JP5774378B2 - 時計装置 - Google Patents

Description

本発明は、温度等の環境データを表示する機能を備えたアナログ式の時計装置に関する。

アナログ式の時計装置は、指針の駆動方式を切換えることにより、時刻とは異なる情報を表示することが可能である。例えば特許文献１には、秒針にて温度等の環境データを表示する機能を備えた時計が開示されている。また、特許文献２には、時針及び分針にて温度及び湿度等の環境データをそれぞれ表示する機能を備えた時計が開示されている。

特開平０２−２４７５９４号公報 特許第２７２６８３４号公報

さて、本願発明者は、時刻を表示する時計装置であって、指針の駆動方式を切換えることにより時刻及び環境データの両方の表示を同時に且つ定常的に行なう構成について検討した。

例えば、特許文献１に開示された時計は、指針の駆動方式を切換えることにより分針及び時針にて時刻を表示すると同時に秒針にて環境データを表示するものとなっている。しかし、環境データを表示している際は時刻の表示の正確性が時間の経過とともに損なわれるので、環境データの表示は所定の時間内に限られている。つまり、両方の表示を定常的に行なうことができない。

また、特許文献２に開示された時計は、指針の駆動方式を切換えることにより分針及び時針にて時刻と環境データとを択一的に表示するものとなっている。文字板には、表示内容を示す表示部が設けられている。しかし、両方の表示を同時に行なうことができない。

このように、アナログ式の時計装置に環境データを表示する機能を付加するというアイデアはあるものの、これまでに提案されている構成によると、環境データの表示によって時刻の表示が満足に行なえなくなるという不都合がある。時計装置としての利便性を考慮すると、常に時刻を表示する機能が確保される構成が望ましい。

本願発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指針にて温度等の環境データを表示する機能を付加したアナログ式の時計装置について、より実用的で利便性に優れた構成を実現することである。

本願第１請求項に記載した発明は、指針が配置された文字板と、前記指針を回転駆動するムーブメントと、前記ムーブメントを制御する制御手段とを備えた時計装置において、
前記指針としては、回転の中心軸が共通の時針、分針、及び秒針を備え、
前記ムーブメントは、前記時針及び前記分針を駆動する第１駆動系と、前記秒針を駆動する第２駆動系とを備え、
前記第１駆動系は、第１ステッピングモータ、前記第１ステッピングモータに連結された第１減速機構、前記第１減速機構に連結された分針パイプ、及び日の裏車を介して前記分針パイプに連結された時針パイプからなるものであり、
前記第２駆動系は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ、前記第２ステッピングモータに連結された第２減速機構、及び前記第２減速機構に連結された秒針パイプからなるものであり、
前記秒針パイプは前記分針パイプに挿通されており、前記分針パイプは前記時針パイプに挿通されており、前記時針、前記分針、及び前記秒針は、前記時針パイプ、前記分針パイプ、及び前記秒針パイプにそれぞれ支持して設けられており、
前記制御手段は、前記秒針の駆動方式がそれぞれ異なる秒針モードと環境データ表示モードとを設定してなるものであり、
当該時計装置は、温度等の環境データを検出するセンサと、前記環境データ表示モードと前記時刻表示モードとを切換える切換え手段とを備え、
前記秒針モードでは、パルス電流を１秒間隔で間欠的に前記第２ステッピングモータに供給して前記秒針を１分につき1回転の速度で回転駆動して時刻の秒単位を表示するようにし、
前記秒針モードにおける運針は、１秒毎の電流供給時間を０．４秒以上０．６秒以下とし、その間におけるパルス数を６以上１８以下として１秒毎の秒針の回転角度を６°に設け、
前記環境データ表示モードでは、前記秒針を前記センサが検出した環境データを示す位置に回転駆動して前記環境データを表示するようにし、
前記環境データの目盛りは、前記秒針の回転軸を中心に１２０°以上１８０°以下の範囲に設けられ、
前記第２ステッピングモータの１ステップあたりの前記秒針の回転角度に相当する前記環境データの量をＡとするとき、前記環境データは、Ａの間隔で離散的に表示されるようにした構成の時計装置である。

本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１において、前記秒針モードにおける運針は、１秒毎の電流供給時間を０．５秒とし、その０．５秒間におけるパルス数を１２として１秒毎の秒針の回転角度を６°に設け、他方、前記環境データとして温度を表示するものであって、前記環境データ表示モードにおける運針は、前記１ステップあたりの前記秒針回転角度が０．５°、その回転角度に相当する前記Ａが０．２℃となっている構成の時計装置である。

本発明によれば、指針にて温度等の環境データを表示する機能を付加したアナログ式の時計装置について、より実用的で利便性に優れた構成を実現することができる。

本発明の実施例に係り、時計装置を示す正面図である。 本発明の実施例に係り、時計装置を示すブロック図である。 本発明の実施例に係り、筐体を示す外観図（背面斜め横から見た図）である。 本発明の実施例に係り、筐体を示す外観図（側面斜め横から見た図）である。 本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（正面斜め横から見た図）である。 本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（背面斜め横から見た図）である。 本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（側面斜め横から見た図）である。 本発明の実施例に係り、ムーブメントの内部を示す説明図である。 本発明の実施例に係り、時計装置（モード表示手段を設けたもの）を示す正面図である。

以下に、本発明の実施例を図１乃至図８に基づいて説明する。本例の時計装置１は、アナログ式の電波修正時計であるとともに、環境データとして温度を表示する機能を付加したものとなっている。

この時計装置１は、指針３１０，３２０，３３０が配置された文字板４００と、指針３１０，３２０，３３０を回転駆動するムーブメント５００と、ムーブメント５００を制御する制御手段６００とを備えたものである。指針３１０，３２０，３３０としては、回転の中心軸が共通の時針３１０、分針３２０、及び秒針３３０を備えている。ムーブメント５００は、時針３１０及び分針３２０を駆動する第１駆動系５１０と、秒針３３０を駆動する第２駆動系５２０とを備えている。

制御手段６００は、計時手段６１０を備えており、時計装置１は、時針３１０、分針３２０、及び秒針３３０がそれぞれ回転駆動することにより、計時手段６１０がカウントする時刻を表示する構成となっている。本例の場合、筐体１００の内部には、標準時刻電波を受信するアンテナ２０が設けられている。制御手段６００は、定期的に標準時刻電波を受信して計時手段６１０の時刻を修正する。すなわち、時刻表示モードの時計装置１は、いわゆる電波修正時計となっている。

本例の場合、制御手段６００は、秒針３３０の駆動方式がそれぞれ異なる秒針モードと環境データ表示モードとを設定してなるものである。また、当該時計装置１は、環境データを検出するセンサ２００と、秒針モードと環境データ表示モードとを切換える切換え手段７１０とを備えている。センサ２００としては、環境データとして温度を検出するサーミスタを備えている。

秒針モードでは、秒針３３０を１分につき１回転の速度で回転駆動して時刻の秒単位を表示する構成となっている。環境データ表示モードでは、秒針３３０をセンサ２００が検出した環境データを示す位置に回転駆動して環境データを表示する構成となっている。また、秒針モード及び環境データ表示モードのいずれにおいても、時針３１０を１２時間につき１回転、分針３２０を１時間につき１回転する速度で回転駆動して時刻の時単位及び分単位をそれぞれ表示する構成となっている。すなわち、時針３１０及び分針３２０は、常に時刻を表示する。秒針は、使用者が切換え手段７１０を操作することにより、温度を表示する。環境データ表示モードでは、時刻及び環境データの両方の表示が同時に且つ定常的に行なわれる。

文字板４００には、指針３１０，３２０，３３０の回転軸を中心に時計の指標４０１が設けられている。また、指針３１０，３２０，３３０の回転軸を中心に所定の範囲で環境データの目盛り４０２が設けられており、環境データ表示モードにおいては、センサ２００が検出した環境データが秒針３３０の示す目盛り４０２の値によって示される構成となっている。

文字板４００は、時計装置１の筐体１００の正面に支持された透明カバー１１０に覆われている。センサ２００、ムーブメント５００、及び制御手段６００は、筐体１００の内部に配置されている。

図例した筐体１００は、円形薄型のものであり、その背部には、壁側のフックに係止するための係止部１２０、及びこれを立て掛けるための収納式脚体１３０が設けられている。また、図中の１４０は、時計装置１の電源１０となる電池を収納するための電池ボックスである。

次に、本例のムーブメント５００について説明する。本例のムーブメント５００は、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０を薄型のケース体５３０に収納してなるものである。制御手段６００は、所要の回路を設けた回路基板であり、ケース体５３０の正面に装着され、センサ２００は、その回路基板に搭載されている。

すなわち、時計装置１の製造においては、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０をケース体５３０の内部に設けてムーブメント５００を作成し、そしてセンサ２００、ムーブメント５００、及び制御手段６００を組付けて一つのユニットとし、これを筐体１００の内部に配置する。このような構成によると、組付け作業の煩雑化を回避することができる。また、このようなユニットを筐体１００の内部に配置する構成であれば、筐体１００のデザインや大きさを容易に設計変更することが可能となる。すなわち、時計装置１の設計の自由度が向上し、多様な製品開発を容易に行うことが可能となる。

特に、制御手段６００たる回路基板にセンサ２００を設けることによれば、センサ２００による検出精度の確保が容易になるという利点がある。一般に、リード線を介してセンサを基板に接続すると、リード線の電気抵抗や配線容量等により、センサの検出には測定誤差が生じる。この点、本例によれば、そのような測定誤差の問題を回避することができる。部品点数が削減されるうえ、検出精度も向上する。更に、筐体の設計時には、センサをどこに配置するかを考慮する必要がないので、設計作業も容易となる。

第１駆動系５１０は、第１ステッピングモータ５１１、第１ステッピングモータ５１１に連結された第１減速機構５１２、第１減速機構５１２に連結された分針パイプ５１３、及び日の裏車５１５を介して分針パイプ５１３に連結された時針パイプ５１４からなるものである。

第２駆動系５２０は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ５２１、第２ステッピングモータ５２１に連結された第２減速機構５２２、及び第２減速機構５２２に連結された秒針パイプ５２３からなるものである。

各減速機構５１２，５２２は、所定のギア比を設定してなる輪列であり、分針パイプ５１３及び秒針パイプ５２３の基端部には、各減速機構５１２，５２２と噛合する分針車５１３ａ及び秒針車５２３ａがそれぞれ設けられている。また、分針パイプ５１３の基端部に設けられたカナが日の裏車５１５と連結されており、時針パイプ５１４の基端部に設けられた時針車５１４ａが日の裏車５１５のカナと連結されている。秒針パイプ５２３は分針パイプ５１３に挿通されており、分針パイプ５１３は時針パイプ５１４に挿通されている。時針パイプ５１４及び分針パイプ５１３が第１ステッピングモータ５１１によりそれぞれ回転駆動し、秒針パイプ５２３が第２ステッピングモータ５２１により回転駆動する。制御手段６００たる回路基板の要所には、各指針パイプ５１３，５１４，５２３を貫通する孔部６０１が設けられている。各指針パイプ５１３，５１４，５２３は、ケース体５３０を筐体１００の内部に配置するとともに文字板４００の中央に突出する。時針３１０、分針３２０、及び秒針３３０は、時針パイプ５１４、分針パイプ５１３、及び秒針パイプ５２３にそれぞれ支持して設けられる。

また、本例のムーブメント５００は、各指針３１０，３２０，３３０の位置を検出する位置検出手段５４０を備えている。図例した位置検出手段５４０は、発光素子５４１及び受光素子５４２からなるインタラプタである。発光素子５４１及び受光素子５４２は、それらの間に第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０を挟むように配置されている。具体的には、発光素子５４１及び受光素子５４２の一方は、制御手段６００たる回路基板に設けるとともに、それらの他方は、ケース体５３０の背面側の要所に設けられている。発光素子５４１及び受光素子５４２の間に位置する第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０の要所には、発光素子５４１の光を透過する透光部５４３が設けられている。発光素子５４１としてはＬＥＤ、受光素子５４２としてはフォトトランジスタを採用している。位置検出時には、発光素子５４１を点灯しつつ第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０をそれぞれ駆動する。各指針３１０，３２０，３３０の位置は、その際の受光素子５４２の検出パターンから特定する構成となっている。尚、位置検出手段５４０としては、フォトインタラプタの他に、フォトリフレクタを採用することも可能である。また、本例の位置検出手段５４０は、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０の双方に対して一対の発光素子５４１及び受光素子５４２を設けてなるものである。但し、位置検出手段５４０は、各駆動系５１０，５２０に対して発光素子５４１及び受光素子５４２をそれぞれ設けて構成することも可能である。

位置検出手段５４０による位置検出は、筐体の背面に設けられたリセットスイッチ７２０が押された際に実行される。或は、計時手段を備えた制御手段６００により、定期的に（例えば１日に一回）行うように構成してもよい。各指針３１０，３２０，３３０の位置を検出した後、制御手段６００は、第１ステッピングモータ５１１及び第２ステッピングモータ５２１のステップ数をカウントして各指針３１０，３２０，３３０の指示位置をそれぞれ認識する。

本例では、環境データ表示モードと時刻表示モードとを切換える切換え手段として、筐体１００の側面又は正面にプッシュ式又はスライド式の切換えスイッチ７１０を設けている。使用者がこの切換えスイッチ７１０を操作することにより、環境データ表示モードと時刻表示モードとが切換えられる。尚、切換え手段としては、リモコン式スイッチ等を採用することも可能である。筐体１００を室内の壁に掛けて使用する場合に便利である。また、筐体１００に音センサを配置し、モードが所定の音に反応して切換るように構成することも可能である。

尚、図９に示すように、文字板４００には、モードの状態を表示するモード表示手段７３０を設けてもよい。図例したモード表示手段７３０は、文字板４００に発光部を設けてなるものである。秒針モードの際に消灯し、環境データ表示モードの際に点灯する構成となっている。或は、ソレノイド等の駆動手段にてプレートを駆動することにより、そのプレートによるモードの表示が変更されるように構成することも可能である。モード表示手段７３０によれば、時計装置１を見る者が、秒針３３０の示す値が時刻の秒単位であるのか環境データであるのかを速やかに認識することができる。

次に、環境データ表示モードにおける秒針３３０の回転駆動について詳述する。本例の場合、秒針モードにおける運針方法としては、パルス電流を１秒間隔で間欠的に第２ステッピングモータ５２１に供給する方法を採用している。具体的には、１秒毎の電流供給時間を０．５秒とし、その０．５秒間におけるパルス数を１２としている。１秒毎の秒針の回転角度は６°である。このような駆動方法によると、秒針３３０は１秒毎に停止するが、モータに毎秒１つのパルス電流を供給する一般的なステップ運針と比較すると、秒針３３０の動きが円滑で美しいものとなる。そして、環境データ表示モードにおいて、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの秒針３３０の回転角度に相当する環境データの量をＡとするとき、環境データは、Ａの間隔で離散的に表示される構成となっている。図例したものは、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの秒針３３０の回転角度が０．５°、その回転角度に相当する環境データの量Ａが０．２℃となっている。環境データの目盛り４０２は、指針３１０，３２０，３３０の回転軸を中心に１５０°の範囲に設けられている。

本例の構成によると、秒針モードにおける秒針３３０の動きを優雅なものとし、且つ、環境データ表示モードにおける環境データの表示についてその分解能を向上することができる。一般的なステップ運針によると、ステッピングモータの１ステップあたりの秒針の回転角度は６°であり、これを環境データの表示に応用すると、時計を見る者は、環境データの変化に伴い秒針が目に見えて大きく振れるのを認識することとなる。すなわち、環境データの計器としては分解能が大きい故に、針の動きが不自然なものとなる。この点、本例の構成によれば、そのような不都合を回避することができる。

尚、秒針モードにおける運針方法について、環境データの表示にも有利となる実用的な値は、１秒毎の電流供給時間が０．４秒以上０．６秒以下であり、その間におけるパルス数が６以上１８以下である。また、デザインや見易さを考慮すると、環境データの目盛り４０２は、指針３１０，３２０，３３０の回転軸を中心に１２０°以上１８０°以下の範囲に設けるとよい。例えば、秒針モードにおける運針方法として、所定の電流供給時間におけるパルス数を１６とした場合、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの秒針３３０の回転角度は０．３７５°となる。そして、環境データの目盛り４０２の範囲を１８０°とし、その範囲を−１０℃から５０℃とすると、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの秒針３３０の回転角度に相当する環境データの量Ａは、０．０６２５℃となる。

センサ２００は、環境データとして温度をアナログ信号として検出するサーミスタである。制御手段６００は、所定の時間間隔で、センサ２００が検出したアナログ信号を予め設定された閾値に基づいてアナログ・デジタル変換し、その変換した値を表示する位置に秒針３３０を回転駆動するように第２駆動系５２０を制御する。一般的な生活の場で日常的に使用する温度計であれば、その時間間隔は２０秒以上且つ１８０秒以下が実用的な範囲であり、本例では６０秒間隔となっている。閾値は、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの秒針３３０の回転角度に相当する環境データの量Ａに応じて設定されている。

このように、環境データ表示モードにおいて、２０秒以上且つ１８０秒以下の時間間隔で秒針３３０を回転駆動する構成によれば、環境データの僅かな変化によって秒針３３０が小刻みに往復運動するといった秒針３３０の不要な挙動を回避することができる。消費電力も低減することができる。

以上説明したように、本例の時計装置は、指針にて温度等の環境データを表示する機能を付加したアナログ式の時計装置あって、指針の駆動方式を切換えることにより時刻及び環境データの両方の表示を同時に且つ定常的に行なうことができるものである。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例説明したものに限定されないことは勿論である。例えば、本例では環境データとして温度を検出して表示するものとしたが、或は、湿度や気圧等の他の環境データを検出して表示するように構成することも可能である。

本発明の時計装置は、環境データを表示する機能を付加したアナログ式の壁掛時計や置き時計として好適に利用することが可能である。

１ 時計装置
１０ 電源
２０ アンテナ
１００ 筐体
１１０ 透明カバー
１２０ 係止部
１３０ 収納式脚体
１４０ 電池ボックス
２００ センサ
３１０ 時針
３２０ 分針
３３０ 秒針
４００ 文字板
４０１ 時計の指標
４０２ 環境データの目盛り
５００ ムーブメント
５１０ 第１駆動系
５１１ 第１ステッピングモータ
５１２ 第１減速機構
５１３ 分針パイプ
５１３ａ 分針車
５１４ 時針パイプ
５１４ａ 時針車
５１５ 日の裏車
５２０ 第２駆動系
５２１ 第２ステッピングモータ
５２２ 第２減速機構
５２３ 秒針パイプ
５２３ａ 秒針車
５３０ ケース体
５４０ 位置検出手段
５４１ 発光素子
５４２ 受光素子
５４３ 透光部
６００ 制御手段
６０１ 孔部
６１０ 計時手段
７１０ 切換えスイッチ
７２０ リセットスイッチ
７３０ モード表示手段

Claims (2)

1. 指針が配置された文字板と、前記指針を回転駆動するムーブメントと、前記ムーブメントを制御する制御手段とを備えた時計装置において、
   前記指針としては、回転の中心軸が共通の時針、分針、及び秒針を備え、
   前記ムーブメントは、前記時針及び前記分針を駆動する第１駆動系と、前記秒針を駆動する第２駆動系とを備え、
   前記第１駆動系は、第１ステッピングモータ、前記第１ステッピングモータに連結された第１減速機構、前記第１減速機構に連結された分針パイプ、及び日の裏車を介して前記分針パイプに連結された時針パイプからなるものであり、
   前記第２駆動系は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ、前記第２ステッピングモータに連結された第２減速機構、及び前記第２減速機構に連結された秒針パイプからなるものであり、
   前記秒針パイプは前記分針パイプに挿通されており、前記分針パイプは前記時針パイプに挿通されており、前記時針、前記分針、及び前記秒針は、前記時針パイプ、前記分針パイプ、及び前記秒針パイプにそれぞれ支持して設けられており、
   前記制御手段は、前記秒針の駆動方式がそれぞれ異なる秒針モードと環境データ表示モードとを設定してなるものであり、
   当該時計装置は、温度等の環境データを検出するセンサと、前記環境データ表示モードと前記時刻表示モードとを切換える切換え手段とを備え、
   前記秒針モードでは、パルス電流を１秒間隔で間欠的に前記第２ステッピングモータに供給して前記秒針を１分につき1回転の速度で回転駆動して時刻の秒単位を表示するようにし、
   前記秒針モードにおける運針は、１秒毎の電流供給時間を０．４秒以上０．６秒以下とし、その間におけるパルス数を６以上１８以下として１秒毎の秒針の回転角度を６°に設け、
   前記環境データ表示モードでは、前記秒針を前記センサが検出した環境データを示す位置に回転駆動して前記環境データを表示するようにし、
   前記環境データの目盛りは、前記秒針の回転軸を中心に１２０°以上１８０°以下の範囲に設けられ、
   前記第２ステッピングモータの１ステップあたりの前記秒針の回転角度に相当する前記環境データの量をＡとするとき、前記環境データは、Ａの間隔で離散的に表示されるようにしたことを特徴とする時計装置。
2. 前記請求項１において、前記秒針モードにおける運針は、１秒毎の電流供給時間を０．５秒とし、その０．５秒間におけるパルス数を１２として１秒毎の秒針の回転角度を６°に設け、他方、前記環境データとして温度を表示するものであって、前記環境データ表示モードにおける運針は、前記１ステップあたりの前記秒針回転角度が０．５°、その回転角度に相当する前記Ａが０．２℃となっていることを特徴とする時計装置。

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