電子控制式機械鐘錶的製作方法
2023-10-11 17:04:34 1
專利名稱：電子控制式機械鐘錶的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子控制式機械鐘錶，在發條釋放時，以機械能作為驅動源進行動作，同時將一部分轉換為電能，利用該電力使轉動控制機構動作來控制轉動周期，特別是，涉及將機械能轉換為電能並用作控制動力的發電機的改良。
電子控制式機械鐘錶的驅動原理是，以發條作為能量源驅動輪系，使用和輪系相連的發電機來代替機械鐘錶中固有的擺輪和擒縱輪構成的機械式調速機構。發電機接受從輪系傳來的轉動而發電，並通過因此產生的電力而驅動控制用電路，利用電路來的控制信號來控制上述發電機的轉動周期，從而，對輪系加以制動而調速。因此，在該構造中，不需要作為電路驅動源的電池，而能得到與電池驅動式電子鐘錶同樣的高精度。
作為這種混合型鐘錶的已有技術，有本申請人以前開發的在特開平8-5758號公報中公開的技術。
圖16是該公報公開的鐘表的平面圖，圖17是該鐘表中所使用的發電機的分解立體圖。
電子控制式機械鐘錶具有由發條、條盒齒輪、條軸和條盒蓋構成的原動條盒1。發條的外端固定在條盒齒輪上，其內端固定在條軸上。條軸被支撐在主夾板和輪夾板上，用大鋼輪螺釘5固定，與大鋼輪4一體地轉動。大鋼輪4與棘爪6相嚙合，在順時針方向轉動，而在反時針方向不轉動。
從內裝有發條的原動條盒1來的轉動動力經由二輪7、三輪8、四輪9、五輪10、六輪11構成的輪系而增速，供到發電機20。
發電機20的構造與過去的電池驅動式電子鐘錶的驅動用步進馬達相類似，由轉子12、定子15和線圈組件16構成。
轉子12繞與六輪11相連而轉動的轉子齒軸12a的軸一起轉動，轉子磁鐵12b、轉子慣性圓板12c一體地安裝著。
定子線圈15a卷繞在定子15的外周上。該定子15的形狀為，在端部開有定子孔15b，收容著上述轉子磁鐵12b，轉子磁鐵12b可以轉動，另外，在定子孔15b的外側周圍設置有一對外槽15c，以180°的間隔朝定子孔15b側凹入，其後端側用螺釘21固定在未圖示的主夾板上。
由於線圈16b卷繞在線圈組件16的磁心16a上，所以，使線圈組件16的兩端與定子15的兩端相重合，用同一對螺釘21一起擰緊，固定在主夾板上，成為一體。
另外，定子16和磁心16a的構成材料是PC坡莫合金，定子線圈15a和線圈16b串聯，以成為將各自的發電電壓相加而得到的輸出電壓。
這樣，該發電機20通過轉子12的轉動而得到的電力通過未圖示的電容器供給具有石英振蕩器的電路，通過該電路檢測轉子的轉動，並根據基準頻率將轉子轉動的控制信號供給線圈，結果，輪系通常根據該制動力而以一定的轉速轉動。
然而，上述結構的發電機20有下述結構上和電磁特性方面的問題。
該發電機20沿襲了過去的步進馬達的結構，為避免輪系等和其它部件之間的幹涉及有利於發電，即，為儘可能增加線圈的匝數而附加了線圈組件16。
因此，定子孔15b的形成位置為如圖所示的懸臂支撐構造。另外，在電氣方面，產生了對於步進馬達沒有問題，而對於發電機特性有問題的情況。
首先，由於定子孔15b是通過將定子15衝切等一體製成的，磁通通過外槽15c部分。這樣，轉子12的磁鐵12b在通過外槽15c時，由於外槽15c的磁通有變化，而線圈側的磁通幾乎不變化，所以在通過位置的電動勢降低。
作為防止的對策，在製造時，將外槽15c的寬度做得非常小，而使電動勢的降低減少。
但是，在這樣做的場合，在加工時或者加工後的卷繞、退火等後續加工過程中，稍有外力定子孔15b就容易變形，由於直徑改變或變形，導磁率會變化，低速時轉矩變動(cogging torque)會上升，成為作為發電機使用的效率降低的原因。
另外，作為進行檢測轉子轉速的最簡單的方法，有檢測其發電波形並將其雙值化的方法。然而，實際上，如前所述，由於在槽通過位置電動勢降低，如圖18(b)所示，其波形在每一周期中成為複雜的山形，檢測困難。
另外，在最後使成品和線圈組件16組裝並用螺釘止動而安裝到主夾板上，由於線圈重，即使施加極小的力外槽15c也容易從上述定子15的端部側彎折，易於變形，需要細心注意這種操作。
不用說，在檢查工序中，這些產生變形的產品是作為不良品而處理的，因此，在結構上，各工序的合格率低下的問題不可避免。
本發明的目的在於提供一種電子控制式機械鐘錶，通過將定子孔分割成兩部分，解決了操作上的問題，謀求提高合格率，同時能提高電動勢，通過將發電波形製成正弦波，能簡單地進行轉速的檢測。
本發明的電子控制式機械鐘錶，在電子控制式機械鐘錶中，以發條作為能量源驅動輪系，並且在接受從輪系傳來的轉動而轉動的發電機中產生電力，通過因該電力而被驅動的電路來控制上述發電機的轉動周期，從而對輪系加以制動而調速，其特徵在於，上述發電機包括和上述輪系的轉動相連而轉動的轉子；兩個板狀的定子；一對半圓狀的定子孔，形成在兩定子的一端，並且在兩定子組合的狀態下在上述轉子周圍形成圓而配置；卷繞在至少一個定子的外周上的線圈。
因此，由於製成分割成兩部分的定子孔，能防止作為過去的一體式定子孔的缺點的因設置外槽而造成的操作困難和合格率低下。還有，由於電動勢提高，電壓波形是正弦波，所以轉動檢測容易。
這時，如果線圈卷繞在兩定子的外周上，各線圈之間串聯，能增大匝數而提高電動勢，對發電機來說是有利的。
另外，卷繞在上述定子的外周的線圈可以兼用於產生電動勢和轉動控制。這種場合，能減少與線圈連接的配線的根數。
還有，可以至少兩個線圈卷繞在上述定子的外周，這些線圈中的至少一個線圈用於轉動控制，其它的線圈中至少一個線圈用於產生電動勢，以向上述電路供電。
在設置多個線圈時，通過將各線圈的機能完全分開以進行轉動控制和產生電動勢，不會有因施加電磁製動而產生的電動勢低下，電壓穩定，能抑制其輸出波形的擾動。
這時，最好是，用於產生上述電動勢的線圈中的至少一個線圈兼用於轉子的轉動檢測。在這種場合，由於沒有電壓波形的擾動，容易檢測出轉子的轉動周期，檢測方法變得簡單。
最好在定子的定子孔例的端緣設置能相接的定位部件，並且設置定位夾具，將上述各定子朝向上述定位部件進行按壓而使定子相接於定位部件。用兩定子形成一對定子孔的場合，兩定子和轉子磁鐵的間隙必須設定為均勻一致。該間隙如果不均勻，一個定子對轉子的拉動較強使低速時轉矩變動變高，在線圈中流動的磁通數發生變化，發電量或發電機的轉動轉矩不穩定。這時，由於要一邊測定定子和轉子磁鐵之間的間隙一邊設定定子的位置，所以組裝操作性低下。與之相反，通過設置如上所述的定位夾具，在轉子配置在定子之間的狀態下，能容易而正確地對各定子進行定位。
最好是，定位夾具具有朝向定子的端緣傾斜地按壓的斜面，通過該斜面定子的高度方向能定位。在這種場合，不僅能進行由定位夾具在定子徑向的定位操作，還能容易地進行斷面方向的定位操作。
上述各定子可以製成左右對稱的形狀。在這種場合，能共用左右的部件(定子)，能減低成本。
這時，卷繞在兩定子上的線圈的匝數最好相同。根據這種構成，鐘錶外部產生的交流噪聲等引起的磁通在兩個線圈之間能以相同數量流過，因此，能沒有外部噪聲，提高檢測性能。
另外，最好在各定子孔內周的對向位置的至少一側，形成朝向外側突出的低速時轉矩變動調整用內槽。如果形成內槽，轉子的磁極通過該位置時，低速時轉矩變動下降，能使轉子的轉動順暢。
另外，最好上述各定子的和形成定子孔的一端處於相反一側的另一端的側面之間相接，並且另一端的下面和跨越各定子而配置的支座相接。
因此形成兩個導磁通路，即通過定子的側面之間的接觸部分的通路和從定子的下面通過支座和另一個定子的下面相連的通路。磁通雖在定子的側面方向更易於流動，但如只在側面之間的接觸部分形成導磁通路，由於側面之間的間隙不均而導致磁阻不均。因此，通過在定子的下面配置支座而設置另一個導磁通路，能使磁阻安定化。
另外，最好是，構成上述輪系的各輪通過設置在各自不同的軸線上，配置在不與上述線圈相重疊的位置上。如果構成輪系的各輪設置在各自不同的軸線上，則這些輪的配置設計的自由度增加。因此，通過使各輪迂迴開轉子而配置，使各輪能配置在不與上述線圈相重疊的位置上。因而，由於使線圈的徑向尺寸變大，匝數增加，線圈的軸向的長度即磁路長度能變短，使鐵損減少，能延長發條的持續時間。
圖1是本發明第一實施例的電子控制式機械鐘錶的平面圖。
圖2是圖1的主要部分的斷面圖。
圖3是發電機的分解立體圖。
圖4是示出本發明的第一實施例中發電機和電路的連接形態的電路圖。
圖5是示出圖4的短路電路的電路圖。
圖6是示出本發明的第二實施例的平面圖。
圖7是圖6的Ⅴ-Ⅴ線斷面圖。
圖8是示出本發明第三實施例的平面圖。
圖9是圖8的Ⅶ-Ⅶ線斷面圖。
圖10是圖8的Ⅷ-Ⅷ線的斷面圖。
圖11是示出本發明第四實施例的電子控制式機械鐘錶的主要部分的平面圖。
圖12是示出第四實施例的斷面圖。
圖13是示出第四實施例的主要部分的斷面圖。
圖14是示出本發明的第五實施例中發電機和電路的連接形態的電路圖。
圖15是示出本發明的第六實施例中發電機和電路的連接形態的電路圖。
圖16是示出過去的具有發電機的電子控制式機械鐘錶的平面圖。
圖17是該發電機的分解立體圖。
圖18(a)是示出了本發明發電機的電壓波形的圖，圖18(b)是示出過去的發電機的電壓波形的圖。
圖19是本發明另一實施例的圖。
下面，就本發明的實施例，參照附圖進行說明。
圖1到圖3示出了本發明的第一實施例。在各圖中，發電機結構的主要部分中除了和過去不同的以外，與過去相同的，其同一部分或相當部分標以同一附圖標記，只對不同的部分或新加說明的部分標以不同的附圖標記進行說明。
在圖中，本發明的鐘表與過去的大致相同，內裝有發條的原動條盒1的轉動動力通過輪系增速供給到本發明的發電機30中。
原動條盒1的齒輪的轉動，經7倍增速傳到二輪7、然後按順序經6.4倍增速傳到三輪8、經9.375倍增速傳到四輪9、經3倍增速傳到五輪10、經10倍增速傳到六輪11、經10倍增速傳到本發明的的發電機30的轉子12，一共增速126,000倍來傳遞該動力。
如圖2所示，分齒軸7a在二輪7的分齒軸7a上和四輪9上分別固定有分針13和秒針14。因此，為使二輪7每小時轉一圈，四輪9每分鐘轉一圈而轉動，可以將轉子12控制成每秒轉五圈。圖2中附圖標記2為主夾板，3為輪夾板。
發電機30的轉子12和過去的相同。另一方面，定子雖與過去的發電機採用同樣的配置而配置在主夾板2上，但如圖1、3所詳細示出的那樣，是由與上述線圈組件的磁心相當的寬度較寬的定子31和寬度較窄的定子32組合而成。在各自的外周卷繞有線圈33和線圈34，各線圈33、34之間串聯。
在兩定子31、32的端部31a、32a的相對位置，分別相對地形成半圓狀的定子孔35、36，收容著轉子磁鐵12b，轉子磁鐵12b能轉動。另外，在端部31a、32a上分別個別地形成用於固定在主夾板2上的螺釘21用的插通孔31c、32c。
另外，為了使定子31,32之間相互連接而形成磁路，兩定子31,32的後端部31b、32b形成相互重合的形狀，在重合的中央部分，開設有插通孔(螺釘孔)31c、32c，用於公用的螺釘21插入並一起連接在主夾板2上。
因此，在組裝上述定子31,32的狀態，定子孔35,36包圍著轉子磁鐵12b的外周而配置，在其中央部設置有既定的間隙g而處於相互分開的狀態。
如圖4所示，串聯的各線圈33,34兼用於電動勢產生、轉子12的轉動檢測和發電機30的轉動控制。即，用線圈33,34的電動勢驅動IC構成的電路240，從而進行轉動檢測和轉動控制。電路240包括驅動石英振蕩件241的振蕩電路242、以振蕩電路242中產生的時鐘信號為基礎，生成成為報時信號的基準頻率信號的分頻電路243、檢測上述轉子12的轉動的檢測電路244、將從檢測電路244得到的轉動周期和基準頻率信號進行比較而輸出其差分的比較電路245、根據該差分而向上述發電機30輸送制動用的控制信號的控制電路246而構成。也可以不用石英振蕩件241而使用各種基準頻率振動源等產生時鐘信號。
由於用串聯的各線圈33,34生成的電力來驅動各電路242-246，發電機30的轉子12接受輪系來的轉動而在一個方向轉動時，在各線圈33,34中產生交流輸出，通過由二極體247、電容器248構成的升壓充電電路對該輸出進行升壓整流，利用經整流的直流電流來驅動控制迴路(電路)240。
另外，將各線圈33,34的交流輸出的一部分作為轉子12的轉動周期的檢測信號而取出，輸入到上述檢測電路244中。從各線圈33,34輸出的輸出波形在轉子12的每一轉動周期都描出正確的正弦波。檢測電路244將該信號通過A/D轉換變換成時序的脈衝信號，利用比較電路245對該檢測信號和基準頻率信號進行比較，在控制電路246將根據該差分的控制信號送到對各線圈33,34起制動電路作用的短路電路249。
這樣，基於從控制電路246來的控制信號，短路電路249對各線圈33,34的兩端進行短路，通過短路制動來對轉子12的轉動周期進行調速。
如圖5所示，上述短路電路249通過由相互反向通有電流的一對二極體251、與這些各二極體251串聯的開關SW、與各開關SW並聯的寄生二極體250組成的雙向開關構成。因此，能利用各線圈33,34的交流輸出的全波而進行制動控制，制動量可以較大。
圖18(a)中示出了上述結構的發電機30的發電特性，尺寸、線圈匝數等使用和過去的圖16,17所示的發電機同樣的條件，通過將線圈的輸出端連接到示波器上而顯示出所測定的發電特性的結果。
根據這樣的實施例，有下列效果。
1)從圖18(a)的特性圖可以清楚地看出，由於使用了兩個定子31,32，與過去設置外槽的場合相比能提高電動勢，另外，輸出波形與過去(參看圖18(b))相比在每一周期都能得到正確的正弦波。
因此，能提高發電機的發電能力，在得到與過去相同的電動勢的場合，發電機能夠小型化。另外，由於輸出波形是正弦波，通過用適當的界限值來劃分而進行雙值化等，就能容易地檢測出輸出波形，能容易地檢測出轉子12的轉速。因此，能正確且簡單地進行利用發電機的輸出波形的鐘表的控制。
2)由於結構上沒有定子孔的懸臂支撐等脆弱部分或外槽那樣的易於變形的部分，定子31,32的操作變得簡單，各工序的操作性良好，還能防止合格率的低下。
3)由於定子孔35,36的附近用螺釘21來固定，能提高各定子31,32相對於轉子12的定子孔35,36的位置精度。
4)由於用螺釘21直接連接兩個定子31,32的後端部31b,32b，能只在兩個定子31,32形成磁通流過的環狀循環，能減少接點，磁通能易於流動，並且，能抑制部件數目的增加。
5)由於用雙向開關構成與各線圈33,34相接的短路電路249，能利用全波而使制動量變大，能有效地控制制動。
圖6,7示出了本發明的第二實施例。圖中，發電機40在同一形狀的一對「コ」形定子41的外周，卷繞著相同匝數的線圈42，兩線圈42之間串聯連接。在其端部41a的相對端部形成相對向的半圓狀的定子孔43，並且其間設置間隙G。
除此之外，在與該間隙位置成90°的交叉位置，在兩定子孔43中朝向外側，以對向狀態形成作為低速時轉矩變動調整用凹部的內槽44。另外，各端部41a獨立地用螺釘21固定在主夾板2上。
還有，兩定子41是雙層疊置型，通過切開後端部41b的重合部分，相互之間設置臺階41c，在重合時能變得平坦，用貫通兩者的螺釘21固定在主夾板2上。
雖然各線圈43的匝數相同，但由於通常是數萬匝的單位，所以，所說的匝數相同並不僅指匝數完全相同的情況，也包括從線圈整體看可忽略的誤差，例如最多幾百匝左右的差別的情況。另外，在本實施例中，設置與上述第一實施例相同的電路等，能進行轉動檢測或轉動控制。
在上述的實施例中，除具有與第一實施例的1)-5)相同的效果外，還有下列效果。
6)由於定子41是同樣的形狀，能將同一部件正反顛倒進行組裝，部件能共用，部件數能減少。因此，能降低製造成本和部件成本，能容易地進行操作。
7)由於將同一形狀的定子41左右對稱地配置，而且各定子41的線圈42的匝數相同，所以在鐘錶的外部產生的交流噪聲等造成的磁通在兩線圈42內以相同的數目流動，因此外部噪聲的影響可被消除，能形成抗噪能力強的電子控制式機械鐘錶。
8)通過在定子41上設置內槽44，減少了通過這部分的轉子磁鐵12b的低速時轉矩變動，轉子12能得到更順暢的轉動。特別是，由於轉子磁鐵12b的磁極在和間隙成90°的方向易於停止，通過在該位置設置內槽44，與在間隙方向易於停止的轉矩相抵消，能有效地減少低速時轉矩變動。
9)由於各定子41是作為兩層疊置型而直接連接的，除了減少漏磁以外，由於在重合部分能帶有臺階，所以組裝時定位性良好。
圖8-圖10示出了本發明的第三實施例。圖中，發電機50中，在同一形狀的L型定子51的外周卷繞相同匝數的線圈52，兩線圈52之間串聯連接。在各自的端部51a形成半圓狀的定子孔53，在和間隙G成90°交叉的位置分別形成內槽54。
如圖9(a)所示，在端部51a的定子孔53側的端緣處，定位部件60設置在主夾板2上。該定位部件60沿著定子孔53形成為環狀。
另一方面，在定子51的端部51a的兩側，分別配置定位夾具55，而不用固定用螺釘。
如圖9(a),(b)所示的那樣，定位夾具55雖與螺釘類似，但由於使其軸心55a偏心而能轉動地支撐在主夾板2上，圖9(a)中所示類型的定位夾具中，通過用平頭小螺釘狀的頭部55b按壓端部51a的上面並同時進行轉動，使端部51a按圖中箭頭所示在定子孔53的徑向能移動。因此，通過使定子51與上述定位部件60相接，就能正確而簡單地進行定子51的端部51a的位置對準。
另外，如圖9(b)所示的那樣，作為定位夾具55也可以具有圓錐頭小螺釘狀的頭部55c。在這種場合，通過使頭部55c在端部51a的上面角部與其傾斜面相接觸的狀態下轉動，不僅使端部51a如圖所示那樣在定子孔53的徑向移動而與定位部件60相接，還能使定子51與主夾板2相接而進行其上下方向的位置對準。
無論是那一種形態的定位夾具55都是用比定子材質柔軟的例如塑料材料構成的。例如，在沒有設置定位部件60的場合，也可以在微調整定子51的位置時使用上述定位夾具55。定位後，可以用與上述實施例的螺釘等進行固定。
如圖10中的斷面所示，各定子51的後端部51b上設置連接到各線圈52的引線的電路基板56的端部，在它們之上設置電路壓板57；還在後端部51b的下部配置支座58，用螺釘21貫通它們將各後端部51b固定到主夾板2上。
在上述的第三實施例中，除了能得到與第一，第二實施例中的1)-3),6)-8)同樣的效果以外，還有以下效果。
10)由於設置定位夾具55和定位部件60，能在轉子12配置在定子孔53內的狀態下進行定子51的位置對準，例如在制品即將出廠之前，簡單地進行定子51相對於轉子12的最佳位置的設定，能進一步提高位置精度。
11)通過固定電路基板56的端部，能進行與線圈的引線的連接，不要引線的焊接工序就能連接到電路裡，能節省空間。
12)由於定位夾具55用塑料等比各定子51柔軟的部件構成，所以能防止由於定位夾具55而使各定子51破損。
13)使用具有圓錐頭小螺釘狀的頭部55c而具備傾斜面的定位夾具55時，能可靠地將定子51按壓到主夾板2上，能可靠地防止定子51的振動。
下面，就本發明的第四實施例進行說明。在本實施例中，與各上述實施例等同或相同的結構部分，賦予同一附圖標記，對其說明進行簡略或省略。
圖11是示出本實施例的電子控制式機械鐘錶的主要部分的平面圖。圖12，圖13是其斷面圖。
電子控制式機械鐘錶具有由發條1a、條盒齒輪1b、條軸1c和條盒蓋1d構成的原動條盒1。發條1a的外端固定在條盒齒輪1b上，其內端固定在條軸1c上。筒狀的條軸1c貫通設置在主夾板2上的支撐部件並用大鋼輪螺釘5固定，與大鋼輪4一體地轉動。主夾板2上安裝著日曆板2a和圓板狀的文字板2b。
條盒齒輪1b的轉動和第一實施例相同，通過構成增速輪系的各輪7-11增速到126,000倍。這時，各輪7-11設置在各個不同的軸線上，配置在與後述的線圈124,134不重疊的位置，形成從發條1a來的轉矩傳遞路徑。
與二輪7結合的分齒軸7a上固定著表示時刻而圖中未示的分針，秒齒軸14a上固定著表示時刻而圖中未示的秒針。因此，為使二輪7每小時轉一圈，秒齒軸14a每分鐘轉一圈，可以將轉子12控制成每秒轉五圈。這時的條盒齒輪1b每小時轉1/7圈。
另外，離開轉矩傳遞路徑的秒齒軸14a通過原動條盒1和線圈124之間設置的指針抑制裝置140來抑制間隙。指針抑制裝置140由用聚四氟乙烯處理或分子間結合覆膜等表面處理過的一對直線狀的抑制彈簧141,142，和支撐各抑制彈簧141,142的基端而作為固定在中心齒輪夾板113上的固定部件的遊絲內樁143,144構成。
該電子控制式機械鐘錶具有由轉子12和線圈組件121,131構成的發電機120。轉子12具有轉子齒軸12a和轉子磁鐵12b而構成。
線圈組件121,131是通過在定子(鐵心，磁心)123,133上卷繞線圈124,134而構成的。定子123,133包括一體形成的與轉子12鄰接配置的鐵心定子部122,132、卷繞有上述線圈124,134的鐵心卷線部123b,133b、相互連結的鐵心導磁部123a,133a而構成的。
上述各定子123,133即各線圈124,134相互平行地配置。在鐵心定子部122,132側，上述轉子12的中心軸配置在沿各線圈124,134之間的界線L上，鐵心定子部122,132相對於上述界線L左右對稱地構成。
這時，如圖12所示，在配置有各定子123,133的轉子12的定子孔122a,132a中，配置有定位部件60。各定子123,133的長度方向的中間部分即鐵心定子部122,132和鐵心導磁部123a,133a之間配置著偏心銷構成的定位夾具55。該定位夾具55轉動時，使各定子123,133的鐵心定子部122,132與定位部件60相接，能簡單而正確地進行位置對準，並且鐵心導磁部123a,133a的側面之間能可靠地接觸。
各線圈124,134的卷繞數相同。在本實施例中，所說的匝數相同並不僅指匝數完全相同的情況，也包括從線圈整體看可忽略的誤差，例如最多幾百匝左右的差別的情況。
如圖13所示，各定子123,133的鐵心導磁部123a,133a的側面相接而相互連結。另外，鐵心導磁部123a,133a的下面與橫跨各鐵心導磁部123a,133a而配置的支座58接觸。因此，鐵心導磁部123a,133a中，形成通過各鐵心導磁部123a,133a的側面部分的導磁路徑、和通過鐵心導磁部123a,133a的下面及支座58的導磁路徑這樣兩個導磁路徑，定子123,133形成環狀的磁迴路。各線圈124,134從定子123,133的鐵心導磁部123a,133a開始相對於朝向鐵心定子部122,132的方向在相同方向進行卷繞。
這些各線圈124,134的端部與定子123,133的鐵心導磁部123a,133a上設置的未圖示的線圈引線基板連接。
在使用如此形成的電子控制式機械鐘錶的場合，外部磁場H(圖11)施加到各線圈124,134時，由於外部磁場H相對於平行配置的各線圈124,134在相同方向進行施加，相對於各線圈124,134的卷繞方向，外部磁場H成為在相互相反的方向進行施加。因此，起到了使因外部磁場H而在各線圈124,134產生的電動勢互相抵消的作用，能減輕該影響。
根據這樣的第四實施例，能得到與少數各實施例中1)-3),6),7)和10)-13)同樣的效果以外，還能有下列效果。
14)由於二輪-六輪7-11配置在各自不同的軸線上，這些輪7-11配置的設計自由度能夠提高，通過使秒齒軸14a離開轉矩傳遞路徑等，各輪7-11朝向轉子12迂迴配置，能在與線圈124,134不相重疊的位置配置。因而，由於線圈124,134的厚度方向變大，使匝數增加，所以線圈124,134的平面方向的長度即磁路長度能變短，使鐵損減少，能延長發條1a的持續時間。
15)還有，由於轉子12配置在上述界線L上並且各定子123,133左右對稱地構成，鐵心定子部122,132部分的磁路與上述第一實施例相比也能變短，即使在這一點也能使磁路長度變短，能使鐵損減少。
16)由於在鐵心導磁部123a,133a部分形成兩個導磁通路，磁阻能夠變小且安定。即，雖鐵心導磁部123a,133a的磁通在側面方向較易流動，鐵心導磁部123a,133a的側面之間的接觸部分在每一製品中容易出現間隙的不均，有磁阻也不均的危險。另一方面，上述第三實施例中，通過支座58構成導磁通路時，雖間隙的不均能夠減小，但磁通與側面方向相比較難流動，磁阻也不能減得那麼小。
有鑑於此，象本實施例那樣，形成兩個導磁通路時，能減小磁阻並且安定。由於磁阻安定，低速時轉矩變動也安定，通過適應該轉矩而設置內槽等，能使低速時轉矩變動也減小。還有，能使電動勢安定化，發電或制動也能安定化。另外，能減少漏磁，能減低金屬部件的渦流損失。
17)由於定位部件55設置在鐵心定子部122,132和鐵心導磁部123a,133a之間，對於每一個各定子123,133，都能用一個定位夾具55將鐵心定子部122,132的位置對準並調整鐵心導磁部123a,133a的相接狀態。因此，定位夾具55的數目可以減少，結構能簡單，成本能降低。
18)由於能減低外部磁場H造成的磁噪聲，在電子控制式機械鐘錶的文字板2b等機心部件不用設置耐磁板，外裝飾部件也不用使用具有耐磁效果的材料。因此，能減低成本，並且由於不需耐磁板，能實現機心的小型化或薄型化，進而由於各部件的配置等在外裝飾部件上並無限制，所以提高了設計的自由度，能提供外觀設計性或製造效率等方面優異的電子控制式機械鐘錶。
19)通過將秒齒軸14a離開轉矩傳遞路徑，秒齒軸14a上不需要和原動條盒1相重疊的轉矩傳遞用齒輪等，在這一點上，發條1a能加厚，在維持鐘錶整體的厚度的同時，發條1a的持續時間能進一步延長。
下面，就本發明的第五實施例進行說明。
在本實施例中，具有在上述第一實施例中串聯的各線圈33,34相互不連接，用途不相同的特點。即，本實施例中，與第一實施例相同，各定子31,32上卷繞著第一線圈33和第二線圈34。第一線圈33作為制動用線圈使用，匝數較多的第二線圈34專門作為發電和轉子轉動檢測用線圈來使用。
圖14示出了該電路，由IC構成的電路240包括驅動石英振蕩件241的振蕩電路242、以振蕩電路242中產生的時鐘信號為基礎，生成成為報時信號的基準頻率信號的分頻電路243、檢測上述轉子12的轉動的檢測電路244、將從檢測電路244得到的轉動周期和基準頻率信號進行比較而輸出其差分的比較電路245、根據該差分而向上述發電機30輸送制動用的控制信號的控制電路246而構成。也可以不用石英振蕩件241而使用各種基準頻率振動源等產生時鐘信號。
由於用第二線圈34生成的電力來驅動各電路242-246，發電機30的轉子12接受輪系來的轉動而在一個方向轉動時，在第二線圈34中產生交流輸出，通過由二極體247、電容器248構成的升壓充電電路對該輸出進行升壓整流，利用經整流的直流電流來驅動控制迴路(電路)240。
另外，將第二線圈34的交流輸出的一部分作為轉子12的轉動周期的檢測信號而取出，輸入到上述檢測電路244中。與圖18(a)相同，從第二線圈34輸出的輸出波形在轉子12的每一轉動周期都描出正確的正弦波。檢測電路244將該信號通過A/D轉換變換成時序的脈衝信號，利用比較電路245對該檢測信號和基準頻率信號進行比較，在控制電路246將根據該差分的控制信號送到對第一線圈33起制動電路作用的短路電路249。
這樣，基於從控制電路246來的控制信號，短路電路249對第一線圈33的兩端進行短路，通過短路制動來對轉子12的轉動周期進行調速。
根據這樣的第五實施例，除了能取得同上述各實施例同樣的效果以外，還有下列效果。
20)卷繞在各定子31,32上的各線圈33,34的機能完全分開，由於第一線圈33隻用作制動控制，第二線圈34隻用作發電和轉動檢測，所以第二線圈34的發電電壓不受電磁製動的影響，電動勢能夠安定化，也能提高發電效率。
21)由於第二線圈34的輸出不受電磁製動的影響，與上述實施例相比，更能在每一周期無擾動地輸出正確的正弦波，通過用適當的界限值來劃分而進行雙值化等，就能容易地檢測出輸出波形，能容易地檢測出轉子12的轉速等。因此，能正確且簡單地進行利用發電機的輸出波形的鐘表的控制。
圖15示出了本發明的第6實施例。與第五實施例相同的地方用同一附圖標記標註，但省略其說明，只對不同的地方用不同的附圖標記進行說明。
在該實施例中，不使用交流輸出波形的檢測，而是設置轉子12的轉動檢測用的轉動傳感器260，除了將該轉動傳感器260的檢測值輸入檢測電路244以外，其它與第五實施例相同。作為轉動傳感器260可以利用光傳感器等能檢測轉子12轉動的各種傳感器。
在上述實施例中，第二線圈34的輸出只作為電路240的驅動用電源而使用。
根據這樣的本實施例，除了能取得同上述第五實施例的20)同樣的效果以外，由於22)第二線圈34隻用作發電，因此有能提高發電效率的優點。
但是，由於另外設置了轉動傳感器260，從成本和結構上看，還是上述第五實施例較優。
本發明並不被限定於上述各實施例，本發明也包括在能得到本發明的目的的範圍內的變形，改良等。
例如，上述第二-第四實施例中，雖然兩個定子41,51,123,133的各線圈42,52,124,134以相同的匝數卷繞，但也可以用不同的匝數卷繞。然而，從消除外部噪聲的角度考慮，最好是相同的匝數。
另外，如第一實施例那樣，兩個定子31,32的形狀不同的場合，通過與這些形狀相適應，合適地設定各線圈33,34的匝數，也可以消除外部噪聲的影響。
還有，如上述第五，六實施例那樣，在各線圈33,34不串聯，而是將各線圈33,34的機能分開的場合，也可以根據其機能來設定各線圈33,34的匝數。
另外，在上述實施例中，雖然兩個定子31,32,41,51,123,133上分別卷繞有線圈，但也可以只在一個定子31,32,41,51,123,133上卷繞有線圈。至於該線圈的卷繞數等，也可以根據電子控制式機械鐘錶所需要的發電能力等來進行適當的設定。
還有，定子孔中形成內槽的場合，上述第二，三實施例中，雖在定子孔相對向的位置分別形成了總共兩個內槽，但也可以在定子孔中只形成一個內槽。在只形成一個內槽的場合，由於能形成大的內槽，所以能減少製造不均的影響。另一方面，象上述實施例那樣形成兩個內槽時，能將定子製成對稱形狀，由於能製成同一部件，所以部件種類能減少，製造成本能減低。內槽的位置雖不限於和間隙成90°的交叉位置，但從最有效減少低速時轉矩變動的角度來看，設置成90°的交叉位置最好。還有，各定子的形狀等可根據實施來適當地設定。
圖19示出了本發明的另一實施例，在本實施例中，除主要部分以外，由於和上述實施例相同，相同的地方用同一附圖標記標註，但省略其說明，只對不同的地方用不同的附圖標記進行說明。
在本實施例中，第二線圈34隻接到檢測電路244中，只用作轉子的轉動檢測。因此，電路240由電池70驅動。作為該電池70可以就是通常能交換的鈕扣型電池，也可以使用太陽能電池或使用壓電元件、熱發電元件等的不需交換的電池。
在這樣的本實施例中，除能得到上述實施例的2)-5)相同的效果以外，23)第二線圈34專門用於轉子12的轉動周期檢測，由於能不需要驅動電路240用的發電，可減少線圈卷繞匝數，能使發電機30本身小型化。
如上所述，根據本發明的電子控制式機械鐘錶，由於組裝兩個定子而製成分割成兩部分的定子孔，能防止作為過去的一體式定子孔的缺點的因設置外槽而造成的操作困難和合格率低下，由於電動勢能提高，在驅動電子控制迴路方面是有利的。另外，由於電壓波形是正弦波，所以轉動檢測容易，能構成簡單的控制系統。
權利要求
1．電子控制式機械鐘錶，在電子控制式機械鐘錶中，以發條作為能量源驅動輪系，並且在接受從輪系傳來的轉動而轉動的發電機中產生電力，通過因該電力而被驅動的電路來控制上述發電機的轉動周期，從而對輪系加以制動而調速，其特徵在於，上述發電機包括和上述輪系的轉動相連而轉動的轉子；兩個板狀的定子；一對半圓狀的定子孔，形成在兩定子的一端，並且在兩定子組合的狀態下在上述轉子周圍形成圓而配置；卷繞在至少一個定子的外周上的線圈。
2．如權利要求1所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，線圈卷繞在兩定子的外周上，各線圈之間串聯。
3．如權利要求1或2所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，卷繞在上述定子的外周的線圈兼用於產生電動勢和轉動控制。
4．如權利要求1所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，至少兩個線圈卷繞在上述定子的外周，這些線圈中的至少一個線圈用於轉動控制，其它的線圈中至少一個線圈用於產生電動勢，以向上述電路供電。
5．如權利要求4所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，用於產生上述電動勢的線圈中的至少一個線圈兼用於轉子的轉動檢測。
6．如權利要求1-5中任一項所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，在兩定子的定子孔側的端緣設置能相接的定位部件，並且設置定位夾具，將上述各定子朝向上述定位部件進行按壓而使定子相接於定位部件。
7．如權利要求6所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，上述定位夾具具有朝向定子的端緣傾斜地按壓的斜面，通過該斜面定子的高度方向能定位。
8．如權利要求1-7中任一項所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，上述各定子左右對稱。
9．如權利要求8所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，卷繞在兩定子上的線圈的匝數相同。
10．如權利要求1-9中任一項所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，在各定子孔內周的對向位置的至少一側，形成朝向外側突出的轉矩變動調整用內槽。
11．如權利要求1-10中任一項所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，上述各定子的和形成定子孔的一端處於相反一側的另一端的側面之間相接，並且另一端的下面和跨越各定子而配置的支座相接。
12．如權利要求1-11中任一項所述的電子控制式機械鐘錶，其特徵在於，構成上述輪系的各輪通過設置在各自不同的軸線上，配置在不與上述線圈相重疊的位置上。
全文摘要
提供電子控制式機械鐘錶,其發電機30包括:和上述輪系的轉動相連而轉動的轉子12;兩個板狀的定子31,32;一對半圓狀的定子孔35,36,形成在兩定子31,32的一端,並且在兩定子31,32組合的狀態下在上述轉子12周圍形成圓而配置;卷繞在至少一個定子31,32的外周上的線圈33,34。由於定子孔35,35用兩個定子31,32構成,所以沒有必要象一體的定子那樣設置外槽,容易操作並能提高電動勢。
文檔編號G04C10/00GK1215180SQ98119420
公開日1999年4月28日 申請日期1998年9月25日 優先權日1997年9月26日
發明者高橋理, 原辰男, 永坂榮一, 茂木正俊 申請人:精工愛普生株式會社