JPH01109289A - スイープ運針時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイープ運針時計の温度変化による秒針の指
示ずれの補正方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、特開昭５０−７４４５８号公報第１図に紀峨され
ている様に、磁気継手機構と粘性負荷を組み合わせるこ
とによるスイープ運針時計が知られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

腕時計の場合、腕に直１１携帯していれば時計体の温度
は約２５℃であるが、携帯していない時には、例えば寒
冷地では低温状態、例えば自動車の中に、放置すれば高
温状態になることが想定される。現伏のステップ運針時
計において、作動温度範囲は一１０℃から６０℃であり
、スイープ運針時計においても同程度でなくてはならな
い。

しかし、従来のスイープ運針時計は、駆動側磁石と従動
磁石の位相差により生ずる復元トルクと粘性による負荷
トルクが釣り合って回転する従動磁石の滑らかな動きを
、追従磁石を介して秒針に伝える構造である。粘性負荷
トルクは粘性体の動粘度と密度の積の粘性係数に比例す
るが、動粘度の温度特性の最も良いシリコンオイルでも
一１０℃の動粘度は５０℃の約３．８倍、−１０℃の密
度は５０℃の１．１倍であり、粘性係数としては約４．
２倍となる。よって、６０℃で針合わせをして、−１０
℃で時刻を見た場合、駆動側磁石と従動磁石は５０℃で
の復元トルクの約４．２倍の復元トルクを生ずる位相差
となるため、５０℃と一１０℃の位相差の差だけ指示遅
れを生ずる。故に、駆動側磁石と従動磁石の引き力が大
きく、位相差を生じにくい構造とすれば、温度変化に対
する進み遅れ量は減少する。以上に示すように、低温状
態では粘性負荷が増加し、駆動側磁石と従動磁石の位相
差が増加し、秒針の指示に遅れを生ずる。逆に高温状き
では秒針の指示は進みとなる。

しかし、駆動側磁石と従動磁石の位相差が大き、いほど
、つまり同じ粘性負荷トルクに対して駆動側磁石の間欠
的な動きによる、復元トルクの変化量が小さいほど、秒
針の動きは滑らかになる。よって、１度変化に対する指
示ずれ量を、小さくすれば、秒針の動きは間欠的な動き
に近づき、逆に、秒針の動きを滑らかにすれば、温度変
化に対する指示ずれ量が太きなるという関係になる。

本発明は、このような問題点を、解決するもので、その
目的とするところは、温度変化が生じても、指示ずれ量
を小さくする方式を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のスイープ運針時計は、秒針、間欠的な運動をす
る駆動部、位相差の増加に伴い復元トルクの増加する継
手機構、温度の変化により負荷トルクの変化する負１ｉ
！機構、前記駆動部を制御する電子回路より構成される
スイープ運針時計において、前記電子回路に温度情報部
を有し、前記温度情報部の情報によ沙前記駆動部を制御
する制御部を１持したことを特徴とする。

（作用） 温度変化がない時、電子回路は駆動部を周期的に駆動し
、温度変化が発生し負荷トルクが増加した時には、電子
回路は駆動部の周期的な駆動に加えて、負荷トルクの増
加に伴い継手機構の位相差が増加した分だけ余分に駆動
部を駆動し、逆に温度変化により負荷トルクが減少した
時には、負荷トルクの減少に伴い継手ｗＡ構の位相差の
減少した分だけ周期的な駆動を停止させる。

〔実施例〕

以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、本
実施例では温度変化がない時には、１秒に４回ステップ
モータ１７を駆動する構成になっている。第１図に於て
、発振回路１は超小型水晶振動子を源振として３２７８
８Ｈｚの標準信号φｓｔｔ’ｓａを発生しており、分周
回路２は標準信号φｓｍｙｓ＊を順次分周してタイミン
グ信号形成回路３に必要な周波数信号を発生している。

タイミング信号形成回路３は第２図のタイミノグチヤー
ドに示した制御信号Ｓ１、Ｓ８、Ｓ８、Ｓ４と８Ｈｚの
微分信号φ、及び４Ｈｚの微分信号φ４を発生する。分
周回路２及びタイミング信号形成回路３はリセット信号
形成回路４から出力されるリセット信号Ｓ＋ｔによって
初期吠聾に設定される。リセット信号形成回路４は時計
のりゆうずに連動する、スイッチ１８（本実施例では、
規正レバー）が開いているときには“Ｌｏｗ”、閉じて
いるときには“Ｈｉｇｈ”のリセット信号ＳＲを発生す
る。温度情報発生回路５は、時計内の温度に比例して発
振周波数が１℃あたり約３０Ｈｚ変化する感温信号Ｓｔ
ｍを出力する感温発振器６、Ｓｔ、の値をオフセットＵ
整し一１０℃に於けるパルス数をＯとするオフセット信
号Ｓｔ、を出力するオフセット調整回路？、Ｓｔ＊の値
の傾きを調整し１℃あたり１発ずつパルスが増加する温
度情報信号Ｓｔｓを発生する傾き調整回路８より構成さ
れ、端子ＯＰに入力する制御信号Ｓ！が′″Ｈ１ｇｈ”
のときに作動する。カウンター９は温度情報信号Ｓｔｓ
のパルス数をカウントしＲ端子に入力する制御信号Ｓ１
によりリセットされる。デコーダー１０は温度情報信号
Ｓｔ、を関数化するためのもので、本実施例ではカウン
ター９の値が５．１１．１９．２９．４２のとき、（時
計内の温度が一５℃、１℃、９℃、１８℃、３２℃のと
き）に”Ｈｉｇｈ”となりその他のときに”Ｌ。

ｗｌＪとなる温度関数信号Ｓｔａを出力する。カウンタ
ー１１けＳｔａの温度関数信号Ｓｔａのパルス数をカウ
ントし、Ｒ端子に入力する制御信号Ｓ、によりリセット
される。ラッチ回路には制御信号Ｓ、が”Ｈｉｇｈ”の
ときにカウンター１１のデータを、とり込み信号の立下
り時にホールドする。比較回路１３はカウンター１１の
データ＆とラッチ回路１２のデータｂを比較し、ａ＜ｂ
のときに“Ｈｉｇｈ”その他のときには”Ｌｏｗ”とな
る信号Ｓくと、ａ＝ｂのときに”Ｈｌｇｈ静となりその
他のときには′″Ｌｏｗ”となる信号Ｓ。

を出力する。運針制御回路１４はモータ駆動周期を制御
するためのもので、第３図に示した様にＡＮＤゲート３
０１・９０２−３０５、ＯＲゲート３０４・３０６、イ
ンバーター３０３から構成されており、運針指令信号φ
Ｎとして第４１！ｌのタイミングチャートに示したとお
り、制御信号Ｓ４が”Ｌｏｗ’の、ときには常に４Ｈｚ
信号φ、を通し、制御信号Ｓ４が“Ｈｉｇｈ”のときに
は、比較信号Ｓくが“Ｈｉｇｈ”であれば°８Ｈｚ信号
φ、を玄た比較信号Ｓ、が“Ｈｉｇｈ”であれば４Ｈｚ
信号φ４を通し、Ｓ（及びＳ〜がともに“Ｌｏｗ”のと
きにはいずれの信号も通さない、モータ駆動パルス形成
回路１６は運針指令信号φ、に応答して、ステップモー
タ１７を駆動するためのモータ駆動パルスを０．及びＯ
＊＊子に交互に出力する。

ここで本実施例の動作について説明する０時計の使用者
が時刻合わせのためにりゅうずを引きだすとスイッチ１
６が閉じリセット信号ＳＲが“Ｈｌｇｈ−になり分周回
路２及びタイミング信号形成回路３は初期状態に設定さ
れる。使用者が時刻合わ、せを終了しすゆうすを押し込
むとスイッチ１６が開きリセット信号ＳＲが“Ｌｏｗ”
になり、タイミング信号形成回路３から第２図に示した
各制御信号が１０秒周期で出力される。まず制御信号Ｓ
、が“）Ｉｉｇｈ”の区間でカウンター９及び１１かリ
セットされ温度測定待機状態となる。次に信号Ｓ、が“
Ｈｉｇｈ”の区間で温度測定がされ、カウンター１１に
温度データλがとりこまれる。この値ａは制御信号Ｓ、
が“Ｈｉｇｈ”の区間でラッチ回路１２にとり込まれｂ
として１０秒間保存される。制御信号Ｓ、及びＳ、が再
び“Ｈｌｇｈ”になりリセット解除後２回目の温度測定
がされると、カウンター１１の温度データ仇は新たにと
りこみなおされる。そして現在の温度データａと１０秒
前の温度データｂが比較回路１３によって比較される。

この比較結果をもとにして制御信号Ｓ４が“Ｈｉｇｈ”
の区間で運針指令信号φ、のパルス数が前述した様に増
減される。以後は上記の動作を１０秒ごとに（り返す。

以上詳しく説明してきた様に第１図の実施例によれば、
−５℃、１℃、９℃、１９℃、３２℃を分岐点として１
０秒前の温度より現在の温度が低い場合にはモータ駆動
パルスを４発増やし、１０秒前の温度より現在の温度が
高い場合にはモータ駆動パルスを４発減らすことが可能
である。

尚、前述の分岐点はデコーダー１０の構成を変えること
により自在に選択することができる。またモータ駆動パ
ルスの増減の仕方も制御信号Ｓ７の長さを変えることに
より自在に変えることが可能である。

また、本実施例に於ける温度測定周期は、温度データａ
とｂを比較したときに分岐点が２点以上含まれないよう
に設定する必要がある０本実施例では時計内の温度が外
気温度に比較してゆるやかに変化することを考慮して温
度測定周期を１０秒に設定しているが、温度情報発生回
路５の消費電流が大きい等の理由で温度測定周期を長く
する場合には、分岐点が２点以上含まれるため、比較回
路１３及び運針制御回路１４の構成を変える必要がある
。この場合比較回路１３を温度データａとｂの差をとる
回路とし、この出力内容に基づいて運針指令信号φ間の
増減を制御すれず良い。

第５図および第６図は第１図の回路を用いた場合の輪列
構成を示す断面図である。５０１は地板である。ステッ
プモータは、ステータ５０２、コイルブロック５０３お
よび、ロータ５０４よりなり、ロータ５０４は１８０度
ずつ１秒間に４回回転する。ロータ５０４の回転は五番
車５０５を介して変換車５０Ｂに伝達される。主動車５
０６ａと、従動車５０θｂはひげぜんまい５０８Ｃによ
り結合されており、相互の位相差を減らすように力が働
く構造になっている０本実施例では、相互の回転角１ｒ
ａｄ当たり３０ｍｇｍｍのトルクを生ずる。また、変換
車５０Ｂの回転数は２．８ｒｐｍである。中間車５０７
は、従動車５０８　ｂ。

オイルロータかな５０８ａＬおよび四番車５０９と噛み
合っている。四番車５０８には秒針５１０、五番車５１
１には分針５１２が固定されている。

五番車５１１は、二番かな５１１ａと二番歯車５１１ｂ
よりなり、相互にあるトルク以上かかった時にスリップ
するようになっている。四番車５０９は１ｒｐｍで回転
し、オイルロータ５０８の回転数は２．１ｒｐｍである
。オイルロータ６０８はオイルロータかな５０　’８　
ａＬｓオイルロータＸ５０８ｂおよびオイルロータ板５
０８ｃからな怜、オイルロータ板６０８ｃはキャビティ
５１３およびキャップ５１４と平行に回転する。キャビ
ティ５１３内には、シリコンオイル６１５が充填されて
おり、オイルロータ５０８が回転する時には活性摩擦に
より角速度に比例する負荷を生ずる。この負荷は、オイ
ルロータ５０８が２．１ｒｐｍで回転すると、約４０ｍ
ｇｍｍとなるように、オイルロータ板５０８ｃとキャビ
ティ５１３およびキャップ５１４の隙間、とシリコンオ
イル５１５の粘度を設定しである。キャップ５１４およ
びヨーク５１Ｂは高透磁率材であり、オイルロータ真５
０８ｂは炭素鋼であるため、磁石５１７により生ずる磁
束は、ヨーク５１Ｂ、オイルロータＸ５０８ｂ、キャッ
プ５１４を通る磁気回路を形成し、オイルロータ真５０
．８　ｂとキャップ５１４の空隙部に磁性流体５１８が
引き寄せられ、キャビティ５１３内のシリコンオイル６
１５が空隙部から漏れるのを防いでいる。また、キャビ
ティ５１３は工ｙジニアリングプラスチック製にするこ
とで、キャップ５１４と締代にしてキャップ５１４の外
周とキャビティ５１３の隙間からシリコンオイル５１５
の漏れを防止し、かつ熱膨脹係数の比較的小さい材料と
することで、高温でキャップ５１４との熱膨脹係数の差
により締代がなくなることによる漏れを防止している。

また、キャップ６１４の中心穴はバーリングであり、磁
性流体５１８の溜まり場になっている。

ロータ５０４のステップ的な回転は、五番車５０５を介
して主動車５０６ａまで一伝達される。従動車５０６ｂ
は、ひげぜんまい５０θＣに貯えられたトルクと、オイ
ルロータ５０８の負荷トルク生釣り合って回転するため
、最初はゆっくり起動する。主動車５０６ａと従動車５
０６ｂの回転数の差により、ひげぜんまい５０６Ｃに貯
えられるトルクが増加し、従動車５０６ｂの回転数は増
加し主動車５０６ａと同じ回転数２．８ｒｐｍになった
ところで定速回転となる。この時、２５℃で主動車５０
６ａに対して従動車５０６ｂは約１ｒａｄ巻上げられ、
３０ｍｇｍｍの復元力が働いている。

主動車５０６＆のステップ駆動により、ひげぜんまい５
０６Ｃの保育トルクは１回の巻上げの前後で変化するが
、オイルロータ５０８の負荷トルクは角速度に比例して
変化するため、ひげぜんまい５０６ｃの保１Ｆ）ルクが
大きくなりオイルロータ５０８を早く回転させようとす
れば、角速度は大きくなり、その結果粘性負荷は増加し
、角速度の増加を妨げる。逆に、ひげぜんまい５０６ｃ
の保育トルクが小さなっても、角速度の減少を妨げるた
め、オイルロータ５０８はほぼ定速で回転できる。この
時、ひげぜんまい５０８ｃのばね定数が小さければ小さ
いほど、主動車５０θａのステップ駆動による１回の巻
き上げの前後でのひげザんまい５０８ｃの、保育トルク
の変化は小さくなり、オイルロータ５０８の角速度変化
は小さくなり、秒針５１０の動°きはより滑らかになる
という特性を「している。

針合わせ時は、規正レバー５１９は中間車６゜７を規正
し、同時に回路ブロックのリセット部と接触することに
より、ＩＣから駆動パルスを出すのを中止し、ロータ５
０４の回転を止めている。

一般のステップモータのロータ５０４とステータ５０２
の、引きトルクは約３０　ｍ　ｇ　ｍ　ｍ　１オイルｏ
−夕５０８が２．ｔｒｐｍで回転する時のひげぜんまい
５０６Ｃの保「トルクは３０ｍｇｍｍ。

ロータ５０４と変換車５０Ｂの減速比が約４３であるた
め、ひげぜんまい６０８Ｃはロータ５０４とステータ６
０２の引きトルクと規正レバー６１９により規正前の巻
上げ角を保っている。この状聾で規正解除すれば、従動
車５０８ｂは直ちに定速で回転することができる。

本実施例では、変換車６０Ｂおよびオイルロータ５０８
を時計体の中心よりはずし、中間車６０７を介して平面
的にレイアウトしている。そのため、ひげぜんまい５０
６Ｃを長（することによりばね定数を小さくシ、主動車
５０Ｅｆａの１回のステップ的にな上げによる復元トル
クの変動を少なくシ、オイルロータ８をほぼ定速で回転
させることができる。また、オイルロータ板５０８Ｃを
大きくすることにより、同じ負荷トルクでキャビティ５
１３および、キャップ６１４とオイルロータ板５０８Ｃ
の隙間を広くとることができ、オイルロータ板５０８Ｃ
％キャビティ５１３およびキャップ５１４の傾き等によ
り生じる負荷トルクの変動を少なりシ、負荷を安定して
得られるようになる。以上より、秒針５１０の動きはよ
り滑らかにすることができる。

第７図は第５図のオイルロータ５０８の負荷トルクと温
度の関係を示すグラフである。前述したように、２５℃
ではオイルロータ５０８の負荷トルクは４０ｍｇｍｍで
変換車５０６は１ｒａｄの位相差を生じている。温度が
下がると負荷トルクは上昇し、変換車５０６０位相差が
増加し、秒針５１０の指示遅れ量が増加する５ｌｒａｄ
の、位相差を秒針に換算すると減速比２６８より２０゜
５＠Ｃ−）まり３．４秒のずれとなる。よって負荷トル
クが４０／３．４＝１１．７ｍｇｍｍ変化を起こした時
、１秒の指示ずれ壱起こす、第７図より負荷トルクをｌ
　１．７ｍｇｍｍきざみに、区切ると、−５℃、１℃、
９℃、１９℃、３２℃となり、本実施例の補正のきざみ
はこの値より決っている。

第８図は本実施例の温度変化に対する指示ずれを示すグ
ラフであり、第９図は第１図の様な温度補正回路を有し
ない場合の指示ずれを示すグラフｔある。２６℃で針合
わせをしたとすると、２６℃では指示ずれは０となる。

第８図に示す様にここから、温度が低下していくと指示
は少しずつ遅れを生じる。１９℃より、はんの少し高い
温度では、負荷は４０ｍｇｍｍより１１．７ｍｇｍｍの
半分５．８５ｍｇｍｍ増加し指示ずれは０．５秒となる
。１９℃よりわずかに低温になると、ｍ１図に示す回路
構成よゆ４パルス分つまり指示を１秒進ませることにな
り、粘度の増加による遅れと合わせると、０．５秒進み
となる。８℃よりわずかに高温ではそれに加えて１秒の
遅れを生じ、全体として０．５秒の遅れとなる。９℃を
下まわると、同様に１秒の進み分のパルスを、発生する
ため、０．５秒の進みとなる。以下同様に０．６秒の進
みと遅れを繰り返し、−１０℃では、約０゜４秒の遅れ
となる。ここから温度が増加すると、−５℃よりわずか
に低温では、０．５秒の進みとなるが、−５°ｃｌｔｍ
えると、１秒分のパルスの発生を停止させるため、０．
５秒の遅れとなる。以下同様に、５０℃では０．３秒の
進みを生ずることになる。ここでは２５℃で針合わせを
行ったため、０．５秒の進み遅れを生ずるのみの指示ず
れであったが、例えば１９℃よりわずかに高い温度で針
合わせを行えば、０秒から１秒の進みの指示ずれを起こ
すことになる。もし、第１図に示す様な回路構成を使用
しないで、通常のステップモータの様に周期的にパルス
を発生する回路を使用したとすれば、第９図に示す様に
２５°Ｃと針合わせに対して、−１０℃では４．４秒の
連れ、５０℃では、１．３秒の指示ずれを生ずることに
なり、針合わせ温度が一１０℃であれば、５０℃で５゜
７秒の進みを生ずることになる。

本実施例では最大１秒の指示ずれを生ずる様な仕様であ
り、１秒の指示ずれを生ずる温度変化が生じた時、１秒
分の駆動パルスと同等のパルス数を増減しているが、最
大０．５秒の指示ずれを生ずる様な仕様とするためには
、０．５秒の指示ずれを生ずる温度変化が生じた時、０
．５秒分の駆動パルスと、同等のパルス数を増減してや
ればよい。

本実施例では１秒当たりのステップモータ駆動回数は４
回であるため、最大指示ずれは０．２５秒にすることが
できる。尚、１秒当たりのステップモータ駆動回数は４
回として説明してきたが、本発明によれば１秒当たりの
ステップモータ駆動回数が何回であつても指示ずれ量を
小さ（することができる、また、補正のための温度のき
ざみは一定負荷変化を生ずる、温度により決定している
が、例えば温度きざみを一定間隔にしても指示ずれ量を
絶対的に減少させることは可能であり、温度のきざみは
他の方法より決定しても同様の効果がある。

以上、継手Ｉｌ横にひげぜんまい、負荷機構に粘性流体
、駆動部にステップモータを使用して説明してきたが、
継手機構に磁気継手、負荷機構に温度変化により負荷の
変化する方式、駆動部に圧電素子等他の方式の組み合わ
せを使用しても同様の効果が得られる。

本発明では、温度センサーを負荷トルク変動による指示
ずれを補正するためのみに使用しているが、時計の源振
となる水晶振動子等温度変化により生ずる振動数変化の
補正を同時に行えば、手差スイープ運針時計が得られる
。

〔発明の効果〕

以上説明してきた様に、温度変化により負荷トルクが変
化することによ抄、継手ａｕｅの位相差が変化するスイ
ープ運針時計において、電子回路により駆動部の駆動を
増減し、位相差の変化分を補正することにより、秒針の
指示ずれ量を小さくすることができる。また、本発明を
利用すれば、継手機構のばね定数を負荷トルクに対して
小さ（しても秒針の指示ずれ量は増加しないため、ばね
定数を小さくすることにより、秒針の動きを滑らかにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つ実施例を示す回路図。 第２図は第１図のタイミング信号形成回路３のタイミン
グ図。 第３図は第１図の運針制御回路１４の構成図。 第４図は第１図の運針制御回路１４のタイミング図。 第５図および第８図は第１図の回路を用いた場合の輪列
構成を示す断面図。 第７図は第６図のオイルロータ５０８の負荷トルクと温
度の関係を示すグラフ。 第８図は本実施例の温度に対する指示ずれを示すグラフ
。 第９図は第１図の様な温度補正回路を育しない場合のグ
ラフ。 １・・・発振回路 ２・・・分局回路 ３・・・タイミング信号形成回路 ４・・・リセット信号形成回路 ５・・・温度情報発生回路 ６・・・感温発Ｗｔａ ７・・・オフセット調整回路 ８・・・傾き調整回路 ９．１１・・・カウンター １０・・・デコーダー １２・・・ラッチ回路 １３・・・比較回路 １４・・・運針Ｗ御回路 １５・・・モータ駆動パルス形成回路 １Ｂ・・・りゆうずに連動するスイッチ１７・・・ステ
ップモータ ５０２・・・ステータ ５０３・・・コイルブロック ５０４・・・ロータ ５０６・・・変換車 ５０７・・・中間車 ５０８・・・オイルロータ ５０９・・・四番車 ５１０・・・秒針 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 第３図 過度（°Ｃ） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 秒針、間欠的な運動をする駆動部、位相差の増加に伴い
   復元トルクの増加する継手機構、温度の変化により負荷
   トルクの変化する負荷機構、前記駆動部を制御する電子
   回路より構成されるスイープ運針時計において、前記電
   子回路に温度情報部を有し、前記温度情報部の情報によ
   り前記駆動部を制御する制御部を保持したことを特徴と
   するスイープ運針時計。