ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024132051
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】電子制御式機械時計
(51)【国際特許分類】
G04C 10/00 20060101AFI20240920BHJP
【ＦＩ】
G04C10/00 D
G04C10/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023042686
(22)【出願日】2023-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 照彦
【テーマコード（参考）】
2F101
【Ｆターム（参考）】
2F101DA00
2F101DJ05
2F101DJ07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】持続時間を維持でき、かつ、発電能力を向上できる電子制御式機械時計の提供する。
【解決手段】電子制御式機械時計は、ゼンマイと、ゼンマイの機械エネルギーを伝達する輪列と、輪列と連動するローターと、輪列によって駆動されて時刻を表示する指針と、ゼンマイの機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、ローターに与える磁界を発生して輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、ゼンマイの機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、第１発電コイルおよび第２発電コイルで生成さ
れた電気エネルギーを蓄電する蓄電装置と、第１制御信号に基づいて第１発電コイルで生成された電気エネルギーを蓄電装置に充電し、且つ、第１発電コイルを介して輪列の回転速度を制御する第１充電回路と、第２発電コイルで生成された電気エネルギーを蓄電装置に充電する第２充電回路と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】電子制御式機械時計は、ゼンマイと、ゼンマイの機械エネルギーを伝達する輪列と、輪列と連動するローターと、輪列によって駆動されて時刻を表示する指針と、ゼンマイの機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、ローターに与える磁界を発生して輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、ゼンマイの機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、第１発電コイルおよび第２発電コイルで生成さ
れた電気エネルギーを蓄電する蓄電装置と、第１制御信号に基づいて第１発電コイルで生成された電気エネルギーを蓄電装置に充電し、且つ、第１発電コイルを介して輪列の回転速度を制御する第１充電回路と、第２発電コイルで生成された電気エネルギーを蓄電装置に充電する第２充電回路と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゼンマイと、
前記ゼンマイの機械エネルギーを伝達する輪列と、
前記輪列と連動するローターと、
前記輪列によって駆動されて時刻を表示する指針と、
前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ローター
に与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、
前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、
前記第１発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電
する蓄電装置と、
第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄
電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する第１
充電回路と、
前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に充電する第２充
電回路と、
を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。
前記ゼンマイの機械エネルギーを伝達する輪列と、
前記輪列と連動するローターと、
前記輪列によって駆動されて時刻を表示する指針と、
前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ローター
に与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、
前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、
前記第１発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電
する蓄電装置と、
第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄
電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する第１
充電回路と、
前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に充電する第２充
電回路と、
を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項2】
請求項１に記載の電子制御式機械時計において、
前記第１充電回路は、前記第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルの端子を短絡す
る第１チョッピング制御によって、前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギー
を昇圧して前記蓄電装置に充電し、且つ、前記輪列の回転速度の制御を行い、
前記第２充電回路は、前記第１制御信号とは異なる第２制御信号に基づいて前記第２発
電コイルの端子を短絡する第２チョッピング制御によって、前記第２発電コイルで生成さ
れた前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
前記第１充電回路は、前記第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルの端子を短絡す
る第１チョッピング制御によって、前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギー
を昇圧して前記蓄電装置に充電し、且つ、前記輪列の回転速度の制御を行い、
前記第２充電回路は、前記第１制御信号とは異なる第２制御信号に基づいて前記第２発
電コイルの端子を短絡する第２チョッピング制御によって、前記第２発電コイルで生成さ
れた前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項3】
請求項２に記載の電子制御式機械時計において、
発振信号を出力する振動子を備え、
前記第１制御信号は、前記第１発電コイルの起電圧波形に基づく回転検出信号と、前記
発振信号に基づく基準信号とを比較した比較結果に基づいて生成され、パルス幅が可変制
御された第１チョッパ信号であり、
前記第２制御信号は、パルス幅が固定された第２チョッパ信号である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
発振信号を出力する振動子を備え、
前記第１制御信号は、前記第１発電コイルの起電圧波形に基づく回転検出信号と、前記
発振信号に基づく基準信号とを比較した比較結果に基づいて生成され、パルス幅が可変制
御された第１チョッパ信号であり、
前記第２制御信号は、パルス幅が固定された第２チョッパ信号である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項4】
請求項３に記載の電子制御式機械時計において、
前記第２制御信号の周期に対するブレーキ期間の割合を示すデューティー比は、６０％
以上、９０％以下である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
前記第２制御信号の周期に対するブレーキ期間の割合を示すデューティー比は、６０％
以上、９０％以下である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項5】
請求項２に記載の電子制御式機械時計において、
前記第１充電回路は、前記第１発電コイルと電源ラインとの間に接続された第１のダイ
オードと、前記第１発電コイルの端子を短絡する第１のトランジスターとを備え、
前記第２充電回路は、前記第２発電コイルと前記電源ラインとの間に接続された第２の
ダイオードと、前記第２発電コイルの端子を短絡する第２のトランジスターとを備え、
前記第１充電回路と前記第２充電回路とは、直列に接続される
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
前記第１充電回路は、前記第１発電コイルと電源ラインとの間に接続された第１のダイ
オードと、前記第１発電コイルの端子を短絡する第１のトランジスターとを備え、
前記第２充電回路は、前記第２発電コイルと前記電源ラインとの間に接続された第２の
ダイオードと、前記第２発電コイルの端子を短絡する第２のトランジスターとを備え、
前記第１充電回路と前記第２充電回路とは、直列に接続される
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項6】
請求項１に記載の電子制御式機械時計において、
前記第２発電コイルは、前記ローターによって前記電気エネルギーを生成する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
前記第２発電コイルは、前記ローターによって前記電気エネルギーを生成する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項7】
請求項１に記載の電子制御式機械時計において、
前記輪列と連動する第２ローターをさらに備え、
前記第２発電コイルは、前記第２ローターによって前記電気エネルギーを生成する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
前記輪列と連動する第２ローターをさらに備え、
前記第２発電コイルは、前記第２ローターによって前記電気エネルギーを生成する
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項8】
請求項７に記載の電子制御式機械時計において、
前記輪列は、
前記ローターのカナと噛み合う第１歯車と、
前記第２ローターのカナに噛み合い、且つ、前記第１歯車の回転を増速して伝達する増
速歯車と、
を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。
前記輪列は、
前記ローターのカナと噛み合う第１歯車と、
前記第２ローターのカナに噛み合い、且つ、前記第１歯車の回転を増速して伝達する増
速歯車と、
を備えることを特徴とする電子制御式機械時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子制御式機械時計に関する。
【背景技術】
【0002】
ゼンマイによって輪列を介して駆動されて誘起電力を発生する発電機と、輪列に結合さ
れた指針と、発電機の回転周期を制御して輪列に結合された指針の運針速度を調速する電
子制御式機械時計が知られている（例えば特許文献１参照）。
前記特許文献１の電子制御式機械時計では、発電機のコイル両端をショートさせるスイ
ッチを設け、このスイッチをオン、オフさせるチョッピング制御を行っている。これによ
り、スイッチをオンしたときは、ショートブレーキによる調速制御に加えて発電機のコイ
ルにエネルギーをためることができ、スイッチをオフしたときにはコイルにたまっていた
エネルギーが含まれるため起電圧を高めることができる。
れた指針と、発電機の回転周期を制御して輪列に結合された指針の運針速度を調速する電
子制御式機械時計が知られている（例えば特許文献１参照）。
前記特許文献１の電子制御式機械時計では、発電機のコイル両端をショートさせるスイ
ッチを設け、このスイッチをオン、オフさせるチョッピング制御を行っている。これによ
り、スイッチをオンしたときは、ショートブレーキによる調速制御に加えて発電機のコイ
ルにエネルギーをためることができ、スイッチをオフしたときにはコイルにたまっていた
エネルギーが含まれるため起電圧を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０００－２０１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の電子制御式機械時計において、発電能力を向上させるために、動力となるゼンマ
イの巻き解きトルクを増やすとゼンマイが巻き解けるまでの持続時間が短くなるという課
題がある。また、インダクタンス値を増やすためにコイルを大きくすると発電機自体が大
きくなるという課題がある。
イの巻き解きトルクを増やすとゼンマイが巻き解けるまでの持続時間が短くなるという課
題がある。また、インダクタンス値を増やすためにコイルを大きくすると発電機自体が大
きくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の電子制御式機械時計は、ゼンマイと、前記ゼンマイの機械エネルギーを伝達す
る輪列と、前記輪列と連動するローターと、前記輪列によって駆動されて時刻を表示する
指針と、前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ロ
ーターに与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、前記ゼ
ンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、前記第１
発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装
置と、第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前
記蓄電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する
第１充電回路と、前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に
充電する第２充電回路と、を備えることを特徴とする。
る輪列と、前記輪列と連動するローターと、前記輪列によって駆動されて時刻を表示する
指針と、前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ロ
ーターに与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、前記ゼ
ンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、前記第１
発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装
置と、第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前
記蓄電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する
第１充電回路と、前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に
充電する第２充電回路と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態の電子制御式機械時計を示す正面図である。
【図2】電子制御式機械時計の構成を示すブロック図である。
【図3】電子制御式機械時計のムーブメントの要部を示す概略平面図である。
【図4】ムーブメントの回路構成を示す図である。
【図5】ムーブメントの第１充電回路および第２充電回路を示す回路図である。
【図6】第１充電回路用の第１チョッパ信号を示す波形図である。
【図7】ブレーキデューティーと発電電圧との関係を示すグラフである。
【図8】調速制御方法を示すフローチャートである。
【図9】第２実施形態のムーブメントの要部を示す概略平面図である。
【図10】第３実施形態のムーブメントの要部を示す概略平面図である。
【図11】変形例の第１充電回路を示す回路図である。
【図12】変形例の第２充電回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
［第１実施形態］
以下、第１実施形態の電子制御式機械時計１を図面に基づいて説明する。
電子制御式機械時計１は、図１に示すように、ケース２と、文字板３と、指針である時
針４、分針５、秒針６と、りゅうず７と、日車８とを備える。
電子制御式機械時計１は、図２に示すように、ムーブメント１０を備える。ムーブメン
ト１０は、ゼンマイ１１と、輪列２０と、調速機を兼用する第１発電機３０と、発電専用
の第２発電機４０と、第１発電機３０で発電された交流電力を整流して充電する第１充電
回路５０と、第２発電機４０で発電された交流電力を整流して充電する第２充電回路６０
と、第１充電回路５０および第２充電回路６０によって充電される蓄電装置８０と、水晶
振動子１００と、制御部７０とを備える。
以下、第１実施形態の電子制御式機械時計１を図面に基づいて説明する。
電子制御式機械時計１は、図１に示すように、ケース２と、文字板３と、指針である時
針４、分針５、秒針６と、りゅうず７と、日車８とを備える。
電子制御式機械時計１は、図２に示すように、ムーブメント１０を備える。ムーブメン
ト１０は、ゼンマイ１１と、輪列２０と、調速機を兼用する第１発電機３０と、発電専用
の第２発電機４０と、第１発電機３０で発電された交流電力を整流して充電する第１充電
回路５０と、第２発電機４０で発電された交流電力を整流して充電する第２充電回路６０
と、第１充電回路５０および第２充電回路６０によって充電される蓄電装置８０と、水晶
振動子１００と、制御部７０とを備える。
【0008】
図３は、ムーブメント１０の要部を示す平面図である。
ムーブメント１０は、香箱車１２と、輪列２０と、第１発電機３０および第２発電機４
０と、を備えている。
香箱車１２は、図示略のゼンマイ１１と、香箱歯車１３と、香箱真１４とを備える。ゼ
ンマイ１１は、外端が香箱歯車１３、内端が香箱真１４に固定される。香箱真１４は、地
板に設けられた支持部材に挿通されて角穴ネジによって固定され、角穴車１５と一体で回
転する。角穴車１５は、りゅうず７を回転することで、巻真１６、つづみ車１７、きち車
１８、丸穴車１９、角穴中間車１５１等を備えた巻き上げ機構によって回転する。角穴車
１５が回転することで、香箱真１４が回転するため、ゼンマイ１１が巻き上げられる。
ムーブメント１０は、香箱車１２と、輪列２０と、第１発電機３０および第２発電機４
０と、を備えている。
香箱車１２は、図示略のゼンマイ１１と、香箱歯車１３と、香箱真１４とを備える。ゼ
ンマイ１１は、外端が香箱歯車１３、内端が香箱真１４に固定される。香箱真１４は、地
板に設けられた支持部材に挿通されて角穴ネジによって固定され、角穴車１５と一体で回
転する。角穴車１５は、りゅうず７を回転することで、巻真１６、つづみ車１７、きち車
１８、丸穴車１９、角穴中間車１５１等を備えた巻き上げ機構によって回転する。角穴車
１５が回転することで、香箱真１４が回転するため、ゼンマイ１１が巻き上げられる。
【0009】
ゼンマイ１１が巻き解けることで回転駆動する香箱歯車１３の回転は、二番車２１、二
番車２１と噛み合う三番車２２、二番車２１と重なり、三番車２２と噛み合う四番車２３
、四番車２３と噛み合う五番車２４、五番車２４と噛み合う六番車２５により構成された
増速輪列である輪列２０を介して増速される。六番車２５には、第１発電機３０および第
２発電機４０で兼用するローター３５に設けられたカナ３６が噛み合う。
二番車２１と一体の図示略の筒カナには、分針５が取り付けられ、筒カナから日の裏車
を介して回転が伝達される筒車には、時針４が取り付けられる。四番車２３の軸部先端に
は、秒針６が取り付けられる。さらに、最も高速となる六番車２５の回転は、カナ３６を
介して第１発電機３０および第２発電機４０のローター３５に伝達される。
番車２１と噛み合う三番車２２、二番車２１と重なり、三番車２２と噛み合う四番車２３
、四番車２３と噛み合う五番車２４、五番車２４と噛み合う六番車２５により構成された
増速輪列である輪列２０を介して増速される。六番車２５には、第１発電機３０および第
２発電機４０で兼用するローター３５に設けられたカナ３６が噛み合う。
二番車２１と一体の図示略の筒カナには、分針５が取り付けられ、筒カナから日の裏車
を介して回転が伝達される筒車には、時針４が取り付けられる。四番車２３の軸部先端に
は、秒針６が取り付けられる。さらに、最も高速となる六番車２５の回転は、カナ３６を
介して第１発電機３０および第２発電機４０のローター３５に伝達される。
【0010】
第１発電機３０は、第１磁心３１と、第１磁心３１に巻かれた第１発電コイル３２と、
第１磁心３１の両端に連結される第１ステーター３３と、第１発電コイル３２の端部がそ
れぞれ接続された端子を有する第１回路基板３４と、第１ステーター３３の開口に配置さ
れ、２極に着磁されたローター３５とを備える。
第２発電機４０は、第２磁心４１と、第２磁心４１に巻かれた第２発電コイル４２と、
第２磁心４１の両端に連結される第２ステーター４３と、第２発電コイル４２の端部がそ
れぞれ接続された端子を有する第２回路基板４４と、第２ステーター４３の開口に配置さ
れたローター３５とを備える。
本実施形態では、第１磁心３１および第２磁心４１は、連結部３１１を介して一体に製
造されている。具体的には、第１磁心３１および第２磁心４１は、連結部３１１から互い
に９０～１００°程度の角度で交差する方向に延長されている。
第１ステーター３３および第２ステーター４３も、一体に製造されている。すなわち、
第１ステーター３３および第２ステーター４３は、ローター３５が配置された開口部から
３方向に延出された延出部３３１、３３２、３３３を有する。延出部３３１は、第１磁心
３１の端部に連結され、延出部３３２は第２磁心４１の端部に連結され、延出部３３３は
連結部３１１に連結されている。
したがって、第１ステーター３３は、主に延出部３３１および延出部３３３で構成され
、第２ステーター４３は、主に延出部３３２および延出部３３３で構成される。
第１磁心３１の両端に連結される第１ステーター３３と、第１発電コイル３２の端部がそ
れぞれ接続された端子を有する第１回路基板３４と、第１ステーター３３の開口に配置さ
れ、２極に着磁されたローター３５とを備える。
第２発電機４０は、第２磁心４１と、第２磁心４１に巻かれた第２発電コイル４２と、
第２磁心４１の両端に連結される第２ステーター４３と、第２発電コイル４２の端部がそ
れぞれ接続された端子を有する第２回路基板４４と、第２ステーター４３の開口に配置さ
れたローター３５とを備える。
本実施形態では、第１磁心３１および第２磁心４１は、連結部３１１を介して一体に製
造されている。具体的には、第１磁心３１および第２磁心４１は、連結部３１１から互い
に９０～１００°程度の角度で交差する方向に延長されている。
第１ステーター３３および第２ステーター４３も、一体に製造されている。すなわち、
第１ステーター３３および第２ステーター４３は、ローター３５が配置された開口部から
３方向に延出された延出部３３１、３３２、３３３を有する。延出部３３１は、第１磁心
３１の端部に連結され、延出部３３２は第２磁心４１の端部に連結され、延出部３３３は
連結部３１１に連結されている。
したがって、第１ステーター３３は、主に延出部３３１および延出部３３３で構成され
、第２ステーター４３は、主に延出部３３２および延出部３３３で構成される。
【0011】
図４は、ムーブメント１０の回路構成を示すブロック図である。ムーブメント１０は、
発電および調速用のコイルである第１発電コイル３２と、発電専用のコイルである第２発
電コイル４２と、第１発電コイル３２用の第１充電回路５０と、第２発電コイル４２用の
第２充電回路６０と、制御部７０と、蓄電装置８０と、電圧検出部９０と、水晶振動子１
００とを備える。制御部７０は、発振回路７１、回転検出回路７２、制御回路７３を備え
る。
なお、制御部７０、蓄電装置８０、電圧検出部９０は、第１の電源ライン８１と、第２
の電源ライン８２とに接続されている。また、第１充電回路５０および第２充電回路６０
は、第１の電源ライン８１、第２の電源ライン８２つまり蓄電装置８０に対して直列に接
続されている。なお、本実施形態では、第１の電源ライン８１の電位はＶＤＤであり、第
２の電源ライン８２の電位はＶＳＳである。
発電および調速用のコイルである第１発電コイル３２と、発電専用のコイルである第２発
電コイル４２と、第１発電コイル３２用の第１充電回路５０と、第２発電コイル４２用の
第２充電回路６０と、制御部７０と、蓄電装置８０と、電圧検出部９０と、水晶振動子１
００とを備える。制御部７０は、発振回路７１、回転検出回路７２、制御回路７３を備え
る。
なお、制御部７０、蓄電装置８０、電圧検出部９０は、第１の電源ライン８１と、第２
の電源ライン８２とに接続されている。また、第１充電回路５０および第２充電回路６０
は、第１の電源ライン８１、第２の電源ライン８２つまり蓄電装置８０に対して直列に接
続されている。なお、本実施形態では、第１の電源ライン８１の電位はＶＤＤであり、第
２の電源ライン８２の電位はＶＳＳである。
【0012】
第１発電機３０および第２発電機４０は、前述のとおり、ゼンマイ１１から輪列２０を
介して伝達される機械エネルギーでローター３５を回転することで、第１ステーター３３
および第１磁心３１、第２ステーター４３および第２磁心４１を流れる磁力線の向きを変
化させ、第１発電コイル３２および第２発電コイル４２に誘起電力を発生させる電磁発電
機である。
介して伝達される機械エネルギーでローター３５を回転することで、第１ステーター３３
および第１磁心３１、第２ステーター４３および第２磁心４１を流れる磁力線の向きを変
化させ、第１発電コイル３２および第２発電コイル４２に誘起電力を発生させる電磁発電
機である。
【0013】
蓄電装置８０は、二次電池やコンデンサーなどで構成される。蓄電装置８０は、第１の
電源ライン８１、第２の電源ライン８２を介して、第１充電回路５０、第２充電回路６０
、制御部７０、電圧検出部９０に接続されている。このため、第１発電機３０、第２発電
機４０で発電された電気エネルギーは、第１充電回路５０、第２充電回路６０を介して蓄
電装置８０に蓄えられる。また、蓄電装置８０に蓄積された電気エネルギーは、制御部７
０に供給される。
電源ライン８１、第２の電源ライン８２を介して、第１充電回路５０、第２充電回路６０
、制御部７０、電圧検出部９０に接続されている。このため、第１発電機３０、第２発電
機４０で発電された電気エネルギーは、第１充電回路５０、第２充電回路６０を介して蓄
電装置８０に蓄えられる。また、蓄電装置８０に蓄積された電気エネルギーは、制御部７
０に供給される。
【0014】
電圧検出部９０は、蓄電装置８０の電圧を検出し、検出結果を制御部７０に出力する。
水晶振動子１００は、制御部７０の発振回路７１で発振され、所定周波数のクロック信
号を出力する。なお、クロック信号を出力する振動子は、水晶振動子１００に限定されず
、シリコン製のＭＥＭＳ振動子でもよい。ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Syste
msの略語であり、ＭＥＭＳ振動子を用いた場合、水晶振動子１００に比べて精度は劣るが
小型化が可能である。
水晶振動子１００は、制御部７０の発振回路７１で発振され、所定周波数のクロック信
号を出力する。なお、クロック信号を出力する振動子は、水晶振動子１００に限定されず
、シリコン製のＭＥＭＳ振動子でもよい。ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Syste
msの略語であり、ＭＥＭＳ振動子を用いた場合、水晶振動子１００に比べて精度は劣るが
小型化が可能である。
【0015】
発振回路７１は、水晶振動子１００を発振させ、発振信号を分周して所定周波数の基準
クロックを制御回路７３に出力する。基準クロックの周波数は、ローター３５の回転周期
に応じて設定される。例えば、輪列２０に設けられた各指針が正確に運針されるローター
３５の回転周期が８Ｈｚの場合、基準クロックの周波数も８Ｈｚに設定される。
クロックを制御回路７３に出力する。基準クロックの周波数は、ローター３５の回転周期
に応じて設定される。例えば、輪列２０に設けられた各指針が正確に運針されるローター
３５の回転周期が８Ｈｚの場合、基準クロックの周波数も８Ｈｚに設定される。
【0016】
回転検出回路７２は、ローター３５の回転周期を検出する回路であり、例えば、第１発
電機３０に接続された波形整形回路とモノマルチバイブレータとで構成される。波形整形
回路は、アンプ、コンパレータで構成され、起電圧波形である正弦波を矩形波に変換する
。モノマルチバイブレータは、ある周期以下のパルスだけを通過させるバンドパス・フィ
ルターとして機能し、ノイズを除去した回転検出信号を制御回路７３に出力する。
電機３０に接続された波形整形回路とモノマルチバイブレータとで構成される。波形整形
回路は、アンプ、コンパレータで構成され、起電圧波形である正弦波を矩形波に変換する
。モノマルチバイブレータは、ある周期以下のパルスだけを通過させるバンドパス・フィ
ルターとして機能し、ノイズを除去した回転検出信号を制御回路７３に出力する。
【0017】
制御回路７３は、第１充電回路５０に対し、発振回路７１から入力される基準クロック
と、回転検出回路７２から入力される回転検出信号とに基づいて設定された第１制御信号
として第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。また、制御回路７３は、第２充電回路６０に対
して第２制御信号として第２チョッパ信号Ｐ２を出力する。この制御回路７３の処理につ
いては後述する。
と、回転検出回路７２から入力される回転検出信号とに基づいて設定された第１制御信号
として第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。また、制御回路７３は、第２充電回路６０に対
して第２制御信号として第２チョッパ信号Ｐ２を出力する。この制御回路７３の処理につ
いては後述する。
【0018】
第１充電回路５０は、第１発電機３０からの交流電力を整流して蓄電装置８０を充電す
る。第２充電回路６０は、第２発電機４０からの交流電力を整流して蓄電装置８０を充電
する。本実施形態では、図５に示すように、第１充電回路５０および第２充電回路６０は
、蓄電装置８０に導通された第１の電源ライン８１および第２の電源ライン８２に対して
直列に接続されている。これにより、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。
る。第２充電回路６０は、第２発電機４０からの交流電力を整流して蓄電装置８０を充電
する。本実施形態では、図５に示すように、第１充電回路５０および第２充電回路６０は
、蓄電装置８０に導通された第１の電源ライン８１および第２の電源ライン８２に対して
直列に接続されている。これにより、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。
【0019】
第１充電回路５０は、全波整流回路であり、かつ、チョッピングにより第１発電機３０
の第１発電コイル３２をショートさせて、第１発電コイル３２に発生する交流電力を昇圧
整流して蓄電装置８０に充電し、かつ、第１発電コイル３２を介してローター３５つまり
輪列２０の回転速度を制御するものである。すなわち、第１充電回路５０は、第１発電機
３０の交流電力を昇圧整流するチョッパ整流回路と、輪列２０の回転速度を調速する調速
回路とを兼用する。
第２充電回路６０は、全波整流回路であり、かつ、チョッピングにより第２発電機４０
の第２発電コイル４２をショートさせて昇圧整流して蓄電装置８０に充電するものである
。このため、第２充電回路６０は、第２発電機４０の交流電力を昇圧整流するチョッパ整
流回路である。
の第１発電コイル３２をショートさせて、第１発電コイル３２に発生する交流電力を昇圧
整流して蓄電装置８０に充電し、かつ、第１発電コイル３２を介してローター３５つまり
輪列２０の回転速度を制御するものである。すなわち、第１充電回路５０は、第１発電機
３０の交流電力を昇圧整流するチョッパ整流回路と、輪列２０の回転速度を調速する調速
回路とを兼用する。
第２充電回路６０は、全波整流回路であり、かつ、チョッピングにより第２発電機４０
の第２発電コイル４２をショートさせて昇圧整流して蓄電装置８０に充電するものである
。このため、第２充電回路６０は、第２発電機４０の交流電力を昇圧整流するチョッパ整
流回路である。
【0020】
第１充電回路５０は、第１のスイッチ５１と、第２のスイッチ５２と、ダイオード５７
、５８とを備える。
第１のスイッチ５１は、第１発電コイル３２の第１端子ＭＧ１１と、第１の電源ライン
８１との間に接続されたＰチャネルの電界効果型トランジスター５３、５４で構成される
。電界効果型トランジスター５３、５４は互いに並列に接続され、電界効果型トランジス
ター５３のゲートは第１発電コイル３２の第２端子ＭＧ１２に接続され、電界効果型トラ
ンジスター５４のゲートは制御回路７３に接続されている。
第２のスイッチ５２は、第２端子ＭＧ１２と、第１の電源ライン８１との間に接続され
たＰチャネルの電界効果型トランジスター５５、５６で構成される。電界効果型トランジ
スター５５、５６は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター５５のゲートは第
１端子ＭＧ１１に接続され、電界効果型トランジスター５６のゲートは制御回路７３に接
続されている。
、５８とを備える。
第１のスイッチ５１は、第１発電コイル３２の第１端子ＭＧ１１と、第１の電源ライン
８１との間に接続されたＰチャネルの電界効果型トランジスター５３、５４で構成される
。電界効果型トランジスター５３、５４は互いに並列に接続され、電界効果型トランジス
ター５３のゲートは第１発電コイル３２の第２端子ＭＧ１２に接続され、電界効果型トラ
ンジスター５４のゲートは制御回路７３に接続されている。
第２のスイッチ５２は、第２端子ＭＧ１２と、第１の電源ライン８１との間に接続され
たＰチャネルの電界効果型トランジスター５５、５６で構成される。電界効果型トランジ
スター５５、５６は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター５５のゲートは第
１端子ＭＧ１１に接続され、電界効果型トランジスター５６のゲートは制御回路７３に接
続されている。
【0021】
第１のスイッチ５１の電界効果型トランジスター５３と、第２のスイッチ５２の電界効
果型トランジスター５５とは、ゲートが第２端子ＭＧ１２、第１端子ＭＧ１１にそれぞれ
接続されているため、第１発電機３０で発電しているときは、電界効果型トランジスター
５３、５５のうち、第１発電コイル３２の低電位側の端子に接続されたトランジスターが
オフ状態となり、高電位側の端子に接続されたトランジスターがオン状態となる。
第１のスイッチ５１の電界効果型トランジスター５４と、第２のスイッチ５２の電界効
果型トランジスター５６とは、制御回路７３から出力される第１チョッパ信号Ｐ１がゲー
トに入力されることによって第１チョッピング制御が実行され、同時にオン状態またはオ
フ状態に制御される。このため、電界効果型トランジスター５４、５６は、第１充電回路
５０において、第１発電コイル３２の第１端子ＭＧ１１および第２端子ＭＧ１２を短絡す
る第１のトランジスターである。
果型トランジスター５５とは、ゲートが第２端子ＭＧ１２、第１端子ＭＧ１１にそれぞれ
接続されているため、第１発電機３０で発電しているときは、電界効果型トランジスター
５３、５５のうち、第１発電コイル３２の低電位側の端子に接続されたトランジスターが
オフ状態となり、高電位側の端子に接続されたトランジスターがオン状態となる。
第１のスイッチ５１の電界効果型トランジスター５４と、第２のスイッチ５２の電界効
果型トランジスター５６とは、制御回路７３から出力される第１チョッパ信号Ｐ１がゲー
トに入力されることによって第１チョッピング制御が実行され、同時にオン状態またはオ
フ状態に制御される。このため、電界効果型トランジスター５４、５６は、第１充電回路
５０において、第１発電コイル３２の第１端子ＭＧ１１および第２端子ＭＧ１２を短絡す
る第１のトランジスターである。
【0022】
ダイオード５７、５８は、第１発電コイル３２の第１端子ＭＧ１１、第２端子ＭＧ１２
と、第２充電回路６０に接続される接続ライン８３との間に配置されている。ダイオード
５７、５８は、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わず、例え
ば、ショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを利用できる。このため、ダイ
オード５７、５８は、第１発電コイル３２と接続ライン８３との間に接続された第１のダ
イオードである。
と、第２充電回路６０に接続される接続ライン８３との間に配置されている。ダイオード
５７、５８は、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わず、例え
ば、ショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを利用できる。このため、ダイ
オード５７、５８は、第１発電コイル３２と接続ライン８３との間に接続された第１のダ
イオードである。
【0023】
第２充電回路６０は、第１充電回路５０と同様の構成であり、第３のスイッチ６１と、
第４のスイッチ６２と、ダイオード６７、６８とを備える。
第３のスイッチ６１は、第２発電コイル４２の第１端子ＭＧ２１と、接続ライン８３と
の間に接続されたＰチャネルの電界効果型トランジスター６３、６４で構成される。電界
効果型トランジスター６３、６４は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター６
３のゲートは第２発電コイル４２の第２端子ＭＧ２２に接続され、電界効果型トランジス
ター６４のゲートは制御回路７３に接続されている。
第４のスイッチ６２は、第２端子ＭＧ２２と、接続ライン８３との間に接続されたＰチ
ャネルの電界効果型トランジスター６５、６６で構成される。電界効果型トランジスター
６５、６６は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター６５のゲートは第１端子
ＭＧ２１に接続され、電界効果型トランジスター６６のゲートは制御回路７３に接続され
ている。
第４のスイッチ６２と、ダイオード６７、６８とを備える。
第３のスイッチ６１は、第２発電コイル４２の第１端子ＭＧ２１と、接続ライン８３と
の間に接続されたＰチャネルの電界効果型トランジスター６３、６４で構成される。電界
効果型トランジスター６３、６４は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター６
３のゲートは第２発電コイル４２の第２端子ＭＧ２２に接続され、電界効果型トランジス
ター６４のゲートは制御回路７３に接続されている。
第４のスイッチ６２は、第２端子ＭＧ２２と、接続ライン８３との間に接続されたＰチ
ャネルの電界効果型トランジスター６５、６６で構成される。電界効果型トランジスター
６５、６６は互いに並列に接続され、電界効果型トランジスター６５のゲートは第１端子
ＭＧ２１に接続され、電界効果型トランジスター６６のゲートは制御回路７３に接続され
ている。
【0024】
第３のスイッチ６１の電界効果型トランジスター６３と、第４のスイッチ６２の電界効
果型トランジスター６５とは、ゲートが第２端子ＭＧ２２、第１端子ＭＧ２１にそれぞれ
接続されているため、第２発電機４０で発電しているときは、電界効果型トランジスター
６３、６５のうち、第２発電コイル４２の低電位側の端子に接続されたトランジスターが
オフ状態となり、高電位側の端子に接続されたトランジスターがオン状態となる。
第３のスイッチ６１の電界効果型トランジスター６４と、第４のスイッチ６２の電界効
果型トランジスター６６とは、制御回路７３から出力される第２チョッパ信号Ｐ２がゲー
トに入力されることによって第２チョッピング制御が実行され、同時にオン状態またはオ
フ状態に制御される。このため、電界効果型トランジスター６４、６６は、第２充電回路
６０において、第２発電コイル４２の第１端子ＭＧ２１および第２端子ＭＧ２２を短絡す
る第２のトランジスターである。
果型トランジスター６５とは、ゲートが第２端子ＭＧ２２、第１端子ＭＧ２１にそれぞれ
接続されているため、第２発電機４０で発電しているときは、電界効果型トランジスター
６３、６５のうち、第２発電コイル４２の低電位側の端子に接続されたトランジスターが
オフ状態となり、高電位側の端子に接続されたトランジスターがオン状態となる。
第３のスイッチ６１の電界効果型トランジスター６４と、第４のスイッチ６２の電界効
果型トランジスター６６とは、制御回路７３から出力される第２チョッパ信号Ｐ２がゲー
トに入力されることによって第２チョッピング制御が実行され、同時にオン状態またはオ
フ状態に制御される。このため、電界効果型トランジスター６４、６６は、第２充電回路
６０において、第２発電コイル４２の第１端子ＭＧ２１および第２端子ＭＧ２２を短絡す
る第２のトランジスターである。
【0025】
ダイオード６７、６８は、第２発電コイル４２の第１端子ＭＧ２１、第２端子ＭＧ２２
と、第２の電源ライン８２との間に配置されている。ダイオード６７、６８は、ダイオー
ド５７、５８と同様に、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わ
ず、例えば、ショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを利用できる。このた
め、ダイオード６７、６８は、第２発電コイル４２と第２の電源ライン８２との間に接続
された第２のダイオードである。
と、第２の電源ライン８２との間に配置されている。ダイオード６７、６８は、ダイオー
ド５７、５８と同様に、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わ
ず、例えば、ショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを利用できる。このた
め、ダイオード６７、６８は、第２発電コイル４２と第２の電源ライン８２との間に接続
された第２のダイオードである。
【0026】
次に、第１充電回路５０における第１チョッピング制御に関して説明する。
第１チョッピング制御は、制御回路７３から出力される第１チョッパ信号Ｐ１により、
ローター３５の回転に比べて高い周波数で、電界効果型トランジスター５４、５６を同時
にオン／オフさせる制御である。この制御により、第１発電コイル３２の両端のショート
とオープンとが繰り返される。電界効果型トランジスター５４、５６が同時にオンしてい
る期間は、第１発電コイル３２の両端はショート状態になるため、第１発電コイル３２の
内部には大きな電流が流れる。次に，電界効果型トランジスター５４、５６を同時にオフ
にすると、その瞬間に第１発電コイル３２に流れていた電流は、電圧に変換されて高い誘
起電圧が発生する。
第１チョッピング制御は、制御回路７３から出力される第１チョッパ信号Ｐ１により、
ローター３５の回転に比べて高い周波数で、電界効果型トランジスター５４、５６を同時
にオン／オフさせる制御である。この制御により、第１発電コイル３２の両端のショート
とオープンとが繰り返される。電界効果型トランジスター５４、５６が同時にオンしてい
る期間は、第１発電コイル３２の両端はショート状態になるため、第１発電コイル３２の
内部には大きな電流が流れる。次に，電界効果型トランジスター５４、５６を同時にオフ
にすると、その瞬間に第１発電コイル３２に流れていた電流は、電圧に変換されて高い誘
起電圧が発生する。
【0027】
また、第１チョッピング制御により第１発電コイル３２の両端をオン／オフする制御は
、ローター３５の調速制御と関連する。図６に第１チョッピング制御のブレーキ信号波形
である第１チョッパ信号Ｐ１を示す。電界効果型トランジスター５４、５６は、第１チョ
ッパ信号Ｐ１がＬレベルのときに同時にオン状態となり、Ｈレベルのときに同時にオフ状
態となる。したがって、第１チョッパ信号Ｐ１がＬレベルの期間がブレーキ期間であり、
第１チョッパ信号Ｐ１の１周期に対するブレーキ期間の割合をデューティー比またはブレ
ーキデューティーと定義する。すなわち、ブレーキデューティーは、第１チョッパ信号Ｐ
１の周期に対するブレーキ期間の割合を意味する。例えば、図６の第１チョッパ信号Ｐ１
は、チョッピングの周期が２５６Ｈｚであり、前半の信号波形は、Ｌレベルの期間が８０
％つまりブレーキデューティーが８０％であって強いブレーキを加える波形である。第１
チョッパ信号Ｐ１の後半の信号波形は、Ｌレベルの期間が３０％つまりブレーキデューテ
ィーが３０％であって弱いブレーキを加える波形である。
、ローター３５の調速制御と関連する。図６に第１チョッピング制御のブレーキ信号波形
である第１チョッパ信号Ｐ１を示す。電界効果型トランジスター５４、５６は、第１チョ
ッパ信号Ｐ１がＬレベルのときに同時にオン状態となり、Ｈレベルのときに同時にオフ状
態となる。したがって、第１チョッパ信号Ｐ１がＬレベルの期間がブレーキ期間であり、
第１チョッパ信号Ｐ１の１周期に対するブレーキ期間の割合をデューティー比またはブレ
ーキデューティーと定義する。すなわち、ブレーキデューティーは、第１チョッパ信号Ｐ
１の周期に対するブレーキ期間の割合を意味する。例えば、図６の第１チョッパ信号Ｐ１
は、チョッピングの周期が２５６Ｈｚであり、前半の信号波形は、Ｌレベルの期間が８０
％つまりブレーキデューティーが８０％であって強いブレーキを加える波形である。第１
チョッパ信号Ｐ１の後半の信号波形は、Ｌレベルの期間が３０％つまりブレーキデューテ
ィーが３０％であって弱いブレーキを加える波形である。
【0028】
したがって、制御回路７３からの第１チョッパ信号Ｐ１によって電界効果型トランジス
ター５４、５６がオン状態になると、第１のスイッチ５１、第２のスイッチ５２がオンと
なって第１発電コイル３２の両端間が短絡されて閉ループとなる。これにより、第１発電
コイル３２に流れる電流により磁界が発生し、ローター３５に制動力が働く。すなわち、
第１発電機３０にショートブレーキが掛かり、第１発電コイル３２にエネルギーがたまる
。
一方、制御回路７３からの第１チョッパ信号Ｐ１によって電界効果型トランジスター５
４、５６がオフ状態になると、第１発電機３０が動作し、第１発電コイル３２の第１端子
ＭＧ１１、第２端子ＭＧ１２の電位が変化することで電界効果型トランジスター５３、５
５の一方がオン状態、他方がオフ状態となる。このため、第１のスイッチ５１、第２のス
イッチ５２の一方がオン、他方がオフとなり、ショートブレーキ時に第１発電コイル３２
にたまっていたエネルギー分を含めて発電されるため、起電圧が高まる。
ター５４、５６がオン状態になると、第１のスイッチ５１、第２のスイッチ５２がオンと
なって第１発電コイル３２の両端間が短絡されて閉ループとなる。これにより、第１発電
コイル３２に流れる電流により磁界が発生し、ローター３５に制動力が働く。すなわち、
第１発電機３０にショートブレーキが掛かり、第１発電コイル３２にエネルギーがたまる
。
一方、制御回路７３からの第１チョッパ信号Ｐ１によって電界効果型トランジスター５
４、５６がオフ状態になると、第１発電機３０が動作し、第１発電コイル３２の第１端子
ＭＧ１１、第２端子ＭＧ１２の電位が変化することで電界効果型トランジスター５３、５
５の一方がオン状態、他方がオフ状態となる。このため、第１のスイッチ５１、第２のス
イッチ５２の一方がオン、他方がオフとなり、ショートブレーキ時に第１発電コイル３２
にたまっていたエネルギー分を含めて発電されるため、起電圧が高まる。
【0029】
第２充電回路６０は、第１充電回路５０と同様に、第２チョッピング制御によって昇圧
整流を行う。すなわち、制御回路７３からの第２チョッパ信号Ｐ２によって電界効果型ト
ランジスター６４、６６がオン状態になると、第３のスイッチ６１、第４のスイッチ６２
がオンとなって第２発電コイル４２の両端間が短絡されて閉ループとなる。これにより、
第２発電機４０にショートブレーキが掛かり、第２発電コイル４２にエネルギーがたまる
。
一方、制御回路７３からの第２チョッパ信号Ｐ２によって電界効果型トランジスター６
４、６６がオフ状態になると、第２発電機４０が動作し、第２発電コイル４２の第１端子
ＭＧ２１、第２端子ＭＧ２２の電位が変化することで電界効果型トランジスター６３、６
５の一方がオン状態、他方がオフ状態となる。このため、第３のスイッチ６１、第４のス
イッチ６２は、一方がオン、他方がオフとされ、第２発電コイル４２にたまっていたエネ
ルギー分を含めて発電されるため、起電圧が高まる。
なお、第２充電回路６０は、ローター３５の調速制御は行わず、昇圧整流のみを行う。
このため、制御回路７３から第２充電回路６０に出力される第２チョッパ信号Ｐ２は、第
２チョッパ信号Ｐ２の周期に対するブレーキ期間の割合であるデューティー比つまりブレ
ーキデューティーが所定値に固定されて昇圧整流に適したパルス信号である。図７は、発
電電圧とブレーキデューティーの関係を示す測定データの一例である。第２発電機４０に
印加される第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーが大きくなるにつれ、発電電圧
が上昇していく特性が認められる。この特性は，以下の理由による。第２発電コイル４２
の両端をオフする瞬間に第２発電コイル４２に流れている電流はブレーキオフ期間、すな
わちブレーキデューティーによって異なる。この電流は、ブレーキデューティーが大きく
なるにつれて大きくなるため、誘起電圧も大きくなる。ただし、ブレーキデューティーが
９０％を超えると、この電流は飽和し、発電電圧はそれ以上大きくならない。図７の実験
結果からは、最も高い発電電圧を得ることができるのは、約６０％～９０％のブレーキデ
ューティーのときであることがわかる。このため、発電専用の第２発電コイル４２に接続
されている第２充電回路６０は、発電電圧が高くなる６０％～９０％の範囲でブレーキデ
ューティーを設定すればよく、例えば、ブレーキデューティーが８０％（＝０．８）の第
２チョッパ信号Ｐ２で第２チョッピング制御が行われる。
整流を行う。すなわち、制御回路７３からの第２チョッパ信号Ｐ２によって電界効果型ト
ランジスター６４、６６がオン状態になると、第３のスイッチ６１、第４のスイッチ６２
がオンとなって第２発電コイル４２の両端間が短絡されて閉ループとなる。これにより、
第２発電機４０にショートブレーキが掛かり、第２発電コイル４２にエネルギーがたまる
。
一方、制御回路７３からの第２チョッパ信号Ｐ２によって電界効果型トランジスター６
４、６６がオフ状態になると、第２発電機４０が動作し、第２発電コイル４２の第１端子
ＭＧ２１、第２端子ＭＧ２２の電位が変化することで電界効果型トランジスター６３、６
５の一方がオン状態、他方がオフ状態となる。このため、第３のスイッチ６１、第４のス
イッチ６２は、一方がオン、他方がオフとされ、第２発電コイル４２にたまっていたエネ
ルギー分を含めて発電されるため、起電圧が高まる。
なお、第２充電回路６０は、ローター３５の調速制御は行わず、昇圧整流のみを行う。
このため、制御回路７３から第２充電回路６０に出力される第２チョッパ信号Ｐ２は、第
２チョッパ信号Ｐ２の周期に対するブレーキ期間の割合であるデューティー比つまりブレ
ーキデューティーが所定値に固定されて昇圧整流に適したパルス信号である。図７は、発
電電圧とブレーキデューティーの関係を示す測定データの一例である。第２発電機４０に
印加される第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーが大きくなるにつれ、発電電圧
が上昇していく特性が認められる。この特性は，以下の理由による。第２発電コイル４２
の両端をオフする瞬間に第２発電コイル４２に流れている電流はブレーキオフ期間、すな
わちブレーキデューティーによって異なる。この電流は、ブレーキデューティーが大きく
なるにつれて大きくなるため、誘起電圧も大きくなる。ただし、ブレーキデューティーが
９０％を超えると、この電流は飽和し、発電電圧はそれ以上大きくならない。図７の実験
結果からは、最も高い発電電圧を得ることができるのは、約６０％～９０％のブレーキデ
ューティーのときであることがわかる。このため、発電専用の第２発電コイル４２に接続
されている第２充電回路６０は、発電電圧が高くなる６０％～９０％の範囲でブレーキデ
ューティーを設定すればよく、例えば、ブレーキデューティーが８０％（＝０．８）の第
２チョッパ信号Ｐ２で第２チョッピング制御が行われる。
【0030】
本実施形態では、第１発電機３０および第２発電機４０でローター３５が兼用されてい
るため、ローター３５には、第１充電回路５０によるショートブレーキと、第２充電回路
６０によるショートブレーキとが加わる。第２充電回路６０のショートブレーキ量は、第
２チョッパ信号Ｐ２が固定デューティーのため、一定である。したがって、第１充電回路
５０による調速用のショートブレーキ量は、第２充電回路６０によるショートブレーキ量
を加味して設定すればよい。この際、発電および調速用の第１発電コイル３２によるブレ
ーキ量と、発電専用の第２発電コイル４２によるブレーキ量は、それぞれコイルやステー
ターの仕様によって変えることができる。本実施形態では、発電専用の第２発電コイル４
２のブレーキ量は、第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーが８０％とされた強ブ
レーキであるが、第１発電コイル３２のブレーキ量に比べて低くなるように設定されてい
る。このため、第１発電コイル３２のブレーキ量を設定する第１チョッパ信号Ｐ１のブレ
ーキデューティーを強ブレーキ制御用および弱ブレーキ制御用に切り替えることで、ロー
ター３５を調速できるように設定されている。
るため、ローター３５には、第１充電回路５０によるショートブレーキと、第２充電回路
６０によるショートブレーキとが加わる。第２充電回路６０のショートブレーキ量は、第
２チョッパ信号Ｐ２が固定デューティーのため、一定である。したがって、第１充電回路
５０による調速用のショートブレーキ量は、第２充電回路６０によるショートブレーキ量
を加味して設定すればよい。この際、発電および調速用の第１発電コイル３２によるブレ
ーキ量と、発電専用の第２発電コイル４２によるブレーキ量は、それぞれコイルやステー
ターの仕様によって変えることができる。本実施形態では、発電専用の第２発電コイル４
２のブレーキ量は、第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーが８０％とされた強ブ
レーキであるが、第１発電コイル３２のブレーキ量に比べて低くなるように設定されてい
る。このため、第１発電コイル３２のブレーキ量を設定する第１チョッパ信号Ｐ１のブレ
ーキデューティーを強ブレーキ制御用および弱ブレーキ制御用に切り替えることで、ロー
ター３５を調速できるように設定されている。
【0031】
次に、制御回路７３による調速制御について、図８のフローチャートを参照して説明す
る。
制御回路７３は、蓄電装置８０の充電電圧が所定電圧以上になったか否かを判定するス
テップＳ１を実行する。すなわち、ゼンマイ１１の巻き上げにより、輪列２０を介してロ
ーター３５が回転し、第１発電機３０、第２発電機４０が作動し始めると、電圧検出部９
０は、蓄電装置８０の充電電圧を検出し、充電電圧が所定値以上に上昇したか否かを判定
する。
制御回路７３は、ステップＳ１でＮＯと判定している間は、ステップＳ１を継続する。
すなわち、蓄電装置８０の充電電圧が所定電圧未満の場合、ゼンマイ１１が巻き解けてロ
ーター３５を回転させる機械エネルギーが低下している可能性や、水晶振動子１００が発
振を停止している可能性があり、安定して制御できないためである。
る。
制御回路７３は、蓄電装置８０の充電電圧が所定電圧以上になったか否かを判定するス
テップＳ１を実行する。すなわち、ゼンマイ１１の巻き上げにより、輪列２０を介してロ
ーター３５が回転し、第１発電機３０、第２発電機４０が作動し始めると、電圧検出部９
０は、蓄電装置８０の充電電圧を検出し、充電電圧が所定値以上に上昇したか否かを判定
する。
制御回路７３は、ステップＳ１でＮＯと判定している間は、ステップＳ１を継続する。
すなわち、蓄電装置８０の充電電圧が所定電圧未満の場合、ゼンマイ１１が巻き解けてロ
ーター３５を回転させる機械エネルギーが低下している可能性や、水晶振動子１００が発
振を停止している可能性があり、安定して制御できないためである。
【0032】
制御回路７３は、電圧検出部９０で検出した充電電圧が所定電圧以上になってステップ
Ｓ１でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ２の信号計数処理を実行する。具体的には、
回転検出回路７２から入力される回転検出信号に基づくアップカウント信号と、発振回路
７１から入力される基準信号に基づくダウンカウント信号とを、制御回路７３内のアップ
ダウンカウンターでカウントする。なお、これらの各カウント信号は、アップダウンカウ
ンターに同時に入力されないように設定されている。
アップダウンカウンターの初期値は、例えば「１１」であり、初期値「１１」の状態で
回転検出信号に基づくアップカウント信号が入力されると、アップダウンカウンターのカ
ウント値は「１２」となる。次に、基準信号に基づくダウンカウント信号が入力されると
、アップダウンカウンターのカウント値は「１１」となる。
Ｓ１でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ２の信号計数処理を実行する。具体的には、
回転検出回路７２から入力される回転検出信号に基づくアップカウント信号と、発振回路
７１から入力される基準信号に基づくダウンカウント信号とを、制御回路７３内のアップ
ダウンカウンターでカウントする。なお、これらの各カウント信号は、アップダウンカウ
ンターに同時に入力されないように設定されている。
アップダウンカウンターの初期値は、例えば「１１」であり、初期値「１１」の状態で
回転検出信号に基づくアップカウント信号が入力されると、アップダウンカウンターのカ
ウント値は「１２」となる。次に、基準信号に基づくダウンカウント信号が入力されると
、アップダウンカウンターのカウント値は「１１」となる。
【0033】
制御回路７３は、ステップＳ２の信号計数処理の次に、アップダウンカウンターのカウ
ント値が初期値「１１」よりも大きいかを判定するステップＳ３を実行する。制御回路７
３は、ステップＳ３でＹＥＳと判定すると、ステップＳ４の強ブレーキ制御を実行し、ス
テップＳ３でＮＯと判定すると、ステップＳ５の弱ブレーキ制御を実行する。
すなわち、ローター３５の基準周期が８Ｈｚであれば、回転検出信号も８Ｈｚとなるた
め、ローター３５が正常に調速されていればアップカウント信号とダウンカウント信号と
が交互に入力される。この場合、カウント値は「１２」と「１１」とに交互に変化し、強
ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが交互に実行されるため、平均的なブレーキ量が一定と
なり、ローター３５を安定して調速できる。
また、ゼンマイ１１からの機械エネルギーが大きく、ブレーキ量が不十分であると、回
転検出信号が連続して入力されてカウント値が「１２、１３、…」と増加する。この場合
、カウント値が「１１」に低下するまで、強ブレーキ制御が継続するため、ローター３５
を一定速度に調速できる。一方、電子制御式機械時計１の姿勢などの影響で、一時的にロ
ーター３５の回転速度が低下し、基準信号が連続して入力されてカウント値が「１１、１
０、…」と減少した場合は、カウント値が「１２」に増加するまで、弱ブレーキ制御が継
続するため、ローター３５を一定速度に調速できる。
ント値が初期値「１１」よりも大きいかを判定するステップＳ３を実行する。制御回路７
３は、ステップＳ３でＹＥＳと判定すると、ステップＳ４の強ブレーキ制御を実行し、ス
テップＳ３でＮＯと判定すると、ステップＳ５の弱ブレーキ制御を実行する。
すなわち、ローター３５の基準周期が８Ｈｚであれば、回転検出信号も８Ｈｚとなるた
め、ローター３５が正常に調速されていればアップカウント信号とダウンカウント信号と
が交互に入力される。この場合、カウント値は「１２」と「１１」とに交互に変化し、強
ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが交互に実行されるため、平均的なブレーキ量が一定と
なり、ローター３５を安定して調速できる。
また、ゼンマイ１１からの機械エネルギーが大きく、ブレーキ量が不十分であると、回
転検出信号が連続して入力されてカウント値が「１２、１３、…」と増加する。この場合
、カウント値が「１１」に低下するまで、強ブレーキ制御が継続するため、ローター３５
を一定速度に調速できる。一方、電子制御式機械時計１の姿勢などの影響で、一時的にロ
ーター３５の回転速度が低下し、基準信号が連続して入力されてカウント値が「１１、１
０、…」と減少した場合は、カウント値が「１２」に増加するまで、弱ブレーキ制御が継
続するため、ローター３５を一定速度に調速できる。
【0034】
制御回路７３は、ステップＳ４の強ブレーキ制御時は、ブレーキデューティーが８０％
の第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が長く
なり、第１発電機３０に対しては強ブレーキ制御が行われるが、一定周期でブレーキがオ
フされるためにチョッピング制御が行われ、発電電力の低下を抑えつつ制動トルクを向上
することができる。
の第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が長く
なり、第１発電機３０に対しては強ブレーキ制御が行われるが、一定周期でブレーキがオ
フされるためにチョッピング制御が行われ、発電電力の低下を抑えつつ制動トルクを向上
することができる。
【0035】
制御回路７３は、ステップＳ５の弱ブレーキ制御時は、ブレーキデューティーが３０％
の第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が短く
なり、第１発電機３０に対しては、ほとんどブレーキが掛けられない、つまり発電電力を
優先した弱ブレーキ制御が行われる。
また、第２発電機４０に対しては、制御回路７３は、ブレーキデューティーが固定され
た第２チョッパ信号Ｐ２を出力する。第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーは、
図７のグラフで最も発電電圧が高い８０％に固定されている。
の第１チョッパ信号Ｐ１を出力する。従って、基準周期におけるブレーキオン時間が短く
なり、第１発電機３０に対しては、ほとんどブレーキが掛けられない、つまり発電電力を
優先した弱ブレーキ制御が行われる。
また、第２発電機４０に対しては、制御回路７３は、ブレーキデューティーが固定され
た第２チョッパ信号Ｐ２を出力する。第２チョッパ信号Ｐ２のブレーキデューティーは、
図７のグラフで最も発電電圧が高い８０％に固定されている。
【0036】
以上のとおり、第１充電回路５０および第２充電回路６０は、それぞれ第１発電機３０
および第２発電機４０で発電される交流電力をチョッピングにより昇圧しながら整流し、
さらに直列に接続されているため、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。
および第２発電機４０で発電される交流電力をチョッピングにより昇圧しながら整流し、
さらに直列に接続されているため、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。
【0037】
［第１実施形態の効果］
第１実施形態によれば、発電および調速用に兼用される第１発電機３０および第１充電
回路５０と、発電専用の第２発電機４０および第２充電回路６０とを設けたので、ゼンマ
イ１１の巻き解けトルクを増大したり、第１発電機３０の第１発電コイル３２のサイズを
大きくすることなく、発電効率を向上できる。このため、電子制御式機械時計１の発電能
力を高めてゼンマイ１１の持続時間を延ばすことができる。
第１発電機３０の第１発電コイル３２と、第２発電機４０の第２発電コイル４２とは別
々に配置できるので、１つの発電機のみで発電能力を高める場合に比べて、ムーブメント
１０における部品レイアウトの自由度を高めることができ、電子制御式機械時計１を小型
化できる。
第１発電機３０および第２発電機４０は、ローター３５が兼用され、コアやステータも
一体化されているので、１つの部品としてムーブメント１０に組み込むことができ、組立
作業性を向上できる。
第１実施形態によれば、発電および調速用に兼用される第１発電機３０および第１充電
回路５０と、発電専用の第２発電機４０および第２充電回路６０とを設けたので、ゼンマ
イ１１の巻き解けトルクを増大したり、第１発電機３０の第１発電コイル３２のサイズを
大きくすることなく、発電効率を向上できる。このため、電子制御式機械時計１の発電能
力を高めてゼンマイ１１の持続時間を延ばすことができる。
第１発電機３０の第１発電コイル３２と、第２発電機４０の第２発電コイル４２とは別
々に配置できるので、１つの発電機のみで発電能力を高める場合に比べて、ムーブメント
１０における部品レイアウトの自由度を高めることができ、電子制御式機械時計１を小型
化できる。
第１発電機３０および第２発電機４０は、ローター３５が兼用され、コアやステータも
一体化されているので、１つの部品としてムーブメント１０に組み込むことができ、組立
作業性を向上できる。
【0038】
発電専用の第２発電機４０および第２充電回路６０は、発電に最適な固定デューティー
の第２チョッパ信号Ｐ２で制御できるので、発電性能を最大限に向上できる。
第１充電回路５０および第２充電回路６０を蓄電装置８０に対して直列に接続している
ので、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。このため、第１発電コイル３２、
第２発電コイル４２として小さいコイルを用いても、蓄電装置８０の充電に必要な電圧を
確保することができる。
電子制御式機械時計１の発電能力を向上できるため、ＩＣ等の部品として低消費電力の
コストが高い部品を使用する必要がなく、汎用プロセスで製造した低コストのＩＣ等を利
用できる。
の第２チョッパ信号Ｐ２で制御できるので、発電性能を最大限に向上できる。
第１充電回路５０および第２充電回路６０を蓄電装置８０に対して直列に接続している
ので、蓄電装置８０の充電電圧を高めることができる。このため、第１発電コイル３２、
第２発電コイル４２として小さいコイルを用いても、蓄電装置８０の充電に必要な電圧を
確保することができる。
電子制御式機械時計１の発電能力を向上できるため、ＩＣ等の部品として低消費電力の
コストが高い部品を使用する必要がなく、汎用プロセスで製造した低コストのＩＣ等を利
用できる。
【0039】
［第２実施形態］
第２実施形態の電子制御式機械時計１Ｂは、図９に示すように、第１発電機３０Ｂおよ
び第２発電機４０Ｂが独立して設けられたムーブメント１０Ｂを用いている点が第１実施
形態と相違する。このため、第１実施形態のムーブメント１０と同一の構成は同一符号を
付して説明を省略する。
第２実施形態の電子制御式機械時計１Ｂは、図９に示すように、第１発電機３０Ｂおよ
び第２発電機４０Ｂが独立して設けられたムーブメント１０Ｂを用いている点が第１実施
形態と相違する。このため、第１実施形態のムーブメント１０と同一の構成は同一符号を
付して説明を省略する。
【0040】
第１発電機３０Ｂは、第１発電機３０と同様に、発電および調速用に兼用される発電機
であり、第１磁心３１Ｂ、第１発電コイル３２Ｂ、第１ステーター３３Ｂ、第１回路基板
３４Ｂ、第１ローター３５Ｂを備え、第１ローター３５Ｂに設けられた第１カナ３６Ｂが
六番車２５に噛み合っている。
第２発電機４０Ｂは、第２発電機４０と同様に、発電専用の発電機であり、第２磁心４
１Ｂ、第２発電コイル４２Ｂ、第２ステーター４３Ｂ、第２回路基板４４Ｂ、第２ロータ
ー４５Ｂを備え、第２ローター４５Ｂに設けられた第２カナ４６Ｂが六番車２５に噛み合
っている。
であり、第１磁心３１Ｂ、第１発電コイル３２Ｂ、第１ステーター３３Ｂ、第１回路基板
３４Ｂ、第１ローター３５Ｂを備え、第１ローター３５Ｂに設けられた第１カナ３６Ｂが
六番車２５に噛み合っている。
第２発電機４０Ｂは、第２発電機４０と同様に、発電専用の発電機であり、第２磁心４
１Ｂ、第２発電コイル４２Ｂ、第２ステーター４３Ｂ、第２回路基板４４Ｂ、第２ロータ
ー４５Ｂを備え、第２ローター４５Ｂに設けられた第２カナ４６Ｂが六番車２５に噛み合
っている。
【0041】
第１ローター３５Ｂは、第１実施形態のローター３５と同じくＮ極およびＳ極がそれぞ
れ１つずつ設けられた２極のローターである。第２ローター４５Ｂは、２極のローターを
利用することもできるが、本実施形態では、Ｎ極およびＳ極が３つずつ設けられた６極の
ローターを用いている。また、第１ステーター３３Ｂおよび第２ステーター４３Ｂは、一
般的なパーマロイ材で構成されているが、発電専用の第２ステーター４３Ｂは、より鉄損
が少ないアモルファスコアの磁性材料を使用して発電性能を高めてもよい。
れ１つずつ設けられた２極のローターである。第２ローター４５Ｂは、２極のローターを
利用することもできるが、本実施形態では、Ｎ極およびＳ極が３つずつ設けられた６極の
ローターを用いている。また、第１ステーター３３Ｂおよび第２ステーター４３Ｂは、一
般的なパーマロイ材で構成されているが、発電専用の第２ステーター４３Ｂは、より鉄損
が少ないアモルファスコアの磁性材料を使用して発電性能を高めてもよい。
【0042】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる上、発電および調速用の
第１ローター３５Ｂと、発電専用の第２ローター４５Ｂとを別々に設けることで、各用途
に最適なローター磁石材料を採用することができ、性能を最大限高めることができる。
第２ローター４５Ｂは、６極の多極磁石とすることができ、発電周波数を高くできて大
きな起電圧を得ることができる。
第１ローター３５Ｂは、第２ローター４５Ｂの第２チョッピング制御の影響を受けない
ため、調速制御の安定性を高めることができる。
第１ローター３５Ｂと、発電専用の第２ローター４５Ｂとを別々に設けることで、各用途
に最適なローター磁石材料を採用することができ、性能を最大限高めることができる。
第２ローター４５Ｂは、６極の多極磁石とすることができ、発電周波数を高くできて大
きな起電圧を得ることができる。
第１ローター３５Ｂは、第２ローター４５Ｂの第２チョッピング制御の影響を受けない
ため、調速制御の安定性を高めることができる。
【0043】
［第３実施形態］
第３実施形態のムーブメント１０Ｃは、図１０に示すように、第２実施形態と同様に、
発電および調速用の第１発電機３０Ｃと、発電専用の第２発電機４０Ｃとが独立して設け
られている。さらに、第２発電機４０Ｃの第２ローター４５Ｃの第２カナ４６Ｃに噛み合
う増速歯車２６を追加している。なお、輪列２０は、増速歯車２６を設けた点以外は、第
２実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
第３実施形態のムーブメント１０Ｃは、図１０に示すように、第２実施形態と同様に、
発電および調速用の第１発電機３０Ｃと、発電専用の第２発電機４０Ｃとが独立して設け
られている。さらに、第２発電機４０Ｃの第２ローター４５Ｃの第２カナ４６Ｃに噛み合
う増速歯車２６を追加している。なお、輪列２０は、増速歯車２６を設けた点以外は、第
２実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。
【0044】
第１発電機３０Ｃは、第１発電機３０と同様に、発電および調速用に兼用される発電機
であり、第１磁心３１Ｃ、第１発電コイル３２Ｃ、第１ステーター３３Ｃ、第１ローター
３５Ｃを備え、第１ローター３５Ｃに設けられた第１カナ３６Ｃが六番車２５に噛み合っ
ている。したがって、第１カナ３６Ｃに噛み合う六番車２５が第１歯車である。
第２発電機４０Ｃは、第２発電機４０と同様に、発電専用の発電機であり、第２磁心４
１Ｃ、第２発電コイル４２Ｃ、第２ステーター４３Ｃ、第２ローター４５Ｃを備え、第２
ローター４５Ｃに設けられた第２カナ４６Ｃが増速歯車２６に噛み合っている。なお、第
３実施形態では、第１カナ３６Ｃに噛み合う第１歯車である六番車２５と、第２カナ４６
Ｃとの間に１つの増速歯車２６を設けていたが、複数の増速歯車を設けてもよい。
また、第１発電機３０Ｃ、第２発電機４０Ｃには、図示を省略したが、第１発電コイル
３２Ｃに導通する第１回路基板と、第２発電コイル４２Ｃに導通する第２回路基板とがそ
れぞれ設けられる。
であり、第１磁心３１Ｃ、第１発電コイル３２Ｃ、第１ステーター３３Ｃ、第１ローター
３５Ｃを備え、第１ローター３５Ｃに設けられた第１カナ３６Ｃが六番車２５に噛み合っ
ている。したがって、第１カナ３６Ｃに噛み合う六番車２５が第１歯車である。
第２発電機４０Ｃは、第２発電機４０と同様に、発電専用の発電機であり、第２磁心４
１Ｃ、第２発電コイル４２Ｃ、第２ステーター４３Ｃ、第２ローター４５Ｃを備え、第２
ローター４５Ｃに設けられた第２カナ４６Ｃが増速歯車２６に噛み合っている。なお、第
３実施形態では、第１カナ３６Ｃに噛み合う第１歯車である六番車２５と、第２カナ４６
Ｃとの間に１つの増速歯車２６を設けていたが、複数の増速歯車を設けてもよい。
また、第１発電機３０Ｃ、第２発電機４０Ｃには、図示を省略したが、第１発電コイル
３２Ｃに導通する第１回路基板と、第２発電コイル４２Ｃに導通する第２回路基板とがそ
れぞれ設けられる。
【0045】
第３実施形態によれば、第１、２実施形態と同様の効果が得られる上、第２ローター４
５Ｃは、第２カナ４６Ｃが増速歯車２６に噛み合っているので、第１ローター３５Ｃに比
べて高速で回転することができる。このため、第２発電機４０Ｃは、より大きな起電圧で
発電することができる。
５Ｃは、第２カナ４６Ｃが増速歯車２６に噛み合っているので、第１ローター３５Ｃに比
べて高速で回転することができる。このため、第２発電機４０Ｃは、より大きな起電圧で
発電することができる。
【0046】
［変形例］
なお、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。
前記第１実施形態では、第１充電回路５０および第２充電回路６０を蓄電装置８０に対
して直列に接続していたが、例えば、発電専用の第２発電機４０の第２発電コイル４２が
大きくて十分な発電電圧が確保できる場合は、第１充電回路５０および第２充電回路６０
を蓄電装置８０に対して並列に接続してもよい。
また、第１充電回路５０および第２充電回路６０としては、前記第１実施形態の構成に
限定されない。例えば、図１１に示す第１充電回路５０Ｄのように、第１発電コイル３２
の一方の端子である第１端子ＭＧ１１にダイオード５７を接続し、他方の端子である第２
端子ＭＧ１２に昇圧用のコンデンサー５９を接続し、並列に接続されたダイオード５７、
コンデンサー５９に対して直列に接続されるダイオード８５を設けた倍昇圧整流回路を用
いてもよい。第２充電回路も同じ構成の倍昇圧整流回路を用いてもよい。
なお、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。
前記第１実施形態では、第１充電回路５０および第２充電回路６０を蓄電装置８０に対
して直列に接続していたが、例えば、発電専用の第２発電機４０の第２発電コイル４２が
大きくて十分な発電電圧が確保できる場合は、第１充電回路５０および第２充電回路６０
を蓄電装置８０に対して並列に接続してもよい。
また、第１充電回路５０および第２充電回路６０としては、前記第１実施形態の構成に
限定されない。例えば、図１１に示す第１充電回路５０Ｄのように、第１発電コイル３２
の一方の端子である第１端子ＭＧ１１にダイオード５７を接続し、他方の端子である第２
端子ＭＧ１２に昇圧用のコンデンサー５９を接続し、並列に接続されたダイオード５７、
コンデンサー５９に対して直列に接続されるダイオード８５を設けた倍昇圧整流回路を用
いてもよい。第２充電回路も同じ構成の倍昇圧整流回路を用いてもよい。
【0047】
また、発電専用の第２発電機４０の第２充電回路６０は、ブレーキ制御が不要であるた
め、チョッピング昇圧を行わない整流回路で構成してもよい。例えば、図１２に示す第２
充電回路６０Ｅのように、整流用の電界効果型トランジスター６３、６５のみを設け、チ
ョッピング用の電界効果型トランジスター６４、６６を備えない全波整流回路を用いても
よい。
さらに、第１充電回路５０および第２充電回路６０としては、半波整流回路等の他の整
流回路を用いてもよい。この際、第１充電回路５０には、ローター３５にショートブレー
キを加えるために、第１発電コイル３２の両端を短絡可能とするスイッチとして、第１チ
ョッパ信号Ｐ１でオン、オフされる電界効果型トランジスターを設ければよい。また、第
２充電回路６０は、第２チョッピング制御は必須ではないが、第２発電コイル４２の両端
を短絡可能とするスイッチとして、第２チョッパ信号Ｐ２でオン、オフされる電界効果型
トランジスターを設ければ、チョッパ昇圧を行えて充電電圧を高めることができる。
すなわち、第１充電回路は、第１発電コイルと電源ラインとの間に接続されて交流電力
を整流する少なくとも１つの第１のダイオードと、第１発電コイルの端子を短絡する少な
くとも１つの第１のトランジスターとを備えればよい。同様に、第２充電回路は、第２発
電コイルと電源ラインとの間に接続されて交流電力を整流する少なくとも１つの第２のダ
イオードと、第２発電コイルの端子を短絡する少なくとも１つの第２のトランジスターと
を備えればよい。
め、チョッピング昇圧を行わない整流回路で構成してもよい。例えば、図１２に示す第２
充電回路６０Ｅのように、整流用の電界効果型トランジスター６３、６５のみを設け、チ
ョッピング用の電界効果型トランジスター６４、６６を備えない全波整流回路を用いても
よい。
さらに、第１充電回路５０および第２充電回路６０としては、半波整流回路等の他の整
流回路を用いてもよい。この際、第１充電回路５０には、ローター３５にショートブレー
キを加えるために、第１発電コイル３２の両端を短絡可能とするスイッチとして、第１チ
ョッパ信号Ｐ１でオン、オフされる電界効果型トランジスターを設ければよい。また、第
２充電回路６０は、第２チョッピング制御は必須ではないが、第２発電コイル４２の両端
を短絡可能とするスイッチとして、第２チョッパ信号Ｐ２でオン、オフされる電界効果型
トランジスターを設ければ、チョッパ昇圧を行えて充電電圧を高めることができる。
すなわち、第１充電回路は、第１発電コイルと電源ラインとの間に接続されて交流電力
を整流する少なくとも１つの第１のダイオードと、第１発電コイルの端子を短絡する少な
くとも１つの第１のトランジスターとを備えればよい。同様に、第２充電回路は、第２発
電コイルと電源ラインとの間に接続されて交流電力を整流する少なくとも１つの第２のダ
イオードと、第２発電コイルの端子を短絡する少なくとも１つの第２のトランジスターと
を備えればよい。
【0048】
第１制御信号は、強ブレーキ制御用のブレーキデューティーが８０％のチョッパ信号と
、弱ブレーキ制御用のブレーキデューティーが３０％のチョッパ信号との２種類を選択し
て出力していたが、３種類以上のチョッパ信号を選択して出力してもよい。例えば、アッ
プダウンカウンターのカウント値が「１１」であれば、ブレーキデューティーが４０％の
チョッパ信号を出力し、カウント値が「１０」以下であれば、ブレーキデューティーが３
０％のチョッパ信号を出力し、カウント値が「１２」であれば、ブレーキデューティーが
７０％のチョッパ信号を出力し、カウント値が「１３」以上であれば、ブレーキデューテ
ィーが８０％のチョッパ信号を出力するように構成してもよい。
、弱ブレーキ制御用のブレーキデューティーが３０％のチョッパ信号との２種類を選択し
て出力していたが、３種類以上のチョッパ信号を選択して出力してもよい。例えば、アッ
プダウンカウンターのカウント値が「１１」であれば、ブレーキデューティーが４０％の
チョッパ信号を出力し、カウント値が「１０」以下であれば、ブレーキデューティーが３
０％のチョッパ信号を出力し、カウント値が「１２」であれば、ブレーキデューティーが
７０％のチョッパ信号を出力し、カウント値が「１３」以上であれば、ブレーキデューテ
ィーが８０％のチョッパ信号を出力するように構成してもよい。
【0049】
前記実施形態では、ゼンマイ１１からの機械エネルギーで調速機を兼用する第１発電機
３０、３０Ｂ、３０Ｃのローター３５、第１ローター３５Ｂ、３５Ｃを回転し、ローター
３５、第１ローター３５Ｂ、３５Ｃの回転速度を調速制御することで、時針４、分針５、
秒針６の運針速度を制御する電子制御式機械時計１、１Ｂに適用していたが、これに限定
されない。例えば、ゼンマイ１１からの機械エネルギーを伝達する輪列２０を、ガンギ車
、アンクル、テンプを用いて調速する際に、テンプの振動を検出してテンプの動作を調速
する電子制御式機械時計に適用してもよい。例えば、テンプのテン真に、第１発電機およ
び第２発電機で兼用するローターを取り付け、このローターの回転によって第１発電コイ
ル、第２発電コイルで発電し、かつ、第１発電コイルを第１チョッピング制御することで
ローターの回転つまりはテンプの回転速度を高精度に調速してもよい。また、第１発電機
および第２発電機で別々のローターを用いる場合は、第１発電機の第１ローターをテン真
に取り付けて発電および調速を行えば良い。この場合、第２発電機の第２ローターは、第
１ローターと同様にテン真に取り付けてもよいし、第２カナを設けて輪列によって回転す
るように配置してもよい。
３０、３０Ｂ、３０Ｃのローター３５、第１ローター３５Ｂ、３５Ｃを回転し、ローター
３５、第１ローター３５Ｂ、３５Ｃの回転速度を調速制御することで、時針４、分針５、
秒針６の運針速度を制御する電子制御式機械時計１、１Ｂに適用していたが、これに限定
されない。例えば、ゼンマイ１１からの機械エネルギーを伝達する輪列２０を、ガンギ車
、アンクル、テンプを用いて調速する際に、テンプの振動を検出してテンプの動作を調速
する電子制御式機械時計に適用してもよい。例えば、テンプのテン真に、第１発電機およ
び第２発電機で兼用するローターを取り付け、このローターの回転によって第１発電コイ
ル、第２発電コイルで発電し、かつ、第１発電コイルを第１チョッピング制御することで
ローターの回転つまりはテンプの回転速度を高精度に調速してもよい。また、第１発電機
および第２発電機で別々のローターを用いる場合は、第１発電機の第１ローターをテン真
に取り付けて発電および調速を行えば良い。この場合、第２発電機の第２ローターは、第
１ローターと同様にテン真に取り付けてもよいし、第２カナを設けて輪列によって回転す
るように配置してもよい。
【0050】
［まとめ］
本開示の電子制御式機械時計は、ゼンマイと、前記ゼンマイの機械エネルギーを伝達す
る輪列と、前記輪列と連動するローターと、前記輪列によって駆動されて時刻を表示する
指針と、前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ロ
ーターに与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、前記ゼ
ンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、前記第１
発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装
置と、第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前
記蓄電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する
第１充電回路と、前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に
充電する第２充電回路と、を備えることを特徴とする。
発電および調速用の第１発電コイルおよび第１充電回路に加えて、発電専用の第２発電
コイルおよび第２充電回路を追加しているので、ゼンマイの巻き解きトルクや第１発電コ
イルの大きさを維持したまま、発電効率を向上することができる。このため、電子制御式
機械時計の発電能力を高めてゼンマイの持続時間を延ばすことができる。また、第１発電
コイルと第２発電コイルとを分散配置できるので、ムーブメントにおける部品レイアウト
の自由度を高めることができる。
本開示の電子制御式機械時計は、ゼンマイと、前記ゼンマイの機械エネルギーを伝達す
る輪列と、前記輪列と連動するローターと、前記輪列によって駆動されて時刻を表示する
指針と、前記ゼンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成し、且つ、前記ロ
ーターに与える磁界を発生して前記輪列の回転速度を制御する第１発電コイルと、前記ゼ
ンマイの前記機械エネルギーから電気エネルギーを生成する第２発電コイルと、前記第１
発電コイルおよび前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装
置と、第１制御信号に基づいて前記第１発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前
記蓄電装置に充電し、且つ、前記第１発電コイルを介して前記輪列の回転速度を制御する
第１充電回路と、前記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを前記蓄電装置に
充電する第２充電回路と、を備えることを特徴とする。
発電および調速用の第１発電コイルおよび第１充電回路に加えて、発電専用の第２発電
コイルおよび第２充電回路を追加しているので、ゼンマイの巻き解きトルクや第１発電コ
イルの大きさを維持したまま、発電効率を向上することができる。このため、電子制御式
機械時計の発電能力を高めてゼンマイの持続時間を延ばすことができる。また、第１発電
コイルと第２発電コイルとを分散配置できるので、ムーブメントにおける部品レイアウト
の自由度を高めることができる。
【0051】
本開示の電子制御式機械時計において、前記第１充電回路は、前記第１制御信号に基づ
いて前記第１発電コイルの端子を短絡する第１チョッピング制御によって、前記第１発電
コイルで生成された前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電し、且つ、前記輪
列の回転速度の制御を行い、前記第２充電回路は、前記第１制御信号とは異なる第２制御
信号に基づいて前記第２発電コイルの端子を短絡する第２チョッピング制御によって、前
記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電するこ
とが好ましい。
このような構成によれば、第１充電回路を制御する第１制御信号と、第２充電回路を制
御する第２制御信号とを別々に設定できる。このため、第１制御信号は、第１発電機の発
電および調速に適した制御信号に設定でき、第２制御信号は、第２発電機の発電に適した
制御信号に設定でき、発電効率を向上しながら、ローターを効率良く調速することができ
る。
いて前記第１発電コイルの端子を短絡する第１チョッピング制御によって、前記第１発電
コイルで生成された前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電し、且つ、前記輪
列の回転速度の制御を行い、前記第２充電回路は、前記第１制御信号とは異なる第２制御
信号に基づいて前記第２発電コイルの端子を短絡する第２チョッピング制御によって、前
記第２発電コイルで生成された前記電気エネルギーを昇圧して前記蓄電装置に充電するこ
とが好ましい。
このような構成によれば、第１充電回路を制御する第１制御信号と、第２充電回路を制
御する第２制御信号とを別々に設定できる。このため、第１制御信号は、第１発電機の発
電および調速に適した制御信号に設定でき、第２制御信号は、第２発電機の発電に適した
制御信号に設定でき、発電効率を向上しながら、ローターを効率良く調速することができ
る。
【0052】
本開示の電子制御式機械時計において、発振信号を出力する振動子を備え、前記第１制
御信号は、前記第１発電コイルの起電圧波形に基づく回転検出信号と、前記発振信号に基
づく基準信号とを比較した比較結果に基づいて生成され、パルス幅が可変制御された第１
チョッパ信号であり、前記第２制御信号は、パルス幅が固定された第２チョッパ信号であ
ることが好ましい。
このような構成によれば、第１制御信号は、第１発電コイルの起電圧波形に基づくロー
ターの回転検出信号と、基準信号とを比較した比較結果に基づいて第１制御信号を生成し
ているので、ローターの回転速度の変化に応じた調速を行うことができる。第２制御信号
は、パルス幅が固定されたチョッパ信号であるため、発電に最適な第２制御信号で制御で
きる。
御信号は、前記第１発電コイルの起電圧波形に基づく回転検出信号と、前記発振信号に基
づく基準信号とを比較した比較結果に基づいて生成され、パルス幅が可変制御された第１
チョッパ信号であり、前記第２制御信号は、パルス幅が固定された第２チョッパ信号であ
ることが好ましい。
このような構成によれば、第１制御信号は、第１発電コイルの起電圧波形に基づくロー
ターの回転検出信号と、基準信号とを比較した比較結果に基づいて第１制御信号を生成し
ているので、ローターの回転速度の変化に応じた調速を行うことができる。第２制御信号
は、パルス幅が固定されたチョッパ信号であるため、発電に最適な第２制御信号で制御で
きる。
【0053】
本開示の電子制御式機械時計において、前記第２制御信号の周期に対するブレーキ期間
の割合を示すデューティー比は、６０％以上、９０％以下であることが好ましい。
第２制御信号のデューティー比を６０％以上、９０％以下に設定したので、第２発電機
の発電効率を向上することができる。
の割合を示すデューティー比は、６０％以上、９０％以下であることが好ましい。
第２制御信号のデューティー比を６０％以上、９０％以下に設定したので、第２発電機
の発電効率を向上することができる。
【0054】
本開示の電子制御式機械時計において、前記第１充電回路は、前記第１発電コイルと電
源ラインとの間に接続された第１のダイオードと、前記第１発電コイルの端子を短絡する
第１のトランジスターとを備え、前記第２充電回路は、前記第２発電コイルと前記電源ラ
インとの間に接続された第２のダイオードと、前記第２発電コイルの端子を短絡する第２
のトランジスターとを備え、前記第１充電回路と前記第２充電回路とは、直列に接続され
ることが好ましい。
第１充電回路および第２充電回路を直列に接続したので、第１発電コイルや第２発電コ
イルが小さいコイルであっても高い発電電圧を得ることができる。
源ラインとの間に接続された第１のダイオードと、前記第１発電コイルの端子を短絡する
第１のトランジスターとを備え、前記第２充電回路は、前記第２発電コイルと前記電源ラ
インとの間に接続された第２のダイオードと、前記第２発電コイルの端子を短絡する第２
のトランジスターとを備え、前記第１充電回路と前記第２充電回路とは、直列に接続され
ることが好ましい。
第１充電回路および第２充電回路を直列に接続したので、第１発電コイルや第２発電コ
イルが小さいコイルであっても高い発電電圧を得ることができる。
【0055】
本開示の電子制御式機械時計において、前記第２発電コイルは、前記ローターによって
前記電気エネルギーを生成することが好ましい。
第１発電コイルと、第２発電コイルとで共用のローターを設けているので、省スペース
化を実現できる。
前記電気エネルギーを生成することが好ましい。
第１発電コイルと、第２発電コイルとで共用のローターを設けているので、省スペース
化を実現できる。
【0056】
本開示の電子制御式機械時計において、前記輪列と連動する第２ローターをさらに備え
、前記第２発電コイルは、前記第２ローターによって前記電気エネルギーを生成すること
が好ましい。
発電および調速用の第１ローターと、発電専用の第２ローターとを別々に設けているの
で、各用途に最適なローター磁石材料を採用することができ、各性能を最大限高めること
ができる。
第１発電機は、第２発電機の影響を受けずに第１ローターの回転を制御でき、安定した
調速制御を行うことができる。また、第２発電機も第１発電機の影響を受けずに第２ロー
ターの回転を制御でき、発電に最適な制御を行うことができる。
、前記第２発電コイルは、前記第２ローターによって前記電気エネルギーを生成すること
が好ましい。
発電および調速用の第１ローターと、発電専用の第２ローターとを別々に設けているの
で、各用途に最適なローター磁石材料を採用することができ、各性能を最大限高めること
ができる。
第１発電機は、第２発電機の影響を受けずに第１ローターの回転を制御でき、安定した
調速制御を行うことができる。また、第２発電機も第１発電機の影響を受けずに第２ロー
ターの回転を制御でき、発電に最適な制御を行うことができる。
【0057】
本開示の電子制御式機械時計において、前記輪列は、前記ローターのカナと噛み合う第
１歯車と、前記第２ローターのカナに噛み合い、且つ、前記第１歯車の回転を増速して伝
達する増速歯車と、を備えることが好ましい。
第１歯車の回転を増速して第２ローターのカナに伝達する増速歯車を備えるため、発電
専用の第２ローターの回転速度を高くすることができ、発電性能をより向上できる。
１歯車と、前記第２ローターのカナに噛み合い、且つ、前記第１歯車の回転を増速して伝
達する増速歯車と、を備えることが好ましい。
第１歯車の回転を増速して第２ローターのカナに伝達する増速歯車を備えるため、発電
専用の第２ローターの回転速度を高くすることができ、発電性能をより向上できる。
【符号の説明】
【0058】
１…電子制御式機械時計、１Ｂ…電子制御式機械時計、４…時針、５…分針、６…秒針
、１０…ムーブメント、１０Ｂ…ムーブメント、１０Ｃ…ムーブメント、１１…ゼンマイ
、１２…香箱車、２０…輪列、２５…六番車、２６…増速歯車、３０…第１発電機、３０
Ｂ…第１発電機、３０Ｃ…第１発電機、３２…第１発電コイル、３２Ｂ…第１発電コイル
、３２Ｃ…第１発電コイル、３５…ローター、３５Ｂ…第１ローター、３５Ｃ…第１ロー
ター、３６…カナ、３６Ｂ…第１カナ、３６Ｃ…第１カナ、４０…第２発電機、４０Ｂ…
第２発電機、４０Ｃ…第２発電機、４２…第２発電コイル、４２Ｂ…第２発電コイル、４
２Ｃ…第２発電コイル、４５Ｂ…第２ローター、４５Ｃ…第２ローター、４６Ｂ…第２カ
ナ、４６Ｃ…第２カナ、５０…第１充電回路、５０Ｄ…第１充電回路、５１…第１のスイ
ッチ、５２…第２のスイッチ、５３…電界効果型トランジスター、５４…電界効果型トラ
ンジスター、５５…電界効果型トランジスター、５６…電界効果型トランジスター、５７
…ダイオード、５８…ダイオード、５９…コンデンサー、６０…第２充電回路、６０Ｅ…
第２充電回路、６１…第３のスイッチ、６２…第４のスイッチ、６３…電界効果型トラン
ジスター、６４…電界効果型トランジスター、６５…電界効果型トランジスター、６６…
電界効果型トランジスター、６７…ダイオード、６８…ダイオード、７０…制御部、７１
…発振回路、７２…回転検出回路、７３…制御回路、８０…蓄電装置、８１…第１の電源
ライン、８２…第２の電源ライン、８５…ダイオード、９０…電圧検出部、１００…水晶
振動子。
、１０…ムーブメント、１０Ｂ…ムーブメント、１０Ｃ…ムーブメント、１１…ゼンマイ
、１２…香箱車、２０…輪列、２５…六番車、２６…増速歯車、３０…第１発電機、３０
Ｂ…第１発電機、３０Ｃ…第１発電機、３２…第１発電コイル、３２Ｂ…第１発電コイル
、３２Ｃ…第１発電コイル、３５…ローター、３５Ｂ…第１ローター、３５Ｃ…第１ロー
ター、３６…カナ、３６Ｂ…第１カナ、３６Ｃ…第１カナ、４０…第２発電機、４０Ｂ…
第２発電機、４０Ｃ…第２発電機、４２…第２発電コイル、４２Ｂ…第２発電コイル、４
２Ｃ…第２発電コイル、４５Ｂ…第２ローター、４５Ｃ…第２ローター、４６Ｂ…第２カ
ナ、４６Ｃ…第２カナ、５０…第１充電回路、５０Ｄ…第１充電回路、５１…第１のスイ
ッチ、５２…第２のスイッチ、５３…電界効果型トランジスター、５４…電界効果型トラ
ンジスター、５５…電界効果型トランジスター、５６…電界効果型トランジスター、５７
…ダイオード、５８…ダイオード、５９…コンデンサー、６０…第２充電回路、６０Ｅ…
第２充電回路、６１…第３のスイッチ、６２…第４のスイッチ、６３…電界効果型トラン
ジスター、６４…電界効果型トランジスター、６５…電界効果型トランジスター、６６…
電界効果型トランジスター、６７…ダイオード、６８…ダイオード、７０…制御部、７１
…発振回路、７２…回転検出回路、７３…制御回路、８０…蓄電装置、８１…第１の電源
ライン、８２…第２の電源ライン、８５…ダイオード、９０…電圧検出部、１００…水晶
振動子。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】