特許 7421380 ステッピングモータ制御装置、ムーブメント、時計及びステッピングモータ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-16

(45)【発行日】2024-01-24

(54)【発明の名称】ステッピングモータ制御装置、ムーブメント、時計及びステッピングモータ制御方法

(51)【国際特許分類】

   G04C 3/14 20060101AFI20240117BHJP

   H02P 8/02 20060101ALI20240117BHJP

【ＦＩ】

G04C3/14 X

H02P8/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020045057

(22)【出願日】2020-03-16

(65)【公開番号】P2021148439

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】佐久本 和実

【審査官】榮永 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２０３１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－８５７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－４４３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－７７４８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－１６０２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０４Ｃ １／００ － ９９／００

Ｈ０２Ｐ ８／００ － ８／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指針を回転させるロータと、前記ロータを回転させるための磁束を発生させるコイルとを備えるステッピングモータを駆動させる駆動部と、
前記コイルに第１の電圧を供給する供給部と、
前記供給部が前記コイルに供給する前記第１の電圧を第２の電圧まで昇圧させる昇圧部と、
前記ロータが衝撃により回転した場合に発生する誘起電圧を検出する衝撃検出部と、
前記衝撃検出部が検出する結果に基づいて、前記昇圧部を制御する制御部と、
前記衝撃検出部が検出する誘起電圧が所定の閾値を超えた場合に、衝撃ありと判定する判定部とを備え、
前記制御部は、前記判定部が衝撃ありと判定してから所定時間が経過するまで、前記第２の電圧を前記供給部に供給させ続ける
ステッピングモータ制御装置。

【請求項2】

前記判定部は、複数の異なる閾値に基づいて、複数段階の衝撃の大きさを判定し、
前記制御部は、前記判定部が判定する前記複数段階の衝撃の大きさに基づいた大きさの前記第２の電圧となるように、前記昇圧部を制御する、
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記判定部が判定する前記複数段階の衝撃の大きさのうち、衝撃が大きいほど、前記供給部に供給される前記第２の電圧が大きくなるように、前記昇圧部を制御する
請求項２に記載のステッピングモータ制御装置。

【請求項4】

前記昇圧部は、前記第２の電圧が前記第１の電圧の２倍の電圧となるように、前記第１の電圧を昇圧する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置と、
前記ステッピングモータと
を備えるムーブメント。

【請求項6】

請求項５に記載のムーブメントを備える時計。

【請求項7】

指針を回転させるロータ、および前記ロータを回転させるための磁束を発生させるコイル、を備えるステッピングモータの前記ロータが衝撃により回転した場合に発生する誘起電圧を検出し、
検出した前記誘起電圧が所定の閾値を超えたか否かに基づいて前記衝撃の有無を判定し、
前記衝撃の有無の判定結果に基づいて、第１の電圧を第２の電圧まで昇圧し、
前記第２の電圧を前記ステッピングモータの前記コイルに供給する、
ステッピングモータ制御方法であって、
検出された誘起電圧が所定の閾値を超えた場合に、衝撃ありと判定し、
衝撃ありと判定されてから所定時間が経過するまで、前記第２の電圧を前記ステッピングモータの前記コイルに供給し続ける
ステッピングモータ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステッピングモータ制御装置、ムーブメント、時計及びステッピングモータ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、時計に与えられた衝撃を検出する技術として、ロータの振動に起因してコイルに発生する誘起電圧を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１７２６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような技術では、時計に与えられた衝撃を検出した場合に、ロータの回転を制動するためのパルス（制動パルス）をコイルに印加することにより針飛びを抑制していた。しかしながら、指針のモーメントと、衝撃によるエネルギーによっては、制動パルスをコイルに印加したにも関わらず、針飛びが発生してしまう場合がある。

【0005】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、指針の針飛びを抑止することができるステッピングモータ制御装置、ムーブメント、時計及びステッピングモータ制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、指針を回転させるロータと、前記ロータを回転させるための磁束を発生させるコイルとを備えるステッピングモータを駆動させる駆動部と、前記コイルに第１の電圧を供給する供給部と、前記供給部が前記コイルに供給する前記第１の電圧を第２の電圧まで昇圧させる昇圧部と、前記ロータが衝撃により回転した場合に発生する誘起電圧を検出する衝撃検出部と、前記衝撃検出部が検出する結果に基づいて、前記昇圧部を制御する制御部と、前記衝撃検出部が検出する誘起電圧が所定の閾値を超えた場合に、衝撃ありと判定する判定部とを備え、前記制御部は、前記判定部が衝撃ありと判定してから所定時間が経過するまで、前記第２の電圧を前記供給部に供給させ続ける。

【0008】

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記判定部は、複数の異なる閾値に基づいて、複数段階の衝撃の大きさを判定し、前記制御部は、前記判定部が判定する前記複数段階の衝撃の大きさに基づいた大きさの前記第２の電圧となるように、前記昇圧部を制御する。

【0009】

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記制御部は、前記判定部が判定する前記複数段階の衝撃の大きさのうち、衝撃が大きいほど、前記供給部に供給される前記第２の電圧が大きくなるように、前記昇圧部を制御する。

【0010】

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記昇圧部は、前記第２の電圧が前記第１の電圧の２倍の電圧となるように、前記第１の電圧を昇圧する。

【0011】

本発明の一態様に係るムーブメントは、上述したステッピングモータ制御装置と、前記ステッピングモータとを備える。

【0012】

本発明の一態様に係る時計は、上述したムーブメントを備える。

【0013】

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御方法は、指針を回転させるロータ、および前記ロータを回転させるための磁束を発生させるコイル、を備えるステッピングモータの前記ロータが衝撃により回転した場合に発生する誘起電圧を検出し、検出した前記誘起電圧が所定の閾値を超えたか否かに基づいて前記衝撃の有無を判定し、前記衝撃の有無の判定結果に基づいて、第１の電圧を第２の電圧まで昇圧し、前記第２の電圧を前記ステッピングモータの前記コイルに供給する方法であって、検出された誘起電圧が所定の閾値を超えた場合に、衝撃ありと判定し、衝撃ありと判定されてから所定時間が経過するまで、前記第２の電圧を前記ステッピングモータの前記コイルに供給し続ける。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、指針の針飛びを抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態に係る時計の機能構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係るモータ駆動回路、衝撃検出回路、昇圧回路及びステッピングモータの一例を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係るコイル両端の電圧波形の一例を示す図である。

【図4】第１の実施形態に係る時計の動作の一例を示す図である。

【図5】第１の実施形態に係るコイルに流れる電流波形の一例を示す図である。

【図6】第１の実施形態に係る針モーメント毎の針飛び数の一例をまとめた表である。

【図7】第１の実施形態に係る針モーメント毎の針飛び数の一例をまとめた表である。

【図8】第２の実施形態に係る時計の機能構成の一例を示す図である。

【図9】第２の実施形態に係るモータ駆動回路、昇圧回路及びステッピングモータの一例を示す図である。

【図10】第２の実施形態に係るコイル両端の電圧波形の一例を示す図である。

【図11】第２の実施形態に係る時計の動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［第１の実施形態］
図１から図７を参照しながら、第１の実施形態に係る時計の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る時計１の構成の一例を示す図である。同図に示すように、時計１は、発振回路１０１と、分周回路１０２と、制御回路（制御部）１０３と、主駆動パルス発生回路１０４と、補正駆動パルス発生回路１０５と、モータ駆動回路（駆動部）１０６と、ステッピングモータ１０７と、時計ケース１０８と、アナログ表示部１０９と、ムーブメント１１０と、指針１１１と、カレンダ表示部１１２と、回転検出回路１１３と、衝撃検出回路（衝撃検出部）１１４と、昇圧回路（昇圧部）１１５と、針飛び抑制パルス発生回路１１６とを備える。
以後、発振回路１０１と、分周回路１０２と、制御回路１０３と、主駆動パルス発生回路１０４と、補正駆動パルス発生回路１０５と、モータ駆動回路１０６と、回転検出回路１１３と、衝撃検出回路１１４と、昇圧回路１１５と、針飛び抑制パルス発生回路１１６とをステッピングモータ制御装置１０とも記載する。

【0017】

発振回路１０１は、所定の周波数を有する信号を発生させ、発生した信号を分周回路１０２に送信する。分周回路１０２は、発振回路１０１から受信した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生させ、発生した時計信号を制御回路１０３に送信する。制御回路１０３は、分周回路１０２から受信した時計信号等に基づいて、時計１の各部に制御信号を送信し、時計１の各部の動作を制御する。

【0018】

主駆動パルス発生回路１０４は、制御回路１０３から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１０７を駆動する主駆動パルスＰ１を発生させ、発生した主駆動パルスＰ１をモータ駆動回路１０６に出力する。主駆動パルスＰ１は、後述するステッピングモータ１０７のロータ２０２を１ステップ、すなわち１８０度正転方向に回転させるために出力される櫛歯状の電圧パルスである。なお、ここで言う正転方向は、指針１１１を時計周りに回転させるために後述するロータ２０２が回転する方向である。一方、逆転方向は、正転方向と反対の方向である。

【0019】

補正駆動パルス発生回路１０５は、制御回路１０３から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１０７を駆動する補正駆動パルスＰ２を発生させ、発生した補正駆動パルスＰ２をモータ駆動回路１０６に出力する。補正駆動パルスＰ２は、後述するステッピングモータ１０７のロータ２０２が主駆動パルスＰ１により正転方向に回転しなかった場合に出力される電圧パルスである。したがって、補正駆動パルスＰ２のデューティ比は、主駆動パルスＰ１のデューティ比より大きく設定されており、補正駆動パルスＰ２のエネルギーは、主駆動パルスＰ１のエネルギーより大きい。

【0020】

モータ駆動回路１０６は、主駆動パルス発生回路１０４から受信した主駆動パルスＰ１と、補正駆動パルス発生回路１０５から受信した補正駆動パルスＰ２に基づいて、ステッピングモータ１０７を駆動する。

【0021】

ステッピングモータ１０７は、モータ駆動回路１０６により駆動され、輪列を介して指針１１１を回転させる。

【0022】

回転検出回路１１３は、モータ駆動回路１０６がステッピングモータ１０７に主駆動パルスＰ１を供給した際の、ロータ２０２の回転を検出する。回転検出回路１１３がロータ２０２の回転に関する信号として、ロータ２０２の回転を検出しないことを示す信号を制御回路１０３に出力すると、制御回路１０３は補正駆動パルス発生回路１０５に、補正駆動パルスＰ２を出力させる。補正駆動パルスＰ２のエネルギーは主駆動パルスＰ１のエネルギーより大きいため、主駆動パルスＰ１を与えた場合に比べ、補正駆動パルスＰ２を与えた場合の方が、ロータ２０２は回転しやすくなる。

【0023】

衝撃検出回路１１４は、ステッピングモータ１０７が備えるロータ２０２が停止している際に、時計１の外部から与えられた衝撃によるロータ２０２の回転を検出する。衝撃検出回路１１４は、ロータ２０２の回転に関する信号として、検出した衝撃に関する信号を制御回路１０３に出力する。制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４から出力された衝撃に関する信号に基づいて、モータ駆動回路１０６を制御する。

【0024】

昇圧回路１１５は、制御回路１０３により制御され、モータ駆動回路１０６に供給する電圧を昇圧させる。具体的には、昇圧回路１１５は、モータ駆動回路１０６に供給する電圧を第１の電圧から、第２の電圧まで昇圧させる。以降の説明において、モータ駆動回路１０６には、電源電圧が供給される場合の一例について説明する。
制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４及び回転検出回路１１３から受信するロータ２０２の回転に関する信号に基づき、昇圧回路１１５がモータ駆動回路１０６に供給する電源電圧を制御する。

【0025】

針飛び抑制パルス発生回路１１６は、制御回路１０３から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１０７を駆動する針飛び抑制パルスを発生させ、発生した針飛び抑制パルスをモータ駆動回路１０６に出力する。衝撃検出回路１１４が時計１の外部から与えられた衝撃によるロータの回転を検出した場合に、針飛び抑制パルス発生回路１１６は、針飛び抑制パルスを発生させる。針飛び抑制パルスは、衝撃検出回路１１４が衝撃によるロータの回転を検出した直前の駆動パルスと同一の位相のパルスである。

【0026】

時計ケース１０８は、発振回路１０１と、分周回路１０２と、制御回路１０３と、主駆動パルス発生回路１０４と、補正駆動パルス発生回路１０５と、モータ駆動回路１０６と、ステッピングモータ１０７と、アナログ表示部１０９と、ムーブメント１１０と、指針１１１と、カレンダ表示部１１２と、回転検出回路１１３と、衝撃検出回路１１４と、昇圧回路１１５と、針飛び抑制パルス発生回路１１６とを収納している筐体である。

【0027】

アナログ表示部１０９は、目盛りが刻まれた文字盤である。ムーブメント１１０は、時計１の各部を駆動させるための機械式の機構である。指針１１１は、時針、分針、秒針その他の針を含む。カレンダ表示部１１２は、ステッピングモータ１０７により駆動され、日付を表示する。

【0028】

図２は、第１の実施形態に係るモータ駆動回路１０６、衝撃検出回路１１４、昇圧回路１１５及びステッピングモータ１０７の一例を示す図である。同図を参照しながら、第１の実施形態に係るモータ駆動回路１０６、衝撃検出回路１１４、昇圧回路１１５及びステッピングモータ１０７の構成の一例について説明する。
同図に示すように、ステッピングモータ１０７は、ステータ２０１と、ロータ２０２と、ロータ収納用貫通孔２０３と、内ノッチ２０４と、内ノッチ２０５と、外ノッチ２０６と、外ノッチ２０７と、磁心２０８と、コイル２０９とを備える。

【0029】

ステータ２０１は、Ｕ字状に湾曲しており、磁性材料で作製されている部材である。ロータ２０２は、円柱状に形成されており、ステータ２０１に形成されたロータ収納用貫通孔２０３に対して回転可能な状態で挿入されている。また、ロータ２０２は、着磁されているため、Ｎ極及びＳ極を有する。ロータ２０２は、正転方向に回転することにより輪列を介して指針１１１を時計周りに回転させ、逆転方向に回転することにより輪列を介して指針１１１を反時計周りに回転させる。

【0030】

内ノッチ２０４及び内ノッチ２０５は、ロータ収納用貫通孔２０３の壁面に形成された切り欠きであり、ステータ２０１に対するロータ２０２の停止位置を決定している。すなわち、例えば、図２に示すように、ロータ２０２は、コイル２０９が励磁されていない場合、磁極軸が内ノッチ２０４と内ノッチ２０５とを結ぶ線分と直交する位置で静止する。

【0031】

外ノッチ２０６及び外ノッチ２０７は、それぞれ湾曲しているステータ２０１の内側及び外側に形成されている切り欠きであり、ロータ収納用貫通孔２０３との間に過飽和部を形成している。ここで、過飽和部は、ロータ２０２の磁束により磁気飽和せず、コイル２０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなる部分である。

【0032】

磁心２０８は、磁性材料で作製されている棒状の部材であり、ステータ２０１の両端と接合されている。コイル２０９は、磁心２０８に巻き付けられており、端子ОＵＴ１に一端が接続されており、端子ОＵＴ２に他端が接続されている。
コイル２０９は、端子ОＵＴ１から端子ОＵＴ２に、又は端子ОＵＴ２から端子ОＵＴ１に電流が流れることにより、ロータ２０２を回転させるための磁束を発生させる。

【0033】

モータ駆動回路１０６は、トランジスタＴＰ１と、トランジスタＴＰ２と、トランジスタＴＮ１と、トランジスタＴＮ２とを備える。モータ駆動回路１０６は、ロータ２０２の磁極軸が内ノッチ２０４と内ノッチ２０５とを結ぶ線分と直交した状態で静止している場合において、モータ駆動回路１０６が備えるそれぞれのトランジスタのゲート電圧を制御することにより、ステッピングモータ１０７を制御する。

【0034】

トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２は、ｐチャネル型のトランジスタである。トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、ｎチャネル型のトランジスタである。
モータ駆動回路１０６は、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＮ２をオンさせることにより、昇圧回路１１５により供給される電源電圧をコイル２０９に印加し、端子ОＵＴ１から端子ОＵＴ２に電流を流す。
モータ駆動回路１０６は、トランジスタＴＰ２及びトランジスタＴＮ１をオンさせることにより、昇圧回路１１５により供給される電源電圧をコイル２０９に印加し、端子ОＵＴ２から端子ОＵＴ１に電流を流す。

【0035】

ここで、昇圧回路１１５と、モータ駆動回路１０６との接続点を供給部Ｐと記載する。供給部Ｐは、コイル２０９に電流を流すための電源電圧を昇圧回路１１５から供給する。昇圧回路１１５は、制御回路１０３から取得した昇圧指示信号ＩＢに基づき、供給部Ｐに電源電圧を印加する。

【0036】

モータ駆動回路１０６は、ロータ２０２を回転させたあとの駆動状態において、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２をオンし、コイル２０９の端子ОＵＴ１及び端子ОＵＴ２の電位を、それぞれ電源電位にすることで、コイル２０９の両端の電位を同電位に制御する。

【0037】

衝撃検出回路１１４は、トランジスタＴＰ３と、トランジスタＴＰ４と、電流検出抵抗Ｒ_Ｓ１と、電流検出抵抗Ｒ_Ｓ２とを備える。衝撃検出回路１１４は、制御回路１０３によって制御される。具体的には、制御回路１０３は、時計１の外部から与えられた衝撃によるロータ２０２の回転を検出する場合、トランジスタＴＰ１に代えてトランジスタＴＰ３を、トランジスタＴＰ２に代えてトランジスタＴＰ４を、オンさせる。この状態において、外部からの衝撃によりロータ２０２が回転すると、コイル２０９の両端（端子ОＵＴ１及び端子ОＵＴ２）には誘起電圧が発生する。衝撃検出回路１１４は、外部からの衝撃によりロータ２０２が回転した場合に発生する誘起電圧を検出する。
衝撃検出回路１１４は、検出した誘起電圧を制御回路１０３に出力する。

【0038】

なお、検出した誘起電圧が小さい場合において、制御回路１０３は、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４をスイッチング動作させることにより、発生した誘起電圧を増幅してもよい。
その場合、衝撃検出回路１１４は、衝撃判定回路（判定部）１１４１を備えていてもよい。衝撃判定回路１１４１は、増幅された誘起電圧が閾値を超えたか否かを判定する。衝撃判定回路１１４１は、判定した結果を制御回路１０３に出力する。

【0039】

図３は、第１の実施形態に係るコイル２０９両端の電圧波形の一例を示す図である。図３（Ａ）は端子ОＵＴ１の電位を、図３（Ｂ）は端子ОＵＴ２の電位をそれぞれ示す。
制御回路１０３は、駆動周期Ｔ１ごとに、主駆動パルス発生回路１０４に主駆動パルスＰ１を発生させ、指針１１１を運針させる。時計１は１秒ごとに指針１１１を運針させるため、駆動周期Ｔ１は１秒である。この一例において、制御回路１０３は、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１５において、主駆動パルスＰ１を発生させている。

【0040】

制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１を発生させたのち、所定の回転検出区間Ｔ２の間、ロータ２０２が回転したか否かを監視する。制御回路１０３は、回転検出回路１１３がロータ２０２の回転を検出しない場合、補正駆動パルス発生回路１０５に補正駆動パルスＰ２を出力させる。回転検出区間Ｔ２の間に、回転検出回路１１３がロータ２０２の回転を検出した場合、補正駆動パルスＰ２は出力される。図３に示す一例では、回転検出区間Ｔ２の詳しい動作は図示していないが、回転検出回路１１３がロータ２０２の回転を検出した場合を示しており、制御回路１０３は、補正駆動パルス発生回路１０５から補正駆動パルスＰ２を発生させない。

【0041】

制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２の後、時計１の外部から与えられた衝撃によるロータ２０２の回転を、所定の期間検出する（衝撃検出区間Ｔ３）。制御回路１０３は、衝撃検出区間Ｔ３において、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４をスイッチング動作させることにより、発生した誘起電圧を増幅させる。
同図に示す一例では、衝撃検出区間Ｔ３の期間である時刻ｔ１２において衝撃が発生している。時刻ｔ１２において衝撃が発生しているため、端子ОＵＴ１の電位は、誘起電圧により降下する。時刻ｔ１２において降下した電位は、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３において、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４のスイッチング動作により増幅される。増幅された電位は、時刻ｔ１３において所定の閾値Ｖｔｈを超える。所定の閾値Ｖｔｈとは、例えば衝撃判定回路１１４１が備えるインバータの入力閾値である。衝撃判定回路１１４１は、衝撃により生じた誘起電圧が所定の閾値Ｖｔｈを超えた場合に衝撃ありと判定し、判定結果を制御回路１０３に出力する。

【0042】

制御回路１０３は、衝撃判定回路１１４１が衝撃を検出すると、昇圧回路１１５に対し昇圧指示信号ＩＢを出力する。昇圧指示信号ＩＢとは、昇圧回路１１５に電源電圧を昇圧させるための信号である。時刻ｔ１４における針飛び抑制パルスＰ３は、時刻ｔ１２において発生した衝撃に対する針飛び抑制パルスＰ３であるため、その直前に印加した主駆動パルスＰ１（つまり、時刻ｔ１１において印加した主駆動パルスＰ１）と同位相のパルスである。
この一例において、昇圧回路１１５は、電源電圧を、主駆動パルスＰ１印加時（すなわち、非昇圧時）の電位Ｌの２倍である電位２Ｌに昇圧している。

【0043】

なお、昇圧回路１１５は、昇圧を行った後、所定の期間、昇圧された電位を維持し続けてもよい。その場合、制御回路１０３は、衝撃判定回路１１４１が衝撃ありと判定してから所定時間が経過するまで、昇圧された電源電圧（第２の電圧）を供給部Ｐに供給させ続ける。制御回路１０３は、衝撃判定回路１１４１が衝撃ありと判定してから所定時間が経過後、昇圧された電源電圧を、非昇圧時の電源電圧に降圧する。

【0044】

なお、衝撃検出区間Ｔ３のうち、複数回の衝撃を検出した場合は、複数回の針飛び抑制パルスＰ３を発生させてもよい。その場合、昇圧回路１１５は、所定の期間、昇圧された電位を維持し続けているため、再度の昇圧をしなくとも、昇圧された電源電圧を供給部Ｐに印加することができる。

【0045】

図４は、第１の実施形態に係る時計１の動作の一例を示す図である。同図を参照しながら時計１の動作の一例について説明する。同図を参照しながら説明する時計１の動作の一例は、駆動周期Ｔ１における動作の一例である。すなわち、時計１は、駆動周期Ｔ１ごとに同図に示す動作を繰り返す。

【0046】

（ステップＳ１１０）制御回路１０３は、主駆動パルス発生回路１０４に主駆動パルスＰ１を出力させることにより、ステッピングモータ１０７を駆動する。
（ステップＳ１２０）制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したか否かを判定する。制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したことを判定するまで、この判定を繰り返す（ステップＳ１２０；ＮＯ）。制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したことを判定した場合には処理を、ステップＳ１３０に進める。
（ステップＳ１３０）制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４により時計１が外部から衝撃を受けたか否かを検出する。制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出した場合（ステップＳ１３０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１４０に進める。制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出しない場合（ステップＳ１３０；ＮＯ）には、処理をステップＳ１５０に進める。

【0047】

（ステップＳ１４０）制御回路１０３は、昇圧回路１１５に昇圧指示信号ＩＢを出力させ、針飛び抑制パルス発生回路１１６に針飛び抑制パルスＰ３を発生させる。モータ駆動回路１０６は、昇圧された電源電圧を印加することによりコイル２０９を励磁し、ロータ２０２が衝撃により回転してしまうことを防ぐ。
（ステップＳ１５０）制御回路１０３は、衝撃検出区間Ｔ３が終了していない場合（ステップＳ１５０；ＮＯ）には、処理をステップＳ１３０に進める。制御回路１０３は、衝撃検出区間Ｔ３が終了した場合（ステップＳ１５０；ＹＥＳ）には、処理を終了する。

【0048】

図５は、第１の実施形態に係るコイルに流れる電流波形の一例を示す図である。同図において横軸は時刻を示し、縦軸はコイル２０９に流れる電流を示す。波形Ｗ１は非昇圧時の波形であり、例えば電源電圧が１．５７Ｖの場合の波形である。波形Ｗ２は昇圧時の波形であり、例えば電源電圧が３Ｖの場合の波形である。

【0049】

時刻０ｍｓ（ミリ秒）の時点において、制御回路１０３は、針飛び抑制パルスＰ３を発生させる。針飛び抑制パルスＰ３の発生と同時に、コイル２０９に電流が流れ始める。同図に示す一例においては、２ｍｓ後の時点において、ほぼ目標の電流値に達している。電流値が目標値に達するまでの時間はコイル２０９のインダクタンス成分等に依存する。
なお。与えられた衝撃からロータ２０２の回転を抑制するには、より早く目標の電流値に達することが望ましく、そのためには、昇圧の時間を短くすることが望ましい。例えば、昇圧回路１１５が不図示のチャージポンプにより昇圧する構成とする場合、昇圧時の電源電圧値を非昇圧時の２倍（すなわち、第２の電圧が第１の電圧の２倍の電圧となるように）と設定することで、より早く目標の電流値に達することができる。

【0050】

［第１の実施形態のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、ステッピングモータ制御装置１０は、衝撃検出回路１１４を備えることにより、時計１の外部から与えられた衝撃を検出する。ステッピングモータ制御装置１０は、モータ駆動回路１０６と、供給部Ｐと、昇圧回路１１５と、制御回路１０３とを備えることにより、時計１の外部から与えられた衝撃を検出した場合に、ステッピングモータ１０７に昇圧した電源電圧を印加し、コイル２０９を励磁する。したがって、本実施形態によれば、衝撃によりロータ２０２が意図しない回転をしてしまうことを抑止することができる。

【0051】

ここで、時計１が備える指針１１１の針モーメントが大きいほど、大きなエネルギーの針飛び抑制パルスＰ３を与えなければ、衝撃に対する針飛びの発生を抑止することはできない。したがって、時計１が備える指針１１１の針モーメントは小さければ、衝撃に対する針飛びの発生を抑止することができる。一方、時計１のデザイン性を考慮して、針モーメントの大きな指針１１１が採用される場合がある。本実施形態においては、時計１の外部から与えられた衝撃を検出した場合に、ステッピングモータ１０７に昇圧した電源電圧を印加するため、針モーメントが大きい指針１１１を採用した場合においても、針飛びを抑止することができる。

【0052】

図６は、第１の実施形態に係る針モーメント毎の針飛び数の一例をまとめた表である。同図では、針飛び数を、“衝撃検出無し”の場合と、“衝撃検出有り”の場合と、に分けてまとめている。同図は、ハンマー衝撃試験器により、時計１の外部から地上５０ｃｍ（センチメートル）落下に相当にする衝撃を与えた場合の針飛び数の結果である。“衝撃検出無し”に示す結果は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出した場合においても、針飛び抑制パルスＰ３を与えない場合の結果である。“衝撃検出有り”に示す結果は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出した場合に、針飛び抑制パルスＰ３を与えた場合の結果である。
図６において、針モーメントの単位は、ｍｇ・ｍｍ（ミリグラム・ミリメートル）で示され、針飛び数はｓｔｅｐ数で示される。ｓｔｅｐ数とは、ロータ２０２の回転に応じた値であり、ロータ２０２が１８０度回転することを１ｓｔｅｐと称する。

【0053】

図６に示すように、針飛び抑制パルスＰ３を与えない場合において、針モーメントが７ｍｇ・ｍｍでは針飛びが発生しない。しかしながら、針モーメントが１０ｍｇ・ｍｍ以上では１ｓｔｅｐの針飛びが発生する。
針飛び抑制パルスＰ３を与えた場合においては、１０ｍｇ・ｍｍ以下の針モーメントでは針飛びが発生しない。しかしながら、針モーメントが１５ｍｇ・ｍｍ以上の針モーメントでは２ｓｔｅｐの針飛びが発生する。ここで、針飛び抑制パルスＰ３を与えない場合に比べて、針飛び抑制パルスＰ３を与えた場合の方が針飛び数は大きくなる。針飛び抑制パルスＰ３を与えた場合、コイル２０９が励磁されることにより、衝撃によるロータ２０２の回転が大きいと、ロータ２０２の位相が１８０度進んだ（又は遅れた）状態において、ステータ２０１とロータ２０２とが反発しあい、さらに１８０度進める駆動力を得るためである。

【0054】

図７は、第１の実施形態に係る針モーメント毎の針飛び数の一例をまとめた表である。同図では、針飛び数を、“印加電圧１．５７Ｖ”の場合と、“印加電圧３Ｖ”の場合と、に分けてまとめている。同図は、図６と同様に、ハンマー衝撃試験器により、時計１の外部から地上５０ｃｍ落下に相当にする衝撃を与えた場合の針飛び数の結果である。“１．５７Ｖ”に示す結果は、針飛び抑制パルスＰ３を非昇圧状態（１．５７Ｖ）で与えた場合の結果である。“３Ｖ”に示す結果は、針飛び抑制パルスＰ３を昇圧状態（３Ｖ）で与えた場合の結果である。
図７においても、図６と同様に針モーメントの単位を、ｍｇ・ｍｍで示し、針飛び数をｓｔｅｐ数で示す。

【0055】

図７に示すように、針飛び抑制パルスＰ３を非昇圧状態（１．５７Ｖ）で与えた場合においては、１０ｍｇ・ｍｍ以下の針モーメントでは針飛びが発生しない。しかしながら、針モーメントが１５ｍｇ・ｍｍ以上では２ｓｔｅｐの針飛びが発生する。
針飛び抑制パルスＰ３を昇圧状態（３Ｖ）で与えた場合においては、１５ｍｇ・ｍｍ以下の針モーメントでは針飛びが発生しない。しかしながら、針モーメントが２０ｍｇ・ｍｍ以上では２ｓｔｅｐの針飛びが発生する。
したがって、針飛び抑制パルスＰ３を非昇圧状態（１．５７Ｖ）で与えた場合にくらべ、針飛び抑制パルスＰ３を昇圧状態（３Ｖ）で与えた場合の方が、針飛びを抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態によれば、昇圧回路１１５は、昇圧を行った後、所定の期間、昇圧された電位を維持し続ける。
ここで、所定期間内に複数の衝撃が与えられる場合がある。例えば、時計１に対して落下等により振動が与えられた場合、１度目の衝撃の後、短い期間内（例えば１秒以内）に、２度目の衝撃がある場合がある。このような場合において、制御回路１０３針飛び抑制パルスＰ３を与えるたびに昇圧及び降圧を行うと、衝撃の回数だけ昇圧及び降圧を繰り返すことになる。

【0057】

本実施形態によれば、昇圧回路１１５は、昇圧を行った後、所定の期間、昇圧された電位を維持し続けるため、複数の衝撃に対して、複数回の昇圧及び降圧を繰り返すことがない。したがって、昇圧及び降圧に伴う消費電力を抑制することができる。また、本実施形態によれば、２度目以降の衝撃に対しては昇圧に要する時間がないため、衝撃を検出してから、昇圧されるまでの期間を要しない。したがって、本実施形態によれば、より大きなエネルギーで針飛び抑制パルスＰ３を与えることができる。

【0058】

［第２の実施形態］
図８から図１１を参照しながら、第２の実施形態に係る時計１Ａの一例について説明する。図８は、第２の実施形態に係る時計１Ａの機能構成の一例を示す図である。同図に示す時計１Ａは、時計１の変形例である。時計１Ａは、衝撃力判別回路１１７を備える点において、時計１とは異なる。図１で説明した構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。衝撃力判別回路１１７は、第１の実施形態において説明した衝撃判定回路１１４１の一例である。

【0059】

時計１Ａは、ステッピングモータ制御装置１０Ａを備える。ステッピングモータ制御装置１０Ａは、ステッピングモータ制御装置１０の一例である。ステッピングモータ制御装置１０Ａは、衝撃力判別回路１１７を備える点においてステッピングモータ制御装置１０とは異なる。
衝撃力判別回路１１７は、時計１に外部から与えられる衝撃の大きさを判別する。具体的には、衝撃力判別回路１１７は、複数の異なる閾値を有し、衝撃検出回路１１４が出力する電位に基づき、衝撃の大きさを複数段階に判定する。

【0060】

図９は、第２の実施形態に係るモータ駆動回路、昇圧回路及びステッピングモータの一例を示す図である。同図を参照しながら、衝撃力判別回路１１７について説明する。図２で説明した内容については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。
衝撃力判別回路１１７は、インバータ１１７１と、インバータ１１７２と、ＯＲ回路１１７３と、インバータ１１７４と、インバータ１１７５と、ＯＲ回路１１７６とを備える。
インバータ１１７１及びインバータ１１７４の入力端子には、それぞれコイル２０９の一端である端子ОＵＴ１の電位が入力される。インバータ１１７２及びインバータ１１７５の入力端子には、それぞれコイル２０９の他端である端子ОＵＴ２の電位が入力される。

【0061】

衝撃検出区間Ｔ３において、端子ОＵＴ１及び端子ОＵＴ２の電位は電源電圧と同電位であるため、衝撃力判別回路１１７が備えるそれぞれのインバータには、Ｈレベルの電位が入力される。すなわち、衝撃を検出していない状態において、ＯＲ回路１１７３及びＯＲ回路１１７６の出力電位はそれぞれローレベルである。
ＯＲ回路１１７３及びＯＲ回路１１７６は、いずれかのインバータに入力される電位が、インバータの入力閾値を超えた場合に、ハイレベルを出力する。

【0062】

この一例において、インバータ１１７１及びインバータ１１７２の入力閾値は高く、インバータ１１７４及びインバータ１１７５の入力閾値は低く設定されている。すなわち、時計１に与えられる衝撃が小さい場合には、インバータ１１７１及びインバータ１１７２に接続されるＯＲ回路１１７３のみがハイレベルを出力する。時計１に与えられる衝撃が大きい場合には、更に、インバータ１１７４及びインバータ１１７５に接続されるＯＲ回路１１７６に接続されるＯＲ回路１１７６がハイレベルを出力する。よって、衝撃力判別回路１１７は、衝撃の大きさを検出することができる。

【0063】

衝撃力判別回路１１７は、判定した衝撃の大きさを、制御回路１０３に出力する。制御回路１０３は、供給部Ｐに供給される電源電圧を、衝撃力判別回路１１７が判定した複数段階の衝撃の大きさに基づいた大きさの第２の電圧となるように昇圧回路１１５を制御する。
制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７が判定した複数段階の衝撃の大きさのうち、衝撃の大きさが大きい場合には、昇圧回路１１５に昇圧させることにより供給部Ｐに高い電源電圧を供給する。制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７が判定した複数段階の衝撃の大きさのうち、衝撃の大きさが小さい場合には、昇圧回路１１５に昇圧させないことにより供給部Ｐに低い電源電圧である通常駆動時の電源電圧を供給する。すなわち、制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７が判定する複数段階の衝撃の大きさのうち、衝撃が大きいほど、供給部Ｐに供給される第２の電圧が大きくなるように、昇圧回路１１５を制御する。

【0064】

図１０は、第２の実施形態に係るコイル２０９の両端の電圧波形の一例を示す図である。図１０（Ａ）は端子ОＵＴ１の電位を示し、図１０（Ｂ）は端子ОＵＴ２の電位を示し、図１０（Ｃ）は制御回路１０３が出力する昇圧指示信号ＩＢを示し、図１０（Ｄ）はコイル２０９の両端の電位を示す。同図には、衝撃検出区間Ｔ３におけるそれぞれの電位の時間変化を示している。同図を参照しながら、衝撃検出区間Ｔ３において、小さい衝撃を検出した場合と、大きい衝撃を検出した場合の、それぞれの動作を説明する。
この一例において、小さい衝撃とは、時計１の外部から与えられる衝撃力が小さい衝撃であり、大きい衝撃とは、時計１の外部から与えられる衝撃力が大きい衝撃である。

【0065】

時刻ｔ２１において、時計１の外部から衝撃が与えられる。時刻ｔ２１における衝撃は、小さい衝撃である。時刻ｔ２１において衝撃が発生しているため、端子ОＵＴ１の電位は、誘起電圧により降下する。時刻ｔ２１において降下した電位は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２において、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４のスイッチング動作により増幅される。増幅された電位は、時刻ｔ２２において第１の閾値Ｖｔｈ１を超える。第１の閾値Ｖｔｈ１とは、例えばインバータ１１７１及びインバータ１１７２の入力閾値である。ＯＲ回路１１７３は、衝撃により生じた誘起電圧が第１の閾値Ｖｔｈ１を超えた場合に小さい衝撃ありと判定し、ハイレベルを制御回路１０３に出力する。

【0066】

時刻ｔ２２において、制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７から小さい衝撃ありの信号を取得すると、針飛び抑制パルスＰ３を出力する。時刻ｔ２１により発生した衝撃は、小さい衝撃のため、制御回路１０３は、昇圧指示信号ＩＢを出力しない。したがって、コイル２０９の両端には、非昇圧時の電源電圧Ｌによる針飛び抑制パルスＰ３２が印加される。

【0067】

時刻ｔ３１において、時計１の外部から衝撃が与えられる。時刻ｔ３１における衝撃は、大きい衝撃である。時刻ｔ３１において衝撃が発生しているため、端子ОＵＴ２の電位は、誘起電圧により降下する。時刻ｔ３１において降下した電位は、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２において、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４のスイッチング動作により増幅される。増幅された電位は、時刻ｔ３２において第２の閾値Ｖｔｈ２を超える。第２の閾値Ｖｔｈ２とは、例えばインバータ１１７４及びインバータ１１７５の入力閾値である。ＯＲ回路１１７６は、衝撃により生じた誘起電圧が第２の閾値Ｖｔｈ２を超えた場合に大きい衝撃ありと判定し、ハイレベルを制御回路１０３に出力する。

【0068】

時刻ｔ３２において、制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７から大きい衝撃ありの信号を取得すると、針飛び抑制パルスＰ３を出力する。時刻ｔ３１により発生した衝撃は、大きい衝撃のため、制御回路１０３は、昇圧指示信号ＩＢを出力する。したがって、コイル２０９の両端には、昇圧時の電源電圧２Ｌによる針飛び抑制パルスＰ３３が印加される。

【0069】

図１１は、第２の実施形態に係る時計１Ａの動作の一例を示す図である。同図を参照しながら時計１Ａの動作の一例について説明する。同図を参照しながら説明する時計１Ａの動作の一例は、駆動周期Ｔ１における動作の一例である。すなわち、時計１Ａは、駆動周期Ｔ１ごとに同図に示す動作を繰り返す。

【0070】

（ステップＳ２１０）制御回路１０３は、主駆動パルス発生回路１０４に主駆動パルスＰ１を出力させることにより、ステッピングモータ１０７を駆動する。
（ステップＳ２２０）制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したか否かを判定する。制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したことを判定するまで、この判定を繰り返す（ステップＳ２２０；ＮＯ）。制御回路１０３は、所定の回転検出区間Ｔ２が終了したことを判定した場合には処理を、ステップＳ２３０に進める。
（ステップＳ２３０）制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４により時計１が外部から衝撃を受けたか否かを検出する。制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出した場合（ステップＳ２３０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ２４０に進める。制御回路１０３は、衝撃検出回路１１４が衝撃を検出しない場合（ステップＳ２３０；ＮＯ）には、処理をステップＳ１５０に進める。

【0071】

（ステップＳ２４０）制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７が判別する衝撃の大きさが大きい場合（すなわち、第２の閾値を超えている場合）（ステップＳ２４０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ２５０に進める。制御回路１０３は、衝撃力判別回路１１７が判別する衝撃の大きさが小さい場合（すなわち、第２の閾値を超えていない場合）（ステップＳ２４０；ＮＯ）には、処理をステップＳ２６０に進める。
（ステップＳ２５０）制御回路１０３は、昇圧回路１１５に電源電圧を昇圧させ、針飛び抑制パルスＰ３を出力する。
（ステップＳ２６０）制御回路１０３は、昇圧回路１１５に電源電圧を維持させ、針飛び抑制パルスＰ３を出力する。
（ステップＳ２７０）制御回路１０３は、衝撃検出区間Ｔ３が終了していない場合（ステップＳ２７０；ＮＯ）には、処理をステップＳ２３０に進める。制御回路１０３は、衝撃検出区間Ｔ３が終了した場合（ステップＳ２７０；ＹＥＳ）には、処理を終了する。

【0072】

［第２の実施形態のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、ステッピングモータ制御装置１０は、衝撃力判別回路１１７を備えることにより、時計１の外部から与えられる衝撃の大きさを検出することができる。また、ステッピングモータ制御装置１０は、衝撃の大きさを検出することができるため、衝撃の大きさに応じたエネルギーによりコイル２０９を励磁することができる。
したがって、第２の実施形態によれば、大きな衝撃が与えられたときに、高い電位で例示することにより、衝撃による針飛びを抑止することができる。

【0073】

また、第２の実施形態によれば、衝撃の大きさに応じて必要なエネルギーを与えることで、エネルギーを抑止することができる。すなわち、第２の実施形態によれば、電池のエネルギーを効率よく使うことができる。

【0074】

なお、上述した時計１が備える機能の全部又は一部は、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、このプログラムがコンピュータシステムにより実行されてもよい。コンピュータシステムは、ＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、インターネット等のネットワーク上のサーバ等が備える揮発性メモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）である。なお、揮発性メモリは、一定時間プログラムを保持する記録媒体の一例である。

【0075】

また、上述したプログラムは、伝送媒体、例えば、インターネット等のネットワーク、電話回線等の通信回線により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

【0076】

また、上記プログラムは、上述した機能の全部又は一部を実現するプログラムであってもよい。なお、上述した機能の一部を実現するプログラムは、上述した機能をコンピュータシステムに予め記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるプログラム、いわゆる差分プログラムであってもよい。

【0077】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、具体的な構成が上述した実施形態に限られるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0078】

１…時計、１０１…発振回路、１０２…分周回路、１０３…制御回路、１０４…主駆動パルス発生回路、１０５…補正駆動パルス発生回路、１０６…モータ駆動回路、１０７…ステッピングモータ、１０８…時計ケース、１０９…アナログ表示部、１１０…ムーブメント、１１１…指針、１１２…カレンダ表示部、１１３…回転検出回路、１１４…衝撃検出回路、１１５…昇圧回路、１１６…針飛び抑制パルス発生回路、１１７…衝撃力判別回路、１１４１…衝撃判定回路、２０１…ステータ、２０２…ロータ、２０３…ロータ収納用貫通孔、２０４…内ノッチ、２０５…内ノッチ、２０６…外ノッチ、２０７…外ノッチ、２０８…磁心、２０９…コイル、Ｐ…供給部、Ｐ１…主駆動パルス、Ｐ２…補正駆動パルス、Ｐ３…針飛び抑制パルス、Ｔ１…駆動周期、Ｔ２…回転検出区間、Ｔ３…衝撃検出区間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】