JPS6215828B2 - - Google Patents
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- JPS6215828B2 JPS6215828B2 JP60238870A JP23887085A JPS6215828B2 JP S6215828 B2 JPS6215828 B2 JP S6215828B2 JP 60238870 A JP60238870 A JP 60238870A JP 23887085 A JP23887085 A JP 23887085A JP S6215828 B2 JPS6215828 B2 JP S6215828B2
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- G—PHYSICS
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- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
- G04C3/143—Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子時計に関し、特にその電気機械
変換機構としてのパルスモータの駆動方式に関す
る。本発明の目的は、かかるパルスモータの低消
費電力化にある。本発明の目的はまた、低消費電
力駆動時に起こりうる誤動作を検出し、或は予期
して瞬時に補正することにあり、秒針の動作等時
計の外観的動作において誤動作或いは補正等が感
知されない制御方式を提供することにある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic timepiece, and more particularly to a drive system for a pulse motor as an electromechanical conversion mechanism thereof. An object of the present invention is to reduce the power consumption of such a pulse motor. Another object of the present invention is to detect or anticipate and instantly correct malfunctions that may occur during low power consumption driving, and to control such that malfunctions or corrections are not detected in the external operation of the watch, such as the operation of the second hand. The goal is to provide a method.
水晶振動子を時間標準振動子としたいわゆる水
晶腕時計が実用化されて以来、その高精度、高信
頼性から広く普及するに至つた。その間、この水
晶腕時計の技術革新はめざましく、その消費電力
についても当初20数μW必要としたものが現在で
は5μW程度で実現できるようになつてきた。し
かしながら現状の消費電力5μWの内訳を見ると
水晶振動子の発振、分周等回路関係で1.5〜2μ
W、パルスモータで3〜3.5μWと、かなりアン
バランスが目立つ、即ち電気機械変換機構の消費
電力が全体の消費電力の6〜7割もしめているわ
けで今後さらに低電力化を図つていくためにはこ
のパルスモータの低電力化が効果的でありそうで
ある。しかし現状のパルスモータの変換効率はか
なり高くこれ以上の効率アツプはかなり困難であ
る。ただ従来のパルスモータは、カレンダー機構
の如き耐付加機構、温度、磁気等の耐環境、振動
衝撃等の耐外乱等の要求から最悪状態でも充分に
作動する様に設計されてきた。そのため一定の駆
動条件で一定負荷に耐える性能がモータに要求さ
れていたのであるが、実際に時計体がこの様な負
荷状態にあるのは一日の内でも4〜5時間程度で
他の20時間はほとんど無負荷状態にある。即ち時
計体が常に無負荷状態にあれば、モーター機構は
それ程大きな負荷に耐える様な設計をする必要が
なく、その場合には消費電力もかなり低減できる
のであるが、時計は短時間ではあるが厳しい環境
になるので、これを保証するために大電力を供給
して大出力を得るパルスモータを用いる必要があ
つた。 Since the so-called quartz wristwatch, which uses a quartz oscillator as a time standard oscillator, was put into practical use, it has become widely popular due to its high precision and reliability. During that time, technological innovations in crystal wristwatches have been remarkable, and their power consumption, which initially required 20-plus microwatts, can now be achieved at around 5 microwatts. However, if we look at the breakdown of the current power consumption of 5 μW, it will be 1.5 to 2 μW due to the oscillation of the crystal oscillator, frequency division, etc.
W, 3 to 3.5 μW for a pulse motor, which is quite unbalanced. In other words, the power consumption of the electromechanical conversion mechanism accounts for 60 to 70% of the total power consumption, so we will continue to strive for further lower power consumption. Reducing the power consumption of this pulse motor is likely to be effective. However, the conversion efficiency of current pulse motors is quite high, and it is quite difficult to increase the efficiency further. However, conventional pulse motors have been designed to operate satisfactorily even under the worst conditions due to requirements such as an load-resistant mechanism such as a calendar mechanism, resistance to environments such as temperature and magnetism, and resistance to disturbances such as vibration and shock. For this reason, the motor was required to have the ability to withstand a constant load under certain driving conditions, but in reality, a watch body is under such load only for about 4 to 5 hours a day. Most of the time there is no load. In other words, if the watch body is always in an unloaded state, the motor mechanism does not need to be designed to withstand such a large load, and in that case, power consumption can be reduced considerably. Since the environment is harsh, it was necessary to use a pulse motor that can supply large amounts of power and obtain large outputs in order to guarantee this.
本発明は、パルスモータの駆動方式を負荷が小
さいときには少ない電力で駆動し、負荷が大きい
ときは大電力で駆動することにより上述の不合理
性を改め、パルスモータで消費する電力を大巾に
低減するものである。しかもこの様な駆動方式を
機械的接点などを含まず信頼性のある全電子的な
手段で構成するとともにモーターの種類、量産に
よるバラツキ等にも対処できる安定な駆動を実現
したものである。 The present invention corrects the above-mentioned irrationality by driving the pulse motor with less power when the load is small, and with high power when the load is large, and greatly reduces the power consumed by the pulse motor. It is intended to reduce Moreover, this drive system is constructed using reliable all-electronic means without mechanical contacts, and achieves stable drive that can cope with variations due to motor type and mass production.
以下、本発明につき説明する。 The present invention will be explained below.
第1図は、電子腕時計用パルスモータの一例で
あり、図においては1は2極に着磁された永久磁
石製のローターで、このローター1をはさんでス
テータ2,3が対向して配置されているが、これ
らのステータ2,3はそれぞれコイル4を巻いた
継鉄5に接続して1組のステータを構成してい
る。ステータ2,3は、ローター1が一定方向に
回転できる様にローター1の中心に対しステータ
2,3の円弧部2a,3aを偏心させ、ローター
1の静止時の磁極(NおよびS)位置をステータ
2,3の一方にずらしている。この種のパルスモ
ータは従来から実用化されており第2図に示す様
な回路ブロツクで駆動されていた。10は水晶振
動子であり、発振回路11により駆動され、その
周波数は分周器12により分周され、波形整形器
13で適当な時間間隔で適当な時間幅の180゜位
相の異なる2つのパルスが成形される。 Figure 1 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch. In the figure, 1 is a permanent magnet rotor magnetized to two poles, and stators 2 and 3 are arranged facing each other with rotor 1 in between. However, these stators 2 and 3 are each connected to a yoke 5 around which a coil 4 is wound to form a set of stators. The stators 2 and 3 have circular arc portions 2a and 3a eccentric to the center of the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction, and the positions of the magnetic poles (N and S) when the rotor 1 is at rest are adjusted. The stators 2 and 3 are shifted to one side. This type of pulse motor has been in practical use for some time and was driven by a circuit block as shown in FIG. A crystal oscillator 10 is driven by an oscillation circuit 11, its frequency is divided by a frequency divider 12, and a waveform shaper 13 generates two pulses having an appropriate time width and a 180° phase difference at an appropriate time interval. is formed.
その一例として、2″毎7.8msecのパルスを考え
以下これについて説明していく。このパルスを
CMOSインバーターで構成されるドライバー1
4,15に入力し、その出力をコイル4の端子4
a,4bに供給する。第3図はこのドライバー部
の詳細図であり、一方のインバーター14の入力
端子16に18なる信号を印加すると矢印19で
示す様に電流が流れ、逆に他方のインバータ15
の入力端子17に同様の信号を印加すると矢印1
9と対称的なルートに電流が流れる。即ち両イン
バーターの入力端子16,17に交互に信号を印
加することによりコイル4に流れる電流を交互に
反転させることができ、具体的には1秒毎に交互
に反転する7.8msecの電流コイル4に流すことが
できる。このような駆動回路により第1図のステ
ツプモータのステータ2,3にはN極、S極が交
互に発生し、ローター1の磁極と反撥、吸引によ
りローター1を180゜ずつ回転させることができ
る。そしてこのローター1の回転は中間車6を介
して4番車7に伝達され、さらに3番車8,2番
車9、さらには図示しないが筒カナ、筒車、カレ
ンダー機構に伝達され、時針、分針、秒針、カレ
ンダー等からなる指示機構を作動させる。 As an example, let's consider a pulse of 7.8 msec every 2" and explain this below.
Driver 1 consisting of CMOS inverter
4 and 15, and the output is sent to terminal 4 of coil 4.
a, 4b. FIG. 3 is a detailed diagram of this driver section. When a signal 18 is applied to the input terminal 16 of one inverter 14, a current flows as shown by an arrow 19, and conversely, the other inverter 15
When a similar signal is applied to the input terminal 17 of the arrow 1
Current flows in a route symmetrical to 9. That is, by alternately applying signals to the input terminals 16 and 17 of both inverters, the current flowing through the coil 4 can be alternately reversed, and specifically, the current flowing through the coil 4 of 7.8 msec is alternately reversed every second. can be passed to. With such a drive circuit, N and S poles are alternately generated in the stators 2 and 3 of the step motor shown in Figure 1, and the rotor 1 can be rotated 180 degrees by repulsion and attraction from the magnetic poles of the rotor 1. . The rotation of the rotor 1 is transmitted to the fourth wheel 7 via the intermediate wheel 6, and further transmitted to the third wheel 8, second wheel 9, and further to the cylinder pinion, hour wheel, and calendar mechanism (not shown), and the hour hand. , operates an indicating mechanism consisting of a minute hand, second hand, calendar, etc.
第1図のパルスモータは、原理的には以上の説
明の如く作動し、これを電子腕時計用の変換機構
として用いたきた。 The pulse motor shown in FIG. 1 operates in principle as explained above, and has been used as a conversion mechanism for electronic wristwatches.
第3図のドライブ回路において、端子17にハ
イレベル信号を端子16に信号18を印加して矢
印19の如く電流を流したときMOSトランジス
タ15にはチヤンネルインピーダンスによつて駆
動電流に基く電圧降下が生じ端子4bでこの電流
に相当する信号波形を検出することができる。そ
の電流波形は、例えば第4図の如くになる。第4
図で区間Aは駆動区間でこの場合7.8msec、この
区間Aで流れる電流がモーター駆動で消費される
電流である。この区間Aでの電流波形が図の如く
複雑な形状を示すのは、駆動回路によつて印加さ
れた電圧にもとづいて生ずる電流の他に駆動され
たローターの回転によつてコイルに、誘起電流が
重畳されるためである。区間Bは、駆動パルス印
加後の区間で、ローターは慣性による回転と安定
位置に停止する迄の振動を行う、このときこの区
間は第3図の駆動用インバータ14,15のPチ
ヤンネルMOSトランジスタがONになつているた
めコイル4とこのトランジスタとのループで前記
ローターの動きに応じたコイル4への誘起電流が
流れる。第4図の区間Bの波形が脈動しているの
はこのためである。従つてこの駆動電流波形、及
び駆動後の誘起電流波形の形状とローターの回転
位置とはほぼ対応をつけることができる。 In the drive circuit shown in FIG. 3, when a high level signal is applied to the terminal 17 and a signal 18 is applied to the terminal 16, and a current flows as shown by an arrow 19, a voltage drop based on the drive current occurs in the MOS transistor 15 due to the channel impedance. A signal waveform corresponding to this current can be detected at the generating terminal 4b. The current waveform is as shown in FIG. 4, for example. Fourth
In the figure, section A is a drive section, in this case 7.8 msec, and the current flowing in this section A is the current consumed by motor drive. The reason why the current waveform in section A shows a complicated shape as shown in the figure is that in addition to the current generated based on the voltage applied by the drive circuit, there is also an induced current in the coil due to the rotation of the driven rotor. This is because they are superimposed. Section B is the section after the drive pulse is applied, and the rotor rotates due to inertia and vibrates until it stops at a stable position.At this time, in this section, the P-channel MOS transistors of the drive inverters 14 and 15 in FIG. Since it is turned on, an induced current flows to the coil 4 in response to the movement of the rotor in a loop between the coil 4 and this transistor. This is why the waveform in section B in FIG. 4 is pulsating. Therefore, the shape of this driving current waveform and the induced current waveform after driving can almost correspond to the rotational position of the rotor.
さて、第4図の波形20と波形20′は、一連
の波形であり、これはローターへの負荷が非常に
少ない場合である。波形22と波形22′も一連
の波形であつて、この場合ローターへの負荷が大
きくローターの作動限界に近い状態であり、波形
21、波形21′は許容最大負荷の約1/2の負荷を
かけた場合である。この様に負荷を変化させたと
きの電流波形をよく観察すると、負荷が大きくな
るに従つて波形が右へ延びていくことがわかる。
これは負荷の増大に従つてローターの回転が遅く
なるためであり、安定位置に停止するまでのロー
ター振動周波数が低く、且つ振幅が小さくなる事
を実験的に確めている。この現象を逆に考える
と、ローターへの負荷が常に、無負荷状態にある
ならば、駆動パルス幅は7.8msecよりもつと短い
パルス幅で駆動できると理解される。事実パルス
幅を短くしても、モーターは作動し、出力トルク
は減少する。この状況を第5図に示す。第5図
は、駆動パルス幅を変化させたときの出力トルク
特性Tと消費電力特性Iを表わしたものである。
前述の駆動パルス幅7.8msecは、この図でP2に相
当する。即ちパルス幅P2で出力トルクはT2であ
り、消費電力はI2である。この出力トルクT2は前
述の様に時計体の遭遇する負荷に充分耐えられる
様に設定される。ところがローターにかかる負荷
が小さいか無視できる程度であればもつと出力ト
ルクは小さくてよく、駆動パルス幅も短くでき、
従つて消費電力も少なくできる。例えば、P1のパ
ルス幅で駆動すれば、出力トルクT1で消費電力
もI1で済む、本発明はこの点に着目し、ローター
にかかる負荷を検出することにより、無負荷時も
しくは負荷が小さいときは狭いパルス幅で駆動
し、大きい負荷がかかつたときには広いパルス幅
で駆動しようとするもので合理的で低電力化を図
るものである。前にも述べたように無負荷状態に
ある方が圧倒的に多いので低電力化の効果は非常
に大きい。例えば、第5図の如く無負荷時(20時
間)はP1のパルス幅で負荷時(4時間)はP2のパ
ルス幅で駆動し、I1/I2=1/2であるとすると、平
均消費電力は
I=I1×20+I2×4/24=14/24I2≒0.
58I2
となり、常時P2のパルス幅で駆動した従来の方式
に比し、60%以下の電力で済み大幅な低電力化が
はかれる。 Now, waveform 20 and waveform 20' in FIG. 4 are a series of waveforms, and this is when the load on the rotor is very small. Waveform 22 and waveform 22' are also a series of waveforms, and in this case, the load on the rotor is large and the rotor is close to its operating limit, while waveform 21 and waveform 21' represent a load that is approximately 1/2 of the maximum allowable load. This is the case when it is multiplied. If you carefully observe the current waveform when the load is changed in this way, you will see that the waveform extends to the right as the load increases.
This is because the rotation of the rotor slows down as the load increases, and it has been experimentally confirmed that the rotor vibration frequency and amplitude become low until it stops at a stable position. Considering this phenomenon in reverse, it can be understood that if the load on the rotor is always in a no-load state, the rotor can be driven with a short pulse width of 7.8 msec. In fact, even if the pulse width is shortened, the motor still operates and the output torque decreases. This situation is shown in FIG. FIG. 5 shows the output torque characteristic T and the power consumption characteristic I when the drive pulse width is changed.
The aforementioned drive pulse width of 7.8 msec corresponds to P2 in this figure. That is, the output torque is T 2 with a pulse width of P 2 and the power consumption is I 2 . As mentioned above, this output torque T 2 is set so as to be able to sufficiently withstand the load encountered by the watch body. However, if the load on the rotor is small or negligible, the output torque can be small and the drive pulse width can be shortened.
Therefore, power consumption can also be reduced. For example, if driven with a pulse width of P 1 , the output torque is T 1 and the power consumption is only I 1.The present invention focuses on this point, and by detecting the load on the rotor, When the load is small, it is driven with a narrow pulse width, and when a large load is applied, it is driven with a wide pulse width, which is a rational and low power attempt. As mentioned before, the overwhelming majority of people are in a no-load state, so the effect of reducing power consumption is very large. For example, as shown in Figure 5, when driving with a pulse width of P 1 during no load (20 hours) and with a pulse width of P 2 during load (4 hours), and assuming that I 1 /I 2 = 1/2. , the average power consumption is I=I 1 ×20+I 2 ×4/24=14/24I 2 ≒0.
58I 2 , which requires less than 60% of the power compared to the conventional method, which was driven with a constant pulse width of P 2 , resulting in a significant reduction in power consumption.
ところで今、上で「負荷を検出して‥‥」と簡
単に述べたが、この負荷の検出方法が本発明の大
きなポイントであることはいうまでもない。次に
この負荷の検出方法について述べる。第4図のコ
イルに流れる電流波形を見ると、負荷の増大とと
もに、この電流波形が変化することがわかる。即
ち駆動区間Aでは極大、極小になる位置が負荷の
増大とともに右へシフトしている。この点に着目
して負荷の大きさを知ることができるが、この波
形の変化量は極めて少なく量産のバラツキを吸収
するこそがむづかしく、又、極めて微妙な制御を
しなければならない。 By the way, although it was briefly mentioned above that "load is detected...", it goes without saying that this method of detecting load is a major point of the present invention. Next, a method for detecting this load will be described. Looking at the current waveform flowing through the coil in FIG. 4, it can be seen that the current waveform changes as the load increases. That is, in drive section A, the positions of maximum and minimum shift to the right as the load increases. The magnitude of the load can be determined by focusing on this point, but the amount of change in this waveform is extremely small, making it difficult to absorb variations in mass production and requiring extremely delicate control.
そこで本発明は、駆動パルス印加後の区間Bに
着目した。この区間Bにおいても負荷の増大につ
れて、例えば最初に極小値をとる点は右へシフト
している。しかも区間Aの波形の変化量に比し、
数倍の変化量が得られる。従つて、この区間Bに
おける誘起電流波形によつて負荷の大小を検出す
ることは、上述の区間Aに比し容易で、信頼性も
高くなる。この現象は、駆動パルス幅を短くした
ときも同様で、第6図にその状況を示す、この第
6図に示した駆動は第4図に比し、駆動パルス幅
が狭いため小さな負荷に耐えるのみであるが無負
荷時の駆動電流波形23、同じく駆動後の誘起電
流波形23′と作動限界負荷時の駆動電流波形2
4同じく駆動後の誘起電流波形24′との関係
は、第4図と同様である。負荷の検出は上述の方
法で行うが、本発明の構成は通常モーターへは無
負荷時を想定した狭い駆動パルスで駆動し、常に
駆動後の誘起電流波形で負荷の大きさを検出し、
負荷が小さいときは、始めの狭い駆動パルス幅で
の駆動を継続する。負荷が増加してきて、狭い駆
動パルス幅での駆動の限界に近づいてきた場合、
次の駆動から一定時間広い駆動パルス幅で駆動
し、その後、当初の狭い駆動パルス幅での駆動に
もどす。本発明は概略この様な構成であるが第7
図のブロツク図によりさらに詳説する。 Therefore, the present invention focused on section B after application of the drive pulse. Also in this section B, as the load increases, for example, the point where the minimum value is first shifted to the right. Moreover, compared to the amount of change in the waveform in section A,
A change several times larger can be obtained. Therefore, it is easier to detect the magnitude of the load based on the induced current waveform in this section B than in the above-mentioned section A, and the reliability is also higher. This phenomenon is the same when the drive pulse width is shortened, and the situation is shown in Figure 6.The drive shown in Figure 6 has a narrower drive pulse width than the one in Figure 4, so it can withstand small loads. However, the drive current waveform 23 at no load, the induced current waveform 23' after driving, and the drive current waveform 2 at the operating limit load.
4 Similarly, the relationship with the induced current waveform 24' after driving is the same as that shown in FIG. The load is detected by the method described above, but the configuration of the present invention normally drives the motor with a narrow drive pulse assuming no load, and always detects the size of the load from the induced current waveform after driving.
When the load is small, driving continues with the initial narrow driving pulse width. When the load increases and approaches the limit of driving with a narrow driving pulse width,
From the next drive, drive is performed with a wide drive pulse width for a certain period of time, and then the drive is returned to the initial narrow drive pulse width. The present invention generally has such a configuration, but the seventh
This will be explained in more detail with reference to the block diagram in the figure.
第7図は、本発明の構成を示すブロツク図であ
り、25は時間標準振動子、26は発振回路、分
周回路等を含む回路、27はパルスモーター駆動
回路、28はパルスモーターでここまでの構成は
従来の電子腕時計と同じである。29は負荷検出
回路で第4図、第6図で説明した様に駆動パルス
印加後の誘起電流波形により負荷を検出する、3
0は制御回路で負荷検出回路29で検出した負荷
の状態に応じてパルスモーター28の駆動を制御
する回路で、通常無負荷時は狭い駆動パルスを負
荷時には広い駆動パルスを供給するように制御す
る。この制御方式を第8図につき説明する。第8
図は駆動パルスの状態を示したもので、先のパル
スモーターの項で述べたように供給されるこの状
態をパルス31,32の様に示した。パルス3
1,32は無負荷状態の狭いパルス幅である。パ
ルス31,32を印加後、第7図の検出回路が負
荷状態を検出するが、無負荷又は小さな負荷状態
である。即ちパルス31後の負荷検出は無負荷と
判定したので、次のパルス32は狭いパルス幅と
なり、パルス32後の負荷検出も無負荷と判定し
たので次のパルス33も狭いパルス幅となる。そ
してパルス33後の負荷検出では、有負荷状態と
判定した。この場合パルス33後、数10msec後
に、広いパルス幅の第2の駆動パルス34がパル
ス33と同じ極性(即ち同じ電流方向)で印加さ
れる。その後の一定パルス数については広いパル
ス幅のパルス35,36が印加され、その後再び
始めの狭いパルス幅のパルス37,38‥‥が印
加される。パルス33とパルス34の関係を説明
すると、パルス33の駆動で負荷が大きいことを
検出すると数10msec後に広にパルス幅のパルス
34が印加される。これはパルス33後の負荷検
出で負荷が大きいと判定するが、このときロータ
ーが作動したかどうかの判定はむずかしい、とい
うのは第6図の誘起電流波形は負荷の増加ととも
に右へシフトするとともに減衰する。そしてロー
ターが作動しなかつたときは、誘起電流が出ない
のであるが負荷が限界に近いときローターがやつ
と作動する状態との区別がつきにくい。負荷が
徐々に増加する場合は、負荷が大きいと判定して
もそのときのパルス33ではローターは作動して
いるし、負荷が急激で狭いパルス幅では駆動でき
ない大きさになるとパルス33ではローターは作
動しない。この両者を判別するのは困難である。
そこでパルス印加後の負荷の検出は多少余裕をも
つように設定するのが簡単である。本構成では、
パルス34を印加する。パルス33でローターが
作動したときは、パルス34はパルス33と同方
向のパルスであるため、このパルス34は逆相の
パルスになり、ローターは回転しない。又、パル
ス33でローターが作動しなかつたときはパルス
34で駆動される、このとき数10msec遅れてロ
ーターが駆動されることになるが、これが秒針の
作動として目に判別されることはなく、これを原
因とした見苦しさを心配する必要は全くない。次
に負荷の検出後、広いパルス幅のパルス35,3
6を一定パルス数継続させる構成にした理由は、
ローターにかかる負荷として最も大きいのは、カ
レンダー機構であつて、これは3〜4時間継続す
るので、直ちに狭いパルス幅に戻すとまた負荷状
態と判断し、これを繰り返すと作動毎に2つのパ
ルスを供給することになり、消費電力が増大し、
低電力化の意義がなくなる。又、ローターにかか
る負荷はカレンダー機構だけでなく、磁場、低
温、外乱等の単発的な負荷もある。この様な場合
には、広いパルス幅の継続パルス数はなるべく少
ない方が望ましい。この様な現象を考慮して、継
続パルス数は数10秒〜数10分に設定することが望
ましい。以上が、本発明の構成であるが、次に本
発明の具体的実施例につき説明する。第9図は、
本発明になる時計の負荷検出回路及び駆動パルス
制御回路の一例である。第9図中25は発振回
路、26は分周回路であり、28はモーター、2
7は駆動回路、29はモーター負荷検出回路、3
0は制御回路であつて各々第7図のブロツクと対
応している。以下、回路素子について順次説明し
ていく。39のNAND GATE出力は無負荷状態
のモーターを駆動する際の狭いパルスを作る為の
クロツクであり、例えば1秒信号の立下りに対し
て5msec遅れたクロツクパルスを発生する。この
時デイレイフリツプフロツプ42は、入力の1秒
信号を5msec遅らせて出力する事になり、ゲート
46の出力に5msec幅の狭パルスが発生する。フ
リツプフロツプ44は128HZをクロツク入力とす
るデイレイフリツプフロツプで44の出力は入力
1秒信号に対し7.8msec遅れる。従つて、ゲート
47の出力に7.8msec幅のパルスが得られ、これ
を有負荷時の駆動用広パルスとする。ゲート40
は、駆動パルス印加直後にローター動作によつて
生ずる電流波形の極小部分が現われるまでの時間
に対し、無負荷状態と有負荷状態を判別するパル
スを発生する為のクロツクであり、42,44と
同様の動作によつて43と48の出力に判定規準
パルスを得る。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the present invention, where 25 is a time standard oscillator, 26 is a circuit including an oscillation circuit, a frequency dividing circuit, etc., 27 is a pulse motor drive circuit, and 28 is a pulse motor. The configuration is the same as a conventional electronic wristwatch. 29 is a load detection circuit that detects the load based on the induced current waveform after application of the drive pulse as explained in FIGS. 4 and 6.
0 is a control circuit that controls the drive of the pulse motor 28 according to the load condition detected by the load detection circuit 29, and normally controls to supply a narrow drive pulse when there is no load and a wide drive pulse when there is a load. . This control system will be explained with reference to FIG. 8th
The figure shows the state of the driving pulses, and the states supplied as described above in the section of the pulse motor are shown as pulses 31 and 32. pulse 3
1 and 32 are narrow pulse widths in the no-load state. After applying the pulses 31 and 32, the detection circuit of FIG. 7 detects a load condition, which is either no load or a small load condition. That is, since the load detection after pulse 31 was determined to be no load, the next pulse 32 has a narrow pulse width, and since the load detection after pulse 32 was also determined to be no load, the next pulse 33 also has a narrow pulse width. In load detection after pulse 33, it was determined that the vehicle was in a loaded state. In this case, several tens of milliseconds after the pulse 33, a second drive pulse 34 with a wide pulse width is applied with the same polarity as the pulse 33 (that is, the same current direction). For the subsequent constant number of pulses, wide pulse width pulses 35, 36 are applied, and then the initial narrow pulse width pulses 37, 38, . . . are applied again. To explain the relationship between the pulse 33 and the pulse 34, when a large load is detected by driving the pulse 33, the pulse 34 with a wide pulse width is applied after several tens of milliseconds. This is because the load is determined to be large when the load is detected after pulse 33, but it is difficult to determine whether the rotor has operated at this time, because the induced current waveform in Figure 6 shifts to the right as the load increases. Attenuate. When the rotor does not operate, no induced current is produced, but it is difficult to distinguish this from the situation in which the rotor operates smoothly when the load is close to its limit. If the load increases gradually, even if the load is determined to be large, the rotor will still be operating at the pulse 33 at that time, and if the load suddenly becomes too large to be driven by a narrow pulse width, the rotor will not operate at the pulse 33. It doesn't work. It is difficult to distinguish between the two.
Therefore, it is easy to set the load detection after pulse application so that there is some margin. In this configuration,
Apply pulse 34. When the rotor is actuated by pulse 33, pulse 34 is a pulse in the same direction as pulse 33, so this pulse 34 becomes a pulse with an opposite phase, and the rotor does not rotate. Also, if the rotor does not operate with pulse 33, it will be driven with pulse 34. At this time, the rotor will be driven with a delay of several tens of milliseconds, but this will not be recognized by the eye as an operation of the second hand. There is no need to worry about unsightliness caused by this. Next, after detecting the load, the wide pulse width pulse 35,3
The reason for configuring 6 to continue for a constant number of pulses is as follows.
The largest load on the rotor is the calendar mechanism, which lasts for 3 to 4 hours, so if you immediately return to a narrow pulse width, it will be judged as being loaded again, and if you repeat this, two pulses will be generated for each operation. power consumption increases,
Low power consumption becomes meaningless. In addition, the load on the rotor is not only due to the calendar mechanism, but also single loads such as magnetic fields, low temperatures, and disturbances. In such a case, it is desirable that the number of continuous pulses with a wide pulse width be as small as possible. In consideration of such a phenomenon, it is desirable to set the number of continuous pulses to several tens of seconds to several tens of minutes. The configuration of the present invention has been described above. Next, specific embodiments of the present invention will be described. Figure 9 shows
1 is an example of a load detection circuit and a drive pulse control circuit of a timepiece according to the present invention. In FIG. 9, 25 is an oscillation circuit, 26 is a frequency dividing circuit, 28 is a motor, and 2
7 is a drive circuit, 29 is a motor load detection circuit, 3
0 is a control circuit, each corresponding to a block in FIG. Hereinafter, the circuit elements will be explained one by one. The NAND GATE output of 39 is a clock for creating a narrow pulse when driving the motor in a no-load state, and for example, generates a clock pulse that is delayed by 5 msec with respect to the falling edge of a 1 second signal. At this time, the delay flip-flop 42 delays the input one-second signal by 5 msec and outputs it, and a narrow pulse with a width of 5 msec is generated at the output of the gate 46. The flip-flop 44 is a delay flip-flop with a 128 HZ clock input, and its output is delayed by 7.8 msec with respect to the input 1 second signal. Therefore, a pulse with a width of 7.8 msec is obtained at the output of the gate 47, and this is used as a wide pulse for driving when a load is applied. gate 40
42, 44 and 44 are clocks for generating pulses for determining the no-load state and the loaded state for the time until the minimum portion of the current waveform generated by the rotor operation appears immediately after the application of the drive pulse; A similar operation yields judgment reference pulses at the outputs 43 and 48.
第10図58は、ゲート46の出力狭パルスに
相当し、59はゲート48出力の判定規準パルス
に相当する。ゲート41は、補正パルスを形成す
るためのゲートであつて、パルス幅は7.8msecの
広パルス、発生位置は、ゲート46或は47のパ
ルスに対して、例えば30msec遅れる。第10図
66にその例を示す。ゲート41の入力端子57
は、後述する補正信号であつて、該補正信号が
HIGHになつた場合のみ41の出力に補正パルス
を発生し後段に供給する。ゲート39,40,4
1の入力信号は、前記パルスを得る為の信号で、
カウンタ26の出力を適当に組み合せる。ゲート
89,49は、上記パルスを駆動用インバータ1
4,15に対して分離、1秒おきに交互に出力さ
せる回路である。ゲート50は、カウンタ52が
零の状態において補正パルスが41の出力端子に
発せられた場合に、カウンタ52にカウント入力
を一発送り込むものである。52がカウントを始
めると、以後カウンタ52の出力がすべて零に戻
るまでゲート50はOFF状態となる。ゲート5
0の出力によつて52が、カウント状態に入ると
51のゲートが開き以後52の出力がすべて零に
なるまで2秒信号をカウント信号として52に送
り続ける。カウンタ52は、前述した如く、数10
秒〜数10分の間で適当に設定されており、モータ
ーが有負荷状態にある事を検出してから、上記時
間幅だけ広パルス駆動信号を出力し続ける為のタ
イマーとなる。47は、カウンタ52の出力を、
ゲート入力としており、52がカウント状態にあ
る間、広パルスを後段に出力するものである。第
9図ブロツク29は、駆動パルス印加後のモータ
ーの動作状態よりモーター負荷を検出する回路の
一例である。53,54は、トランスミツシヨン
ゲートであつて、駆動用インバータ14,15の
出力を動信号に応じて交互に選択する。 10 corresponds to the output narrow pulse of the gate 46, and 59 corresponds to the criterion pulse of the gate 48 output. The gate 41 is a gate for forming a correction pulse, and the pulse width is a wide pulse of 7.8 msec, and the generation position is delayed by, for example, 30 msec with respect to the pulse of the gate 46 or 47. An example is shown in FIG. 1066. Input terminal 57 of gate 41
is a correction signal to be described later, and the correction signal is
Only when it becomes HIGH, a correction pulse is generated at the output of 41 and supplied to the subsequent stage. Gate 39, 40, 4
The input signal No. 1 is a signal for obtaining the pulse,
The outputs of the counters 26 are combined appropriately. The gates 89 and 49 pass the pulses to the driving inverter 1.
This is a circuit that separates signals 4 and 15 and outputs them alternately every second. The gate 50 inputs one count input to the counter 52 when a correction pulse is issued to the output terminal 41 while the counter 52 is at zero. Once the counter 52 starts counting, the gate 50 remains in the OFF state until all outputs of the counter 52 return to zero. gate 5
When 52 enters a counting state by the output of 0, the gate of 51 opens and continues to send a 2 second signal to 52 as a count signal until all outputs of 52 become zero. The counter 52 has the number 10 as described above.
It is set appropriately between seconds and several tens of minutes, and serves as a timer that continues to output a wide pulse drive signal for the above-mentioned time period after detecting that the motor is in a loaded state. 47 is the output of the counter 52,
It is used as a gate input, and outputs a wide pulse to the subsequent stage while 52 is in the counting state. Block 29 in FIG. 9 is an example of a circuit that detects the motor load from the operating state of the motor after application of the drive pulse. Reference numerals 53 and 54 are transmission gates that alternately select the outputs of the drive inverters 14 and 15 in accordance with the motion signal.
53,54の出力は結合されてコンデンサを介
し、微分増幅器55に入力される。53,54の
出力信号の内、無負荷状態の波形と有負荷状態の
波形をそれぞれ第10図60,61に示す。微分
回路は、この場合ピーク検出器として動作し、微
分回路出力を更に2個のインバータを通して得た
信号は各ピークで反転する矩形波となり、60に
対しては62,61に対しては64の信号が得ら
れる。 The outputs of 53 and 54 are combined and input to a differential amplifier 55 via a capacitor. Of the output signals 53 and 54, waveforms in a no-load state and a waveform in a loaded state are shown in FIGS. 60 and 61, respectively. The differentiating circuit operates as a peak detector in this case, and the signal obtained by passing the differentiating circuit output through two further inverters becomes a rectangular wave that is inverted at each peak, 62 for 60, 64 for 61, etc. I get a signal.
インバータの出力はCR時定数回路により遅延
されてナンドゲート56の1方の入力となり、ま
た2個のインバータの中間の出力をナンドゲート
56の他方の入力とすることにより、第10図の
信号63と65を得る。信号63は出力波形60
に対応し、信号56は出力波形61に対応してい
る。出力波形60,61と信号63,65を比較
すると信号62,63のパルスが出力波形の所定
のピーク位置を示していることは明確である。負
荷状態の検出はこの信号63,65のパルス位置
が前述の判定基準パルス59の内側にあるか外側
にあるかで判断され、前者の場合を無負荷状態と
判定し、後者を有負荷状態と判定する。従つて信
号63は無負荷状態を示し、信号65は有負荷状
態を示すことになる。尚ナンドゲートの出力信号
63と65は負方向にパルスが出る。 The output of the inverter is delayed by the CR time constant circuit and becomes one input of the NAND gate 56, and by using the intermediate output of the two inverters as the other input of the NAND gate 56, the signals 63 and 65 in FIG. get. Signal 63 is output waveform 60
, and the signal 56 corresponds to the output waveform 61. Comparing the output waveforms 60, 61 with the signals 63, 65, it is clear that the pulses of the signals 62, 63 indicate predetermined peak positions of the output waveforms. The load state is detected by determining whether the pulse positions of the signals 63 and 65 are inside or outside the above-mentioned determination reference pulse 59, and the former case is determined to be a no-load state, and the latter case is determined to be a loaded state. judge. Therefore, signal 63 indicates a no-load condition, and signal 65 indicates a loaded condition. Note that the output signals 63 and 65 of the NAND gate output pulses in the negative direction.
次に補正パルスの発生手段について述べる。ゲ
ート104はゲート56の出力となる負荷検出信
号と、ゲート48の出力となる判定基準パルス信
号59、及びデイレイフリツプフロツプ44の出
力となる1秒信号を7、8msec遅延させた信号と
を入力としている。尚デイレイフリツプフロツプ
44の出力信号はゲート104において検出可能
期間を決定するマスク信号として働く。以上の構
成により無負荷のときの検出信号(第10図6
3)はゲート104を通過するが、有無荷のとき
の検出信号65は禁止される。ライン57はゲー
ト107と108により形成されるフリツプフロ
ツプの出力であり、ゲート106および105に
よりセツト入力が形成される。ゲート106に入
力される1秒信号はフリツプフロツプの所期セツ
ト状態を決定するものであり、負荷検出状態のと
き出力57を必ずHに設定しておく。この状態で
無負荷状態を検出した信号がゲート104を通過
するとゲート105,106を通つてフリツプフ
ロツプをリセツトして出力57をL状態にする。
しかし重負荷のときにはリセツト信号が入らない
ので出力57はHにセツトされたままとなる。出
力57がHのままでいると補正パルスを発生する
ゲート41が補正パルスを発生する状態となるた
め駆動回路用のゲート89もしくは49を通つて
コイルに補正パルスが供給される。尚ゲート10
5の他方の入力はカウンタ52が作動開始すると
同時に検出信号の通過を禁止する信号が入力され
ている。尚、補正パルスはゲート41により通常
の駆動パルスより大きなパルス幅に設定されると
ともに、重負荷状態が検出された駆動パルスと同
極性のパルスが供給れる。即ちNANDゲート90
と91およびNANDゲート92と93にはゲート
信号として2秒信号が印加され、特にNANDゲー
ト90,91はインバータ94を介しているため
にNANDゲート92,93とは逆極性の2秒信号
が印加されている。 Next, the correction pulse generating means will be described. The gate 104 outputs a load detection signal which is the output of the gate 56, a judgment reference pulse signal 59 which is the output of the gate 48, and a signal obtained by delaying the 1 second signal which is the output of the delay flip-flop 44 by 7 to 8 msec . is taken as input. The output signal of the delay flip-flop 44 serves as a mask signal for determining the detectable period at the gate 104. With the above configuration, the detection signal when there is no load (Fig. 10, 6
3) passes through the gate 104, but the detection signal 65 when there is no load is prohibited. Line 57 is the output of the flip-flop formed by gates 107 and 108, and the set input is formed by gates 106 and 105. The 1 second signal input to the gate 106 determines the desired set state of the flip-flop, and the output 57 is always set to H in the load detection state. When a signal detecting a no-load state passes through gate 104 in this state, it passes through gates 105 and 106, resets the flip-flop, and sets output 57 to the L state.
However, when the load is heavy, the reset signal is not input, so the output 57 remains set to H. If the output 57 remains high, the gate 41 that generates the correction pulse will be in a state where it will generate a correction pulse, so the correction pulse will be supplied to the coil through the gate 89 or 49 for the drive circuit. Nao gate 10
The other input of the counter 52 receives a signal that prohibits passage of the detection signal at the same time the counter 52 starts operating. Note that the correction pulse is set to have a pulse width larger than the normal drive pulse by the gate 41, and a pulse having the same polarity as the drive pulse for which the heavy load state was detected is supplied. That is, NAND gate 90
and 91 and NAND gates 92 and 93, a 2-second signal is applied as a gate signal, and in particular, since NAND gates 90 and 91 are connected through an inverter 94, a 2-second signal of opposite polarity to that of NAND gates 92 and 93 is applied. has been done.
これにより、ORゲート95を通過した通常の
駆動パルスはNANDゲート90とNANDゲート9
2を1秒毎に交互に通過して駆動回路に供給され
る。また、駆動パルス印加後にコイルに発生する
誘起電流から重負荷状態が検出されると前述の如
く補正パルス66が駆動パルスから数10msec遅
れて出力される。 As a result, the normal drive pulse that has passed through the OR gate 95 is connected to the NAND gate 90 and the NAND gate 9.
2 alternately every second and is supplied to the drive circuit. Further, when a heavy load condition is detected from the induced current generated in the coil after application of the drive pulse, the correction pulse 66 is outputted with a delay of several tens of milliseconds from the drive pulse, as described above.
補正パルスはNANDゲート91および93に入
力されるが、NANDゲート91と93は各々ゲー
ト90と92のゲート信号を共用しているため
に、補正パルスは駆動パルスと同極性のパルスと
し駆動回路に供給される。この結果、波形61の
場合に対しては、補正パルス66が引き続いて印
加され、66によつてローターの回転は完結す
る。但し、前述した如く66が印加される以前に
ローターの回転が完結している場合も含まれる。
補正パルス66は、また、ゲート50を介してカ
ウンタ52に入力され、51のゲートをON状態
にして52をカウント状態にする。以後、一定時
間ゲート47をON状態に保ち広パルス駆動信号
を供給し続ける。広パルスが供給されている間、
インバータ112の出力がゲート105に入力さ
れるので57はLOW状態にあり、補正パルスは
出力されない。これは、広パルス駆動時では、モ
ーターは充分な出力トルクがあるものと考えられ
るからである。又補正パルスに対する検出動作の
禁止はゲート104に判定基準パルス信号59
(第10図)を入力することにより行なつてい
る。即ち判定基準パルス5が立下がつて後はゲー
ト104はすべての検出信号の通過を禁止する禁
止回路となつている。従つて上述した実効値のよ
り大きな7.8msecパルス幅の駆動パルスを補正用
の補正パルスのいずれに対しても負荷検出を禁止
しており、無駄な消費電力を減じることができ
る。 The correction pulse is input to NAND gates 91 and 93, but since NAND gates 91 and 93 share the gate signals of gates 90 and 92, respectively, the correction pulse is a pulse with the same polarity as the drive pulse and is input to the drive circuit. Supplied. As a result, for the case of waveform 61, a correction pulse 66 is subsequently applied, which completes the rotation of the rotor. However, as described above, this also includes the case where the rotation of the rotor is completed before 66 is applied.
The correction pulse 66 is also input to the counter 52 via the gate 50, turning on the gate 51 and putting the counter 52 in the counting state. Thereafter, the gate 47 is kept in the ON state for a certain period of time to continue supplying the wide pulse drive signal. While a wide pulse is being applied,
Since the output of inverter 112 is input to gate 105, gate 57 is in the LOW state and no correction pulse is output. This is because the motor is considered to have sufficient output torque during wide pulse driving. Further, the detection operation for the correction pulse is prohibited by sending the judgment reference pulse signal 59 to the gate 104.
This is done by inputting (Fig. 10). That is, after the determination reference pulse 5 falls, the gate 104 serves as a prohibition circuit that prohibits passage of all detection signals. Therefore, load detection is prohibited for any of the correction pulses for correcting the drive pulse with the 7.8 msec pulse width, which has a larger effective value, as described above, and unnecessary power consumption can be reduced.
以上の如く本実施例においては、通常の軽負荷
状態における駆動パルスの発生回路は第9図中9
9の枠で囲まれており、5msecパルス幅の駆動パ
ルスの発生回路は枠110で囲まれておりデイレ
イフリツプフロツプ42とゲート39およびゲー
ト46、インバータ96で形成され、また7、
8msecパルス幅の駆動パルスに対しては、128Hz
のクロツク信号を有するデイレイフリツプフロツ
プ44とゲート47およびインバータ96で形成
される。また負荷検出回路として第9図で示され
る負荷検出回路29が用いられ、補正パルス発生
回路は、第9図中98の枠で囲まれており、フリ
ツプフロツプの出力57を入力とするゲート41
と、ゲート41の出力を駆動パルスと同極性の補
正パルスとして駆動回路に供給するゲート91,
93とにより形成される。 As described above, in this embodiment, the drive pulse generation circuit in the normal light load state is 9 in FIG.
A circuit for generating a drive pulse having a pulse width of 5 msec is surrounded by a frame 110 and is formed by a delay flip-flop 42, a gate 39, a gate 46, and an inverter 96.
128Hz for a drive pulse with an 8msec pulse width
It is formed by a delay flip-flop 44 having a clock signal of 1, a gate 47 and an inverter 96. The load detection circuit 29 shown in FIG. 9 is used as the load detection circuit, and the correction pulse generation circuit is surrounded by a frame 98 in FIG.
and a gate 91 that supplies the output of the gate 41 to the drive circuit as a correction pulse having the same polarity as the drive pulse.
93.
ピーク検出回路としては、55の微分増幅回路
の他に、様々な方式が考えられる。第18図は、
遅延回路を用いたピーク検出回路のブロツク図で
図中53,54はトランスミツシヨンゲート、8
0は第9図55に代る一般的な増幅器、81は遅
延回路、82は80および81の出力を入力する
比較器である。増幅器80の一例を第13図又は
第14図に示す。前述したモーター駆動検出波形
23,24等は実質的に電源レベル付近に発生す
る数mV〜数10mV程度の信号である為、抵抗6
6,67で分圧し、増幅器の入力動作レベルに変
換してやる。端子68には、第16図76の波形
が現われる。第14図は、第13図を改良した回
路であつて、抵抗67の代りにMOSトランジス
タを挿入し、増幅器入力レベルが動作レベルにな
る様にトランジスタ69のチヤンネルインピーダ
ンスを制御してやる帰環回路をもつ、ブロツク7
0は出力レベルを検出する回路である。第15図
は遅延回路81の簡単な実施例であつて、71,
73はトランスミツシヨンゲート、72,74は
負荷コンデンサである。この場合、端子68の入
力信号76は出力端子において77の如く遅延す
る。第17図は、この波形を模型的に表わしたも
ので入力信号76はトランスミツシヨンゲート7
1によつて、コンデンサ72に伝えられ72の端
子電圧波形は79となる。更に、トランスミツシ
ヨンゲート73によつて出力端子75には、波形
77が表われる。比較器82は波形76と77が
入力される時、78に示す矩形信号を出力する。 As the peak detection circuit, various systems can be considered in addition to the 55 differential amplifier circuit. Figure 18 shows
This is a block diagram of a peak detection circuit using a delay circuit. In the figure, 53 and 54 are transmission gates, and 8
0 is a general amplifier replacing 55 in FIG. 9, 81 is a delay circuit, and 82 is a comparator to which the outputs of 80 and 81 are input. An example of the amplifier 80 is shown in FIG. 13 or 14. Since the motor drive detection waveforms 23, 24, etc. mentioned above are signals of several mV to several tens of mV that are substantially generated near the power supply level, the resistor 6
The voltage is divided by 6 and 67 and converted to the input operating level of the amplifier. A waveform shown in FIG. 16 76 appears at the terminal 68. FIG. 14 is an improved circuit of FIG. 13, in which a MOS transistor is inserted in place of the resistor 67, and it has a return circuit that controls the channel impedance of the transistor 69 so that the amplifier input level becomes the operating level. , block 7
0 is a circuit that detects the output level. FIG. 15 shows a simple embodiment of the delay circuit 81, in which 71,
73 is a transmission gate, and 72 and 74 are load capacitors. In this case, the input signal 76 at terminal 68 is delayed as 77 at the output terminal. FIG. 17 schematically represents this waveform, and the input signal 76 is connected to the transmission gate 7.
1, it is transmitted to the capacitor 72 and the terminal voltage waveform of 72 becomes 79. Furthermore, a waveform 77 appears at the output terminal 75 by the transmission gate 73. Comparator 82 outputs a rectangular signal shown at 78 when waveforms 76 and 77 are input.
遅延回路としては第15図が適しているが、他
に入力信号周波数が比較的低いため、バケツリレ
ー型データ転送素子等も適する。 As the delay circuit, the one shown in FIG. 15 is suitable, but since the input signal frequency is relatively low, a bucket brigade type data transfer element or the like is also suitable.
本発明における負荷検出方式に時計体に加わる
磁界或は衝激等に対しても有効な動作をすること
が確められている。第19図は直流磁界をパルス
モーターのコイル方向に加えた場合の検出電流波
形である。83は外部磁界がモーター内コアに誘
起する磁場と駆動用磁場の方向が相反する場合で
あり、84は両磁場が同方向にある場合である。
83,84において、波形85,86は外部磁場
が零にあり、ほぼ同一波形とみなせる。87,8
8は外部磁界が40Gaussの時の波形である。波形
より83の方向の動作は外部磁界が強くなる程動
作しにくくなり、負荷が大きくなつた場合の動作
と同一特性を示す。従つて本発明になる時計回路
にあつては外部磁界の影響に対しても有効な動作
を示し、実験的に外部磁界に対する強度が従来の
時計と何ら変らない事が確認されている。第19
図87の場合、波形の極小位置が判定基準パルス
以後に現われるため、87′で示す補正信号が加
わつている。耐衝激性についても以上の説明から
本発明が有効な効果をもつものであることは極め
て容易に類推されよう。 It has been confirmed that the load detection method of the present invention operates effectively even against magnetic fields or shocks applied to the watch body. FIG. 19 shows a detected current waveform when a DC magnetic field is applied in the direction of the coil of the pulse motor. 83 is a case where the directions of the magnetic field induced in the motor inner core by an external magnetic field and the driving magnetic field are opposite to each other, and 84 is a case where both magnetic fields are in the same direction.
At 83 and 84, waveforms 85 and 86 have zero external magnetic field, and can be considered to be substantially the same waveforms. 87,8
8 is a waveform when the external magnetic field is 40 Gauss. According to the waveform, the operation in the direction 83 becomes more difficult as the external magnetic field becomes stronger, and exhibits the same characteristics as the operation when the load becomes large. Therefore, the timepiece circuit according to the present invention exhibits effective operation even under the influence of external magnetic fields, and it has been experimentally confirmed that the strength against external magnetic fields is no different from that of conventional timepieces. 19th
In the case of FIG. 87, since the minimum position of the waveform appears after the determination reference pulse, a correction signal indicated by 87' is added. From the above explanation, it can be easily inferred that the present invention has an effective effect on impact resistance as well.
以上本発明の実施例につき詳説したが、本発明
はここで述べた実施例に限定されるものではなく
種々の改良、変更、応用が可能である。例えばパ
ルスモーターはここで述べたパルスモーターに限
定されるものではない。モーター以外の変換機構
でもよいし、パルスモーターの内第11図に示す
パルスモーターであつても全く同じ構成で実現で
きる。第11図のパルスモーターは、ローター1
00が永久磁石で作られ、ステーター101は第
1図と違つてギヤツプのない一体型であるととも
にローターの静的位置を定めるためのノツチ10
2,103が形成されている。104は駆動コイ
ルである。この様なパルスモーターは、ステータ
ー101が接続しているため、駆動後の誘起電流
は第12図に示すように、第4図、第6図に比し
若干異なる。しかし、無負荷時の波形105,1
05′、負荷時の波形106,106′の関係は基
本的には同様であり、同じ方式で実現できること
が理解されよう。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments described here, and various improvements, changes, and applications are possible. For example, the pulse motor is not limited to the pulse motor described here. A conversion mechanism other than a motor may be used, and even a pulse motor shown in FIG. 11 among pulse motors can be used with exactly the same configuration. The pulse motor in Fig. 11 has rotor 1
00 is made of a permanent magnet, and the stator 101 is of a one-piece type without a gap, unlike in FIG. 1, and has notches 10 for determining the static position of the rotor.
2,103 are formed. 104 is a drive coil. In such a pulse motor, since the stator 101 is connected, the induced current after driving is slightly different from that in FIGS. 4 and 6, as shown in FIG. 12. However, the waveform 105,1 at no load
05', and the waveforms 106 and 106' under load are basically the same and can be realized using the same method.
以上の如く本発明によれば、パルスモーターの
コイルに発生する誘起電流によりローター負荷状
態を検出するとともに、負荷検出回路により重負
荷状態が検出されたとき駆動パルスより実効値の
大きな補正パルスをひきつづいて出力する構成を
有するとともに、補正パルスに対しては負荷検出
を禁止する手段を設けてあるので、誤動作を防止
し、且つ無駄な消費電力を減じたものである。 As described above, according to the present invention, the rotor load condition is detected by the induced current generated in the coil of the pulse motor, and when a heavy load condition is detected by the load detection circuit, a correction pulse having an effective value larger than the drive pulse is continuously applied. In addition to having a configuration in which the correction pulse is output, a means for prohibiting load detection is provided for the correction pulse, thereby preventing malfunction and reducing wasteful power consumption.
第1図は本発明に係る電子腕時計のパルスモー
ターの例を示す図。第2図、第3図は従来の回路
構成を示す図で第4図は従来の時計におけるパル
スモーター駆動コイルの電流波形を示す図。第5
図はパルスモーターの駆動パルス幅に対する出力
トルクと消費電力の関係図である。第6図は従来
の駆動パルスよりも狭いパルス幅で、モーターを
駆動した場合のコイル電流波形図である。第7図
は本発明になる時計の回路ブロツクを表わす図。
第8図は本発明になる回路によるモーター駆動パ
ルスのタイムチヤート例である。第9図は第8図
のブロツク回路の一具体例を示す図。第10図は
第9図における負荷検出部のタイムチヤート例で
ある。第11図は本発明に係る電子腕時計のパル
スモーターの例を示す図。第12図は第11図の
パルスモーターにおける狭パルス駆動時のコイル
電流波形図である。第13図〜第18図は第9図
における負荷検出部の別の例を示す図である。第
19図は本発明になる電子腕時計に直流磁界を印
加した場合のコイル電流波形の変化を示す図。
25…発振回路、26…分周回路、27…駆動
回路、28…モーター、29…負荷検出回路、3
0…制御回路、31〜33…狭パルス駆動信号、
34…補正信号、35…広パルス駆動信号、59
…負荷判定基準パルス、60…無負荷時検出信
号、61…有負荷時検出信号、98…補正パルス
発生回路、99…駆動パルス発生回路。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a pulse motor of an electronic wristwatch according to the present invention. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing conventional circuit configurations, and FIG. 4 is a diagram showing a current waveform of a pulse motor drive coil in a conventional timepiece. Fifth
The figure is a diagram showing the relationship between output torque and power consumption with respect to the drive pulse width of the pulse motor. FIG. 6 is a coil current waveform diagram when the motor is driven with a pulse width narrower than the conventional drive pulse. FIG. 7 is a diagram showing a circuit block of a timepiece according to the present invention.
FIG. 8 is an example of a time chart of motor drive pulses by the circuit according to the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the block circuit of FIG. 8. FIG. 10 is an example of a time chart of the load detection section in FIG. 9. FIG. 11 is a diagram showing an example of a pulse motor of an electronic wristwatch according to the present invention. FIG. 12 is a coil current waveform diagram during narrow pulse driving in the pulse motor of FIG. 11. FIGS. 13 to 18 are diagrams showing other examples of the load detection section in FIG. 9. FIG. 19 is a diagram showing changes in the coil current waveform when a DC magnetic field is applied to the electronic wristwatch according to the present invention. 25... Oscillator circuit, 26... Frequency dividing circuit, 27... Drive circuit, 28... Motor, 29... Load detection circuit, 3
0...Control circuit, 31-33...Narrow pulse drive signal,
34... Correction signal, 35... Wide pulse drive signal, 59
... Load determination reference pulse, 60... No-load detection signal, 61... Load detection signal, 98... Correction pulse generation circuit, 99... Drive pulse generation circuit.
Claims (1)
周する分周回路26、前記分周回路の出力信号に
もとずいて駆動パルスを出力する駆動回路27、
前記駆動回路により駆動されるパルスモーター2
8とを有する電子時計において、駆動パルス印加
後前記パルスモーターのコイルに発生する誘起電
流を検出する負荷検出回路29と、前記分周回路
と前記駆動回路の間に接続され前記負荷検出回路
の出力信号により制御される制御回路30とを有
し、前記制御回路は前記分周回路の出力信号にも
とずいて前記駆動パルスを発生させる回路99
と、前記負荷検出回路の重負荷検出信号と前記分
周回路の出力信号にもとづいて前記駆動パルスよ
り実効値の大きな補正パルスを前記駆動パルスに
ひきつづいて出力させる回路98を備え、且つ前
記検出回路は前記分周回路の出力信号にもとづい
て前記補正パルスに対する負荷検出動作を禁止す
る禁止回路104を備えたことを特徴とする電子
時計。1 an oscillation circuit 25, a frequency division circuit 26 that frequency divides the output signal of the oscillation circuit, a drive circuit 27 that outputs a drive pulse based on the output signal of the frequency division circuit,
a pulse motor 2 driven by the drive circuit;
8, a load detection circuit 29 detects an induced current generated in the coil of the pulse motor after application of a drive pulse; and an output of the load detection circuit connected between the frequency dividing circuit and the drive circuit. a control circuit 30 that is controlled by a signal, and the control circuit includes a circuit 99 that generates the drive pulse based on the output signal of the frequency dividing circuit.
and a circuit 98 for outputting a correction pulse having an effective value larger than the drive pulse, based on the heavy load detection signal of the load detection circuit and the output signal of the frequency dividing circuit, following the drive pulse, and the detection circuit An electronic timepiece characterized in that it includes an inhibition circuit 104 that inhibits a load detection operation for the correction pulse based on the output signal of the frequency dividing circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23887085A JPS6193976A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | electronic clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23887085A JPS6193976A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | electronic clock |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12014776A Division JPS5345576A (en) | 1976-10-06 | 1976-10-06 | Electronic wristwatch |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22677186A Division JPS62182689A (en) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | Electronic time-piece |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6193976A JPS6193976A (en) | 1986-05-12 |
JPS6215828B2 true JPS6215828B2 (en) | 1987-04-09 |
Family
ID=17036479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23887085A Granted JPS6193976A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | electronic clock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6193976A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6118151A (en) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Hitachi Ltd | Wiring for semiconductor devices |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23887085A patent/JPS6193976A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6118151A (en) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Hitachi Ltd | Wiring for semiconductor devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6193976A (en) | 1986-05-12 |
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