WO2000029911A1

WO2000029911A1 - Piece d'horlogerie mecanique a commande electronique

Info

Publication number: WO2000029911A1
Application number: PCT/JP1999/006427
Authority: WO
Inventors: Masatoshi Moteki; Osamu Takahashi
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2000-05-25
Also published as: HK1032828A1; US6373788B1; CN1288532A; CN1134715C; EP1048990B1; DE69928770T2; DE69928770D1; EP1048990A1; JP3456476B2; EP1048990A4

Description

明細書

電子制御式機械時計技術分野

本発明は、ゼンマイ等の機械的エネルギー貯蔵手段を駆動源として動作しつつ、一部を発電機で電気エネルギーに変換し、この電力により回転制御手段を作動させて回転周期を制御する電子制御式機械時計に関し、特に機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機の周辺構造の改良に関する。背景技術

ゼンマイが解ける時の機械エネルギーを発電機で電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーにより回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる電流値等を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時計として、特開平 8— 5 7 5 8号公報に記載されたものが知られている。

図 1 7 , 1 8は、同公報に開示された時計の平面図および断面図である。

各図において、ゼンマイを内蔵した香箱車 1からの回転動力は、地板 2および輪列受 3、二番受 1 1 3に支持された二番車 7、三番車 8、四番車 9、五番車 1 0、六番車 1 1からなる輪列を介して増速されて発電機 2 0に連繋される。

発電機 2 0は、従来の電池駆動式電子時計の駆動用ステップモー夕に類似する構造であり、ロー夕 1 2、ステ一夕 1 5 0、およびコイルブロック 1 6 0とからなっている。

口一夕 1 2は、六番車 1 1に連繋して回転する口一夕かな 1 2 aの軸回りに、ロー夕磁石 1 2 b、円板状の口一夕慣性板 1 2 cを一体に取付けたものである。ステ一夕 1 5 0は、ステ一夕体 1 5 0 aに 4万ターンのステ一夕コイル 1 5 0 bを卷線したものである。

コイルブロック 1 6 0は、磁心 1 6 0 aに 1 1万ターンのコイル 1 6 0 bを卷線したものである。ここで、ステ一夕コイル 1 5 0 bとコイル 1 6 0 bは、各々の発電電圧を加えた出力電圧がでるように直列に接続されている。

そして、この発電機 2 0は、ロー夕 1 2の回転により得られた電力を、図示しないコンデンサを介して水晶発振器を備えた電子回路に給電し、この電子回路で口一夕の回転検出及び基準周波数に応じて口一夕回転の制御信号をコイルに送り、この結果、輪列は常時その制動力に応じて一定の回転速度で回転する。

このような電子制御式機械時計は、指針の駆動をゼンマイを動力源とするために運針駆動用のモー夕が不要であり、部品点数が少なく安価であるという特徴がある。そのうえ、電子回路を作動させるのに必要な僅かな電気エネルギーを発電するだけでよく、少ない入力エネルギーで時計を作動することもできた。

ところで、前述の公報記載の電子制御式機械時計においては、ゼンマイが解ける力で口一夕 1 2を一定速度で回転させる必要があるが、この口一夕 1 2の回転を安定させるために前記口一夕慣性板 1 2 cが設けられている。

しかしながら、口一夕慣性板 1 2 cの周辺には、この口一夕慣性板 1 2 cに対して軸方向に近接対向するように地板 2ゃステ一夕 1 5 0が配置されているため、口一夕慣性板 1 2 cとそれらの地板 2、ステ一夕 1 5 0との間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間で生じる空気粘性抵抗が口一夕 1 2の回転に悪影響を及ぼす。すなわち、それらの部品間のギャップが小さ過ぎる場合には、空気粘性抵抗が大きくなつてロー夕 1 2を回転させるのに必要な負荷トルクが増すので、その分だけ時計の持続時間が短くなるという問題が生じる。

また、電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板 1 2 cを備えたものの他、ブラシレスモ一夕と同様な構造のものを用いることがある。このような発電機では、ロータの軸方向に沿って一対の円板状のステ一夕体が取り付けられ、各ステ一夕体には交互に極が異なる複数の磁石が周方向に設けられ、これらのステ一夕体間（磁石間）に挟まれるようにして基板上に形成されたコイルが介装されている。従って、円板状のステ一夕体を含む口一夕自身が慣性板としても作用するため、前述のような慣性板 1 2 cが不要である。

しかし、そのような発電機においても、ステ一夕体と地板やコイルとの間のギャップが小さ過ぎると、それらの部品間の空気粘性抵抗によって前述の問題が同様に生じる。

本発明の目的は、空気粘性抵抗の影響を低減して持続時間を延ばすことができる電子制御式機械時計を提供することにある。発明の開示

請求項 1記載の電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段をエネルギ —源として機械的エネルギー伝達手段を駆動するとともに、機械的エネルギー伝達手段によって回転する発電機に電力を生じさせ、この電力により駆動される電子回路によって前記発電機の回転周期を制御することで、機械的エネルギー伝達手段に制動をかけて調速するようにした電子制御式機械時計において、前記発電機は前記機械的エネルギー伝達手段に連繋して回転するロー夕を備え、この口一夕の最大径部材と当該ロー夕に対して軸方向に最も近接対向して固定された対向部品との前記軸方向のギャップを h、円周率を 7Γ、空気の粘度を〃、ロー夕の回転周波数を f、口一夕に伝えられる機械的エネルギー貯蔵手段の最大出力トルクを T _rMax、係数を K、ロー夕の回転中心からロー夕の最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の内縁までの距離を、ロー夕の回転中心から口一夕の最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の外縁までの距離を r₂とし、前記ギヤップ hが、 τττ¹ で与えられる場合に、前記係数 κは 1 Z 1 0以下に設定されていることを特徴とする。

ここで、「対向部品」および「最大径部材」とは、互いのギャップ hが小さくなるにつれて、それらの間で粘性抵抗が大きくなり、口一夕での負荷トルクを大きくさせる部品および部材である。

従って、「対向部品」に関していえば、例えば、後述の請求項 6に記載のプリッジ形状または片持ち式の支持部材や、請求項 8に記載の近接部品など、口一夕の最大径部材と平面的に重なる面積が少なく、ギヤップ hが小さくなつても最大径部材との間の空気粘性抵抗が問題とならない部品は対向部品に含まれない。

「最大径部材」についていえば、例えば、ロー夕慣性板などの最大径部材における半径の中点より外周側において、慣性を高めるための凸部を対向部品側に突出させて設けた場合、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の 1 / 5未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギヤップは本発明でいうギャップ hではなく、本発明でいうギャップ hは、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部は本発明の最大径部材にはならない。

また、ロー夕慣性板などの最大径部材の半径の中点より中心側に前記のような凸部を設けた場合でも、対向部品と平面的に重なる凸部の面積が最大径のなす面積の 2 / 5未満であれば、凸部と対向部品との対向面間の空気粘性抵抗は問題にならないため、このような対向面間のギヤップも本発明でいうギヤップ hではなく、本発明でいうギャップ]!は、この凸部以外の面と対向部品とのギャップを指す。そして、この凸部も本発明の最大径部材にはならない。

このような本発明においては、発電機がロー夕を備えて構成されるが、口一夕における空気粘性抵抗が問題となり易、最大径部材と対向部品との間のギャップ hは、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが機械的エネルギー貯蔵手段からロー夕に伝えられる最大出力トルク T _rz,_Mの 1 / 1 0 ( 1 0 % ) 以下になるように設定される。

例えば、図 1 4のグラフには、本発明者が後述する第 1実施例に記載の実験を行って得た二番車 7 (符号に関しては図 1、図 2を参照）の負荷トルク T ₂,とギヤップ hとの関係、および本発明者が後述する第 1実施形態に記載の理論から計算した空気粘性によるロー夕負荷トルク T„を二番車 7の負荷トルク T _2#に換算した値とギヤップ hとの関係が示されている。

このグラフにおいて、実測値から計算値を減じた値はギヤップ hの大きさによらず略一定であるため、この値は輪列での機械摩擦やほその油の粘性抵抗など、口一夕 1 2および対向部品（例えばステ一夕 1 2 3 , 1 3 3や等）間に働く空気の粘性抵抗以外による負荷抵抗であると判断できる。一方、図 16のグラフは、後述の第 2実施例に記載のように、ギャップ hと持続時間およびム一ブメン卜の厚みとの関係を示している。

図 14, 16のグラフから、ギャップ hを 0. 1顧未満にすると、空気粘性による負荷が急激に大きくなり、持続時間は急激に短くなることがわかる。持続時間は、ゼンマイ 1 aの能力と時計を動かすのに必要な負荷トルクの関係で決まる。ギャップ hを 0.1薩としたときの空気粘性による口一夕 12での負荷トルク 7 T„は、図 14のグラフから二番車 7換算で 84. 34 x 10"⁶N · m ( 0. 8 6 gemを国際単位系に変換した値である）であり、機械的エネルギ貯蔵手段であるゼンマイ 1 aから口一夕 12に伝達される最大出力トルク T _rz,_Mの略 1/10 に相当する。

このことから、ギャップ hを係数 Kが 1Z10以下になるように設定すると、口一夕 12の空気粘性抵抗による負荷トルク T_rzが小さく抑えられ、機械的エネルギ貯蔵手段のェネルギロスが小さく抑えられて時計の持続時間が延びる。

請求項 2記載の電子制御式機械時計では、前記係数 Κは、 1/20ないし 1/ 60に設定されていることを特徴とする。

請求項 3記載の電子制御式機械時計では、前記係数 Κは、 1/20ないし 1/ 40に設定されていることを特徴とする。

図 16において、ギャップ hを 0. 6讓以上にしても、ムーブメン卜の厚みが大きくなる割に持続時間は長くならないことがわかる。ギャップ hが 0. 6 匪のときの空気粘性による二番車 7換算の負荷トルク T Mは、図 14から 13. 7 3 X 10— ⁶N · m (0. 14 gemを国際単位系に変換した値である）となり、ゼンマイ 1 aから口一夕 12に伝達される最大出力トルク T _rMaxの略 1/60になる o

時計として求められる持続時間およびムーブメン卜の厚みを考慮すると、ギヤップ hは 0. 2〜0. 4匪あたりがより好ましい値になる。ギヤヅプ h 0. 2 m mのときの空気粘性による負荷トルク Τ _2ίは 42. 17x l O-⁶N - m (0. 4 3 gemを国際単位系に変換した値である）、 0. 4 mmのときの負荷トルク T _2#は 21. 57x 10-⁶N · m (0. 22 gemを国際単位系に変換した値である）で、それぞれゼンマイ 1 aからロー夕 1 2に伝達される最大出力トルク T の略 1 / 2 0、 1 / 4 0になる。

請求項 4記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記口一夕の軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、当該支持部材に保持されて前記軸方向の一端側を受ける軸受ょりも前記口一夕から軸方向に離れていることを特徴とする。

ここで、支持部材としては、例えば、機械的エネルギー伝達手段としての輪列を受ける輪列受ゃ地板などを適用できる。

このような構成では、ロー夕の回転中心に近い軸受ょりも回転中心から離れた (径方向に離れているの意）位置にある支持部材が、ロー夕に対して軸方向にも大きく離れるので、軸受と口一夕の軸方向との係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、支持部材とロー夕の最大径部材とのギヤップ hを確実に確保できる。

請求項 5記載の電子制御式機械時計では、前記対向部品は、前記口一夕の軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、前記軸方向の一端側を受ける軸受を保持するための保持部を有するとともに、この保持部の周辺部位が当該保持部よりも前記口一夕から軸方向に離れていることを特徴とするものであり、ここでの支持部材としても、輪列受ゃ地板を適用できる。

このよな構成でも、支持部材における口一夕の最大径部材と近接対向する部位のみがロータに対して大きく離れ、軸受自身の構造等は何ら変更されないから、前述した請求項 4記載の発明と同じ作用効果を奏する。また加えて、支持部材に設けられる軸受保持用の保持部はロー夕から離れず、大きな肉厚に形成されるので、軸受が確実に保持されるようになる。なお、この際、保持部はロー夕の回転中心寄り、すなわちロー夕の周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。

請求項 6記載の電子制御式機械時計では、前記口一夕の軸方向の一端は、前記機械的エネルギー伝達手段を支持する部品とは別体で、かつプリッジ形状または片持ち式とされた支持部材で支持されていることを特徴とする。

このような構成では、口一夕を支持する支持部材を機械的エネルギー伝達手段支持用の部品とは別体に設けるため、この口一夕支持部材を面状ではなく、比較的棒状に近い構造のプリッジ形状あるいは片持ち式に設けることができる。従つて、口一夕を確実に支持しつつ、ロー夕に対して軸方向に近接対向する対向部品をギヤップ h以上確実に離すことができるうえ、支持部材による空気粘性抵抗の上昇も生じない。

請求項 7記載の電子制御式機械時計では、前記機械エネルギー伝達手段は複数の番車から構成された輪列であり、前記ロー夕と当該ロータに嚙み合う前記機械的エネルギー伝達手段の番車との軸方向のギャップ h ' は、前記ギャップ hよりも小さいことを特徴とする。

このような場合には、ギャップ h ' をギャップ hよりも小さく設定することで時計の厚みが小さくなり、時計の薄型化が促進される。なお、この際には、番車と口一夕（後述の口一夕慣性板やロータ体）との重なり合う部位は、互いの嚙み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、ギャップ hは、両部品間で生じる空気粘性抵抗によって口一夕に嚙み合う番車ゃ口一夕に振れが生じても互いに接触しない程度に設定しておけば、実際上は問題がない。ただし、 h ' ≥ l / 2 hとすれば、空気粘性抵杭の影響を十分に小さくできる。

請求項 8記載の電子制御式機械時計では、前記ロー夕の最大径部材と前記対向部品との間に配置された近接部品を備え、この近接部品における前記ロー夕の最大径部材に対応した位置には、前記軸方向に貫通した開口部が設けられていることを特徴とする。

このような構成では、近接部品におけるロー夕の最大径部材と対向する位置に開口部が設けられているので、最大径部材と対向部品とのギヤプ hを確実に確保しながらも、口一夕の負荷トルクに何ら影響を及ぼさずに口一夕の最大径部材および対向部品間に近接部品を配置することができ、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させることができる。請求項 9記載の電子制御式機械時計では、前記機械的エネルギー貯蔵手段、機械的エネルギー伝達手段、および発電機を含んで構成されたム一ブメン卜の内部が減圧されていることを特徴とするものである。

ここで、「減圧されている」とは、真空を含むものをいう。

このような本発明においては、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗が問題とならず、時計の持続時間を格段に延ばすことが可能である。

一方、請求項 1 0記載の電子制御式機械時計では、前記発電機の口一夕は径方向に延出した慣性板を備え、この慣性板が前記ロー夕の最大径部材であることを特徴とする。

他方、請求項 1 1記載の電子制御式機械時計では、前記発電機の口一夕は径方向に延出しかつ複数のロー夕磁石が周方向に配置された口一夕体を備え、この口 —夕体が前記口一夕の最大径部材であることを特徴とする。

これらのように、本発明の電子制御式機械時計に用いられる発電機としては、慣性板を備えたロー夕で構成されるタイプ、およびロー夕体を備えた口一夕で構成されるタイプの両方に適用できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施形態に係る電子制御式機械時計を示す平面図である。図 2は、前記第 1実施形態を示す断面図である。

図 3は、前記第 1実施形態における発電機と電子回路との接続形態を示す回路ブロック図である。

図 4は、図 3のショート回路を示す回路図である。

図 5は、本発明の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。

図 6は、本発明の第 2実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を拡大して示す断面図である。

図 7は、本発明の第 4実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。図 8は、前記第 4実施形態を示す平面図である。

図 9は、本発明の第 5実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。

図 1 0は、本発明の第 6実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す平面図である。

図 1 1は、前記第 6実施形態を示す断面図である。

図 1 2は、本発明の第 7実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。

図 1 3は、本発明の第 8実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す断面図である。

図 1 4は、本発明の第 1実施例を示すグラフである。

図 1 5は、本発明の第 2実施例を示す断面図である。

図 1 6は、前記第 2実施例を示すグラフである。

図 1 7は、従来技術を示す平面図である。

図 1 8は、従来技術を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の各実施形態につき、図面を参照して説明する。

〔第 1実施形態〕

図 1〜図 2は、本発明の第 1実施形態を示すものである。なお、各図において、発電機の構成の主要部が従来と異なる以外は、従来と同一なので、その同一部分もしくは相当部分に同一符号を付し、異なる部分、あるいは新たに説明を付加する部分にのみ異なる符号を付して説明する。

各図において、電子制御式機械時計は、機械的エネルギー貯蔵手段としてのゼンマイ l a、香箱歯車 l b、香箱真 1 c、及び香箱蓋 1 dからなる香箱車 1を備えている。ゼンマイ l aは、外端が香箱歯車 l b、内端が香箱真 1 cに固定される。筒状の香箱真 l cは、地板 2に設けられた支持部材に揷通されてこの支持部材と香箱ネジ 5とによって上下方向（軸方向）のガ夕が設定され、角穴車 4と一体で回転する。そして、地板 2には、カレンダ一板 2 a、および円板状の文字板 2 bが取り付けられている。

香箱歯車 1 bの回転は、機械的エネルギー伝達手段としての増速輪列となる各番車？〜 1 1を介して合計 126, 000倍に増速されている。この際、各番車 7〜 1 1は各々異なる軸線上に設けられて後述するコイル 124, 134に重ならない位置に配置され、ゼンマイ 1 aからのトルク伝達経路を形成している。二番車 7と係合する筒かな 7 aには時刻表示を行う図示しない分針が、秒かな 14 aには時刻表示を行う図示しない秒針がそれぞれ固定されている。従って、二番車 7を 1 r p で、秒かな 14 aを 1 r pmで回転させるためには、ロー夕 12は 5 r p sで回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車 1 bは、 1/7 rphとなる。

また、トルク伝達経路から外れた秒かな 14 aは、香箱車 1とコイル 124との間に設けられた指針抑制装置 140によってそのバックラッシュが詰められている。指針抑制装置 140は、テフロン処理や分子間結合被膜等で表面処理された一対の直線状の抑制ばね 141， 142と、各抑制ばね 141 , 142の基端側を支持して二番受 1 13に固定されるヒゲ玉 143, 144とで構成されている。

この電子制御式機械時計は、口一夕 12およびコイルブロック 12 1， 131 から構成される発電機 120を備えている。ロー夕 12は、口一夕かな 12 a、口一夕磁石 12 b、および円板状のロー夕慣性板 12 cを備え、この口一夕慣性板 12 cがロー夕 12の最大径部材である。

コイルブロック 12 1， 13 1は、それぞれ同一形状の薄板を積層して構成したステ一夕（コア、磁心） 123， 133にコイル 124， 134を巻線して構成されたものである。ステ一夕 123， 1 33は、口一夕 12に隣接して配置されるコアステ一夕部 122， 132と、前記コイル 124 , 134が巻回されるコア卷線部 123 b、 133 bと、互いに連結されるコア磁気導通部 123 a, 133 aとが一体に形成されて構成されている。

前記各ステ一夕 123, 133つまり各コイル 124， 134は互いに平行に配置されている。そして、前記ロー夕 12は、コアステ一夕部 122, 132側において、その中心軸が各コイル 124， 1 34間に沿った境界線 L上に配置され、コアステ一夕部 122， 132が前記境界線 Lに対して左右対称となるように構成されている。

この際、各ステ一夕 123， 133の口一夕 12が配置されたステ一夕孔 12 2 a， 132 aには、図 2に示すように、樹脂製のブッシュ 60が配置されている。そして、各ステ一夕 123, 133の長手方向の中間部分つまりコアステ一夕部 122， 132およびコア磁気導通部 123 a， 133 a間に樹脂製の偏心ピン 55を配置している。この偏心ビン 55を回すと、各ステ一夕 123, 13 3のコアステ一夕部 122， 132をブッシュ 60に当接させてその位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができるとともに、コア磁気導通部 123 a， 13 3 aの側面同士を確実に接触させることができる。

各コイル 124， 134の卷数は同数とされている。本実施形態において、巻数が同数とは、完全に同数の場合だけではなく、コイル全体からは無視できる程度の誤差、例えば数百ターン程度の違いまでをも含むものである。

なお、各ステ一夕 123， 133のコア磁気導通部 123 a, 133 aは、その側面が当接されて互いに連結されている。また、コア磁気導通部 123 a, 1 33 aの下面は、各コア磁気導通部 123 a, 133 aに跨って配置された図示しないヨークに接触されている。これにより、コア磁気導通部 123 a, 133 aでは、各コア磁気導通部 123 a， 133 aの側面部分を通る磁気導通経路と、コア磁気導通部 123 a, 133 aの下面間に跨設された前記ヨークを通る磁気導通経路との 2つの磁気導通経路が形成され、ステ一夕 123， 133は環状の磁気回路を形成している。各コイル 124， 134は、ステ一夕 123, 133 のコア磁気導通部 123 a, 133 aからコアステ一夕部 122， 132に向かう方向に対して同方向に卷線されている。

これらの各コイル 124， 134の端部は、ステ一夕 123， 133のコア磁気導通部 123 a, 133 a上に設けられた図示しないコイルリード基板に接続されている。このように構成された電子制御式機械時計を使用している場合、各コイル 1 2 4 , 1 3 4に外部磁界 H (図 1 ) が加わると、外部磁界 Hは平行に配置された各コイル 1 2 4， 1 3 4に対して同方向に加わるため、各コイル 1 2 4， 1 3 4の卷線方向に対しては外部磁界 Hは互いに逆方向に加わることになる。このため、外部磁界 Hによって各コイル 1 2 4 , 1 3 4で発生する起電圧は互いに打ち消し合うように働くため、その影響を軽減できる。

また、直列に接続された各コイル 1 2 4 , 1 3 4は、図 3に示すように、起電力発生用、ロー夕 1 2の回転検出用、および発電機 1 2 0の回転制御用に兼用されている。すなわち、 I Cからなる電子回路 2 4 0をコイル 1 2 4 , 1 3 4の起電力で駆動し、回転検出および回転制御を行っている。電子回路 2 4 0は、水晶振動子 2 4 1を駆動する発振回路 2 4 2と、発振回路 2 4 2に生じたクロック信号を基に時刻信号となる基準周波数信号を生成する分周回路 2 4 3と、前記ロー夕 1 2の回転を検出する検出回路 2 4 4と、検出回路 2 4 4で得られた回転周期と基準周波数信号とを比較してその差分を出力する比較回路 2 4 5と、その差分に応じて前記発電機 1 2 0に制動用の制御信号を送る制御回路 2 4 6とから構成されている。なお、水晶振動子 2 4 1の代わりに各種の基準振動源等を用いてク口ック信号を発生させてもよい。

各回路 2 4 2〜 2 4 6は、直列に接続された各コイル 1 2 4， 1 3 4で生成した電力により駆動されるもので、発電機 1 2 0のロー夕 1 2が輪列からの回転を受けて一方向に回転すると、各コイル 1 2 4 , 1 3 4には交流出力が生じ、この出力をダイォード 2 4 7、コンデンサ 2 4 8からなる昇圧充電回路により昇圧整流し、この整流された直流電流が蓄電用のコンデンサ 2 5 0に充電され、このコンデンサ 2 5 0により制御回路（電子回路） 2 4 0を駆動する。

また、各コイル 1 2 4， 1 3 4の交流出力の一部は、口一夕 1 2の回転周期の検出信号として取り出され、前記検出回路 2 4 4に入力される。各コイル 1 2 4 , 1 3 4から出力された出力波形は、一回転周期毎に正確な正弦波を描く。従って検出回路 2 4 4は、この信号を A/D変換して時系列的なパルス信号とし、この検出信号を比較回路 2 4 5により基準周波数信号と比較し、制御回路 2 4 6ではその差分に応じた制御信号を各コイル 1 2 4， 1 3 4のブレーキ回路として機能するショート（閉ループ）回路 2 4 9に送る。

そして、制御回路 2 4 6からの制御信号に基づいて、ショート回路 2 4 9は各コィノレ 1 2 4 , 1 3 4の両端を短絡してショートブレーキをかけて口一夕 1 2の回転周期を調速する。

なお、前記ショート回路 2 4 9は、図 4に示すように、互いに逆方向に電流を通す一対のダイオード 2 5 1と、これらの各ダイオード 2 5 1に直列に接続されたスィツチ S Wと、各スィツチ S Wに並列に接続された寄生ダイォ一ド 2 5 0とからなる両方向スィッチにより構成されている。これにより、各コイル 1 2 4， 1 3 4の交流出力の全波を利用してブレーキ制御を行うことができ、ブレーキ量を大きくとれるようにしている。

次に、図 5に基づいて、本実施形態の最も特徴的な構成について以下に説明す o

本実施形態の電子制御式機械時計においては、ロー夕慣性板 1 2 cとこれに対して軸方向に近接対向する対向部品としてのステ一夕 1 2 3 , 1 3 3 (厳密にはコアステ一夕部 1 2 2， 1 3 2 ) との間には、空気粘性抵抗が生じる。この際、口一夕慣性板 1 2 cとコアステ一夕部 1 2 2 , 1 3 2との間の空気の流れはクェット（Couette)流と見なすことができるので、空気粘性抵抗に相当する空気層のせん断応力をて、空気の粘度を /、ロー夕 1 2の回転速度を U、口一夕慣性板 1 2 cとコアステ一夕部 1 2 2 , 1 3 2とのギャップを hとすれば、せん断応力 r は以下の（ 1 ) 式で与えられる。 τ · · · · ( 1 )

h また、このせん断応力て（空気粘性抵抗）による負荷トルクを T、ロー夕慣性板 1 2 cとコアステ一夕部 1 2 2， 1 3 2とが重なる部分の面積を S、ロー夕 1 2の回転中心から口一夕慣性板 1 2 cとコアステ一夕部 1 2 2 , 1 3 2とが平面的に重なる部分までの距離を rとすれば、負荷トルク Tは、コアステ一夕部 1 2 2, 132の平面形状によっても若干異なるが、概ね以下の（2) 式で与えられる

T = rsr = μ― sr · · · · ( 2 )

h さらに、口一夕 12の角速度を ω、回転周波数を f、円周率を 7Γとすれば、回転速度 U=r · ω = Γ · 27Tf となり、面積 Sを前記口一夕慣性板 12 cとコアステ一夕部 122, 132とが平面的に重なる部分までの距離から drだけ径方向に大きくなつた微少面積とすれば、ロー夕 12とコアステ一夕部 122， 1 32とが重なり合う部分全体での負荷トルク T„は以下の（3)式で与えられる。ここで、は、図 5に示すように、口一夕 12の回転中心から両部品が重なる部分の外縁までの距離である。

従って、前記（3) 式から、ギャップ]!は以下の（4) 式で表せる。 h₌ ^LJti(^__r*) · . · · (4) そして、本実施形態のように、機械的エネルギー貯蔵手段としてゼンマイ 1 a を用いた場合、ゼンマイ 1 aが解けきる持続末期での出力トルクは、最大出力トルクの 1/2程度になってしまう。また、電子制御式機械時計においては、磁気的損失、摩擦損失、および制御回路でのエネルギー損失が全体のエネルギー損失の大部分を占める。このため、口一夕 12に伝えられるゼンマイ 1 aの最大出力トルクを T„,_Mとした場合、口一夕 12とコアステ一夕部 122， 132との間の空気粘性抵抗による負荷トルク T„は、図 14のグラフに基づいて前述したように、最大出力トルク Τ_ΓΖΜΧの 1/10以下（T= l/10 · Τ_ΓΙ,„)、好ましくは 1/20〜 1/40に設定する必要がある。

従って、図 5に示すギャップ hは、係数を Kとすれば、以下の（5)、（6) 式で決定されることになり、こうすることで空気粘性抵抗を小さくしてその分の負荷トルク T _riを抑え、ゼンマイ 1 aのエネルギーロスを小さくすることが可能である。

h₌ ^ _( ,_ A · . . · ( _{5 )}

rzrmax

K≤ · · · · (6)

10

また、図 5に示すように、口一夕慣性板 12 cと六番車 1 1の歯車との間のギャヅプ h' は、ロー夕慣性板 12 cとステ一夕 123， 133との間のギャップ hよりも小さく設定され（h' <h)、時計の薄型化が図られている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。

1 ) 本実施形態の電子制御式機械時計では、口一夕慣性板 12 cとステ一夕 1 23， 133との間のギャップ hは、係数 Kを 1/10以下とすることにより、これらの部品間の空気粘性抵抗による負荷トルク T _rzが口一夕 12でのゼンマイ 1 aの最大出力トルク T„_iaxの 1/10以下となるように設定されているので、ゼンマイ 1 aのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。

2) 係数 Kを 1/20〜： L/40以下に設定すれば、ギャップ hをより大きくして口一夕 12での負荷トルク T _rzを一層小さくでき、時計の持続時間をさらに延ばすことができるうえ、ギャップ hが必要以上に大きくなるのを防止でき、時計が極端に厚くなるの防いで薄型化を阻害する心配がない。

3) 口一夕慣性板 12 cとこれに嚙み合う六番車 1 1との間のギャップ h' がギャップ hよりも小さく設定されているため、時計の厚みを小さくして薄型化を促進できる。また、この際には、六番車 1 1とロー夕慣性板 12 cとの重なり合う部位は、互いの嚙み合いによる回転によって同方向に向かうため、その重なり合う部位での相対速度がさほど大きくならず、両部品間で生じる空気粘性抵抗はギャップが小さくても問題になることはない。

4 ) ステ一夕 123, 133はそれぞれ独立した部品で形成され、構造上ステ一夕孔の片持ち支持などによる脆弱部分ゃ外ノツチのように変形しゃすい部分がないため、取扱いが簡単になり、各工程でのハンドリング性を良好にでき、歩留り低下も防止できる。

5) ステ一夕 123， 133が同一形状であるため、同一部品を表裏にして巻線でき、部品を共用でき、部品数を削減できる。このため、製造コストや部品コストを低減でき、取り扱いも容易にできる。

6) 同一形状のステ一夕 123, 133を左右対称に配置し、かつ各ステ一夕 123, 133のコイル 124， 134の卷回数が同じであるため、時計の外部に発生する ACノイズ等による磁束は二本のコイル 122, 132内を同数流れ、これによつて外部ノイズの影響をキヤンセルすることができ、ノイズに強い電子制御式機械時計を形成できる。

7) 二〜六番車？〜 1 1を各々異なった軸線上に配置することでそれら番車 7 〜 1 1の配置設計の自由度を高めることが可能であるから、秒かな 14 aをトルク伝達経路から外すなどして、各番車 7〜 1 1をロー夕 12に向けて迂遠させて配置することにより、コイル 124, 134と重ならない位置に配置することができる。従って、コイル 124， 134の厚み方向を大きくするようにして卷数を稼げるため、コイル 124, 134の平面方向の長さ、すなわち磁路長を短くでき、鉄損を減少させてゼンマイ 1 aの持続時間を延ばすことができる。

8) さらに、口一夕 12を前記境界線 L上に配置しかつ各ステ一夕 123, 1 33を左右対称に構成しているので、コアステ一夕部 122， 132部分の磁路も短くでき、この点でも磁路長を短くできて鉄損を減少させることができる。

9) コア磁気導通部 123 a， 133 a部分で 2つの磁気導通経路を形成しているので、磁気抵抗を小さくかつ安定させることができる。そして、磁気抵抗が安定することで、起電圧を安定化でき、発電やブレーキも安定化できる。また、漏れ磁束を低減でき、金属部品での渦損失を削減することができる。

10) 偏心ピン 55およびブッシュ 60を設けたので、口一夕 12をステ一夕孔 53内に配置した状態でステ一夕 123 , 133の位置合わせを行うことができ、例えば製品出荷直前において口一夕 12に対するステ一夕 122, 123の最適位置の設定を簡単に行うことができ、位置精度をより一層向上させることができる。

11) 偏心ピン 5 5を各ステ一夕 1 2 3， 1 3 3よりも柔らかい樹脂部品で構成したので、偏心ピン 5 5による各ステ一夕 1 2 3， 1 3 3の破損も防止できる。

12) 偏心ピン 5 5を、コアステ一夕部 1 2 2 , 1 3 2およびコア磁気導通部 1 2 3 a , 1 3 3 a間に配置したので、各ステ一夕 1 2 3， 1 3 3毎に 1つの偏心ビン 5 5でコアステ一夕部 1 2 2 , 1 3 2の位置合わせおよびコア磁気導通部 1 2 3 a , 1 3 3 aの当接状態を調整することができる。これにより、偏心ピン 5 5の数を少なくできて構成を簡易にでき、コストも低減できる。

13) 外部磁界 Hによる磁気ノイズを軽減できるため、電子制御式機械時計の文字板 2 b部分などムーブメント部品に耐磁板を設けたり、外装部品に耐磁効果のある材料を使用する必要がなくなる。このため、コストを軽減できるとともに、耐磁板等が不要になる分、ムーブメントの小型化や薄型化を実現でき、ひいては各部品の配置などが外装部品に制限されないためにデザィンの自由度が高まり、意匠性や製造効率などに優れた電子制御式機械時計を提供できる。

14) 秒かな 1 4 aがトルク伝達経路から外れていることにより、秒かな 1 4 a には香箱車 1と重なるトルク伝達用の歯車等が不要であるから、その分ゼンマイ l aの幅（香箱真 1 cの軸線と平行方向の大きさ）を大きくでき、時計全体の厚さを維持しつつゼンマイ 1 aの持続時間をさらに延ばすことができる。

〔第 2実施形態〕

図 6に基づき、本発明の第 2実施形態について説明する。なお、本実施形態において、前記第 1実施形態と同様な部品等には同一符号を付してそれらの説明を省略するとともに、以下には第 1実施形態との相違点について説明する。

本実施形態では、口一夕 1 2として、ブラシレスモー夕と同様な構造（フラットトルクモ一夕タイプ）のものが用いられている。すなわち、口一夕 1 2は、複数の口一夕磁石 1 2 bを円板状のバックヨーク 1 2 d上で回転軸周りに配置した口一夕体 1 2 eを備え、このロー夕体 1 2 eを軸方向に対向配置した構成になつている。各ロー夕体 1 2 eにおいて、隣り合う口一夕磁石 1 2 bは極の方向が交互に異なるように配置されている。対向部品としての基板 2 2 3は、各口一夕体 1 2 e間に配置されており、各ロー夕磁石 1 2 bに対応した位置には周方向に配置された複数のコイル 1 2 4が設けられている。このロー夕 1 2では、円板状の口一夕体 1 2 eが慣性板としても作用するため、第 1実施形態のようなロー夕慣性板 1 2 cは設けられていない。

すなわち、本実施形態では、この口一夕体 1 2 eが第 1実施形態の口一夕慣性板 1 2 cと同様、対向部品とのギャップ hを規定する際の基準となる部品であつて、口一夕 1 2の最大径部材になっている。このため、ロータ体 1 2 e (口一夕磁石 1 2 b ) とこれに近接対向する基板 2 2 3との間のギャップ hは、前述した ( 5 )、 ( 6 ) 式のように設定されている。また、口一夕体 1 2 eと六番車 1 1との間のギャップ h ' もギャップ hより小さく設定されている。

従って、本実施形態においても、前述した 1 ) 〜3 ) の効果を同様に得ることができる。

なお、図中下側の口一夕体 1 2 eと地板 2との間の距離、および上側の口一夕体 1 2 eと輪列受 3との間の距離もまた、前述した（5 )、 ( 6 ) 式のように設定されており、これら地板 2、輪列受 3による空気粘性抵抗の影響を受けずにロー夕 1 2を回転させることが可能である。

〔第 3実施形態〕

本発明の第 3実施形態としての電子制御式機械時計は、図示を省略するが、ゼンマイ、各番車で形成された輪列、および発電機を含んで構成されらたムーブメントの内部が減圧されいるものである。

このような電子制御式機械時計は、例えば気密性を有する透明な箱内を減圧しておき、この箱内に手を差し入れるなどしてムーブメントの組立や、ケースへのム一ブメン卜の組込、およびケースへの裏蓋の取付を行うことで得ることが可能である。

このような実施形態では、ムーブメント内の空気密度が低いので、前述来の空気粘性抵抗を低減でき、時計の持続時間を格段に延ばすことができる。

また、空気粘性抵抗を低減できることにより、口一夕とステ一夕とのギャップをより小さくするなどして、時計の薄型化を一層促進できるという効果もある。〔第 4実施形態〕

図 7、図 8には、本発明の第 4実施形態に係る電子制御式機械時計の要部が示されている。

本実施形態の電子制御式機械時計では、口一夕慣性板 1 2 cが各ステ一夕 1 2 3， 1 3 3と地板 2との間に介在するように口一夕 1 2が構成されている。

この際、口一夕慣性板 1 2 cに近接した近接部品としての地板 2には、口一夕慣性板 1 2 cと対向する部位に軸方向に貫通した開口部 2 cが設けられている。開口部 2 cの中央には口一夕 1 2の図 7中の下端のホゾ 1 2 f を受ける組軸受 3 1用の保持部 2 dが設けられ、この保持部 2 dは隣接する六番車 1 1の組軸受 3 2用に設けられた保持部 2 eと連続している。このような構成では、地板 2に開口部 2 cが設けられていることにより、ロー夕慣性板 1 2 cの地板 2側の略全面は、各保持部 2 d， 2 eおよびこれらの連続部分を除き、開口部 2 cの奥側にあるカレンダ一板 2 aと対向することになる。そして、保持部 2 d , 2 eおよびこれらの連続部分はロー夕慣性板 1 2 cと平面的に重なる面積が非常に小さいため、ロー夕慣性板 1 2 cに近接していても、負荷トルク T„を上昇させることはない。従って、本実施形態では、カレンダー板 2 aが本発明に係る対向部品であり、ロー夕慣性板 1 2 cとカレンダ一板 2 aとの間のギャップ hや、口一夕慣性板 1 2 cとステ一夕 1 2 3， 1 3 3との間のギヤップ h等は、それぞれ第 1実施形態で説明した（ 5 )、 ( 6 ) 式に基づいて設定されている（以下の各実施形態での図面に記載のギャップ hも同様である）。

本実施形態によれば、口一夕慣性板 1 2 cと最も近接した地板 2においては、ロー夕慣性板 1 2 cと対向する対向部位に開口部 2 cが設けられているので、口 —夕慣性板 1 2 cに対して実質的に対向する部品はカレンダー板 2 aとなる。従つて、ロー夕慣性板 1 2 cとカレンダ一板 2 aとのギャップ hを確実に確保すれば、前述した 1 ) の効果を得ることができる。

この際、開口部 2 cの面積は、この開口部 2 cがない場合に地板 2と口一夕慣性板 1 2 cとが平面的に重なる面積の 1 / 2以上、好ましくは 2 / 3以上であれば、前記効果が著しい。また、地板 2全体をロー夕 1 2の負荷トルク T _rzを何ら上昇させることなく当該ロ一夕 1 2にギャップ hよりも近接配置でき、時計内の部品配置スペースに対する配置効率を向上させて時計の薄型化を促進できるという効果がある。

なお、本実施形態では、開口部 2 cの中央の保持部 2 dが六番車 1 1の保持部 2 eと連続していたが、図 7の平面図である図 8中に一点鎖線で示すように、保持部 2 dと開口部 2 cの別の内周部分とを連続させる連続部 2 f等を設けてもよく、保持部 2 dを開口部 2 cのどの部分に連続させるかや、何力所で連続させるかなどは、地板 2に要求される強度等を勘案して任意に決められてよい。しかし、本実施形態のように、六番車 1 1側の保持部 2 eが保持部 2 d側に膨出して設けられている場合には、これらの保持部 2 d , 2 e間を連続させることが、口一夕慣性板 1 2 cとの平面的な重なり部分をより少なくできる。

〔第 5実施形態〕

図 9に示す第 5実施形態は、フラットトルクモー夕タイプのロー夕 1 2を有する電子制御式機械時計の地板 2に、前述した第 4実施形態と略同様な開口部 2 c を設けた構成である。ただし、図 9において、保持部 2 dと開口部 2 cの内周との連続部分は存在するが図示されていない。

このような電子制御式機械時計においても、口一夕 1 2 (下側の口一夕体 1 2 e ) と最も近接する部品は地板 2であるが、この地板 2にも開口部 2 cが設けられているので、下側のロー夕体 1 2 eと実質的に対向するのは、この口一夕体 1 2 eから大きく離れたカレンダ一板 2 aであり、カレンダ一板 2 aが本発明に係る対向部品である。

このような本実施形態でも、前記第 4実施形態と同様な効果を奏することができる。すなわち、口一夕 1 2の空気粘性抵抗による負荷トルク T„を小さくできるとともに、地板 2全体を口一夕体 1 2 eに近づけることができ、時計の薄型化を図ることができる。

この際、開口部 2 cの面積も、第 4実施形態と同様に、この開口部 2 cがない場合に地板 2と口一夕体 1 2 eとが平面的に重なる面積の 1 / 2以上、好ましくは 2 / 3以上であれば、前記効果が著しい。ことに、開口部 2 cの内周縁がロー夕体 1 2 eの外周縁より大きな径で形成されていると、口一夕体 1 2 eの最外周の回転速度が最も大きいだけに、空気粘性抵抗を減じる効果は大きくなる。

〔第 6実施形態〕

図 1 0、 1 1に示す第 6実施形態では、図示しない二番車から六番車 1 1で構成される輪列が地板 2と輪列受 3とで支持されているのに対し、口一夕 1 2は、一端側が地板 2で支持され、他端側が輪列受 3とは別体の支持部材 4 0で支持されている。

支持部材 4 0は、地板 2に対して口一夕 1 2の径方向の両側に位置するように立設されるピン等の一対の支柱部材 4 1 (図中の一点鎖線）間にブリッジ形状（支柱部材 4 1を含めた断面門形状）に跨設されてネジ止めされている。支持部材 4 0の長手方向の略中央には組軸受 3 3が保持され、この組軸受 3 3に口一夕 1 2のホゾ 1 2 gが係合している。支持部材 4 0は、幅寸法 Tが口一夕慣性板 1 2 cの径寸法 Dの 1 / 2以下に設定されており、口一夕 1 2を確実に支持できる強度を有しながらも、口一夕慣性板 1 2 cと重なる面積を小さくしている。この際、この重なる面積は、好ましくは、ロー夕慣性板 1 2 c全体が重なる場合の面積の 1 Z 2以下であり、より好ましくは 1 / 3以下である。

また、輪列受 3においては、六番車 1 1用の組軸受 3 4を保持するための保持部 3 aがロー夕慣性板 1 2 cと平面的に重なるように膨出している。ただし、この保持部 3 aの大きさも、組軸受 3 4を確実に保持し、かつ膨出量が最小限になるように設けられており、口一夕慣性板 1 2 cと重なる面積が極力小さくなるように設定されている。

このような本実施形態によれば、口一夕 1 2を支持する支持部材 4 0を輪列受 3とは別体に設けるため、この支持部材 4 0を大きな面状部分を有しない部品にできる。従って、ロータ慣性板 1 2 cに対して軸方向に近接対向する対向部品を、ロー夕慣性板 1 2 cから大きく離れた裏蓋 4 3にでき、ギャップ hを確実に確保できる。

なお、本実施形態では、支持部材 4 0は、支柱部材 4 1間にブリッジ形状に跨され、これによつて支柱部材 4 1を含めた断面門形形状に設けられていたが、この他、地板 2の切削加工時に、筒状の掘り残し部分を設け、この筒状部分の開口側に支柱部材 4 0を架け渡す等して断面門形状に設けてもよい。しかし、このような場合には、ロー夕慣性板 1 2 cの外周端面と周方向に連続した筒状部分の内面との間で空気粘性抵抗が大きくなる可能性があるので、ピンなどの支柱部材 4 1を用いて断面門形状に形成するのが好ましい。

また、本実施形態では、支持部材 4 0は、その両端が支柱部材 4 1に固定されたブリッジ状であつたが、例えば、そのような支柱部材 4 1を一本のみ立設し、この支柱部材 4 1に支持部材 4 0の一端をビス止めして構成してもよく、このような場合には、棒状部品が支柱部材 4 1に片持ち式で固定されるようになる。また、口一夕慣性板が地板側に近接するロー夕では、口一夕の一端側を輪列受で支持し、輪列受に固定した支持部材でその他端側を支持してもよい。

さらに、口一夕慣性板を備えたロー夕の他、フラットトルクモ一夕タイプの口一夕を本実施形態のような支持部材で支持してもよい。

〔第 7実施形態〕

図 1 2に示す第 7実施形態では、ロー夕慣性板 1 2 cと最も近接対向した輪列受 3 (支持部材）の厚み寸法が組軸受 3 3の厚み寸法よりも小さく、輪列受 3の口一夕慣性板 1 2 cとの対向面が組軸受 3 3の対向面よりも口一夕慣性板 1 2 c から軸方向に離れている。

組軸受 3 3において、外周を形成している外周部材 3 3 aは、輪列受 3に接触する部分の肉厚が輪列受 3の厚み寸法に応じて同様に薄くされているが、中央側が従来と同様に厚くなつている。このため、外周部材 3 3 a内の部品の大きさや形状を変える必要がなく、ロー夕 1 2とホゾ 1 2 gとの係合状態を良好に維持することが可能になっている。

本実施形態では、ロータ 1 2の回転中心に近い組軸受 3 3よりも、回転中心から離れた（径方向に離れているの意）位置にある輪列受 3が、口一夕慣性板 1 2 cに対して軸方向にも大きく離れているので、組軸受 3 3とロー夕 1 2のホゾ 1 2 gとの係合状態を何ら変えることなく良好に維持しながらも、輪列受 3と口一夕慣性板 1 2 cの外周側とのギャップ hを大きできる。このため、口一夕慣性板 1 2 cの周速度が大きくなる外周側、すなわち空気粘性抵抗が大きく影響する部位において、当該空気粘性抵抗を確実に減少させることができ、時計の持続時間を延ばすことができる。

前述の中央が厚くなつた部分の面積は小さい方がよいが、回転中心側に設けられているので、口一夕慣性板 1 2 cの平面視での投影面積（ロー夕慣性板 1 2 c に開口部分がある場合、この開口部分の投影部分も投影面積に含める）の 1 / 3 以下であれば、空気粘性抵抗を減少させる効果は大きい。

なお、組軸受 3 3の外周部材 3 3 aの外形形状は断面逆凸状である必要はなく、図中に一点鎖線で示すように、断面矩形状の通常タイプであってもよい。

また、本実施形態では、口一夕慣性板 1 2 cに最も近接対向した支持部材として輪列受 3の場合を示したが、口一夕慣性板 1 2 cが地板 2側に近接して設けられるような場合には、この地板 2を図 1 2に示す組軸受 3 1よりもロー夕慣性板 1 2 cから離せばよい。

さらに、このような構成の地板 2や輪列受 3をフラットトルクモ一夕タイプのロー夕を有した電子制御式機械時計に適用しても同様の効果が得られる。

〔第 8実施形態〕

図 1 3に示す第 8実施形態では、ロー夕 1 2の図中下側のホゾ 1 2 f を支持し、かつロー夕 1 2 (下側の口一夕体 1 2 e ) に最も近接対向して固定された支持部材としての地板 2は、ホゾ 1 2 fを受ける組軸受 3 1をその厚み寸法の全域で保持するための保持部 2 dを有している。この保持部 2 dの周辺は、当該保持部 2 よりも口一夕体 1 2 eから離れるように窪んだ凹状部 2 gとなっている。

このような本実施形態によれば、地板 2には、組軸受 3 1をその厚み寸法の全域で保持する保持部 2 dが設けられているから、組軸受 3 1の保持強度を確実に確保できる。この際、厚みの大きい保持部 2 dは、ロー夕 1 2のホゾ 1 2 f寄り、すなわちロータ体 1 2 eの周速度が小さく、空気粘性抵抗がさほど問題とならない位置に設けられるから、時計の持続時間が短くなるように作用することはない。むしろ、保持部 2 dの周囲に設けられた凹状部 2 gにより、地板 2をロー夕体 1 2 eの外周側から確実に離すことができ、ギヤップ hを確保できる。なお、上側のロータ体 1 2 eが輪列受 3と最も近接対向している場合には、図中の一点鎖線で示すように、この輪列受 3に凹状部 3 bを設ければよい。この際、各凹状部 2 g， 3 bの面積は、ロー夕体 1 2 eに対して 1 / 2以上、好ましくは 2 / 3以上であれば、空気粘性抵抗が著しく減少する。

また、このような凹状部 2 g， 3 bを有した地板 2や輪列受 3を、口一夕慣性板付のロータを備えた電子制御式機械時計に適用しても同様な効果を得ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記第 1実施形態では、発電機 1 2 0周りの構造以外にも電子制御式機械時計にかかわる他の構造が示されているが、これら他の箇所に関する構造や構成部品等は第 1実施形態の構造や形状に限定されるものではなく、その実施にあたって任意に決められてよい。

また、第 1実施形態では、口一夕 1 2のロータ慣性板 1 2 cがステ一夕 1 2 3， 1 3 3と輪列受 3との間に配置されていたが、図 7に示すように、ステ一夕と地板との間に配置されていてもよく、このような場合には、口一夕慣性板とステ一夕との間、あるいは口一夕慣性板と地板との間の各ギャップを前記（ 5 )、（ 6 ) 式に基づいて設定すればよい。

さらに、前記第 1、第 2実施形態では、ギャップ h ' がギャップ hよりも小さく設定されていたが、これに限らず、ギャップ h ' をギャップ hよりも大きく設定した場合でも本発明に含まれる。しかし、各実施形態のようにすることにより、空気粘性抵抗の影響を考慮することなく時計を薄型化できるので好ましい。

そして、本発明に係る口一夕慣性板を有するロータとしては、ロー夕磁石が無いタイプも含まれる。このような場合には、口一夕磁石が例えば口一夕と嚙み合う六番車等に設けられ、この六番車を含んで発電機が構成されることになる。また、本発明の最大径部材としてのロー夕慣性板や口一夕体は、地板などの対向部品との対向面が平面である必要はなく、このような対向面に開口部を設けてもよい。このような場合には、ロー夕側の開口部の空気は口一夕と共に回転するため、口一夕側に開口部を設けても空気粘性の低減に対する効果は薄いが、開口部を設けることで口一夕の余分な重量が減少するので、軸受での摩擦損失を抑えることができる。特に開口部をロー夕の中心側に設けると、重量を抑えながら口一夕の慣性を大きくでき、効果的である。そして、この際の開口部の面積は、口 —夕慣性板や口一夕体の面積の 1 / 2以上、好ましくは 2 / 3以上であると、その効果が顕著である。

本発明に係る対向部品としては、地板、輪列受、裏蓋等に限定されず、例えば、輪列を構成する番車のうち、ロータ慣性板やロー夕体と平面的に重なり、かっこれらに比べて回転速度が著しく遅い番車も、ロー夕慣性板やロー夕体からすれば実質的に静止しているのと同じであるから、対向部品として見なすことができる。また、任意の番車を蹴飛ばして口一夕を始動させるような蹴飛ばし機構が設けられている時計では、この蹴飛ばし機構のレバーが当該機構を作動させることで一時的にロータ慣性板やロータ体と平面的に重なって近接対向する場合がある。従つて、このようなレバ一も空気粘性抵抗の関係でロー夕の負荷トルクに影響を及ぼす時には対向部品と見なしてよい。

前記各実施形態では、機械工ネルギ貯蔵手段としてゼンマイ l aが用いられていたが、機械工ネルギ貯蔵手段としてはゼンマイに限定されず、ゴム、スプリング、重錘でもよく、また、電子制御式機械時計を腕時計としてではなく、大がかりな時計として製作する場合には、圧縮空気などの流体を機械工ネルギ貯蔵手段としてもよい。

また、前記請求項 6以外の電子制御式機械時計においては、機械的エネルギー伝達手段として、輪列以外の例えばタイミングベルトやチェーンなど、無端縁状の部品を用いてもよい。

〔第 1実施例〕

本発明の第 1実施例として、先ず、第 1実施形態に基づき、ギャップ hを以下の表 1に示すように変化させた時の空気粘性抵抗による負荷トルク T _2#を、前記 ( 3 ) 式による計算および実測によって調べた。表 1および図 1 4にギャップ h と負荷トルク T ₂,との関係を示す。なお、この負荷トルク T ₂,は口一夕 1 2での負荷トルク T _rzを二番車 7で生じる負荷トルクに換算したものである。（6)式にその換算式を示す。ここで、 nは口一夕 12から二番車 7までの増速比であり、本実施例では 36000、 Xは口一夕 12から二番車 7までの一段あたりの伝達効率であり、本実施例では 0. 9、 yは口一夕 12から二番車 7までの嚙み合い段数であり、本実施例では 5である。また、表 1において、下段の表は、上段の表の値を国際単位系に変換したものである。

本実施例における諸条件は以下の通りである。

表 1

Γ -, 2#. =Τ_η (7) 空気の粘度： 1， 853 Pa's (0. 189 x 1 (r⁸gfs /画 ²を国際単位系に変換した値である）

回転周波数 f 10 Hz

距離 1. 5腿

距離 r₂ 3. 0醒

ゼンマイ口一夕に伝えられるゼンマイの最大出力トルク T _rziax

Xが 0. 0137x 10- ⁶Ν · πι (1. 4 mgmm (二

番車換算で 8. 5 gem) を国際単位系に変換した値である）のものを用いた。

ロー夕磁石磁気による負荷トルクを生じさせないために、口一夕

磁石の代わりとして、同等の形状および重量を有する磁気のない部材を用いた。

本実施例によれば、表 1および図 14のグラフから明らかなように、実測値から計算値を減じた値が略一定であるため、この値が輪列中の機械摩擦やほぞ油の粘性抵抗など、空気粘性抵抗以外の抵抗によるものであると解される。

従って、（ 3)式によって求められる負荷トルク T _rzを略間違いなく空気粘性抵抗によるものと判断できる。

また、本実施例では、最大出力トルク Τ_ΓΖ,_Μが 0. 0137X 10 ⁶ Ν ·πι ( 1. 4 mg腿（二番車換算で 8. 5 gem) を国際単位系に変換した値である）であるから、前記（5)、（6)式によれば、ギャップ hが 0. 102麵以上となるように係数 Kを設定すればよいことになる。このことに関し、図 14のグラフによれば、ギャップ hが 0. 102腿よりも小さいと、二番車換算の負荷トルク T ₂ ,が 83. 36x 10 ⁶ N ' m (0. 85 gem (口一夕換算にして 0. 14 mgmm ) を国際単位系に変換した値である）を越えてしまって急激に増大し、口一夕 1 2での空気粘性抵抗による負荷トルク T„が最大出力トルク T _rMaxの 1/10を越えてしまうから、空気粘性抵抗が時計の持続時間に悪影響を及ぼすことがわか o

反対に、ギャップ hが 0. 102腿以上であれば、負荷トルク T_2fがほぼ横ばいとなって十分に小さくなるため、空気粘性抵抗が持続時間に与える影響を無視できると判断できる。

従って、この実施例により、ギャップ hを前記（5)、 (6) 式の通りに設定することの有効性が認められる。

〔第 2実施例〕

続いて、第 2実施例について以下に説明する。本実施例では、第 1実施形態の前記（5)、 (6) 式に基づいて設定されるギャップ hと、時計の持続時間と、ム —ブメントの厚みとの関係を調べた。

本実施例における諸条件は以下の通りである。

空気の粘度 : 1. 853 Pa's (0. 1 89 x 10— ⁸gfs/画 ²を国際

単位系に変換した値である）

回転周波数 f 8 Hz

距離 1. 5■

距離 r₂ 3. 0 mm

ゼンマイ蓄積可能エネルギ 1. 106 / J

最大出力トルク— 6. 77 N · m ( 69 gem (口一夕に伝えられる最大出力トルク T„_1&xが 1. 4 mg腿（二

車換算で 8. 5 gem)) を国際単位系に変換した値である）

有効卷数 5. 72卷

有効巻数解けた後の出力トルク 2. 94N · m (3

0 gemを国際単位系に変換した値である）

以上の条件下で、香箱車から二番車の増速比を 7とした場合、旧来の機械式時計並の 40時間の持続時間を持つ電子制御式機械時計のギャップ hは、前記（5 )、（ 6) 式より、最小で 0. 095麵となり、ムーブメント全体の厚みは、図 1 5に示す通り 3. 0誦、およびムーブメントの各部の厚みも図 1 5に示す通りである。そして、本実施例では、ギャップ hをさらに大きく変化させた時の持続時間の変化、およびムーブメン卜の厚みの変化を調べた。

ただし、香箱車から二番車の増速比は、空気粘性抵抗による負荷トルクの変化に応じて適切な値を選んだ。また、図 1 5において、ギャップ h 0. 55 mm の場合には、輪列受 3と口一夕慣性板 1 2 cとの間のギャップ h" もギャップ h と等しくなるように変化させた。

表 2、および図 16にその結果を示す。

この表 2および図 16のグラフから明らかなように、ギャップ hを大きくすれば、これに伴って持続時間も延びることを確認でき、前記（5)、 (6) 式に基づいてギャップ hを設定することの有効性を確認できた。なお、持続時間の延び率は、ギャップ hが 0. 3■を越えたあたりから著しく小さくなるため、ギャップ hを必要以上に大きくしても、ムーブメン卜の厚みが厚くなるのに対しての持続時間を延ばすメリットが減少する。このため、ギャップ hを 0. 3腿程度にすることが、ムーブメントの厚みをさほど厚くせずに、持続時間を効果的に延ばせる (48. 4時間）といえる。

ただし、ギャップ hは、 0. 3±0. 2腿程度であれば、持続時間ゃム一ブメント厚を勘案しても十分に実用に供される。

従って、この 0. 3 mmは、当初の持続時間（40時間）の時のギャップ h (0 . 095麵）の約 3倍であるから、前記（5) 式から逆算すれば、 Τ _ΓΖ,_ωの 1/ 30 (約 30%) となるようにギャップ hを決定するのが効果的である。

そして、その効果としては、持続時間が 40時間から 48時間に延びれば、例えば手巻き式の電子制御式機械時計では、二日毎の同じ時刻にゼンマイを巻き上げればよいうえ、卷上げ時には時刻合わせが不要なので、持続時間が 40時間の場合に比べて使い勝手を良好にできる。これにより、前記請求項 2の発明が有効であるといえる。

表 2

ギャップ h 二番車換算の負持続時間ムーブメント厚

荷トルク T_2#(gc (hr)

m)

0.050 4.70 33.6 2.95

0.095 3.80 40.0 3.00

0.200 3.40 45.6 3.10 0.300 3.20 48.4 3.20

0.400 3.10 50.0 3.30

0.700 3.05 50.8 3.65

1 .000 3.01 51.5 4.35

産業上の利用可能性

以上に述べたように、本発明によれば、部品間の空気粘性抵抗による負荷トルクが十分小さくなるように係数 K、ひいては部品間のギヤップ hが設定されるているので、ゼンマイのエネルギーロスを小さく抑えることができ、時計の持続時間を延ばすことができるという効果がある。

Claims

請求の範囲

1 . 機械的エネルギー貯蔵手段をエネルギー源として機械的エネルギー伝達手段を駆動するとともに、機械的エネルギー伝達手段によって回転する発電機に電力を生じさせ、この電力により駆動される電子回路によって前記発電機の回転周期を制御することで、機械的エネルギー伝達手段に制動をかけて調速するようにした電子制御式機械時計において、

前記発電機は前記機械的エネルギー伝達手段に連繋して回転するロー夕を備え、この口一夕の最大径部材と当該口一夕に対して軸方向に最も近接対向して固定された対向部品との前記軸方向のギャップを h、円周率を、空気の粘度を//、口 —夕の回転周波数を f、口一夕に伝えられる機械的エネルギー貯蔵手段の最大出力トルクを Τ _ΓΖΐω, 係数を Κ、口一夕の回転中心から口一夕の最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の内縁までの距離を、口一夕の回転中心から口一夕の最大径部材と前記対向部品とが平面的に重なる部分の外縁までの距離を r₂とし、前記ギャップ hが、

で与えられる場合に、前記係数 κは 1 Z 1 0以下に設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

2 . 請求項 1に記載の電子制御式機械時計において、前記係数 Kは、 1 / 2 0ないし 1 6 0に設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

3 . 請求項 2に記載の電子制御式機械時計において、前記係数 Kは、 1 / 2 0ないし 1 / 4 0に設定されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

4 . 請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記対向部品は、前記ロー夕の軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、当該支持部材に保持されて前記軸方向の一端側を受ける軸受よりも前記口一夕から軸方向に離れていることを特徴とする電子制御式機械時計。

5 . 請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記対向部品は、前記口一夕の軸方向の少なくとも一端側を支持する支持部材であり、この支持部材は、前記軸方向の一端側を受ける軸受を保持するための保持部を有するとともに、この保持部の周辺部位が当該保持部よりも前記口一夕から軸方向に離れていることを特徴とする電子制御式機械時計。

6 . 請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記ロー夕の軸方向の一端は、前記機械的エネルギー伝達手段を支持する部品とは別体で、かつプリッジ形状または片持ち式とされた支持部材で支持されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

7 . 請求項 1ないし請求項 6のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記機械エネルギー伝達手段は複数の番車から構成された輪列であり、前記ロー夕と当該ロータに嚙み合う前記機械的エネルギー伝達手段の番車との軸方向のギャップ h ' は、前記ギャップ hよりも小さいことを特徴とする電子制御式機械時計。

8 . 請求項 1ないし請求項 7のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記口一夕の最大径部材と前記対向部品との間に配置された近接部品を備え、この近接部品における前記ロー夕の最大径部材に対応した位置には、前記軸方向に貫通した開口部が設けられていることを特徴とする電子制御式機械時計。

9 . 請求項 1ないし請求項 8のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記機械的エネルギー貯蔵手段、機械的エネルギー伝達手段、および発電機を含んで構成されたムーブメン卜の内部が減圧されていることを特徴とする電子制御式機械時計。

10. 請求項 1ないし請求項 9のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記発電機のロータは径方向に延出した慣性板を備え、この慣性板が前記口

—夕の最大径部材であることを特徴とする電子制御式機械時計。

11. 請求項 1ないし請求項 9のいずれかに記載の電子制御式機械時計において、前記発電機の口一夕は径方向に延出しかつ複数の口一夕磁石が周方向に配置された口一夕体を備え、この口一夕体が前記口一夕の最大径部材であることを特徴とする電子制御式機械時計。