JPS6313158B2 - - Google Patents
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- JPS6313158B2 JPS6313158B2 JP8679077A JP8679077A JPS6313158B2 JP S6313158 B2 JPS6313158 B2 JP S6313158B2 JP 8679077 A JP8679077 A JP 8679077A JP 8679077 A JP8679077 A JP 8679077A JP S6313158 B2 JPS6313158 B2 JP S6313158B2
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- 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、特に電気機械変換機
構にパルスモータを使用した電子時計のモータ駆
動方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic timepiece, and more particularly to a motor drive system for an electronic timepiece that uses a pulse motor as an electromechanical conversion mechanism.
本発明の目的は係るパルスモータの実効的電気
機械変換効率を増大し、信頼性をそこなうことな
く確実に時計の低消費電力化を図るにある。 An object of the present invention is to increase the effective electromechanical conversion efficiency of such a pulse motor and to reliably reduce power consumption of a timepiece without impairing reliability.
水晶振動子を時間標準とし、秒、分、時等を機
械的に計等で表示する謂る水晶式アナログ時計、
特に腕時計あつては、時間標準が極めて正確であ
り、表示時間の信頼性に対して時間標準である水
晶振動子の精度と共に電源電池の寿命が大きな要
因となつている。電気機械変換機構を有する水晶
時計にあつては、発振回路を含む電子回路部の消
費電力に比較して電気機械変換機構での消費電力
が大きく変換機の高効率化、低消費電力化が電源
電池寿命の増大の上で期待されている。発振周波
数十KHzの水晶を使用した回路の全消費電流は現
在1μA未満であり、0.5μAも可能で、更に低減さ
せ得る。これに対し変換部消費電流は2〜3.5μA
と極めて多く、回路部と変換部の消費電流にアン
バランスが目立つ。変換機以降の機械部分が大き
くなると、更に変換部での消費電流が増大する事
になる。 A so-called crystal analog clock that uses a crystal oscillator as the time standard and mechanically displays seconds, minutes, hours, etc.
Particularly in the case of wristwatches, the time standard is extremely accurate, and the accuracy of the crystal oscillator serving as the time standard as well as the lifespan of the power source battery are major factors in the reliability of the displayed time. In the case of quartz watches that have an electromechanical conversion mechanism, the power consumption of the electromechanical conversion mechanism is larger than that of the electronic circuit including the oscillation circuit. It is expected to increase battery life. The total current consumption of a circuit using a crystal with an oscillation frequency of 10 KHz is currently less than 1 μA, and can be reduced further to 0.5 μA. On the other hand, the current consumption of the converter is 2 to 3.5 μA.
This is extremely common, and there is a noticeable imbalance in the current consumption between the circuit section and the conversion section. If the mechanical parts after the converter become larger, the current consumption in the converter will further increase.
本発明は変換機構としてパルスモータを使用し
た場合の消費電流をモータ駆動条件を制御する事
によつて低減するものであり、時計としての信頼
性もそこなわれない。携帯される時計のパルスモ
ータ駆動条件としてはモータ以降の機構部の負荷
条件と耐環境性、更に駆動電圧範囲を考慮に入れ
なければならない。ここで従来のパルスモータの
設計及び駆動条件の設定にあたつては上記条件項
目をすべて考慮した場合の等価的な最大負荷時に
最高効率が得られる様になされていた。ここで実
際のモータ負荷条件を考慮すると、機構部の負荷
としては、定常的な輪列の負荷と共に間欠的に動
作するカレンダー機構がある。携帯時の外乱によ
る等価的な負荷の増大としては、衝激による瞬間
的な大負荷、外部磁界による等価的負荷の増大が
ある。駆動電圧としては銀電池あるいは酸化銀電
池等を使用した場合、温度変化も含めて内部抵抗
の増大により概略1.6Vから1.3V程度変化する。
しかし実際に時計体が上記の内の等価的に大負荷
の状態にあるのは1日の内でも極めて短時間であ
り、大半は静的な状態におかれ微小負荷状態にあ
る。本発明は係る負荷の値の変化に応じて駆動条
件を制御するものであり、通常の負荷時にはモー
タに狭パルス幅小出力駆動エネルギーを供給し、
外乱その他の影響によつて通常時に比較して等価
的な負荷の増大があつた場合には負荷の増大に見
合つた出力、若しくは従来の設計における最大定
格出力に相当する広パルス幅大出力駆動エネルギ
ーを供給するものである。さらに本発明において
は動作を安定かつ確実なものとするため、広パル
ス幅信号から狭パルス幅信号に移り変わる直後の
1回は狭パルス幅信号よりもやや広いパルス幅の
信号を加える。 The present invention reduces current consumption when a pulse motor is used as a conversion mechanism by controlling motor drive conditions, and the reliability of the watch is not compromised. The pulse motor drive conditions for a portable watch must take into account the load conditions and environmental resistance of the mechanical parts after the motor, as well as the drive voltage range. Here, in designing the conventional pulse motor and setting the driving conditions, the highest efficiency was obtained at the equivalent maximum load when all of the above-mentioned condition items were considered. Considering the actual motor load conditions, the load on the mechanism includes the constant load of the wheel train and a calendar mechanism that operates intermittently. Equivalent load increases due to disturbances during carrying include instantaneous large loads due to shocks and equivalent load increases due to external magnetic fields. When using a silver battery, silver oxide battery, etc., the drive voltage varies from approximately 1.6V to 1.3V due to an increase in internal resistance, including temperature changes.
However, in reality, the timepiece body is in the equivalently large load state described above only for a very short time in a day, and most of the time it is in a static state and under a very small load state. The present invention controls the drive conditions according to changes in the load value, and supplies narrow pulse width and small output drive energy to the motor during normal load,
If there is an equivalent increase in load compared to normal conditions due to disturbance or other effects, output commensurate with the increase in load, or wide pulse width high output drive energy equivalent to the maximum rated output in the conventional design. It is intended to supply Furthermore, in the present invention, in order to ensure stable and reliable operation, a signal with a slightly wider pulse width than the narrow pulse width signal is added once immediately after the transition from the wide pulse width signal to the narrow pulse width signal.
従つて、従来一定の駆動条件、即ち最大定格駆
動条件で駆動した場合の消費電流に比較して、本
発明になる駆動方式によれば、平均消費電流が低
減できる事は明白である。しかもこの駆動方式を
採用したところによる不安定性も除かれている。 Therefore, it is clear that the driving method of the present invention can reduce the average current consumption compared to the current consumption when driving under a conventional constant driving condition, that is, the maximum rated driving condition. Moreover, the instability caused by adopting this drive method is also eliminated.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第1図は電子腕時計用のパルスモータの1例で
あり、図においては2極着磁された永久磁石製の
ロータで、このロータ1をはさんでステータ2,
3が対向して配置されている。ステータ2,3は
実際には1体となつていて、g1,g2によつてつな
がつているがg1,g2は極く細いので切り離されて
いるものと同様の効果がある。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1が一定方向に回転できる様にステータ2,
3にノツチ2a,3aを設けて、ロータ1の静止
時の磁極(N及びS)位置をステータ2,3の一
方にずらしている。破線はロータ磁極の静止位置
を示す。 Figure 1 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch, and the figure shows a two-pole magnetized permanent magnet rotor, with rotor 1 sandwiched between stator 2,
3 are placed facing each other. The stators 2 and 3 are actually one body and are connected by g 1 and g 2 , but since g 1 and g 2 are extremely thin, they have the same effect as if they were separated. The 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 are arranged so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction.
Notches 2a and 3a are provided in the stators 3 to shift the magnetic pole (N and S) positions of the rotor 1 to one of the stators 2 and 3 when the rotor 1 is at rest. The dashed line indicates the rest position of the rotor poles.
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、その周波数に分周器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。 This type of pulse motor has been in practical use for some time, and was driven by a circuit block as shown in FIG. 10 is a crystal resonator, and an oscillation circuit 11
The frequency is divided by the frequency divider 12, and the waveform shaper 13 shapes two pulses having an appropriate time width and a phase difference of 180° at an appropriate time interval.
その一例は2秒毎7.8msecのパルスである。こ
のパルスをCMOSインバータで構成されるドラ
イバー14,15に入力し、その出力をコイル4
の端子4a,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19と対称的なルートに電流が流れる。イン
バータ14,15は周知の如くPチヤンネル
MOSトランジスタ14a,15aとNチヤンネ
ルMOSトランジスタ14b,15bから構成さ
れる。即ち両インバータの入力端子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の電流をコイ
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図のパルスモータのステータ2,3には
N極,S極が交互に発生し、ロータ1の磁極と反
撥、吸引によりロータ1を180゜ずつ回転させるこ
とができる。そしてこのロータ1の回転は中間車
6を介して4番車7に伝達され、さらに図示され
ていない3番車、2番車、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。 An example is a 7.8 msec pulse every 2 seconds. This pulse is input to the drivers 14 and 15 composed of CMOS inverters, and the output is sent to the coil 4.
is supplied to terminals 4a and 4b. FIG. 3 is a detailed diagram of this driver section, and one inverter 14
When a signal 18 is applied to the input terminal 16 of the other inverter 15, a current flows as shown by an arrow 19. Conversely, when a similar signal is applied to the input terminal 17 of the other inverter 15, a current flows in a route symmetrical to the arrow 19. Inverters 14 and 15 are P channels as is well known.
It is composed of MOS transistors 14a and 15a and N-channel MOS transistors 14b and 15b. 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. Specifically, a current of 7.8 msec, which is alternately reversed every second, is applied to the coil 4. It can be passed to 4. With such a drive circuit, N and S poles are alternately generated in the stators 2 and 3 of the pulse motor shown in Figure 1, and the rotor 1 can be rotated 180 degrees by repulsion and attraction with 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 to the third wheel, second wheel, cylinder pinion, hour wheel, and calendar mechanism (not shown), and is transmitted to the hour hand, minute hand, Operates an indicating mechanism consisting of a second hand, calendar, etc.
第1図のパルスモータは、これを電子腕時計用
の変換機構として用いてきた。 The pulse motor shown in FIG. 1 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にロ
ーレベル信号を印加し、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に生じ端子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。 In the drive circuit shown in FIG. 3, when a low level signal is applied to the terminal 17 and a signal 18 is applied to the terminal 16 to cause a current to flow as shown by an arrow 19, the MOS transistor 15 has a channel impedance that causes the drive current to flow. A signal waveform corresponding to this current generated by the voltage drop can be detected at the terminal 4b. The current waveform is as shown in FIG. 4, for example.
さて、第4図中A点は駆動パルスの印加が終了
した点である。従つてA点以後はロータの減衰振
動回転によつて生じる誘起電流である。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
の場合ロータへの負荷が大きくロータの作動限界
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。 Now, point A in FIG. 4 is the point at which the application of the drive pulse has ended. Therefore, the current after point A is an induced current generated by the damped vibration rotation of the rotor. Waveform 20 and waveform 20' of FIG. 4 are a series of waveforms, which is the case when the load on the rotor is very light.
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, and 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.
これは負荷の増大に従つてロータの回転が遅く
なるためであり、安定位置に停止するまでのロー
タ振動周波数が低く、かつ振幅が小さくなること
を実験的に確めている。 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.
次にこの負荷の検出方法について述べる。第5
図はコイル電流iとロータ回転角θの位相関係を
示す。第5図中下側の曲線はロータが駆動パルス
によつて1ステツプ進み、次の引き位置(180°)
に到るまでの振動の模様を表わしており、駆動パ
ルス印加後のコイル電流のピーク位置はほぼロー
タが引き位置付近を通過する時に対応している。
第5図に示す波形の対応は第4図20′,21′,
22′,の各波形についても同様に得られる事が
確認されている。これはロータ磁石の振動によつ
て引き起こすステ―タ内磁界の変動に基いて、電
磁コイルに電流が誘起されるためで、ロータの回
転角度から見れば引き位置(180゜,0゜)を中心に
してその前後でステータ内磁界の変化率の極性が
変化するためコイル電流のピークと引き位置とが
対応するものである。またモータ負荷とコイル誘
起電流の関係は第4図に示した通りであるから、
モータ負荷検出はコイル誘起電流波形より行うこ
とが可能となる。 Next, a method for detecting this load will be described. Fifth
The figure shows the phase relationship between the coil current i and the rotor rotation angle θ. The lower middle curve in Figure 5 shows the rotor advancing one step by the drive pulse and reaching the next pulling position (180°).
The peak position of the coil current after application of the drive pulse approximately corresponds to when the rotor passes near the pulling position.
The correspondence of the waveforms shown in Fig. 5 is shown in Fig. 4 20', 21',
It has been confirmed that the same can be obtained for each waveform of 22'. This is because current is induced in the electromagnetic coil based on fluctuations in the magnetic field within the stator caused by the vibration of the rotor magnet, and when viewed from the rotation angle of the rotor, the center is at the pulling position (180°, 0°). Since the polarity of the rate of change of the stator internal magnetic field changes before and after that, the peak of the coil current corresponds to the pulling position. Also, since the relationship between motor load and coil induced current is as shown in Figure 4,
Motor load detection can be performed from the coil induced current waveform.
本発明の構成は通常モータ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
圧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。たゞし広い
駆動パルスから狭い駆動パルスに戻す時、その1
回目に加えられる狭い駆動パルスは2回目以降に
加えられる駆動パルスよりもやや広くしておく。 The configuration of the present invention is that the motor is normally driven with a narrow drive pulse assuming no load, the magnitude of the load is always detected from the induced voltage waveform after driving, and when the load is small, the initial narrow drive pulse width is used. Continue driving. When the load increases and approaches the limit of driving with a narrow drive pulse width, the next drive is driven with a wide drive pulse width for a certain period of time, and then the drive is returned to the original narrow drive pulse width. When returning from a wide drive pulse to a narrow drive pulse, Part 1
The narrow drive pulse applied for the second time is made slightly wider than the drive pulses applied for the second and subsequent times.
本発明は概略この様な構成であるが、第6図の
ブロツク図によりさらに詳説する。 The present invention generally has such a structure, and will be explained in more detail with reference to the block diagram of FIG.
第6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はパルスモータ駆動回
路、28は第1図で説明したようなパルスモータ
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図で説明したよう
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。この負荷検出回路例においては、負荷
があらかじめ定めた値よりも大きいか、小さいか
という判定を行なう。すなわち第4図において適
当な時間位置にリミツター23を設定しておき、
誘起電流波形20′,21′のようにピーク位置
,がこのリミツター23よりも前にある時は
負荷が0もしくは小さいと判断し、誘起電流波形
22′のようにピーク位置がリミツター23よ
り以前にピークがない時は負荷が大きいと判断す
るのである。尚ピーク検出は周知の微分回路によ
り電気信号としてとり出すことができる。またリ
ミツターはこれも周知の2入力ゲート回路によつ
て形成され1方に所定時間のゲート信号を入力し
他方に上記の微分回路からのピーク検出信号を入
力することにより、その所定時間以内にピータ検
出信号がゲート回路を通過しなければ重負荷状態
を検出すれば良い。そしてこのゲート回路の出力
を検出回路の検出出力とする。30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。たゞし、広パ
ルスから狭パルスへの切換直後のみは、やや広め
の狭パルスを供給するものとする。制御回路30
は少なくとも通常負荷時に通常の駆動周期の狭駆
動パルスを印加させる第1出力信号と、負荷検出
回路29によつて重負荷状態が検出されたとき第
1出力信号とは異なる周期をもち第1出力信号と
同極性で且つ広いパルス幅の駆動パルスを狭駆動
パルスにひきつづいて印加する第2出力信号と、
第2出力信号が出力されたとき第2出力信号とは
逆極性で残留磁気消去パルスを広駆動パルスにひ
きつづいて印加する第3出力信号とを、分周回路
26の出力信号にもとづいて出力するよう構成さ
れている。第1出力信号と第2出力信号、第3出
力信号の選択が負荷検出回路からの検出信号にも
とずいてなされるよう選択回路が制御回路30の
中に構成されている。この制御方式を第7図につ
き説明する。第7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31,32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6図の
検出回路が負荷状態を検出するが、無負荷または
小さな負荷状態である。 FIG. 6 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 explained in FIG. The configuration up to this point with a pulse motor like this is the same as a conventional electronic wristwatch. Reference numeral 29 denotes a load detection circuit that detects a load based on the induced current waveform after application of a drive pulse, as explained in FIG. In this example of a load detection circuit, it is determined whether the load is larger or smaller than a predetermined value. In other words, the limiter 23 is set at an appropriate time position in FIG.
When the peak position is before the limiter 23 as shown in the induced current waveforms 20' and 21', it is determined that the load is 0 or small, and when the peak position is before the limiter 23 as shown in the induced current waveform 22'. When there is no peak, it is determined that the load is large. Note that peak detection can be extracted as an electrical signal using a well-known differentiation circuit. The limiter is also formed by a well-known two-input gate circuit, and by inputting a gate signal for a predetermined time to one side and inputting a peak detection signal from the above-mentioned differentiating circuit to the other, it is possible to generate a peak within the predetermined time. If the detection signal does not pass through the gate circuit, a heavy load state may be detected. The output of this gate circuit is then used as the detection output of the detection circuit. Reference numeral 30 denotes a control circuit that controls the drive of the pulse motor 28 according to the load condition detected by the load detection circuit 29. Normally, the control circuit supplies narrow drive pulses when there is no load and wide drive pulses when there is load. . However, a slightly wider narrow pulse is supplied only immediately after switching from a wide pulse to a narrow pulse. Control circuit 30
is at least a first output signal that applies a narrow drive pulse with a normal drive cycle under normal load, and a first output signal that has a cycle different from the first output signal when a heavy load state is detected by the load detection circuit 29. a second output signal that applies a drive pulse having the same polarity as the signal and a wide pulse width successively to the narrow drive pulse;
Based on the output signal of the frequency dividing circuit 26, a third output signal is output which applies a remanence erasing pulse successively to the wide drive pulse with a polarity opposite to that of the second output signal when the second output signal is output. It is configured like this. A selection circuit is configured in the control circuit 30 so that the selection between the first output signal, the second output signal, and the third output signal is made based on the detection signal from the load detection circuit. This control method will be explained with reference to FIG. FIG. 7 shows the state of the drive pulses, which are supplied as described above in the section regarding the pulse motor, and are shown as pulses 31 and 32. Pulses 31 and 32 are narrow pulse widths under no-load conditions. After applying the pulses 31 and 32, the detection circuit of FIG. 6 detects a load condition, which is either no load or a small load condition.
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3
3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1回だ
け始めの狭いパルス幅のパルスよりやや広いパル
ス幅のパルス37が印加され、以後は再び始めの
狭パルス幅のパルス38,39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後に広いパルス幅のパルス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、このときロータが作動したか
どうかの判定はむずかしい。というのは第4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。そしてロータが作動しなか
つたときは、誘起電圧が出ないのであるが負荷が
限界に近いときロータ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ではロータは作動しない。この両者の判
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でロータが作動したときは、パルス3
4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、ロータは回
転しない。また、パルス33でロータが作動しな
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35,36を一定パルス数継続させる構
成にした理由は、ロータ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。また、ロ
ータ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100秒に設定する
ことが望ましい。別に毎回負荷を検出して負荷が
大きいか小さいかを判断し、パルス幅をその度に
設定してやる等の考え方、あるいは更に他の方式
も可能である。 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, after pulse 33, the second drive pulse 34 with a wide pulse width is applied several tens of milliseconds after pulse 3.
3 with the same polarity (ie, the same current direction). After that, pulses 35 and 36 with wide pulse widths are applied for a certain number of pulses, and then pulse 37 with a slightly wider pulse width than the initial narrow pulse width pulse is applied only once, and thereafter, the pulse width is again the same as the initial narrow pulse width. pulses 38 and 39 are applied. To explain the relationship between pulse 33 and pulse 34, when a large load is detected by driving pulse 33, the number
After 10 msec, a wide pulse 34 is applied. Although it is determined that the load is large when the load is detected after the pulse 33, it is difficult to determine whether the rotor has operated at this time. This is because the induced current waveform in FIG. 4 shifts to the right and attenuates as the load increases. When the rotor does not operate, no induced voltage is generated, 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, pulse 34 is applied.
When the rotor operates with pulse 33, pulse 3
Since pulse 4 is a pulse in the same direction as pulse 33, this pulse 34 is a pulse with an opposite phase, and the rotor does not rotate. Further, when the rotor is not operated by pulse 33, it is driven by pulse 34. At this time, the rotor is driven with a delay of several tens of milliseconds, but this is not visible to the eye as an operation of the second hand, and there is no need to worry about unsightliness caused by this. Next, after the load is detected, the reason why the wide pulse width pulses 35 and 36 are continued for a fixed number of pulses is because the calender mechanism has the largest load on the rotor, and this
Since it lasts for 4 hours, if the pulse width is immediately returned to a narrow pulse width, it will be determined that it is in a loaded state again, and if this is repeated, two pulses will be supplied for each operation, increasing power consumption and eliminating the significance of reducing power consumption. In addition, the load on the rotor is not limited to the calendar mechanism.
There are also isolated 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 hundreds of seconds. It is also possible to use another method, such as detecting the load each time, determining whether the load is large or small, and setting the pulse width each time.
次に広いパルス幅のパルスを一定数継続した
後、すぐに元の狭いパルス幅のパルスに戻すので
なく、それよりもやや長いパルス幅のパルスを1
回だけ供給するのは以下の理由による。第4図で
説明したように負荷の大小に応じて誘起電流のピ
ーク位置は移動する。例えば波形20,20′は
無負荷の時のものである。ところが、これは一定
幅のパルスを供給し続けた時の波形であつて、広
いパルス幅のパルスから狭いパルス幅のパルスに
戻した直後はたとえ無負荷であつても、その電流
波形は24,24′のようになりピーク位置も
よりも遅れた位置で出て来る。無負荷であるに
もかかわらず負荷があるような電流波形が現われ
るわけで、もしもピーク位置がリミツター23
より後になれば負荷が大きいと判断されてしまう
ことも生ずる。2回目の狭いパルスからはの位
置にピークが現われるのだが1回目のパルスで負
荷が大と判定されると再び広いパルス幅のパルス
に切り換わり、いつまでも狭いパルス幅での駆動
には戻らなくなる。このような状態では低電力化
が果たせなくなるこのピークの遅れという現象は
ステータ内の残留磁束によるものと考えられる。
即ち広いパルス幅のパルスにより磁化されていた
ステータは、それよりも磁化力の弱い逆方向の狭
いパルス幅のパルスを加えても完全には逆方向に
磁化することができないため、それによつて発生
する出力トルクも2回目以降の同じ狭いパルス幅
のパルスに比べ低くなるので、一見負荷がかかつ
ているような状態になるものと考えられる。この
ピークの遅れは広いパルス幅と狭いパルス幅との
差が小さくなるほど、小さくなる。従つて広いパ
ルス幅のパルス(例えば7.8ms)から急激に狭い
パルス幅のパルス(例えば3.9ms)に変えるので
なく、7.8ms幅のパルスの次には3.9msよりもや
や広い(0.5ms程度広いパルス幅で効果は十分あ
る。)残留磁気消去用のパルスを1回だけ供給し、
その次から3.9ms幅のパルスを供給することにし
ておけば良い。このような制御方式を採用するこ
とにより確実に低電力化が行なえる。 Next, after continuing a certain number of wide pulse width pulses, instead of immediately returning to the original narrow pulse width pulse, one pulse with a slightly longer pulse width is added.
The reason why it is supplied only once is as follows. As explained in FIG. 4, the peak position of the induced current moves depending on the magnitude of the load. For example, waveforms 20 and 20' are when there is no load. However, this is the waveform when pulses with a constant width are continuously supplied, and immediately after changing back from a wide pulse width to a narrow pulse width pulse, even if there is no load, the current waveform becomes 24, 24', and the peak position also appears at a later position. Even though there is no load, a current waveform appears as if there is a load, and if the peak position is at the limiter 23.
If it happens later, it may be determined that the load is large. A peak appears at the position from the second narrow pulse, but if it is determined that the load is large with the first pulse, the drive switches to a wide pulse width again, and the drive will never return to narrow pulse width driving. This peak delay phenomenon, which makes it impossible to achieve low power consumption in such a state, is thought to be due to the residual magnetic flux within the stator.
In other words, the stator that has been magnetized by a pulse with a wide pulse width cannot be completely magnetized in the opposite direction even if a pulse with a narrow pulse width in the opposite direction with a weaker magnetizing force is applied. Since the output torque is also lower than that of the second and subsequent pulses with the same narrow pulse width, it is considered that the state appears to be under load. This peak delay becomes smaller as the difference between the wide pulse width and the narrow pulse width becomes smaller. Therefore, rather than suddenly changing from a wide pulse width (e.g. 7.8ms) to a narrow pulse width pulse (e.g. 3.9ms), a pulse with a width of 7.8ms is followed by a pulse slightly wider than 3.9ms (about 0.5ms wider). (The effect is sufficient depending on the pulse width.) Supply only one pulse for residual magnetism erasing,
From then on, it is sufficient to supply pulses with a width of 3.9 ms. By adopting such a control method, it is possible to reliably reduce power consumption.
以上本発明の実施例について詳説したが、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。 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.
第1図は本発明に係る電子腕時計のパルスモー
タの例を示す。第2図、第3図は従来の回路構成
を示す。第4図はパルスモータ駆動コイルの電流
波形を示す。第5図は検出波形とロータ回転位相
の相関を示す。第6図は本発明になる時計の回路
ブロツクを表わす。第7図は本発明になる回路に
よるモータ駆動パルスのタイムチヤート例であ
る。
25……発振回路、26……分周回路、27…
…駆動回路、28……モータ、29……モータ負
荷検出判定回路、30……制御回路、31〜33
……狭パルス駆動信号、34……補正信号、35
〜36……広パルス駆動信号、37……やや広い
幅の狭パルス駆動信号。
FIG. 1 shows an example of a pulse motor for an electronic wristwatch according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show conventional circuit configurations. FIG. 4 shows the current waveform of the pulse motor drive coil. FIG. 5 shows the correlation between the detected waveform and the rotor rotation phase. FIG. 6 shows a circuit block of a timepiece according to the invention. FIG. 7 is an example of a time chart of motor drive pulses by the circuit according to the present invention. 25... Oscillation circuit, 26... Frequency dividing circuit, 27...
... Drive circuit, 28 ... Motor, 29 ... Motor load detection judgment circuit, 30 ... Control circuit, 31 to 33
... Narrow pulse drive signal, 34 ... Correction signal, 35
~36... Wide pulse drive signal, 37... Narrow pulse drive signal with a slightly wider width.
Claims (1)
6、前記分周回路25の出力信号に基づいて作動
する駆動回路27、コイルとステータと永久磁石
ロータからなり前記駆動回路により駆動されるパ
ルスモータ28、前記コイルに接続され駆動電圧
印加後に前記コイルに発生する誘起電流によりロ
ータの負荷状態を検出する負荷検出回路29、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制御される制御回路30
とから成り、前記駆動回路は前記コイルの各々の
端部を電源の1方の極に接続する第1トランジス
タ15aと第2トランジスタ14aと前記コイル
の各々の端部を電源の他方の極に接続する第3ト
ランジスタ15bと第4のトランジスタ14bを
備えるとともに前記第1と第4トランジスタもし
くは第2トランジスタと第3トランジスタを前記
制御回路からの出力信号にもとずいて交互に導通
状態として前記コイルに駆動電圧を印加してな
り、前記制御回路は前記負荷検出回路の出力に応
じて通常の負荷のとき第1周期で第1パルス幅の
第1出力信号31,32を出力し、前記負荷検出
回路が重負荷状態を検出したとき前記第1駆動信
号とは異なる周期をもち前記第1駆動信号と同極
性で前記第1パルス幅より大きなパルス幅の第2
出力信号を前記第1駆動信号にひきつづいて出力
し、且つ第2出力信号が出力されたとき前記第2
出力信号とは逆極性で残留磁気消去用パルスとな
る第3出力信号を第2出力信号にひきつづいて出
力してなることを特徴とする電子時計。1 Frequency dividing circuit 2 that divides the output of the oscillation circuit 25
6. A drive circuit 27 that operates based on the output signal of the frequency dividing circuit 25; a pulse motor 28 that is composed of a coil, a stator, and a permanent magnet rotor and is driven by the drive circuit; and a pulse motor 28 that is connected to the coil and operates after applying a drive voltage. a load detection circuit 29 that detects the load state of the rotor based on the induced current generated in the load detection circuit 29; a control circuit 30 that is connected between the frequency dividing circuit and the drive circuit and controlled by the output signal of the load detection circuit;
The drive circuit includes a first transistor 15a and a second transistor 14a that connect each end of the coil to one pole of the power source, and a second transistor 14a that connects each end of the coil to the other pole of the power source. and a third transistor 15b and a fourth transistor 14b, and the first and fourth transistors or the second and third transistors are alternately brought into conduction based on an output signal from the control circuit to connect the coil to the coil. The control circuit outputs first output signals 31 and 32 having a first pulse width in a first cycle when the load is normal according to the output of the load detection circuit, and detects a heavy load state, a second drive signal having a cycle different from that of the first drive signal, the same polarity as the first drive signal, and a pulse width larger than the first pulse width is generated.
outputting an output signal following the first drive signal, and when the second output signal is output, the second drive signal is outputted.
An electronic timepiece characterized in that a third output signal having a polarity opposite to that of the output signal and serving as a pulse for erasing residual magnetism is outputted in succession to the second output signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8679077A JPS5421872A (en) | 1977-07-20 | 1977-07-20 | Electronic watch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8679077A JPS5421872A (en) | 1977-07-20 | 1977-07-20 | Electronic watch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5421872A JPS5421872A (en) | 1979-02-19 |
JPS6313158B2 true JPS6313158B2 (en) | 1988-03-24 |
Family
ID=13896556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8679077A Granted JPS5421872A (en) | 1977-07-20 | 1977-07-20 | Electronic watch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5421872A (en) |
-
1977
- 1977-07-20 JP JP8679077A patent/JPS5421872A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5421872A (en) | 1979-02-19 |
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