特開 2024-115137 機械式時計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115137

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】機械式時計

(51)【国際特許分類】

   G04C 11/08 20060101AFI20240819BHJP

   G04B 17/00 20060101ALI20240819BHJP

   G04C 3/04 20060101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

G04C11/08

G04B17/00 B

G04C3/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020643

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白井 琢矢

(72)【発明者】

【氏名】田京 祐

(72)【発明者】

【氏名】仁井田 優作

(57)【要約】

【課題】歩度調整の精度を向上する機械式時計１を提供する。
【解決手段】機械式時計１は、永久磁石４０と、コイル４３と、回転検出回路４５と、複数の制動ランクそれぞれに対応する複数の制動力のうち現在設定されている制動ランクに対応する制動力を作用させる歩度調整手段４０と、を含み、歩度調整手段４０は、制動ランクを制御する制御回路４４を含み、制御回路４４は、所定の基準タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングに応じて、制動ランクを切り替え可能に構成されており、回転検出回路４５による前回の検出信号ＤＥの検出時と今回の検出信号ＤＥの検出時とで、基準タイミングに対する検出タイミングの進み又は遅れのいずれか一方が連続する場合よりも、基準タイミングに対する検出タイミングの進み又は遅れが異なる場合の方が、制動ランクの変動幅が大きくなるよう制動ランクを制御する。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力源と、
前記動力源からの動力により駆動するテン輪と、前記テン輪を正逆回転運動させるように弾性変形するヒゲゼンマイと、を含む調速機構と、
前記テン輪の正逆回転運動に伴い正逆回転運動する、二磁極化された永久磁石と、
コイルと、
前記テン輪の正方向運動及び逆方向運動に伴う前記永久磁石の運動により前記コイルに生じる検出電圧に基づいて検出信号を検出する回転検出回路と、
前記永久磁石を制動する、複数の制動ランクそれぞれに対応する複数の制動力のうち現在設定されている制動ランクに対応する制動力を作用させる歩度調整手段と、
を含み、
前記歩度調整手段は、前記制動ランクを制御する制御回路を含み、
前記制御回路は、
基準信号源の基準信号の出力タイミングに応じた所定の基準タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングに応じて、前記制動ランクを切り替え可能に構成されており、
前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時と今回の前記検出信号の検出時とで、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングの進み又は遅れのいずれか一方が連続する場合よりも、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングの進み又は遅れが異なる場合の方が、前記制動ランクの変動幅が大きくなるよう前記制動ランクを制御する、
機械式時計。

【請求項2】

前記制御回路は、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングに応じて、高制動モードと低制動モードとで制動モードを切り替え可能に構成されており、
前記高制動モードにおける現在の制動ランクは、前記低制動モードにおける現在の制動ランクよりも高い制動ランクに設定されている、
請求項１に記載の機械式時計。

【請求項3】

前記歩度調整手段は、前記コイルの端子を短絡させることで前記永久磁石を制動する制動力を作用させる制動回路を含む、
請求項２に記載の機械式時計。

【請求項4】

前記制動回路は、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、前記高制動モードにおける現在の制動ランクに対応する制動力を作用させ、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、前記低制動モードにおける現在の制動ランクに対応する制動力を作用させる、
請求項３に記載の機械式時計。

【請求項5】

前記制御回路は、前記基準タイミングに対する前回の前記検出信号の検出タイミングに基づいて、前記高制動モード及び低制動モードにおける現在の制動ランクを設定する、
請求項４に記載の機械式時計。

【請求項6】

前記制御回路は、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、
前記低制動モードから前記高制動モードに切り替える、
請求項２に記載の機械式時計。

【請求項7】

前記制御回路は、前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げる、
請求項６に記載の機械式時計。

【請求項8】

前記制御回路は、
前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げた場合、制動ランクが上げられた後の前記低制動モードにおける現在の制動ランクが、前記高制動モードの現在の制動ランクと異なる場合、
前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げ、
前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げた場合、制動ランクが上げられた後の前記低制動モードにおける現在の制動ランクが、前記高制動モードの現在の制動ランクと同じになる場合、
前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける制動ランクを維持させる、
請求項６に記載の機械式時計。

【請求項9】

前記制御回路は、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、
前記高制動モードにおける現在の制動ランクを上げる、
請求項２に記載の機械式時計。

【請求項10】

前記制御回路は、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、
前記高制動モードから前記低制動モードに切り替える、
請求項２に記載の機械式時計。

【請求項11】

前記制御回路は、前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げる、
請求項１０に記載の機械式時計。

【請求項12】

前記制御回路は、
前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げた場合、制動ランクが下げられた後の前記高制動モードにおける現在の制動ランクが、前記低制動モードの現在の制動ランクと異なる場合、
前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける制動ランク下げ、
前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げた場合、制動ランクが下げられた後の前記高制動モードにおける現在の制動ランクが、前記低制動モードの現在の制動ランクと同じになる場合、
前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける制動ランクを維持させる、
請求項１０に記載の機械式時計。

【請求項13】

前記制御回路は、
前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、
前記低制動モードにおける現在の制動ランクを下げる、
請求項２に記載の機械式時計。

【請求項14】

前記制御回路は、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる状態が所定回数連続する場合、又は前記出力タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている状態が所定回数連続する場合、当該期間において前記制動ランクを維持した後、前記出力タイミングに対する今回の前記検出信号の検出タイミングに基づいて前記制動ランクを設定する、
請求項２に記載の機械式時計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械式時計に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２には、電磁的な制動力により時計の歩度の調整を行う技術が開示されている。このような技術により経時的に蓄積される歩度ズレを抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－３８２０６号公報

【特許文献2】特開平１１－１６６９８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、時計の姿勢の変化や外部からの衝撃があった場合において、短時間で歩度が大きくズレてしまうことがある。このような場合においても、歩度ズレの調整を迅速かつ精度良く行う要請がある。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みてされたものであって、その目的は、歩度調整の精度を向上する機械式時計を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）動力源と、前記動力源からの動力により駆動するテン輪と、前記テン輪を正逆回転運動させるように弾性変形するヒゲゼンマイと、を含む調速機構と、前記テン輪の正逆回転運動に伴い正逆回転運動する、二磁極化された永久磁石と、コイルと、前記テン輪の正方向運動及び逆方向運動に伴う前記永久磁石の運動により前記コイルに生じる検出電圧に基づいて検出信号を検出する回転検出回路と、前記永久磁石を制動する、複数の制動ランクそれぞれに対応する複数の制動力のうち現在設定されている制動ランクに対応する制動力を作用させる歩度調整手段と、を含み、前記歩度調整手段は、前記制動ランクを制御する制御回路を含み、前記制御回路は、基準信号源の基準信号の出力タイミングに応じた所定の基準タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングに応じて、前記制動ランクを切り替え可能に構成されており、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時と今回の前記検出信号の検出時とで、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングの進み又は遅れのいずれか一方が連続する場合よりも、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングの進み又は遅れが異なる場合の方が、前記制動ランクの変動幅が大きくなるよう前記制動ランクを制御する、機械式時計。

【0007】

（２）（１）において、前記制御回路は、前記基準タイミングに対する前記検出タイミングに応じて、高制動モードと低制動モードとで制動モードを切り替え可能に構成されており、前記高制動モードにおける現在の制動ランクは、前記低制動モードにおける現在の制動ランクよりも高い制動ランクに設定されている、機械式時計。

【0008】

（３）（２）において、前記歩度調整手段は、前記コイルの端子を短絡させることで前記永久磁石を制動する制動力を作用させる制動回路を含む、機械式時計。

【0009】

（４）（３）において、前記制動回路は、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、前記高制動モードにおける現在の制動ランクに対応する制動力を作用させ、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、前記低制動モードにおける現在の制動ランクに対応する制動力を作用させる、機械式時計。

【0010】

（５）（３）または（４）において、前記制御回路は、前記基準タイミングに対する前回の前記検出信号の検出タイミングに基づいて、前記高制動モード及び低制動モードにおける現在の制動ランクを設定する、機械式時計。

【0011】

（６）（２）～（５）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、前記低制動モードから前記高制動モードに切り替える、機械式時計。

【0012】

（７）（６）において、前記制御回路は、前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げる、機械式時計。

【0013】

（８）（６）または（７）において、前記制御回路は、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げた場合、制動ランクが上げられた後の前記低制動モードにおける現在の制動ランクが、前記高制動モードの現在の制動ランクと異なる場合、前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げ、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを上げた場合、制動ランクが上げられた後の前記低制動モードにおける現在の制動ランクが、前記高制動モードの現在の制動ランクと同じになる場合、前記低制動モードから前記高制動モードに切り替えると共に、前記低制動モードにおける制動ランクを維持させる、機械式時計。

【0014】

（９）（２）～（８）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、前記高制動モードにおける現在の制動ランクを上げる、機械式時計。

【0015】

（１０）（２）～（９）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる場合、前記高制動モードから前記低制動モードに切り替える、機械式時計。

【0016】

（１１）（１０）において、前記制御回路は、前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げる、機械式時計。

【0017】

（１２）（１０）又は（１１）において、前記制御回路は、前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げた場合、制動ランクが下げられた後の前記高制動モードにおける現在の制動ランクが、前記低制動モードの現在の制動ランクと異なる場合、前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける制動ランク下げ、前記高制動モードにおける現在の制動ランクを下げた場合、制動ランクが下げられた後の前記高制動モードにおける現在の制動ランクが、前記低制動モードの現在の制動ランクと同じになる場合、前記高制動モードから前記低制動モードに切り替えると共に、前記高制動モードにおける制動ランクを維持させる、機械式時計。

【0018】

（１３）（２）～（１２）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記回転検出回路による今回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合であって、前記回転検出回路による前回の前記検出信号の検出時において、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている場合、前記低制動モードにおける現在の制動ランクを下げる、機械式時計。

【0019】

（１４）（２）～（１３）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記基準タイミングに対して前記検出タイミングが進んでいる状態が所定回数連続する場合、又は前記出力タイミングに対して前記検出タイミングが遅れている状態が所定回数連続する場合、当該期間において前記制動ランクを維持した後、前記出力タイミングに対する今回の前記検出信号の検出タイミングに基づいて前記制動ランクを設定する、機械式時計。

【発明の効果】

【0020】

上記本発明の（１）～（１４）の側面によれば、歩度調整の精度を向上する機械式時計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態の地板及びそれに組み込まれる各部材を示す斜視図である。

【図2】本実施形態における動力を伝達する機構及びその周辺を示す斜視図である。

【図3】本実施形態における調速機構及びその周辺の部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。

【図4】本実施形態の軟磁性コアとその周辺を示す平面図、及びその一部を拡大して示す拡大平面図である。

【図5】本実施形態に係る機械式時計の全体構成を示すブロック図である。

【図6】本実施形態におけるテン輪の動作と、コイルに生じる逆起電圧との関係を説明する図である。

【図7】機械式時計が有する回路の一例を示す回路図である。

【図8】制動制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図9】本実施形態における各制動ランクにおける電磁ブレーキの作用期間の一例を示す図である。

【図10】本実施形態における制動ランクの推移の一例を示す図である。

【図11】本実施形態における制動ランクの推移の一例を示す図である。

【図12】本実施形態における制動制御の一例を示すフローチャートである。

【図13】本実施形態の変形例における制動ランクの推移の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態という）について図面に基づき詳細に説明する。

【0023】

［全体構成の概要］
まず、図１～図５を参照して、本実施形態に係る機械式時計１の全体構成の概要について説明する。図１は、本実施形態の地板及びそれに組み込まれる各部材を示す斜視図である。図２は、本実施形態における動力を伝達する機構及びその周辺を示す斜視図である。図３は、本実施形態における調速機構及びその周辺の部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。図４は、本実施形態の軟磁性コアとその周辺を示す平面図、及びその一部を拡大して示す拡大平面図である。図５は、本実施形態に係る機械式時計の全体構成を示すブロック図である。なお、図１～図３は、機械式時計１の裏側から見た様子を示している。なお、裏側とは、機械式時計１の厚み方向のうち外装ケースの裏蓋が配置される側である。

【0024】

機械式時計１は、動力ゼンマイ１１を動力源とし、脱進機構２０及び調速機構３０によって動力ゼンマイ１１の動きを制御すると共に、指針を駆動させる時計である。機械式時計１は、指針を駆動する各機構が組み込まれる地板１０を外装ケースに収容して成る。なお、本実施形態においては外装ケースの図示は省略する。また、外装ケースの側面に配置される竜頭の図示も省略する。竜頭は、図１に示す巻き真２の端部に取り付けられている。

【0025】

［全体構成の概要：駆動機構の構成］
機械式時計１が備える駆動機構の概要について説明する。本実施形態において、動力源である動力ゼンマイ１１、輪列１２、指針軸１３を含む機構を「駆動機構」と称する。なお、図２においては、指針のうち秒針１３１のみを図示している。図２に示す駆動機構は一例であり、これに限られるものではなく、図示する歯車以外の歯車等を備えていてもよい。

【0026】

動力ゼンマイ１１は、金属製の帯状体からなり、外周に複数の歯が形成される香箱１１０に収容されている。香箱１１０は、円盤形状であって、動力ゼンマイ１１を収容する空洞が内部に形成されている。動力ゼンマイ１１は、その内端が香箱１１０の中心に設けられる回転軸である香箱真（不図示）に固定されており、その外端が香箱１１０の内側面に固定されている。ユーザの操作により竜頭が回転させられると、巻き真２が回転する。巻き真２の回転に伴って、動力ゼンマイ１１が巻き上げられる。巻き上げられた動力ゼンマイ１１は、その弾性力によりほどかれる。この際の動力ゼンマイ１１の動作に伴って香箱１１０が回転することとなる。

【0027】

輪列１２は、少なくとも、二番車１２２、三番車１２３、四番車１２４を含む。二番車１２２は、一番車として機能する香箱１１０に形成される複数の歯に噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、香箱１１０の回転を三番車１２３に伝達する。二番車１２２の回転軸は、分針（不図示）の指針軸である。三番車１２３は、二番車１２２の複数の歯と噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、二番車１２２の回転を四番車１２４に伝達する。四番車１２４は、三番車１２３の複数の歯に噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯とを含み、三番車１２３の回転を脱進機構２０に伝達する。図２に示すように、四番車１２４の回転軸は、秒針１３１の指針軸１３である。

【0028】

［全体構成の概要：脱進機構２０及び調速機構３０の構成、並びにそれらの動作の概要］
次に、脱進機構２０及び調速機構３０について説明する。動力ゼンマイ１１からの動力は、輪列１２を通じて、脱進機構２０及び調速機構３０に伝達される。脱進機構２０は、ガンギ車２１と、アンクル２２とを含んで構成される。調速機構３０は、テン輪３１と、ヒゲゼンマイ３２とを含んで構成される。なお、調速機構３０はテンプと呼ばれることもある。

【0029】

ガンギ車２１は、アンクル２２と噛み合うことでアンクル２２から調速機構３０の刻むリズムを受け取り、規則正しい往復運動に変換する部品である。ガンギ車２１は、四番車１２４の複数の歯と噛み合うカナと、回転軸と、複数の歯を含む。図２に示すように、ガンギ車２１の複数の歯は、輪列１２の各歯車の歯よりも周方向に間隔を広く空けて形成されている。

【0030】

アンクル２２は、図４に示すアンクル真２２１を回転軸として正逆回転運動を行う。アンクル２２は、アンクル真２２１からテン輪３１の中心（テン真３１１）に向けて延びており、テン真３１１と共に回転する振り石（不図示）に衝突する竿部２２２を有する。なお、振り石はテン真３１１に固定されている。

【0031】

また、アンクル２２は、ガンギ車２１の複数の歯に衝突する入爪２２３ａが取り付けられる第１腕部２２３と、第１腕部２２３の反対方向に延びると共にガンギ車２１の複数の歯に衝突する出爪２２４ａが取り付けられる第２腕部２２４とを有する。なお、入爪２２３ａと出爪２２４ａは、例えば、サファイア等の石であるとよい。

【0032】

テン輪３１は、テン真３１１を回転中心として、輪列１２により伝達された動力により正逆回転運動をする。なお、以下の説明において、正逆回転運動のうち正方向運動を「正方向の回転」と呼び、逆方向運動を「逆方向の回転」と呼ぶこともある。

【0033】

図３に示すように、テン輪３１は、その外形が円形であるとよい。ただし、図３に示すテン輪３１の形状は一例であり、テン輪３１の形状は任意である。テン真３１１は、図３に示す支持部材３３により支持されている。

【0034】

ヒゲゼンマイ３２は、テン輪３１を正逆回転運動させるように伸縮運動（弾性変形）をする。ヒゲゼンマイ３２は、渦巻き状であり、その内端はテン真３１１に対して固定されており、その外端はヒゲ持受３４に対して固定されている。なお、ヒゲ持受３４は、支持部材３３と共に地板１０に対して固定されている。また、ヒゲ持受３４は、図３に示すように、支持部材３３とワク部材３５とに挟まれて設けられている。

【0035】

ガンギ車２１は、四番車１２４の回転に伴って回転する。ガンギ車２１が回転すると、アンクル２２の入爪２２３ａに衝突し、アンクル２２はアンクル真２２１を中心に回転する。回転したアンクル２２の竿部２２２はテン真３１１に固定される振り石に衝突し、それにより、テン輪３１が回転する。テン輪３１が回転すると、アンクル２２の出爪２２４ａがガンギ車２１に衝突して、ガンギ車２１を停止させる。テン輪３１がヒゲゼンマイ３２の復元力により逆方向に回転すると、アンクル２２の入爪２２３ａが解除され、ガンギ車２１が再び回転する。なお、後述のように、テン輪３１は２秒間で１往復の動作をするよう設計されていることより、ガンギ車２１は、１秒に１ステップの動作を行うこととなる。

【0036】

本実施形態においては、ヒゲゼンマイ３２の材料としてヤング率の低い樹脂材料を採用した。これにより、金属材料で構成した場合と比較して、テン輪３１の低速振動化を実現することができる。仮に金属ヒゲゼンマイで低速振動化を実現しようとすると、加工困難なレベルまでヒゲゼンマイ３２の断面積を小さくするか、扱いが困難なレベルまでヒゲゼンマイ長を長くしなければならない。

【0037】

本実施形態においては、ヒゲゼンマイ３２の材料としてヤング率が約５［ＧＰａ］の樹脂を用いた。具体的には、ヒゲゼンマイ３２の材料としてポリエステルを用いた。なお、樹脂材料からなるヒゲゼンマイ３２は、例えば、レーザ加工により製作されるものであるとよい。なお、一般的な金属製のヒゲゼンマイのヤング率は２００［ＧＰａ］程度である。ここで示したヤング率は一例であり、ヒゲゼンマイ３２のヤング率は２０［ＧＰａ］以下であるとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ３２のヤング率は、金属製のヒゲゼンマイのヤング率の１０分の１以下であるとよい。さらに好ましくは、ヒゲゼンマイ３２のヤング率は１０［ＧＰａ］以下であるとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ３２のヤング率は、金属製のヒゲゼンマイのヤング率の２０分の１以下であるとよい。また、ヤング率は２０［ＧＰａ］以下であればよく、ヒゲゼンマイ３は紙や木材といった材料でも構わない。

【0038】

また、本実施形態においては、ヒゲゼンマイ３２の弾性変形の中立位置にある状態におけるテン輪３１及び永久磁石４１の回転角度［ｄｅｇ］を０°とした。なお、ヒゲゼンマイ３２の弾性変形の中立位置とは、言い換えると、ヒゲゼンマイ３２が自然長である位置である。また、ヒゲゼンマイ３２の弾性変形の中立位置にある状態におけるテン輪３１に、動力ゼンマイ１１からの動力が供給されることとした。すなわち、テン輪３１及び永久磁石４１は、回転角度が０°の位置において動力ゼンマイ１１からの動力が供給される動力供給位置にある。また、後述のように、本実施形態において、永久磁石４１は、回転角度０°の位置において、磁気的な釣り合いの位置にある。

【0039】

また、本実施形態においては、テン輪３１が回転角度３４０°から－３４０°の範囲で駆動するよう設計した。このため、永久磁石４１も回転角度３４０°から－３４０°の範囲で駆動する。ただし、これは一例であり、テン輪３１の移動範囲は、回転角度２７０°から－２７０°の範囲以上であるとよい。このようにテン輪３１の移動範囲をある程度大きくすることにより、テン輪３１の低速振動化を実現できる。

【0040】

以上説明したように、調速機構３０は、ヒゲゼンマイ３２の伸縮運動によって、一定の周期でテン輪３１を繰り返し正逆回転運動（往復運動）させる。脱進機構２０は、テン輪３１に対して往復運動するための力を与え続ける。このような構成及び動作により、秒針１３１等の指針が駆動することとなる。

【0041】

［全体構成の概要：歩度調整手段４０の構成］
次に、歩度調整手段４０の構成について説明する。本実施形態に係る機械式時計１は、駆動機構、脱進機構２０、調速機構３０に加えて、歩度調整手段４０を含んでいる。

【0042】

歩度調整手段４０は、永久磁石４１と、軟磁性コア４２（ステータと呼ばれることもある）と、コイル４３と、各種回路（図５参照）とを含んで構成される。歩度調整手段４０は、永久磁石４１の正逆回転運動に基づいて検出される検出信号と、基準信号源である水晶振動子７０の基準振動数とに基づいて歩度調整を行うものである。本実施形態においては、後述の図８等に示すように、基準信号ＯＳの出力期間を、所定の幅を有する出力期間ｔｓとする。なお、本実施形態においては、高い周波数精度を実現するために基準信号源として水晶振動子７０を用いたが、これに限らず、例えば、コンデンサと抵抗とで構成されるＣＲ発振器を用いてもよい。

【0043】

なお、図示は省略するが、コイル４３は、外装ケースの内側に設けられる中枠と平面視において重なるように配置されているとよい。または、中枠の周方向の一部に切り欠きが形成されており、コイル４３はその切り欠き内に配置されているとよい。

【0044】

永久磁石４１は、二極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極に着磁されている。すなわち、永久磁石４１は、Ｎ極部４１１と、Ｓ極部４１２とを含む磁石である。

【0045】

永久磁石４１は、テン輪３１の回転軸であるテン真３１１に取り付けられており、テン輪３１（テン真３１１）の正逆回転運動に伴い正逆回転運動を行うように設けられている。すなわち、永久磁石４１は、その回転角度がテン輪３１の回転角度と同じとなるように、テン輪３１と共に正逆回転運動する。なお、永久磁石４１は、テン真３１１に対して圧入または接着等により固定されているとよい。

【0046】

永久磁石４１は、磁化容易軸がランダムな方向に向いている等方性磁石であるとよい。なお、永久磁石４１は、テン真３１１に取り付けられた状態で、ヘルムホルツコイル等により磁界が与えられることにより着磁されるとよい。このような着磁方法を採用することにより、永久磁石４１の着磁方向を正確に合わせ込むことができる。

【0047】

軟磁性コア４２は、軟磁性材から成り、図４に示すように、永久磁石４１の外周に沿うように設けられる第１端部４２１ａを含む第１磁性部４２１と、永久磁石４１の外周に沿うように設けられる第２端部４２２ａを含む第２磁性部４２２とを有しており、コイル４３と共に磁気回路を構成する。第１端部４２１ａと第２端部４２２ａは、共に半円弧状の内周面を有する形状であり、永久磁石４１を介して互いに対向して配置されている。

【0048】

本実施形態においては、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２が弾性変形の中立位置にある状態において、Ｎ極部４１１が第２磁性部４２２側に配置されており、Ｓ極部４１２が第１磁性部４２１側に配置されている（図４の拡大図参照）。なお、Ｎ極部４１１とＳ極部４１２の配置は逆であってもよいが、その場合、コイル４３の巻き方向を本実施形態と反対にする必要がある。

【0049】

また、軟磁性コア４２は、図３に示すように、固定具であるパイプ３３ａ及びネジ３３ｂにより、支持部材３３に対して固定されている。このような構成により、軟磁性コア４２は、支持部材３３と共に地板１０に組付けられている。

【0050】

なお、地板１０に組付けられる構成部品のうち、軟磁性コア４２を除く永久磁石４１に近い位置にある支持部材３３やヒゲ持受３４、ワク部材３５、ヒゲゼンマイ３２、テン輪３１といった構成部品は、調速機構３０の正逆回転運動や後述するコイル４３によって生じる逆起電圧に影響しないよう非磁性材であることが望ましい。

【0051】

また、軟磁性コア４２は、図４に示すように、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとの磁気的な結合を分離する第１分離部である第１溶接部４２３と、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとの磁気的な結合を分離すると共に永久磁石４１を介して第１溶接部４２３と対向して配置される第２分離部である第２溶接部４２４とを含んでいる。なお、第１溶接部４２３及び第２溶接部４２４は、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとを物理的に分離する間隙内に形成されるものであるとよい。

【0052】

永久磁石４１は、着磁方向が第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向と直交する位置する状態において磁気的な釣り合いの位置となっている。本実施形態において、永久磁石４１の磁気的な釣り合いの位置を、回転角度０°とする。この位置において永久磁石４１の保持トルクはほぼ０となる。なお、第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向とは、図４に示すように、第１溶接部４２３と第２溶接部４２４とを結ぶ直線が延びる方向である。図４に示すように、本実施形態においては、軟磁性コア４２の第１端部４２１ａ及び第２端部４２２ａの内周面にノッチを形成した。具体的には、第１端部４２１ａにノッチｎ１１とノッチｎ１２を形成した。また、第２端部４２２ａに、永久磁石４１を介してノッチｎ１１と対向してノッチｎ２１を形成し、永久磁石４１を介してノッチｎ１２と対向してノッチｎ２２を形成した。このようにノッチが形成されることにより、永久磁石４１が軟磁性コア４２に受ける磁気的影響が低減される。

【0053】

本実施形態においては、図４に示すように、軟磁性コア４２の第１端部４２１ａと第２端部４２２ａが第１溶接部４２３及び第２溶接部４２４を介して一体となっている例を示したが、これに限られない。例えば、第１溶接部４２３及び第２溶接部４２４を有しておらず、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとは間隙を介して磁気的な結合が分離されるものであってもよい。また、磁気的な結合を完全に分離するものに限られない。例えば、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとは、分離部である狭窄部を介して物理的に繋がっていてもよい。

【0054】

また、図５に示すように、歩度調整手段４０は、制御回路４４、回転検出回路４５、調速パルス出力回路４６、分周回路４７、発振回路４８、制動回路８０を含んでいる。図５においては、上述した永久磁石４１、軟磁性コア４２、コイル４３の図示を省略している。なお、図５に示す歩度調整手段４０の構成は一例である。歩度調整手段４０は、図５に示す各回路を独立して備えている必要はなく、以下で説明する各機能を実現可能なものであればよい。

【0055】

制御回路４４は、歩度調整手段４０に含まれる各回路の動作を制御する回路である。特に、制御回路４４は、後述のように、調速パルス出力回路４６及び制動回路８０を制御することにより永久磁石４１を制動する制動力を制御する制動制御を行う。また、制御回路４４は、基準信号源の基準信号の出力タイミングに対する検出信号の検出タイミングに応じて、高制動モードと低制動モードとで制動モードを切り替え可能に構成されている。

【0056】

発振回路４８は、水晶振動子７０の振動数に基づいて所定の発振信号を出力する。なお、水晶振動子７０の振動数は３２７６８［Ｈｚ］である。分周回路４７は、発振回路４８から出力された発振信号を分周する。分周回路４７は、水晶振動子７０に基づく発振信号を分周することで約１０００［ｍｓ］毎に出力される基準信号ＯＳを生成する。ただし、これに限られず、基準信号ＯＳは、２０００［ｍｓ］毎や３０００［ｍｓ］毎に出力されるものであってもよい。すなわち、基準信号ＯＳは、正秒毎に出力されるものであればよい。また、これに限られず、基準信号ＯＳは調速機構３０の周期に対応するものであればよい。

【0057】

回転検出回路４５は、永久磁石４１の運動によりコイル４３に生じる電圧波形に基づいて検出信号を検出する。本実施形態において、所定の閾値Ｖｔｈ以上の逆起電圧が発生することで回転検出回路４５により検出される信号を検出信号ＤＥと定義する。なお、本実施形態においては、後述の図８等に示すように、所定の閾値Ｖｔｈを０．５［Ｖ］とする。なお、衝撃等の外的な要因やその他ノイズにより瞬間的に逆起電圧が閾値Ｖｔｈ以上となってしまう場合がある。このようなノイズ等に起因する誤検出を回避するため、例えば、回転検出は３２［μｓ］間隔毎に行い、調速制御を行う起点は、検出信号ＤＥが２回以上の所定回数検出されたタイミングであるとよい。ただし、これに限られず、回転検出の間隔、検出信号ＤＥが連続的に検出された回数、検出信号の検出の蓄積回数等に基づいて適宜決定されるものであるとよい。なお、閾値Ｖｔｈの値は０．５［Ｖ］に限られるものではない。また、機械式時計１の状態に応じて閾値Ｖｔｈを可変としてもよい。例えば、動力ゼンマイ１１の巻き上げ状態に応じて閾値Ｖｔｈを可変としてもよい。具体的には、動力ゼンマイ１１のトルクが弱まった状態においては、予め設定される複数の閾値Ｖｔｈのうち低い閾値が選択されるとよい。

【0058】

調速パルス出力回路４６は、分周回路４７により生成された基準信号と、回転検出回路４５が検出した検出信号ＤＥとに基づいて、調速パルスを出力する。具体的には、回転検出回路４５が検出した検出信号ＤＥ号の検出タイミングと、約１０００［Ｈｚ］の基準信号の出力タイミングとを比較し、それらのタイミングにズレが生じている場合、調速パルス出力回路４６は、検出信号ＤＥが検出される周期を１０００［ｍｓ］（＝１秒）に近づけるように調速パルスを出力する。

【0059】

調速パルスの出力は、コイル４３を通電することにより行われる。そのため、調速パルス出力回路４６は、検出信号ＤＥが検出される周期が基準信号よりも早い場合、永久磁石４１の動きを遅らせる方向にトルクが働くようにコイル４３を通電し、検出信号ＤＥが検出される周期が基準信号よりも遅い場合、永久磁石４１の動きを早める方向にトルクが働くようにコイル４３を通電するとよい。永久磁石４１の動きを遅らせる方向にトルクが働くようにコイル４３を通電した際に出力される調速パルスは、永久磁石４１の動きを制動する制動力となる。

【0060】

調速パルス出力回路４６は、出力期間（パルス幅）が互いに異なる複数の調速パルスを出力可能に構成されるとよい。また、調速パルス出力回路４６は、出力電圧が互いに異なる複数の調速パルスを出力可能に構成されるとよい。

【0061】

［全体構成の概要：発電機としての調速機構３０］
機械式時計１は、電磁誘導の原理を用いた発電機能を有する。本実施形態においては、調速機構３０が発電機の一部として機能する。具体的には、テン輪３１の正逆回転運動に伴い永久磁石４１が正逆回転運動をし、永久磁石４１の運動による磁界の変化に基づいてコイル４３に生じる電流により発電を行う。このような動作原理により取り出した電力を用いて電源回路６０を起動させる。電源回路６０が起動することで、制御回路４４が駆動可能となる。このような構成を採用するため、本実施形態においては、電池等の電源を別途設けることなく、制御回路４４を駆動させることができる。

【0062】

整流回路５０は、調速機構３０のテン輪の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動に伴う永久磁石４１の運動によりコイル４３に生じる電流を整流する。電源回路６０は、例えばコンデンサを含む回路であり、整流回路５０により整流された電流に基づいて制御回路４４を駆動させるための電力を蓄電する。

【0063】

［制動制御の概要］
次に、図６～図８を参照して、制動制御の概要について説明する。図６は、本実施形態におけるテン輪の動作と、コイルに生じる逆起電圧との関係を説明する図である。図６の上段のグラフにおいて、縦軸はテン輪３１の角速度［ｒａｄ／ｓ］であり、横軸は測定時間［ｓ］である。図６の中段のグラフにおいて、縦軸はテン輪３１の回転角度［ｄｅｇ］であり、横軸は測定時間［ｓ］である。図６の下段のグラフにおいて、縦軸はコイル４３に生じる逆起電圧［Ｖ］であり、横軸は測定時間［ｓ］である。また、図６に示す各グラフにおいては、テン輪３１（永久磁石４１）の動きを４秒間測定した例を示している。

【0064】

図７は、機械式時計が有する回路の一例を示す回路図である。図８は、制動制御の一例を示すタイミングチャートである。図８の上段は制動制御を行った場合にコイル４３に生じる電圧波形を示している。なお、電磁ブレーキＤＢが作用している期間においては、コイル４３が短絡していることより逆起電圧は検出されない。図８の上段においては視認性の都合上、逆起電圧の波形を全て実線で示しているが、電磁ブレーキＤＢが作用している期間において逆起電圧は０となっている。図８の下段は、検出信号ＤＥの検出タイミング、基準信号ＯＳの出力タイミング、及び電磁ブレーキＤＢの作用タイミングを示している。電磁ブレーキとは、コイル４３の第１端子Ｏ１と第２端子Ｏ２とを短絡させて閉ループ状態にし、永久磁石４１の回転に伴ってコイル４３に発生する磁束の変化を妨げる向きに磁界が生じるような誘起起電力によって得られる制動力のことをいう。

【0065】

本実施形態においては、制動回路８０が電磁ブレーキＤＢを作用させることにより、永久磁石４１の動きを制御することで、テン輪３１の動きを制御して歩度調整を行う。図６においては、電磁ブレーキＤＢを作用させるタイミング（歩度調整タイミング）を帯状の領域で示している。電磁ブレーキＤＢは、発電が得られやすい期間を避けて作用されることが好ましい。特に、発電のピークが含まれる期間である、永久磁石４１が回転角度０°から１８０°に正方向に回転する期間、及び０°から－１８０°に逆方向に回転する期間を避けて作用されることが好ましい。

【0066】

次に、図７を参照して、本実施形態における回路構成について説明する。

【0067】

図７に示すように、コイル４３の第１端子Ｏ１及び第２端子Ｏ２に対しては、トランジスタＴＰ１及びＴＰ２がそれぞれ接続されている。トランジスタＴＰ１及びＴＰ２に対してはコイル４３に生じた逆起電圧が入力されて、それに基づいて回転検出回路４５が検出信号を検出する。所定のタイミングでトランジスタＴＰ１又はＴＰ２をＯＮとすることで、それらトランジスタに対応する第１端子Ｏ１及び第２端子Ｏ２で発生する誘起電圧を電圧信号である検出信号として取り出すことができる。具体的には、正の逆起電圧の検出時はトランジスタＴＰ１をＯＦＦ、トランジスタＴＰ２をＯＮにするとよい。一方、負の逆起電圧の検出時はトランジスタＴＰ１をＯＮ、トランジスタＴＰ２をＯＦＦにするとよい。

【0068】

また、トランジスタＰ１１、Ｐ１２がコイル４３の第１端子Ｏ１に接続されており、トランジスタＰ２１、Ｐ２２がコイル４３の第２端子Ｏ２に接続されている。トランジスタＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２は調速パルス出力回路４６からの調速パルスによりＯＮ／ＯＦＦ制御がされる。発電時において、トランジスタＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２のゲート端子をＯＦＦとする。また、この際、制動回路８０が制動力を生じさせない状態とするとよい。すなわち、後述のトランジスタＤＢ１、ＤＢ２をＯＦＦにするとよい。その状態において、トランジスタＴＰ１、ＴＰ２と、ダイオードＤにより整流回路５０が構成される。永久磁石４１が正逆回転運動を行うことにより、コイル４３に電流が流れ、コンデンサＣが蓄電される。コンデンサＣにある程度の蓄電がなされると、電源回路６０が起動する。そして、電源回路６０が起動することにより、制御回路４４が起動し、制御回路４４による歩度調整手段４０に含まれる各回路の制御が行われることとなる。

【0069】

さらに、トランジスタＤＢ１がコイル４３の第１端子Ｏ１に接続されており、トランジスタＤＢ２がコイル４３の第２端子Ｏ２に接続されている。トランジスタＤＢ１及びトランジスタＤＢ２は、図５に示す制動回路８０を構成する。制動回路８０は、第１端子Ｏ１、第２端子Ｏ２を短絡させることで、永久磁石４１の振動数を低下させる制動力を生じさせる回路である。なお、図５においては、制動回路８０を歩度調整手段４０の一部に含まれる構成であるとして示すが、これに限られるものではない。

【0070】

図８の下段に示す例においては検出信号ＤＥが検出されてから時間ｔｂ１が経過したタイミングで、作用期間ｂ１の電磁ブレーキＤＢを作用させている。また、電磁ブレーキＤＢは、検出信号ＤＥが検出される毎に作用している。なお、図８においては、１ステップ（１秒）基準で基準信号ＯＳを設定した例を示すが、これに限られない。すなわち、２ステップ（２秒）や３ステップ（３秒）基準で基準信号ＯＳを出力することとしてもよい。この場合、水晶振動子７０に基づく発振信号を分周することで約２０００［ｍｓ］毎や約３０００［ｍｓ］毎に出力される基準信号ＯＳを生成するとよい。

【0071】

また、コイル４３に生じる逆起電圧Ｖの波形に関わらず検出信号ＤＥを検出しない非検出期間を設けてもよい。非検出期間は、逆起電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ以上であるか否かに関わらず、検出信号ＤＥを検出しない期間であるとよい。非検出期間は、検出信号ＤＥを検出してから所定期間経過後に開始されるとよい。非検出期間は、逆起電圧Ｖの最大値が検出されるタイミングと重ならない期間であるとよい。これにより、閾値Ｖｔｈを低く設定した場合においても、発電量を確保しつつ、逆起電圧Ｖの最大値以外のピークを誤検出してしまうことを抑制できる。

【0072】

なお、図５、図７を参照して説明した調速パルス出力回路４６は必須ではない。すなわち、歩度調整は、制動回路８０による電磁ブレーキＤＢのみによって実現されるものであってもよい。また、図７においては、回転検出回路４５が第１端子Ｏ１側に接続されており、正の逆起電圧を検出可能な回路構成を示すが、これに限られず、回転検出回路４５は負の逆起電圧も検出可能であってもよい。この場合、回転検出回路４５は第２端子Ｏ２側にも接続されているとよい。

【0073】

［本実施形態における制動制御］
次に、図９～図１１を参照して、本実施形態における制動制御の詳細について説明する。図９は、本実施形態における各制動ランクにおける電磁ブレーキの作用期間の一例を示す図である。図１０及び図１１は、本実施形態における制動ランクの推移の一例を示す図である。

【0074】

図１０及び図１１の上側のグラフに示す細実線は高制動モードにおける制動ランクの推移を示している。すなわち、図１０においては、歩度ズレの検出回数が０～９回において、高制動モードにおける制動ランクが１２、１１、１１、１０、１０、１１、１０、１０、１０、１０のように推移している例を示している。

【0075】

図１０及び図１１の上側のグラフに示す細点線は低制動モードにおける制動ランクの推移を示している。すなわち、図１０においては、歩度ズレの検出回数が０～９回において、低制動モードにおける制動ランクが２、２、３、３、４、４、４、３、２、３のように推移している例を示している。

【0076】

図１０及び図１１の上側のグラフの太実線は、実行された制動ランクを示している。すなわち、図１０においては、歩度ズレの検出回数が０～９回において、制動ランクが１２、２、１１、３、１０、１１、４、３、２、１０に対応する電磁ブレーキＤＢがこの順で作用されている例を示している。

【0077】

図１０及び図１１の下側のグラフにおいては、歩度ズレの推移を示している。図１０及び図１１の下側のグラフにおいて、歩度が進んでいる場合、期間差ｔ（ズレ量）は正となっており、歩度が遅れている場合、期間差ｔ（ズレ量）は負となっている。

【0078】

まず、制動制御の基本的な考え方として、歩度が進んでいる場合、制動ランクを大きくし、歩度が遅れている場合、制動ランクを小さくするとよい。すなわち、歩度が進んでいる場合、大きな制動力を作用させることで歩度ズレを小さくし、歩度が遅れている場合、小さな制動力を作用させる又は制動力を作用させないことで歩度ズレを小さくする。歩度が進んでいる場合とは、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳより早い場合である。歩度が遅れている場合とは、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳより遅い場合である。

【0079】

本実施形態においては、制動回路８０は、複数の制動ランクそれぞれに対応する複数の制動力のうち現在設定されている制動ランクに対応する制動力を作用させることが可能に構成される。具体的には、制動回路８０は、ランク０～１４の電磁ブレーキＤＢを作用させることが可能に構成される。ランク１４の電磁ブレーキＤＢの作用期間が最も長く、ランクが下がるに従い作用期間が短くなっている。すなわち、ランク１４の電磁ブレーキＤＢの制動力が最も大きく、ランクが下がるに従い制動力が小さくなっている。本実施形態においては、ランク０における電磁ブレーキＤＢの作用期間を０とした。すなわち、ランク０における電磁ブレーキＤＢの制動力を０とした。

【0080】

図９の上段においては、ランク０～４における電磁ブレーキの作用期間を示している。図９の下段においては、ランク１０～１４における電磁ブレーキの作用期間を示している。本実施形態においては、電磁ブレーキＤＢを作用させることが可能な制動期間ｔｃが予め設定されている。制動期間ｔｃは、検出信号ＤＥが検出されてから第１待ち期間ｔｐを待って開始する期間である。第１待ち期間ｔｐは、電磁ブレーキのランクに関わらず一定である。

【0081】

電磁ブレーキＤＢは、制動期間ｔｃが開始してから、ランクに応じた第２待ち期間ｔｓを待って、その作用が開始される。例えば、図９の上段に示すように、ランク１においては、検出信号ＤＥが検出されてから第１待ち期間ｔｐ及び第２待ち期間ｔｓ１が経過する際に、電磁ブレーキＤＥの作用が開始する。そして、ランク１においては、制動期間ｔｃが経過すると共に電磁ブレーキＤＥの作用期間が終了する。他のランクにおいても同様の制御が行われ、ランクが大きいほど第２待ち期間ｔｓが短くなっている。すなわち、ランクが大きいほど、電磁ブレーキＤＢの作用期間が長くなっている。本実施形態においては、ランク１４における待ち期間を０とした。すなわち、ランク１４においては、検出信号ＤＥが検出されてから第１待ち期間ｔｐが経過する際に、電磁ブレーキＤＥの作用が開始する。

【0082】

なお、制動期間ｔｃ、第１待ち期間ｔｐ、及び第２待ち期間ｔｓは、機械式時計１の仕様に応じて予め任意に設定されているとよい。

【0083】

また、図９の例においては、電磁ブレーキＤＢの作用期間の終期を制動期間ｔｃの終期と一致させているが、これに限られるものではない。例えば、電磁ブレーキＤＢの作用期間の始期と制動期間ｔｃの始期を一致させると共に、ランクに応じて制動期間ｔｃの終期に対する電磁ブレーキの作用期間の終期を可変としてもよい。また、図９の例においては、電磁ブレーキＤＢの作用期間の終点を固定し、ランクに応じて始点を変動させているが、これに限られない。例えば、電磁ブレーキＤＢの作用期間の始点を固定し、ランクに応じて終点を変動させてもよい。また、制動ランクの大きさに応じて、作用期間の始点と終点のいずれを変動させるかを切り替え可能としてもよい。また、作用期間の始点及び終点を固定せず、所定のタイミングを基準として作用期間を変動させてもよい。具体的には、例えば、ランクが上がる毎に、所定のタイミングを基準として前後に長くなるように作用期間を変動させてもよい。また、電磁ブレーキＤＢは、連続的に作用されるフルパルスに限らず、断続的に作用されるチョッパーパルスであってもよい。

【0084】

ここで、機械式時計１における歩度は継続的に使用することで僅かにズレが生じ、それが蓄積されることで大きな歩度ズレとなる。歩度ズレの原因は、継続的な使用に限らず、例えば、機械式時計１の姿勢が変化した場合や、外部衝撃が加わった場合に起こり得る。このように短時間で大きな歩度ズレが生じた場合、その調整を迅速かつ精度良く行うことは難しい。例えば、瞬間的な外部衝撃により歩度が大きく進んでしまった場合、制動制御において制動力が大きい電磁ブレーキＤＢを作用させるとよい。しかしながら、制動力が大きな電磁ブレーキＤＢを作用させた場合、その制動力が過度に大きいと、進んでいた歩度が大きく遅れてしまう。その状態で、さらに制動力が小さい電磁ブレーキＤＢを作用させた場合、その制動力が過度に小さいと、遅れていた歩度が進んでしまう。そこで、本実施形態に係る機械式時計１おいては、大きく歩度ズレが生じてしまった場合においても、迅速かつ精度良く歩度調整を行うことが可能な構成を採用した。

【0085】

本実施形態においては、制御回路４４は、基準信号源の基準信号の出力タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングに応じて、高制動モードと低制動モードとで制動モードを切り替え可能に構成されている。高制動モードにおける現在の制動ランクは、低制動モードにおける現在の制動ランクよりも高い制動ランクに設定されている、すなわち、本実施形態において、高制動モードは、常時、低制動モードの制動ランクよりも高い制動ランクに設定されるモードである。

【0086】

本実施形態においては、前回の歩度ズレの検出時と、今回の歩度ズレの検出時とで、歩度のズレの正負が反転した場合、制動モードを切り替える。具体的には、前回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでおり、今回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れている場合、高制動モードから低制動モードに切り替える。また、前回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れており、今回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいる場合、低制動モードから高制動モードに切り替える。

【0087】

また、制御回路４４は、前回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいるか遅れているか、及び今回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいるか遅れているかに応じて、高制動モード及び低制動モードにおける現在の制動ランクを設定する。

【0088】

具体的には、前回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでおり、今回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいる場合、高制動モードにおける現在の制動ランクを１上げる。また、前回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れており、今回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいる場合、低制動モードにおける現在の制動ランクを１上げる。

【0089】

また、前回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでおり、今回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れている場合、高制動モードにおける現在の制動ランクを１下げる。また、前回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れており、今回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れている場合、低制動モードにおける現在の制動ランクを１下げる。

【0090】

図１０に示す例においては、４回目の歩度ズレの検出時において、歩度が大きく進んでいるため、高制動モードを実行しており、その制動ランクは１０である。これにより、５回目の歩度ズレの検出時において、歩度ズレ量は少し小さくなっているが、依然として進んでいる状態である。そのため、高制動モードの現在の制動ランクを１上げると共に、引き続き高制動モードを実行している。すなわち、５回目の歩度ズレの検出後に、制動ランク１１に対応する電磁ブレーキＤＢを作用させている。このように、進んでいる歩度を遅らせる方向に調整を行っている。

【0091】

図１０に示す例においては、６回目の歩度ズレの検出時において、歩度が大きく遅れている。そのため、高制動モードから低制動モードへ切り替えて、制動ランク４に対応する電磁ブレーキＤＢを作用させている。７回目の歩度ズレの検出時において、依然として歩度が遅れている状態である。そのため、低制動モードの現在の制動ランクを１下げると共に、引き続き低制動モードを実行している。すなわち、７回目の歩度ズレの検出後に、制動ランク３に対応する電磁ブレーキＤＢを作用させている。これにより、遅れている歩度を進ませる方向に調整を行っている。

【0092】

ここで、高制動モードにおける現在の制動ランクが最大ランクに達している場合、それ以上ランクを上げることなく、ランクを維持するとよい。低制動モードにおける現在の制動ランクが最小ランクに達している場合も同様に、それ以上ランクを下げることなく、ランクを維持するとよい。

【0093】

図１１に示す例においては、２回目の歩度ズレの検出時において、歩度が進んでいるため、高制動モードを実行している。この際の制動ランクは１４となっている。３回目の歩度ズレの検出時においても、歩度が進んでいる。しかしながら、高制動モードにおける現在の制動ランクが前回の検出時において既に最大であるため、３回目の歩度ズレの検出後においても現在の制動ランクを１４としている。

【0094】

また、高制動モードにおける制動ランクと、低制動モードにおける制動ランクは、常時互いに異なっているとよい。言い換えると、高制動モードにおける現在の制動ランクと、低制動モードにおける現在の制動ランクは、互いに異なっているとよい。そのため、高制動モードの現在の制動ランクを下げた場合、下げられた後の高制動モードにおける現在の制動ランクが低制動モードにおける現在の制動ランクと同じになる場合、高制動モードにおける制動ランクを維持するとよい。また、低制動モードにおける現在の制動ランクを上げた場合、上げられた後の低制動モードにおける現在の制動ランクが高制動モードにおける現在の制動ランクと同じになる場合、低制動モードにおける制動ランクを維持するとよい。

【0095】

図１１に示す例においては、６回目の歩度ズレの検出時における、低制動モードの制動ランクは１１である。この際、高制動モードにおける制動ランクは１２である。６回目の歩度ズレの検出時において歩度は遅れており、７回目の歩度ズレの検出時において歩度は進んでいる。そのため、低制動モードの現在の制動ランクを上げるとよいが、その場合、低制動モードにおける現在の制動ランクが高制動モードにおける現在の制動ランクと同ランクになる。したがって、７回目の検出時において低制動モードの現在の制動ランクを維持している。

【0096】

図１１に示す例においては、７回目の歩度ズレの検出時において歩度は進んでおり、８回目の歩度ズレの検出時において歩度は遅れている。そのため、高制動モードにおける現在の制動ランクを下げるとよいが、その場合、高制動モードの現在の制動ランクが低制動モードにおける現在の制動ランクと同ランクになる。したがって、８回目の検出時において高制動モードの制動ランクを維持している。

【0097】

なお、歩度ズレの検出回数が０回目における高制動モードの制動ランク、低制動モードの制動ランクは任意に設定されているとよい。図１０においては、検出回数が０回目における高制動モードの制動ランクが１２であって、低制動モードにおける制動ランクが２である例を示している。

【0098】

以上説明した本実施形態においては、歩度ズレの推移に応じて制動ランクを詳細に制御することで、迅速かつ精度良く歩度調整を行うことができる。特に、外部衝撃が生じた場合など、短期間で歩度が大きくズレてしまった場合においても、迅速かつ精度良く歩度調整を行うことができる。

【0099】

［フローチャート］
次に、図１２を参照して、本実施形態における制動制御の処理フローを説明する。図１２は、本実施形態における制動制御の一例を示すフローチャートである。

【0100】

本実施形態においては、永久磁石４１の運動により発電が行われることにより電源回路６０が起動し（ＳＴ１のＹ）、所定の閾値Ｖｔｈ以上の逆起電圧が発生した後、すなわち、回転検出回路４５により検出信号ＤＥが検出された後（ＳＴ２のＹ）、制動制御を開始する。

【0101】

制御回路４４により、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差ｔ（基準信号ＯＳの出力タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングのズレ量）を算出する（ＳＴ３）。期間差ｔが正又は０か否か、すなわち、歩度が進んでいるか否かを判定する（ＳＴ４）。

【0102】

期間差ｔが正又は０であると判定された場合（ＳＴ４のＹ）、前回の歩度ズレの検出時における期間差ｔが負であったか否か、すなわち、前回の歩度ズレの検出時において歩度が遅れていたか否かを判定する（ＳＴ５）。

【0103】

前回の歩度ズレの検出時における歩度が遅れていた場合（ＳＴ５のＹ）、低制動モードの制動ランクを上げると、高制動モードにおける現在の制動ランクと同じになるか否かを判定する（ＳＴ６）。同じになると判定された場合（ＳＴ６のＹ）、ランクを変更することなく、高制動モードにおける現在の制動ランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ７）。一方、同じにならないと判定された場合（ＳＴ６のＮ）、低制動モードにおける制動ランクを１上げると共に（ＳＴ８）、高制動モードにおける現在のランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ７）。

【0104】

前回の歩度ズレの検出時における歩度が進んでいた場合（ＳＴ５のＮ）、高制動モードの制動ランクを上げると、高制動モードの制動ランクが最大ランクを超えるか否かを判定する（ＳＴ９）。越えると判定された場合（ＳＴ９のＹ）、ランクを変更することなく、高制動モードにおける現在の制動ランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ７）。一方、超えないと判定された場合（ＳＴ９のＮ）、高制動モードにおける制動ランクを１上げると共に（ＳＴ１０）、ランクを上げた後の高制動モードにおける現在の制動ランクで、電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ７）。

【0105】

ＳＴ４において、期間差ｔが負であると判定された場合（ＳＴ４のＮ）、前回の歩度ズレの検出時における期間差ｔが正又は０か否か、すなわち、前回の歩度ズレの検出時において歩度が進んでいたか否かを判定する（ＳＴ１１）。

【0106】

前回の歩度ズレの検出時における歩度が進んでいた場合（ＳＴ１１のＹ）、高制動モードの制動ランクを下げると、低制動モードにおける現在の制動ランクと同じになるか否かを判定する（ＳＴ１２）。同じになると判定された場合（ＳＴ１２のＹ）、ランクを変更することなく、高制動モードにおける現在の制動ランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ１３）。一方、同じにならないと判定された場合（ＳＴ１２のＮ）、高制動モードにおける制動ランクを１下げると共に（ＳＴ１４）、低制動モードにおける現在の制動ランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ１３）。

【0107】

前回の歩度ズレの検出時における歩度が遅れていた場合（ＳＴ１１のＮ）、低制動モードの制動ランクを下げると、低制動モードの制動ランクが最小ランクを下回るか否かを判定する（ＳＴ１５）。下回ると判定された場合（ＳＴ１５のＹ）、ランクを変更することなく、低制動モードにおける現在の制動ランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ１３）。一方、下回ると判定された場合（ＳＴ１５のＮ）、高制動モードにおけるランクを１下げると共に（ＳＴ１６）、低制動モードにおける現在のランクに対応する電磁ブレーキＤＢを作用させる（ＳＴ１３）。

【0108】

［変形例］
次に、図１３を参照して、本実施形態の変形例における制動制御の詳細について説明する。図１３は、本実施形態の変形例における制動ランクの推移の一例を示す図である。

【0109】

上記本実施形態においては、歩度ズレの検出毎に制動ランクを変更するか否かを判定しているが、これに限られない。歩度が進んでいる状態が所定回数連続した場合や、歩度が遅れている状態が所定回数連続した場合、現在の制動ランクを変更することなく維持してもよい。

【0110】

変形例においては、歩度が進んでいる状態が３回連続した場合、高制動モード及び低制動モードにおける現在の制動ランクを維持することとした。図１３においては、検出回数が０回から６回まで、歩度が進んでいる状態が継続している。そのため、検出回数が０回から２回までは、高制動モードの現在の制動ランクを１２で維持している。その後、高制動モードの現在の制動ランクを１３に上げている。それでも、検出回数が３回から５回まで、歩度が進んでいる状態が継続している。そのため、検出回数が３回から５回までは、高制動モードの現在の制動ランクを１３で維持している。

【0111】

変形例においては、制動力が必要以上に大きくなることが抑制され、テン輪３１が意図せず停止してしまうことを抑制できる。

【0112】

［その他］
上記本実施形態及び変形例においては、制動ランクが０～１４の範囲で切り替えられる例について説明したが、これに限られるものではない。また、高制動モードと低制動モードとにおいて、それぞれ独自の制動ランクを設定していてもよい。すなわち、高制動モードと低制動モードとにおいて、制動ランクの範囲や、制動ランクに対応する制動力が異なっていてもよい。

【0113】

また、上記本実施形態及び変形例においては、回転検出を行う毎に制動ランクを１ずつ上下させる例を示したが、これに限られない。すなわち、制動ランクの変動幅は１ランクに限られない。例えば、回転検出を行う毎に、制動ランクを２上げたり、２下げたりしてもよい。具体的には、例えば、期間差ｔが所定の差以下の場合、１ランク上下させ、期間差ｔが所定の差より大きい場合、２ランク上下させるとよい。

【0114】

また、前回の期間差ｔと今回の期間差ｔとの差に応じて、制動ランクの変動幅を可変としてもよい。例えば、前回の期間差ｔと今回の期間差ｔとの差が小さい場合は、制動ランクの変動幅を大きくし、前回の期間差ｔと今回の期間差ｔとの差が大きい場合は、制動ランクの変動幅を小さくするとよい。これにより、急激な温度変化や大きな衝撃などが加わることで、大きな歩度ずれが発生した場合でも、迅速に歩度ズレを抑制することができる。そのため、誤った時刻が長時間表示されることがなくなるため、機械式時計１において精度の良い時刻表示を提供できる。

【0115】

さらに、上記本実施形態及び変形例においては、高制動モードと低制動モードとを切り替え可能な例を説明したが、これに限られない。すなわち、制御回路４４は、少なくとも、基準信号ＯＳの出力タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングに応じて、制動ランクを切り替え可能に構成されているとよい。そして、制御回路４４は、回転検出回路４５による前回の検出信号ＤＥの検出時と今回の検出信号ＤＥの検出時とで、基準信号ＯＳの出力タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングの進み又は遅れのいずれか一方が連続する場合よりも、基準信号ＯＳの出力タイミングに対する検出信号ＤＥの検出タイミングの進み又は遅れが異なる場合の方が、制動ランクの変動幅が大きくなるよう制動ランクを制御するとよい。例えば、前回と今回とで進み又は遅れのいずれか一方が連続する場合においては制動ランクを１又は２ランク上下させ、前回と今回とで進み又は遅れが異なる場合においては制動ランクを３ランク以上上下させるとよい。

【0116】

また、機械式時計１の組み立て時における製造ばらつきや、出荷検査時における支持部材３３によるテン輪３１の位置調整等によって、テン輪３１の回転角度の範囲が正方向と逆方向とで異なってしまう場合がある。正方向と逆方向とでテン輪３１の回転角度の範囲が異なると、同じ大きさの制動力を作用させたとしても正方向と逆方向とで検出信号ＤＥが検出されるタイミングが異なることとなる。そのため、テン輪３１の正方向の回転と、逆方向の回転とで、それぞれ別の制動ランク設定を行ってもよい。具体的には、テン輪３１の正方向の回転により検出された検出信号ＤＥに基づいて、第１高制動モードと第１低制動モードとの間で制動モードを切り替え可能とし、テン輪３１の逆方向の回転により検出された検出信号ＤＥに基づいて、第２高制動モードと第２低制動モードとの間で制動モードを切り替え可能とするとよい。第１高制動モードと第２高制動モードとでは、切り替え可能な制動ランクの範囲は同じであってもよいが、現在の制動ランクがそれぞれ独自に設定されているとよい。第１低制動モードと第２低制動モードも同様である。

【0117】

また、上記本実施形態及び変形例においては、電磁ブレーキＤＢによる制動力を作用させる例を説明したが、これに限られず、制動力は、調速パルス出力回路４６から出力される調速パルスによるものであってもよい。すなわち、調速パルス出力回路４６が調速パルスを出力することにより、永久磁石４１の動きを制動することで、テン輪３１の動きを制御して歩度調整を行ってもよい。この場合、調速パルスの出力期間に応じた制動ランクが設定されているとよい。なお、調速パルスによる歩度調整（制動制御）は、永久磁石４１の動きを早める方向にトルクが働くようにコイル４３を通電する制御を含んでもよい。すなわち、制動力が負である制動ランクを設定してもよい。この場合、負の制動力の制動ランクは低制動モードに含まれているとよい。

【0118】

また、上記本実施形態及び変形例においては、基準信号ＯＳの出力タイミングを基準タイミングとして、検出信号ＤＥの検出タイミングが進んでいるか遅れているかに基づいて歩度が進んでいるか遅れているかを判定する例を説明したが、検出信号ＤＥの進み又は遅れの基準は基準信号ＯＳの出力タイミングに限られない。すなわち、基準信号ＯＳの出力タイミングに応じた所定の基準タイミングに対して検出信号ＤＥの検出タイミングが進んでいるか遅れているかを判定してもよい。言い換えると、検出信号ＤＥが進んでいる又は遅れているとは、基準信号ＯＳの出力タイミングと検出信号ＤＥの検出タイミングとの差が所定値より進んでいる又は遅れている場合のことであってもよい。すなわち、所定の基準タイミングは、基準信号ＯＳの出力タイミングから所定時間進んだタイミング又は遅れたタイミングであってもよい。また、所定の基準タイミングは、ある瞬間のタイミングに限られず、所定の幅を有する期間であってもよい。基準タイミングが所定の幅を有する期間とすると、基準タイミングの期間内に検出タイミングが含まれることがあるが、その場合は上記本実施形態及び変形例における期間差ｔ＝０とみなして制御を行うとよい。なお、上記本実施形態及び変形例においては、期間差ｔ＝０は期間差が正の場合と同等に扱って制御を行ったが、これに限らず、期間差ｔ＝０の場合のランク変動モードを新たに有していてもよい。例えば、期間差ｔ＝０の場合は低制動モードあるいは高制動モードのランクは変動させずに、低制動モードと高制動モードの中間のランクで制動を行ってもよい。

【0119】

また、歩度調整手段４０は、２極磁化された永久磁石４１の動作に基づいて検出信号を得るものであり、永久磁石４１の周辺に磁気的な影響を及ぼす部材が存在する場合、検出精度が低下してしまう可能性がある。そのため、永久磁石４１の周辺の部材の材料として、磁気的な影響が少ないものを採用するとよい。例えば、支持部材３３及びヒゲ持受３４の材料として樹脂材料を用いるとよい。また、支持部材３３を地板１０に対して固定するための固定具３３ａの材料としてリン青銅や真鍮を用いるとよい。また、テン輪３１の材料として、樹脂材料やアルミニウム、真鍮を用いるとよい。

【0120】

また、上述のように、ヤング率を低減するためにヒゲゼンマイ３２を樹脂製としたことより、金属製の場合と比較して、永久磁石４１に与える磁気的な影響を低減することができる。また、ヒゲゼンマイ３２が磁性を有する金属製である場合、永久磁石４１から磁気的な影響を受け、ヒゲゼンマイ３２の形状や姿勢が変位してしまう可能性がある。本実施形態においては、ヒゲゼンマイ３２を樹脂製としたことより、ヒゲゼンマイ３２自身の形状や姿勢を安定させることができる。また、別途磁性材料からなる耐磁板を機械式時計１に設けてもよい。これにより、機械式時計１に外部の磁石が近づいた場合であっても、永久磁石４１（テン輪３１）の正逆回転運動が乱れることが抑制され、安定した制動制御を行うことができる。

【符号の説明】

【0121】

１ 機械式時計、２ 巻き真、１０ 地板、１０ａ 位置決めピン、１０ｂ 開口、１１ 動力ゼンマイ、１２ 輪列、１２２ 二番車、１２３ 三番車、１２４ 四番車、１３ 指針軸、１３１ 秒針、２０ 脱進機構、２１ ガンギ車、２２ アンクル、２２１
アンクル真、２２２ 竿部、２２３ 第１腕部、２２４ 第２腕部、３０ 調速機構、３１ テン輪、３１１ テン真、３２ ヒゲゼンマイ、３３ 支持部材、３３ａ パイプ、３３ｂ ネジ、３４ ヒゲ持受、３５ ワク部材、４０ 歩度調整手段、４１ 永久磁石、４２ 軟磁性コア、４２１ 第１磁性部、４２１ａ 第１端部、４２２ 第２磁性部、４２２ａ 第２端部、４３ コイル、４４ 制御回路、４５ 回転検出回路、４６ 調速パルス出力回路、４７ 分周回路、４８ 発振回路、５０ 整流回路、６０ 電源回路、７０ 水晶振動子、８０ 制動回路、ｎ１１，ｎ１２，ｎ２１，ｎ２２ ノッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】