JP2924639B2 - Analog electronic clock and charging method thereof - Google Patents
Analog electronic clock and charging method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ電子時計、特
に使用者の動作にともない発生する運動エネルギーを用
いて発電し、2次電源を充電するアナログ電子時計に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog electronic timepiece, and more particularly to an analog electronic timepiece that generates power using kinetic energy generated by a user's operation and charges a secondary power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電子時計では、時計駆動のエネル
ギー源となる電気は、電池から供給されている。しか
し、電池はエネルギーを使い果たすと交換が必要とな
る。このため、使用者の腕の自然な動きにより時計駆動
に必要な電気エネルギーを生み出す自動巻き発電機構を
搭載した電子式の腕時計の開発が行われている。このタ
イプの電子時計は、煩わしい電池交換の必要がないばか
りではなく、使用済み電池などの廃棄物を生み出すこと
がないため、省資源、環境保護の観点からも注目されて
いる。2. Description of the Related Art In a conventional electronic timepiece, electricity as an energy source for driving the timepiece is supplied from a battery. However, batteries need to be replaced when they run out of energy. For this reason, an electronic wristwatch equipped with a self-winding power generating mechanism that generates electric energy necessary for driving a clock by natural movement of a user's arm has been developed. This type of electronic timepiece has attracted attention from the viewpoint of resource saving and environmental protection because not only does it not require troublesome battery replacement but also does not generate waste such as used batteries.
【0003】この電子時計は、内部に発電機構を備えて
おり、使用者の動作にともなう運動エネルギーを、電気
エネルギーに変換し、発電コイルから充電電圧を出力す
る。この充電電圧を用いて2次電源を充電し、この充電
エネルギーを時計回路の電源として用いている。[0003] This electronic timepiece has a power generating mechanism inside, converts kinetic energy accompanying the operation of the user into electric energy, and outputs a charging voltage from a power generating coil. A secondary power supply is charged using the charging voltage, and the charging energy is used as a power supply for a clock circuit.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この構成の電子時計を
用いてアナログ表示を行う場合には、アナロク表示針を
動かす運針用モータが発電機と同じ時計ケース内に配置
される。このため、発電機の発電コイルで発生した磁束
が原因で、運針用モータの動作不良が発生するという問
題があった。In the case where analog display is performed using the electronic timepiece of this configuration, a motor for moving the analog display hand is arranged in the same watch case as the generator. For this reason, there has been a problem that a malfunction of the hand driving motor occurs due to the magnetic flux generated in the power generation coil of the generator.
【0005】すなわち、腕時計等では、狭い時計ケース
内に部品を効率よく実装するため、前記発電機と運針用
モータとが隣接配置されることが多い。このため、発電
コイルに比較的大きな電流が流れると、発生する磁束の
一部が漏れ磁束となって運針用モータに悪影響を与え、
運針用ロータの動作不良を引き起こす場合がある。That is, in a wristwatch or the like, the generator and the hand-operating motor are often arranged adjacent to each other in order to efficiently mount components in a narrow watch case. For this reason, when a relatively large current flows through the power generation coil, a part of the generated magnetic flux becomes a leakage magnetic flux, which adversely affects the hand driving motor,
In some cases, malfunction of the needle driving rotor may be caused.
【0006】この問題は、2次電源の過充電を防止する
ため、発電コイルと2次電源との間にバイパス回路を形
成する場合に顕著に現れる。すなわち、2次電源の電圧
がある基準レベル以上になると、発電コイルの両端をリ
ミッタ等で短絡し、2次電源の充電を停止する。このと
き発電コイルに大きな短絡電流が流れる。この状態で運
針用モータの駆動コイルに駆動パルスが通電されると、
発電機からの漏れ磁束によって運針用モータに動作不良
が発生し、正確な時刻表示が行えなくなる。[0006] This problem appears remarkably when a bypass circuit is formed between the power generation coil and the secondary power supply in order to prevent the secondary power supply from being overcharged. That is, when the voltage of the secondary power supply exceeds a certain reference level, both ends of the power generation coil are short-circuited by a limiter or the like, and charging of the secondary power supply is stopped. At this time, a large short-circuit current flows through the power generation coil. In this state, when a drive pulse is applied to the drive coil of the hand driving motor,
Leakage of magnetic flux from the generator causes malfunction of the hand-operating motor, making accurate time display impossible.
【0007】特に、水晶発振器等を用いたアナログ電子
時計は、極めて高い精度が要求されるため、前述した動
作不良が発生すると、クオーツ式電子時計として商品価
値が著しく低下する。In particular, an analog electronic timepiece using a crystal oscillator or the like is required to have extremely high accuracy. Therefore, when the above-described operation failure occurs, the commercial value of the quartz electronic timepiece is significantly reduced.
【0008】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、2次電源の過充電防止
動作中における運針用モータの誤動作を防止し、正確な
アナログ表示を行うことができるアナログ電子時計およ
びその充電方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to prevent a malfunction of a hand driving motor during an overcharge preventing operation of a secondary power supply and to perform an accurate analog display. It is an object of the present invention to provide an analog electronic timepiece and a charging method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、使用者の動作にともなう運動エ
ネルギーを電気エネルギーに変換し、発電コイルから充
電用電気エネルギーとして出力する発電手段と、前記充
電用電気エネルギーにより充電される2次電源と、前記
2次電源の電圧が所定電圧に達すると前記2次電源に対
する前記充電用電気エネルギーのバイパス回路を形成
し、2次電源の過充電を防止する過充電防止手段と、前
記2次電源の充電エネルギーを用いて作動し、モータ駆
動パルスを出力する時計回路と、前記モータ駆動パルス
が駆動コイルに通電されることにより、運針用のロータ
を回転駆動する運針用モータと、前記時計回路のモータ
駆動パルス出力中は、前記バイパス回路を流れるバイパ
ス電流を強制的に制限する電流制限手段と、を含むこと
を特徴とする。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a power generating means for converting kinetic energy accompanying a user's operation into electric energy and outputting the converted kinetic energy from a power generating coil as charging electric energy. And a secondary power supply charged by the charging electric energy, and when a voltage of the secondary power supply reaches a predetermined voltage, a bypass circuit of the charging electric energy to the secondary power supply is formed, and Overcharge prevention means for preventing charging, a clock circuit which operates using the charging energy of the secondary power supply and outputs a motor drive pulse, and During the output of the motor for driving the hand for rotating the rotor and the pulse for driving the clock of the clock circuit, the bypass current flowing through the bypass circuit is forcibly limited. A current limiting means that, characterized in that it comprises a.
【0010】請求項2の発明は、請求項1において、前
記電流制限手段は、前記時計回路のモータ駆動パルス出
力中は、前記過充電防止手段のバイパス回路を強制的に
遮断する強制遮断手段として形成されたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the current limiting means is a forced shutoff means for forcibly shutting off a bypass circuit of the overcharge prevention means during a motor drive pulse output of the timepiece circuit. It is characterized by being formed.
【0011】請求項3の発明は、請求項1,2のいずれ
かにおいて、前記発電手段は、回転自在に取付けられ、
使用者の動作に伴い発生する運動エネルギーを回転運動
に変換する回転錘と、前記回転運動により回転駆動され
る発電用ロータを含み、この発電用ロータの回転により
前記発電コイルから充電用電気エネルギーとしての充電
電圧を出力する発電機と、を含むことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the power generation means is rotatably mounted,
A rotating weight that converts kinetic energy generated by a user's operation into rotational motion, and a power generating rotor that is driven to rotate by the rotational motion, and as the charging electric energy from the power generating coil by the rotation of the power generating rotor. And a generator that outputs a charging voltage of
【0012】請求項4の発明は、請求項2,3のいずれ
かにおいて、前記過充電防止手段は、また、請求項2の
発明は、前記発電手段は、回転自在に取付けられ、使用
者の動作に伴い発生する運動エネルギーを回転運動に変
換する回転錘と、前記回転錘の回転運動を増速する増速
用輪列と、増速された回転運動により回転駆動される発
電用ロータを含み、この発電用ロータの回転により前記
発電コイルから充電用電気エネルギーとしての充電電圧
を出力する発電機と、前記2次電源の短絡回路をオン,
オフするスイッチ手段を含み、前記強制遮断手段は、前
記モータ駆動パルスの出力タイミングを検出し、モータ
駆動パルス出力中は前記スイッチ手段を強制的にオフ制
御するよう形成されたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the second and third aspects, the overcharge preventing means is provided, and the second aspect of the present invention is provided such that the power generating means is rotatably mounted, and A rotating weight that converts kinetic energy generated by the operation into a rotating motion, a speed increasing wheel train that speeds up the rotating motion of the rotating weight, and a power generating rotor that is rotationally driven by the increased rotating motion. A generator for outputting a charging voltage as electric energy for charging from the power generation coil by rotation of the power generation rotor, and a short circuit of the secondary power supply turned on.
A switch means for turning off is provided, and the forcible cut-off means is configured to detect an output timing of the motor drive pulse and to forcibly turn off the switch means during output of the motor drive pulse.
【0013】請求項5の発明は、請求項2〜4のいずれ
かにおいて、前記強制遮断手段は、前記過充電防止手段
の2次電源の過充電防止動作を検出し、過充電防止動作
中は、モータ駆動パルスの出力に先立って前記過充電防
止手段のバイパス回路を強制的に遮断し、モータ駆動パ
ルスの出力終了後に前記バイパス回路の強制遮断を解除
するよう形成されたことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the forcible shut-off means detects an overcharge prevention operation of the secondary power supply of the overcharge prevention means, and during the overcharge prevention operation, The forcible shutoff of the bypass circuit of the overcharge prevention means is forcibly interrupted prior to the output of the motor drive pulse, and the forcible shutoff of the bypass circuit is released after the output of the motor drive pulse is completed.
【0014】請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれ
かにおいて、腕時計として形成されたことを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the invention is formed as a wristwatch.
【0015】請求項7の発明は、運針用モータの駆動コ
イルに向けモータ駆動パルスを出力する時計回路の駆動
電源となる2次電源を充電する方法において、使用者の
動作にともなう運動エネルギーを電気エネルギーに変換
し、発電コイルから充電用電気エネルギーを出力し2次
電源を充電する工程と、前記2次電源の電圧が所定電圧
に達すると前記2次電源に対する前記充電用電気エネル
ギーのバイパス回路を形成し、2次電源の過充電を防止
する工程と、前記時計回路のモータ駆動パルス出力中
は、前記過充電防止手段のバイパス回路を流れるバイパ
ス電流を強制的に制限する工程と、を含むことを特徴と
する。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of charging a secondary power source serving as a drive power source of a clock circuit for outputting a motor drive pulse to a drive coil of a hand driving motor, wherein a kinetic energy associated with a user's operation is converted into electric power. Converting the energy into energy, outputting charging electric energy from a power generation coil to charge a secondary power supply, and, when a voltage of the secondary power supply reaches a predetermined voltage, a bypass circuit of the charging electric energy for the secondary power supply. Forming an overcharge of the secondary power supply, and forcibly restricting a bypass current flowing through a bypass circuit of the overcharge prevention unit during output of the motor drive pulse of the clock circuit. It is characterized by.
【0016】[0016]
【作用】請求項1のアナログ電子時計によれば、使用者
の動作にともない発生する運動エネルギーが、発電手段
により電気エネルギーに変換され、発電コイルから充電
用電気エネルギーとして出力される。これにより2次電
源が充電される。According to the analog electronic timepiece of the first aspect, the kinetic energy generated by the operation of the user is converted into electric energy by the power generation means, and is output from the power generation coil as charging electric energy. Thereby, the secondary power supply is charged.
【0017】そして、時計回路は、2次電源の充電エネ
ルギーを用いて作動し、駆動パルスを出力する。この駆
動パルスが駆動コイルに通電されることにより、運針用
モータの運針用ロータが回転駆動され、時刻がアナログ
表示される。The clock circuit operates by using the charging energy of the secondary power supply and outputs a drive pulse. When the drive pulse is energized to the drive coil, the driving rotor of the driving motor is driven to rotate, and the time is displayed in an analog manner.
【0018】ところで、前記発電手段により2次電源が
充電され所定電圧レベルになると、過充電防止手段が、
2次電源のバイパス回路を形成する。これにより、発電
手段の発電コイルから出力される充電エネルギーは、2
次電源を充電することなく前記バイパス回路を通過す
る。By the way, when the secondary power supply is charged by the power generation means and reaches a predetermined voltage level, the overcharge prevention means becomes:
A secondary power supply bypass circuit is formed. Thereby, the charging energy output from the power generation coil of the power generation means is 2
It passes through the bypass circuit without charging the next power supply.
【0019】この際、発電コイルには大きな電流が流
れ、大きな磁束が発生する。この磁束の一部が漏れ磁束
となって、運針用モータと鎖交し動作不良を引き起こ
す。At this time, a large current flows through the power generation coil, and a large magnetic flux is generated. A part of this magnetic flux becomes a leakage magnetic flux, which links with the motor for hand movement to cause a malfunction.
【0020】本発明では、電流制限手段を用い、前記時
計回路のモータ駆動パルス出力中は、前記バイパス回路
を流れるバイパス電流を強制的に制限する構成とした。
これにより、モータ駆動パルスの出力中に、運針用モー
タが、発電コイルから受ける磁束の影響を著しく低減で
きる。したがって、運針用モータは、モータ駆動パルス
の通電により確実に動作し、時刻を正確にアナログ表示
することとなる。In the present invention, the current limiting means is used to forcibly limit the bypass current flowing through the bypass circuit during the output of the motor drive pulse from the clock circuit.
Thus, during output of the motor drive pulse, the effect of the magnetic flux received from the power generation coil on the hand driving motor can be significantly reduced. Therefore, the hand driving motor operates reliably by the application of the motor drive pulse, and accurately displays the time in analog form.
【0021】この様に、本発明によれば、2次電源の過
充電防止動作中における運針用モータの誤動作を防止
し、正確なアナログ表示を行うことができるアナログ電
子時計を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an analog electronic timepiece capable of preventing a malfunction of the hand driving motor during the operation of preventing the secondary power supply from being overcharged and performing accurate analog display.
【0022】なお、前記バイパス電流の制限は、電流値
が小さくなるよう限流してもよく、また請求項2の発明
のように、電流を強制遮断しても良い。The bypass current may be limited so that the current value is reduced, or the current may be forcibly cut off.
【0023】請求項2の発明では、前記電流制限手段を
強制遮断手段として形成し、時計回路のモータ駆動パル
ス出力中は、前記過充電防止手段のバイパス回路を強制
的に遮断する構成とした。これにより、モータ駆動パル
スの出力中の運針用モータが、発電コイルから受ける磁
束の悪影響を著しく低減でき、時刻をより正確にアナロ
グ表示することができる。According to a second aspect of the present invention, the current limiting means is formed as a forcible interrupting means, and the bypass circuit of the overcharge preventing means is forcibly interrupted during the output of the motor drive pulse of the clock circuit. This makes it possible to significantly reduce the adverse effect of the magnetic flux received from the power generation coil on the hand driving motor during the output of the motor drive pulse, and to display the time more accurately in analog.
【0024】また、請求項3の発明によれば、使用者の
動作に伴い発生する運動エネルギーを、回転錘により回
転運動に変換し発電機のロータの回転駆動する。このた
め、発電機の発電コイルから充電用電気エネルギーを良
好に出力することができる。According to the third aspect of the present invention, the kinetic energy generated by the operation of the user is converted into the rotational motion by the rotary weight, and the generator rotor is driven to rotate. For this reason, electric energy for charging can be satisfactorily output from the generator coil of the generator.
【0025】また、請求項4の発明によれば、前記過充
電防止手段を、2次電源のバイパス回路をオン/オフす
るスイッチ手段を用いて形成し、スイッチ手段を前記強
制遮断手段を用いてオン/オフ制御している。これによ
り、前述の過充電を防止し、しかも過充電防止動作中に
おける運針用モータの誤動作を防止する回路の構成を、
簡単なものとすることができる。According to the invention of claim 4, the overcharge preventing means is formed by using a switch means for turning on / off a bypass circuit of a secondary power supply, and the switch means is formed by using the forcible shutoff means. ON / OFF control. Thereby, the above-mentioned overcharge is prevented, and furthermore, the configuration of the circuit for preventing the malfunction of the hand driving motor during the overcharge prevention operation,
It can be simple.
【0026】また、請求項5の発明によれば過充電防止
動作中は、モータ駆動パルスの出力に先立って過充電防
止手段のバイパス回路を強制遮断し、モータ駆動パルス
の出力後に前記バイパス回路の強制遮断を解除するよう
構成している。このため、2次電源の過充電防止動作中
における運針用モータの誤動作をより確実に防止するこ
とができる。According to the fifth aspect of the present invention, during the overcharge prevention operation, the bypass circuit of the overcharge prevention means is forcibly cut off before the output of the motor drive pulse, and after the output of the motor drive pulse, the bypass circuit of the overcharge prevention means is turned off. It is configured to cancel the forced cutoff. Therefore, it is possible to more reliably prevent a malfunction of the hand driving motor during the operation of preventing overcharge of the secondary power supply.
【0027】さらに、請求項6の発明によれば、自動巻
き充電機能付きのアナログ電子式腕時計を得ることがで
きる。Further, according to the invention of claim 6, it is possible to obtain an analog electronic wristwatch having an automatic winding charging function.
【0028】さらに、請求項7の発明によれば、アナロ
グ電子時計の2次電源の充電を、充電防止動作中におけ
る運針用モータの誤動作を引き起こすことがないように
行うアナログ電子時計の充電方法を得ることができる。Further, according to the invention of claim 7, there is provided a method of charging an analog electronic timepiece for charging a secondary power supply of the analog electronic timepiece so as not to cause a malfunction of a hand movement motor during a charging prevention operation. Obtainable.
【0029】[0029]
【実施例】次に、本発明をアナログ表示型電子腕時計に
適用した場合を例にとり詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a detailed description will be given of a case where the present invention is applied to an analog display type electronic wristwatch.
【0030】図2には、実施例の電子時計に用いられる
発電手段10の構成が示されている。この充電手段10
は、時計ケース内の地板に回動自在に取り付けられた半
円形の回転錘12と、この回転錘12の回転を増速する
輪列機構14と、この輪列機構14により発電ロータ1
8が回転駆動される発電機16とを含む。FIG. 2 shows the configuration of the power generating means 10 used in the electronic timepiece of the embodiment. This charging means 10
Is a semicircular rotary weight 12 rotatably attached to a main plate in a timepiece case, a wheel train mechanism 14 for increasing the rotation of the rotary weight 12, and a power generation rotor 1 by the wheel train mechanism 14.
8 includes a rotating generator 16.
【0031】そして、使用者が電子時計を装着し腕を動
かすと、回転錘12が回転し、その時の運動エネルギー
が図中矢印方向の回転運動となる。この回転錘12の回
転は輪列機構14により約100倍に増速されて発電ロ
ータ18に伝達される。そして、N極およびS極の永久
磁石から構成された発電ロータ18の高速回転によっ
て、発電ステータ20を介して発電コイル22に鎖交す
る磁束が変化する。When the user wears the electronic timepiece and moves his arm, the rotary weight 12 rotates, and the kinetic energy at that time becomes a rotational motion in the direction of the arrow in the figure. The rotation of the oscillating weight 12 is increased by about 100 times by the train wheel mechanism 14 and transmitted to the power generation rotor 18. The magnetic flux linked to the power generation coil 22 via the power generation stator 20 is changed by the high speed rotation of the power generation rotor 18 composed of the N-pole and S-pole permanent magnets.
【0032】磁束が変化すると、電磁誘導により、発電
コイル22から交流電圧が出力され、この交流電圧が、
図1に示す整流ダイオード30で整流され、2次電池と
してのキャパシタ40を充電する。そして、このキャパ
シタ40から、平準化された電気エネルギーが供給され
て、クオーツ72を使用した時計回路70が駆動される
ことになる。When the magnetic flux changes, an AC voltage is output from the power generation coil 22 by electromagnetic induction, and the AC voltage is
It is rectified by the rectifier diode 30 shown in FIG. 1 and charges the capacitor 40 as a secondary battery. Then, leveled electric energy is supplied from the capacitor 40, and the clock circuit 70 using the quartz 72 is driven.
【0033】前記キャパシタ40は、昇圧回路60、補
助コンデンサ42とともに2次電源を構成する。前述し
たように、発電機16が稼働するとキャパシタ40に充
電されていくが、実施例ではキャパシタ電圧が低くて時
計の駆動可能電圧に満たないときは、昇圧回路60によ
りキャパシタ電圧を高電圧に変換して時計を駆動する構
成としている。電圧変換された電力は、補助コンデンサ
42に蓄電される。したがって、実際の時計の駆動電源
は補助コンデンサ42となる。The capacitor 40, together with the booster circuit 60 and the auxiliary capacitor 42, constitutes a secondary power supply. As described above, when the generator 16 is operated, the capacitor 40 is charged. In the embodiment, when the capacitor voltage is low and less than the drivable voltage of the timepiece, the capacitor voltage is converted by the booster circuit 60 into a high voltage. To drive the timepiece. The voltage-converted power is stored in the auxiliary capacitor 42. Therefore, the driving power supply of the actual timepiece is the auxiliary capacitor 42.
【0034】また、キャパシタ40の過充電を防止する
ため、過充電防止手段として機能するリミッタ回路50
が設けられている。このリミッタ回路50は、発電コイ
ル22と並列に接続され、キャパシタ充電回路に対する
バイパス回路を構成している。In order to prevent the capacitor 40 from being overcharged, a limiter circuit 50 functioning as an overcharge prevention means.
Is provided. The limiter circuit 50 is connected in parallel with the power generation coil 22 and forms a bypass circuit for the capacitor charging circuit.
【0035】前記リミッタ回路50は、バイパス回路を
オン,オフするスイッチ素子52を含み、キャパシタ4
0の充電電圧が過充電検出用基準値を上回わることを検
出し、スイッチ素子52をオンするように形成されてい
る。The limiter circuit 50 includes a switch element 52 for turning on and off a bypass circuit.
The switch element 52 is turned on by detecting that the charging voltage of 0 exceeds the reference value for overcharge detection.
【0036】これにより、図4(A)に示すようキャパ
シタ40を充電していた充電電流200は、図4(B)
に示すようリミッタ回路50を用いて構成される発電コ
イル22のバイパス回路を図中210に示すように流
れ、キャパシタ40の過充電が防止される。As a result, the charging current 200 that has charged the capacitor 40 as shown in FIG.
As shown in the figure, the flow through the bypass circuit of the power generating coil 22 constituted by using the limiter circuit 50 as shown by 210 in the figure prevents the capacitor 40 from being overcharged.
【0037】また、前記時計回路70は、振動部にクオ
ーツ72を用いた発振回路74と、その発進出力を分周
する分周回路76と、分周出力に基づき1msごとに極
性の異なる駆動パルスを出力する駆動回路78とを含
み、前記駆動パルスは運針用モータ80の駆動コイル8
2に向け出力されている。これにより、運針用モータと
して機能するステップモータ80には、その駆動コイル
82へ図5に示すような駆動パルスが1秒毎に通電さ
れ、図2に示すロータ86はその都度回転駆動される。The clock circuit 70 includes an oscillating circuit 74 using a quartz 72 as a vibrating portion, a frequency dividing circuit 76 for dividing the starting output, and a driving pulse having a different polarity every 1 ms based on the frequency dividing output. And a driving circuit 78 for outputting the driving pulse.
2 is output. As a result, a drive pulse as shown in FIG. 5 is supplied to the drive coil 82 of the stepping motor 80 which functions as a hand driving motor every second, and the rotor 86 shown in FIG. 2 is driven to rotate each time.
【0038】そして、このロータ86の回転出力は、図
2に示す3針駆動用輪列機構90を介し、秒針104、
分針106、時針108へそれぞれ伝達され、時刻をア
ナログ表示するように構成されている。The rotation output of the rotor 86 is transmitted through the three-hand drive train wheel mechanism 90 shown in FIG.
The time is transmitted to the minute hand 106 and the hour hand 108, respectively, and the time is displayed in an analog manner.
【0039】このように、自動巻き発電機構を採用した
アナログ電子時計では、時計ケース内に、発電機16と
運針用のステップモータ80とを実装することとなる。
特に、今日の高密度実装型の電子時計では、前記発電機
16とステップモータ80とは図3に示すよう、時計ケ
ース2の内部において隣接配置されることが多い。この
ため、発電機16で発生する磁束がステップモータ80
の動作に悪影響を与える。この悪影響は、発電機16か
ら発生する磁束が大きいほど強くなる。As described above, in the analog electronic timepiece employing the self-winding power generation mechanism, the generator 16 and the stepping motor 80 for moving the hands are mounted in the timepiece case.
In particular, in today's high-density mounting type electronic timepieces, the generator 16 and the step motor 80 are often arranged adjacent to each other inside the watch case 2 as shown in FIG. Therefore, the magnetic flux generated by the generator 16 is
Adversely affect the operation of This adverse effect increases as the magnetic flux generated from the generator 16 increases.
【0040】特に、リミッタ回路50のスイッチ素子5
2がオンされ、過充電防止動作が行われている場合に、
回転錘12が回転し発電動作が行われると、図4(B)
に示すよう発電コイル22に短絡電流が流れる。これ
が、発電機16から発生する磁束の量が増加し、ステッ
プモータ80に駆動パルスが印加されているにもかかわ
らず、ロータ86が回転しないなどといった誤動作発生
の原因となる。In particular, the switching element 5 of the limiter circuit 50
2 is turned on and the overcharge prevention operation is performed,
When the oscillating weight 12 rotates and the power generating operation is performed, FIG.
A short-circuit current flows through the power generation coil 22 as shown in FIG. This causes a malfunction such as an increase in the amount of magnetic flux generated from the generator 16 and a failure in rotation of the rotor 86 even though a drive pulse is applied to the step motor 80.
【0041】このような誤動作を防止するため、実施例
の電子時計では、図1に示すよう強制遮断回路56を設
け、駆動パルス出力中はリミッタ回路50のスイッチ素
子52を強制的にオフ制御し、過充電防止用のバイパス
回路を遮断する。これにより、駆動パルス出力時に発電
コイル22から出力される磁束を大巾に少なくし、ステ
ップモータ80を確実に回転駆動させることができる。In order to prevent such a malfunction, the electronic timepiece of the embodiment is provided with a forced cutoff circuit 56 as shown in FIG. 1, and forcibly turns off the switch element 52 of the limiter circuit 50 during the driving pulse output. Then, the bypass circuit for preventing overcharge is cut off. Thereby, the magnetic flux output from the power generation coil 22 at the time of the output of the driving pulse is greatly reduced, and the step motor 80 can be reliably driven to rotate.
【0042】図5には実施例の強制遮断動作の具体例が
示されている。強制遮断回路56は、リミッタ回路50
の状態に基づき、2次電池としてのキャパシタ40の過
充電防止動作の検出を行っている。そして、図5におけ
るta のタイミングでリミッタ回路52のスイッチ素子
52がオンし、過充電防止動作が開始されると、駆動回
路78の内部状態から駆動パルスの出力タイミングを検
出する。そして、駆動パルスの出力に先立って、スイッ
チ52をオフ制御し、駆動パルス出力終了後に前記スイ
ッチ回路52をオン状態に復帰させるという制御動作を
行う。FIG. 5 shows a specific example of the forcible shutoff operation of the embodiment. The forced cutoff circuit 56 includes the limiter circuit 50
, The overcharge prevention operation of the capacitor 40 as the secondary battery is detected. Then, when the switch element 52 of the limiter circuit 52 is turned on at the timing of ta in FIG. 5 and the overcharge prevention operation is started, the output timing of the drive pulse is detected from the internal state of the drive circuit 78. Then, prior to the output of the drive pulse, the control operation of turning off the switch 52 and returning the switch circuit 52 to the on state after the output of the drive pulse is performed.
【0043】なお、前記駆動パルスの検出は、駆動回路
78が駆動パルス出力用に行う分周出力のカウント値に
基づき行う。すなわち、駆動回路78は、このカウント
値が、1秒に相当する値に達するごとに駆動パルスを出
力するようになっている。したがって、強制遮断回路5
0は、駆動回路78のカウント値から駆動パルス出力前
約30msの時点tb において、スイッチ素子52を強
制的にオフ制御し、駆動パルス出力終了後約30ms経
過した時点tc において、スイッチング素子52を再度
オン状態に復帰させるという制御を行う。The detection of the drive pulse is performed based on the count value of the frequency division output performed by the drive circuit 78 for the output of the drive pulse. That is, the drive circuit 78 outputs a drive pulse every time the count value reaches a value corresponding to one second. Therefore, the forced cutoff circuit 5
0 indicates that the switching element 52 is forcibly turned off at a time point tb about 30 ms before the drive pulse is output from the count value of the drive circuit 78, and the switching element 52 is turned off again at a time point tc about 30 ms after the drive pulse output ends. Control to return to the ON state is performed.
【0044】このように、駆動パルスに対し余裕をもっ
てスイッチング素子52を強制的にオフ制御することに
より、2次電池の過充電防止動作中におけるステップモ
ータ80の誤動作をより確実に防止することができる。
なお、リミッタ回路50が前述した過充電防止動作を行
っていない場合には、強制遮断回路56によるこのよう
なスイッチング素子52に対する強制的なオフ制御動作
が行われることはない。As described above, by forcibly turning off the switching element 52 with a margin for the driving pulse, it is possible to more reliably prevent the step motor 80 from malfunctioning during the overcharge prevention operation of the secondary battery. .
When the limiter circuit 50 does not perform the above-described overcharge prevention operation, the forcible off control operation for the switching element 52 by the forcible cutoff circuit 56 is not performed.
【0045】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が
可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
【0046】例えば、前記実施例の電子時計では、電流
制限手段として、バイパス電流を強制遮断する強制遮断
回路56を用いたが、本発明はこれに限らず、必要に応
じ例えばバイパス電流を小さく制限する限流回路等を用
いてもよい。For example, in the electronic timepiece of the embodiment, the forced cutoff circuit 56 for forcibly cutting off the bypass current is used as the current limiting means. However, the present invention is not limited to this. A current limiting circuit or the like may be used.
【0047】また、前実施例は、本発明を腕時計に適用
した場合を例にとり説明したが、本発明はこれ以外各種
の携帯用時計に適用可能であることはいうまでもない。Although the preceding embodiment has been described by taking the case where the present invention is applied to a wristwatch as an example, it goes without saying that the present invention can be applied to various other portable watches.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用者の動作にともなう運動エネルギーを利用して、2
次電源を充電するタイプのアナログ電子時計において、
2次電源の過充電防止動作中における運針用モータの誤
動作を防止し、正確な時刻表示を行うことを可能とする
アナログ電子時計およびその充電方法を提供できるとい
う効果がある。As described above, according to the present invention,
Utilizing kinetic energy associated with the movement of the user, 2
In an analog electronic watch that charges the next power supply,
There is an effect that it is possible to provide an analog electronic timepiece that can prevent a malfunction of the hand movement motor during an overcharge prevention operation of the secondary power supply and can display an accurate time and a charging method thereof.
【図1】本実施例のアナログ電子時計の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an analog electronic timepiece according to the present embodiment.
【図2】本実施例の電子時計の機械構成の要部を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a main part of a mechanical configuration of the electronic timepiece according to the embodiment.
【図3】腕時計のケース内に収納された発電機とステッ
プモータとの位置関係の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a positional relationship between a generator stored in a case of a wristwatch and a step motor.
【図4】同図(A)は、2次電池に対する充電動作の概
略説明図であり、同図(B)は過充電保護動作の概略説
明図である。FIG. 4A is a schematic explanatory diagram of a charging operation for a secondary battery, and FIG. 4B is a schematic explanatory diagram of an overcharge protection operation.
【図5】実施例の電子時計の動作を示すタイミングチャ
ート図である。FIG. 5 is a timing chart illustrating an operation of the electronic timepiece according to the embodiment.
10 発電手段 12 回転錘 14 輪列機構 16 発電機 22 発電コイル 40 キャパシタ 50 リミッタ回路 56 強制遮断回路 70 時計回路 72 クオーツ 78 駆動回路 80 ステップモータ 82 駆動コイル 104 秒針 106 分針 108 時針 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power generation means 12 Rotating weight 14 Wheel train mechanism 16 Generator 22 Generator coil 40 Capacitor 50 Limiter circuit 56 Force cutoff circuit 70 Clock circuit 72 Quartz 78 Drive circuit 80 Step motor 82 Drive coil 104 Second hand 106 Minute hand 108 Hour hand
Claims (7)
を電気エネルギーに変換し、発電コイルから充電用電気
エネルギーとして出力する発電手段と、 前記充電用電気エネルギーにより充電される2次電源
と、 前記2次電源の電圧が所定電圧に達すると前記2次電源
に対する前記充電用電気エネルギーのバイパス回路を形
成し、2次電源の過充電を防止する過充電防止手段と、 前記2次電源の充電エネルギーを用いて作動し、モータ
駆動パルスを出力する時計回路と、 前記モータ駆動パルスが駆動コイルに通電されることに
より、運針用のロータを回転駆動する運針用モータと、 前記時計回路のモータ駆動パルス出力中は、前記バイパ
ス回路を流れるバイパス電流を制限する電流制限手段
と、 を含むことを特徴とするアナログ電子時計。1. A power generating means for converting kinetic energy accompanying a user's operation into electric energy and outputting the electric energy from a generating coil as charging electric energy; a secondary power supply charged by the charging electric energy; When the voltage of the secondary power supply reaches a predetermined voltage, a bypass circuit of the charging electric energy for the secondary power supply is formed, and overcharge prevention means for preventing overcharge of the secondary power supply; A clock circuit that operates using the motor drive pulse and outputs a motor drive pulse; a motor for driving a hand-operated rotor by energizing the motor drive pulse to a drive coil; and a motor drive pulse output of the clock circuit. in the analog electronic timepiece which comprises a current limiting means to limit the bypass current flowing through the bypass circuit.
防止手段のバイパス回路を強制的に遮断する強制遮断手
段として形成されたことを特徴とするアナログ電子時
計。2. The current limiting device according to claim 1, wherein the current limiting device is formed as a forced shutoff device that forcibly shuts off a bypass circuit of the overcharge prevention device during a motor drive pulse output of the clock circuit. An analog electronic timepiece.
動エネルギーを回転運動に変換する回転錘と、 前記回転運動により回転駆動される発電用ロータを含
み、この発電用ロータの回転により前記発電コイルから
充電用電気エネルギーとしての充電電圧を出力する発電
機と、 を含むことを特徴とするアナログ電子時計。3. The rotating weight according to claim 1, wherein the power generating means is rotatably mounted, and converts a kinetic energy generated by a user's operation into a rotating motion. An analog electronic timepiece, comprising: a generator that includes a power generation rotor that is driven to rotate, and that outputs a charging voltage as charging electrical energy from the power generation coil by rotation of the power generation rotor.
を含み、 前記強制遮断手段は、 前記モータ駆動パルスの出力タイミングを検出し、モー
タ駆動パルス出力中は前記スイッチ手段を強制的にオフ
制御するよう形成されたことを特徴とするアナログ電子
時計。4. The overcharge prevention unit according to claim 2, wherein the overcharge prevention unit includes a switch unit for turning on and off a short circuit of the secondary power supply, and the forcible cutoff unit includes a switch for the motor drive pulse. An analog electronic timepiece formed to detect an output timing and to forcibly turn off said switch means during output of a motor drive pulse.
し、過充電防止動作中は、モータ駆動パルスの出力に先
立って前記過充電防止手段のバイパス回路を強制的に遮
断し、モータ駆動パルスの出力終了後に前記バイパス回
路の強制遮断を解除するよう形成されたことを特徴とす
るアナログ電子時計。5. The claim 2-3, the forced blocking means, said detecting the overcharge prevention operation of the secondary power supply overcharge prevention means, in anti-overcharging operation, the motor drive pulse An analog electronic timepiece formed so as to forcibly shut off a bypass circuit of said overcharge prevention means prior to output, and to cancel the forced shutoff of said bypass circuit after output of a motor drive pulse is completed.
時計。6. An analog electronic timepiece according to claim 2, wherein the analog electronic timepiece is formed as a wristwatch.
駆動パルスを出力する時計回路の駆動電源となる2次電
源を充電する方法において、 使用者の動作にともなう運動エネルギーを電気エネルギ
ーに変換し、発電コイルから充電用電気エネルギーを出
力し前記2次電源を充電する工程と、 前記2次電源の電圧が所定電圧に達すると前記2次電源
に対する前記充電用電気エネルギーのバイパス回路を形
成し、2次電源の過充電を防止する工程と、 前記時計回路のモータ駆動パルス出力中は、前記バイパ
ス回路を流れるバイパス電流を制限する工程と、 を含むことを特徴とするアナログ電子時計の充電方法。7. A method of charging a secondary power supply serving as a drive power supply of a clock circuit that outputs a motor drive pulse to a drive coil of a hand driving motor, comprising: converting kinetic energy accompanying a user's operation into electric energy; Outputting a charging electric energy from a generating coil to charge the secondary power supply; and forming a bypass circuit of the charging electric energy for the secondary power supply when the voltage of the secondary power supply reaches a predetermined voltage. a step of preventing overcharging of the following power supply, in the motor driving pulse output of the clock circuit is characterized in that it comprises before and fang Ipa <br/> step to limit the bypass current flowing through the scan circuit, the How to charge an analog electronic watch.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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US08/427,939 US5581519A (en) | 1994-04-27 | 1995-04-26 | Analog indicator type electronic timepiece and charging method thereof |
EP95302864A EP0679969B1 (en) | 1994-04-27 | 1995-04-27 | Analog indication type electronic timepiece and charging method thereof |
DE69504127T DE69504127T2 (en) | 1994-04-27 | 1995-04-27 | Timepiece with analog display and charging method for it |
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