheel directly connected to the second pointer. Detecting means for detecting that the time signal is received and correcting it at a predetermined time, and detecting the position at the reference position, and controlling the operation for correcting to a predetermined time based on the output signal of the detecting means and the time signal. An automatic correction clock having a control unit,
The detection means includes a transmissive light detection sensor including a light emitting element that emits detection light and a light receiving element that receives the detection light emitted from the light emitting element and outputs a signal.
The first drive system is rotationally driven by a drive source, decelerates the rotational force and transmits the rotational force to the first pointer, and a light transmitting portion and a light shield used for detecting the position of the first pointer by the detection means. The first detection gear and the second detection gear provided in a predetermined detection pattern on the same circumference around the rotation axis ,
The first detection gear has a predetermined length in the circumferential direction with a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means in a portion overlapping with the second detection gear. Having at least one arc-shaped translucent part and a light-shielding part having a predetermined length in the circumferential direction that is a part other than the translucent part,
The second detection gear includes an arc-shaped translucent portion having a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means at a portion overlapping the first detection gear, and the translucent portion Each having a plurality of shading parts other than
The light transmitting portions and the light shielding portions of the second detection gear are alternately arranged, and one of the plurality of light shielding portions is longer than the other light shielding portions by a predetermined length in the circumferential direction. The relationship between the center angle δ ° of the longest light-shielding portion and the center angle θ ° of the light transmitting portion of the first detection gear is defined as a reduction ratio from the first detection gear to the second detection gear. Σ, among the longest light shielding portions of the second detection gear, when the detection light is not detected even if the first detection gear rotates while the detection light is shielded by the light shielding portion. , The angle of rotation of the second detection gear is ε °, and the distance from the center of the rotation axis of the second detection gear to the center of the radial width of the light transmitting portion of the second detection gear is R 2 , And if the radius of the circle inscribed in the translucent part is r ,
Figure 0003668166
 Satisfies the following formula,
Figure 0003668166
 The second drive system includes a third detection gear, a fourth detection gear, and a fifth detection gear that are rotationally driven by a drive source to reduce the rotational force and transmit the rotational force to the second pointer.
The third detection gear, the fourth detection gear, and the fifth detection gear each have a light transmitting portion and a light shielding portion that are used for detecting the position of the second pointer by the detection means, respectively. on the same circumference around the rotation axis, the automatic timepiece provided with a predetermined pattern different for each tooth wheel. 第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第１検出用歯車は、円周方向に等間隔で並べられた複数の円形または略円形の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とを有し、
前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°が満たすべき条件は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ’、前記第１検出用歯車の前記円形または略円形の透光部の数をn、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε’’°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
Figure 0003668166
の下で下記式であり、
Figure 0003668166
 前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられている
自動修正時計。There are a first drive system for driving the first pointer, a second drive system for driving the second pointer, a first pointer wheel directly connected to the first pointer, and a second pointer wheel directly connected to the second pointer. Detecting means for detecting that the time signal is received and correcting it at a predetermined time, and detecting the position at the reference position, and controlling the operation for correcting to a predetermined time based on the output signal of the detecting means and the time signal. An automatic correction clock having a control unit,
The detection means includes a transmissive light detection sensor including a light emitting element that emits detection light and a light receiving element that receives the detection light emitted from the light emitting element and outputs a signal.
The first drive system is rotationally driven by a drive source, decelerates the rotational force and transmits the rotational force to the first pointer, and a light transmitting portion and a light shield used for detecting the position of the first pointer by the detection means. The first detection gear and the second detection gear provided in a predetermined detection pattern on the same circumference around the rotation axis,
The first detection gear has a plurality of circular or substantially circular light-transmitting parts arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a light-shielding part that is a part other than the light-transmitting part,
The second detection gear includes an arc-shaped translucent portion having a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means at a portion overlapping the first detection gear, and the translucent portion Each having a plurality of shading parts other than
The light transmitting portions and the light shielding portions of the second detection gear are alternately arranged, and one of the plurality of light shielding portions is longer than the other light shielding portions by a predetermined length in the circumferential direction. The condition to be satisfied by the central angle δ ° of the longest light shielding portion formed is that the reduction ratio from the first detection gear to the second detection gear is σ ′, and the circular or substantially the first detection gear is The number of circular light transmitting portions is n, and the detection is performed even when the first detection gear rotates while the detection light is shielded by the light shielding portion among the longest light shielding portions of the second detection gear. When light is not detected, the rotation angle of the second detection gear is ε ″ °, and the radial direction of the translucent portion of the second detection gear is from the center of the rotation axis of the second detection gear. If the distance to the center of the width is R and the radius of the circle inscribed in the translucent part is r,
Figure 0003668166
 Is the following formula:
Figure 0003668166
 The second drive system includes a third detection gear, a fourth detection gear, and a fifth detection gear that are rotationally driven by a drive source to reduce the rotational force and transmit the rotational force to the second pointer.
The third detection gear, the fourth detection gear, and the fifth detection gear each have a light transmitting portion and a light shielding portion that are used for detecting the position of the second pointer by the detection means, respectively. An automatic correction timepiece provided with a predetermined pattern different for each gear on the same circumference around the rotation axis. 第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達し、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられる第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３、第４、および第５検出用歯車はそれぞれ、これら全ての歯車が重なる部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第３、第４、および第５検出用歯車において、前記複数の透光部と遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、
前記第３検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ’°が満たすべき条件は、前記第３検出用歯車が１回転する間に刻むステップ数をp、前記第３検出用歯車の最長遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第３検出用歯車が刻むステップ数の分だけ当該第３検出用歯車が回転する角度をε’°、前記第３検出用歯車の回転軸の中心から当該第３検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR’、そして当該透光部に内接する円の半径をr’とすると、
Figure 0003668166
の下で下記式である
自動修正時計。
Figure 0003668166
 There are a first drive system for driving the first pointer, a second drive system for driving the second pointer, a first pointer wheel directly connected to the first pointer, and a second pointer wheel directly connected to the second pointer. Detecting means for detecting that the time signal is received and correcting it at a predetermined time, and detecting the position at the reference position, and controlling the operation for correcting to a predetermined time based on the output signal of the detecting means and the time signal. An automatic correction clock having a control unit,
The detection means includes a transmissive light detection sensor including a light emitting element that emits detection light and a light receiving element that receives the detection light emitted from the light emitting element and outputs a signal.
The first drive system is rotationally driven by a drive source, decelerates the rotational force and transmits the rotational force to the first pointer, and a light transmitting portion and a light shield used for detecting the position of the first pointer by the detection means. The first detection gear and the second detection gear provided in a predetermined detection pattern on the same circumference around the rotation axis,
The second drive system is rotationally driven by a drive source, decelerates the rotational force and transmits the rotational force to the second pointer, and a light transmitting portion and a light shield used for detecting the position of the second pointer by the detecting means. Each having a third detection gear, a fourth detection gear, and a fifth detection gear provided in different predetermined patterns for each gear on the same circumference around the rotation axis,
Each of the third, fourth, and fifth detection gears has an arc-shaped light transmitting portion having a predetermined width in the radial direction for transmitting the detection light from the detection means at a portion where all the gears overlap. And a plurality of light shielding parts that are parts other than the light transmitting part,
In the third, fourth, and fifth detection gears, the plurality of light transmitting portions and the light shielding portions are alternately arranged, and one of the plurality of light shielding portions is more circular than the other light shielding portions. It is formed longer by a predetermined length in the circumferential direction,
The condition that the central angle δ ′ ° of the longest light shielding portion of the third detection gear should satisfy is that the number of steps engraved during one rotation of the third detection gear is p, and the longest light shielding of the third detection gear. The angle at which the third detection gear rotates by the number of steps engraved by the third detection gear while the detection light is shielded by the unit is ε ′ °, and the rotation axis of the third detection gear is If the distance from the center to the center of the radial width of the translucent part of the third detection gear is R ′, and the radius of the circle inscribed in the translucent part is r ′,
Figure 0003668166
 Below is the automatic correction clock.
Figure 0003668166
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