特許 7575292 機械式時計

(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】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】機械式時計

(51)【国際特許分類】

   G04B 17/00 20060101AFI20241022BHJP

   G04B 18/02 20060101ALI20241022BHJP

   G04C 10/00 20060101ALI20241022BHJP

   G04C 3/04 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G04B17/00 B

G04B18/02 Z

G04C10/00 C

G04C3/04 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021023509

(22)【出願日】2021-02-17

(65)【公開番号】P2022125746

(43)【公開日】2022-08-29

【審査請求日】2023-09-21

(73)【特許権者】

【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】田京 祐

(72)【発明者】

【氏名】阿部 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】仁井田 優作

(72)【発明者】

【氏名】白井 琢矢

【審査官】榮永 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－３８２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５０９５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－９８２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５９５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０４Ｂ１／００－９９／００

Ｇ０４Ｃ１／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
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、
前記永久磁石の正逆回転運動により逆起電圧が生じるコイルと、
前記永久磁石の外周に沿うように設けられる第１端部と、前記永久磁石の外周に沿うように設けられると共に前記永久磁石を介して前記第１端部に対向して配置される第２端部と、を含み、前記コイルと共に磁気回路を形成する軟磁性コアと、
前記逆起電圧に基づいて発生する電力によって駆動し、前記逆起電圧と、基準信号源の基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う制御回路と、
を有し、
前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイが自然長の状態において、着磁方向が前記第１端部又は前記第２端部の側を向くように配置されている、
機械式時計。

【請求項2】

前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイが自然長の状態において、着磁方向が前記第１端部と前記第２端部との対向方向と同方向となるように配置されている、
請求項１に記載の機械式時計。

【請求項3】

前記軟磁性コアは、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離する第１分離部と、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離すると共に前記永久磁石を介して前記第１分離部と対向して配置される第２分離部とを含み、
前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイが自然長の状態において、着磁方向が前記第１分離部と前記第２分離部との対向方向と直交するように配置されている、
請求項１又は２に記載の機械式時計。

【請求項4】

前記軟磁性コアは、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離する第１分離部と、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離すると共に前記永久磁石を介して前記第１分離部と対向して配置される第２分離部とを含み、
前記永久磁石は、Ｎ極部とＳ極部とを含み、前記ヒゲゼンマイが自然長の状態において、前記Ｎ極部と前記Ｓ極部の境界が前記第１分離部と前記第２分離部とを結ぶ帯状領域と重なるように配置されている、
請求項１又は２に記載の機械式時計。

【請求項5】

前記テン輪は、前記ヒゲゼンマイが自然長の状態において、当該テン輪の正逆回転運動に必要な動力が動力源から供給される動力供給位置にある、
請求項１～４のいずれか１項に記載の機械式時計。

【請求項6】

前記永久磁石は、前記動力供給位置から正方向又は逆方向に１８０°回転する間に検出される前記逆起電圧が同極性となるように配置されている、
請求項５に記載の機械式時計。

【請求項7】

前記逆起電圧に基づいて検出信号を検出する回転検出回路と、
前記基準振動数に基づいて基準信号を出力する分周回路と、
前記テン輪の正逆回転運動を制御する調速パルスを出力する調速パルス出力回路と、を有し、
前記制御回路は、前記検出信号の検出タイミングと、前記基準信号の出力タイミングとに基づいて前記調速パルス出力回路を制御する、
請求項１～６のいずれか１項に記載の機械式時計。

【請求項8】

前記調速パルス出力回路は、
前記検出信号の検出タイミングが、前記基準信号の出力タイミングよりも早い場合、前記コイルの第１端子又は第２端子のいずれか一方に前記調速パルスを出力し、
前記検出信号の検出タイミングが、前記基準信号の出力タイミングよりも遅い場合、前記第１端子又は前記第２端子のいずれか他方に前記調速パルスを出力する、
請求項７に記載の機械式時計。

【請求項9】

前記調速パルス出力回路は、出力期間が互いに異なる複数の前記調速パルスを出力可能に構成される、
請求項７又は８に記載の機械式時計。

【請求項10】

前記調速パルス出力回路は、デューティ比が互いに異なる複数の前記調速パルスを出力可能に構成される、
請求項７～９のいずれか１項に記載の機械式時計。

【請求項11】

前記調速パルス出力回路は、前記基準信号の出力タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングのズレ量に応じた前記調速パルスを出力する、
請求項９又は１０に記載の機械式時計。

【請求項12】

前記基準信号の出力タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングのズレ量を蓄積する蓄積部を有し、
前記調速パルス出力回路は、前記蓄積部に蓄積されたズレ量に応じた前記調速パルスを出力する、
請求項１１に記載の機械式時計。

【請求項13】

前記逆起電圧に対応して前記コイルに生じる電流を整流する整流回路を有し、
前記整流回路に含まれるダイオードは１つである、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の機械式時計。

【請求項14】

前記第１端部と前記第２端部には、前記永久磁石の保持トルクを低減する、互いに対向する一対のノッチが形成されている、
請求項１～１３のいずれか１項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には、心棒（テン真）に取り付けられた磁石の運動に基づいて発電すると共にテンプの回転の周期を観測することで歩度調整を行う機能を備える機械式時計が開示されている（例えば、特許文献１の段落００７２、００７３、図２７等）。また、特許文献２には、４つのダイオードを含む整流器を用いて全波整流して得た電力により発電を行う構成が開示されている（例えば、特許文献２の図１３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－３８２０６号公報

【文献】特開２０１９－１１３５４８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、テン真の運動に伴う磁石の運動により生じる電力は微小であることから、効率よく電力を取り出す工夫が必要となる。しかしながら、特許文献２のように、複数のダイオードを含む整流器により全波整流を行う場合、ダイオードの数に応じた電圧降下が生じ、電力損失が生じてしまう。

【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、電磁的な手段を用いて歩度調整を行う機械式時計において、電力を効率良く取り出すことにある。

【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、前記永久磁石の外周に沿うように設けられる第１端部と、前記永久磁石の外周に沿うように設けられると共に前記永久磁石を介して前記第１端部に対向して配置される第２端部と、を含み、前記コイルと共に磁気回路を形成する軟磁性コアと、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と、基準信号源の基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う制御回路と、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電流を整流する整流回路と、前記整流回路により整流された電流に基づいて前記制御回路を駆動させる電源回路と、を有し、前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が前記第１端部又は前記第２端部の側を向くように配置されている、機械式時計。

【0007】

（２）（１）において、前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が前記第１端部と前記第２端部との対向方向と同方向となるように配置されている、機械式時計。

【0008】

（３）（１）又は（２）において、前記軟磁性コアは、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離する第１分離部と、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離すると共に前記永久磁石を介して前記第１分離部と対向して配置される前記第２分離部とを含み、前記永久磁石は、前記ヒゲゼンマイが前記中立位置にある状態において、着磁方向が前記第１分離部と前記第２分離部との対向方向と直交するように配置されている、機械式時計。

【0009】

（４）（１）又は（２）において、前記軟磁性コアは、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離する第１分離部と、前記第１端部と前記第２端部との磁気的な結合を分離すると共に前記永久磁石を介して前記第１分離部と対向して配置される前記第２分離部とを含み、前記永久磁石は、Ｎ極部とＳ極部とを含み、前記ヒゲゼンマイが前記中立位置にある状態において、前記Ｎ極部と前記Ｓ極部の境界が前記第１分離部と前記第２分離部とを結ぶ仮想的な帯状領域と重なるように配置されている、機械式時計。

【0010】

（５）（１）～（４）のいずれかにおいて、前記テン輪は、前記ヒゲゼンマイが前記中立位置にある状態において、前記動力源からの動力が供給される動力供給位置にある、機械式時計。

【0011】

（６）（５）において、前記永久磁石は、前記動力供給位置から正方向又は逆方向に１８０°回転するまで間に検出される前記検出電圧が同極性となるように配置されている、機械式時計。

【0012】

（７）（１）～（６）のいずれかにおいて、前記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、前記テン輪の運動を制御する調速パルスを出力する調速パルス出力回路と、を有し、前記制御回路は、前記検出信号の検出タイミングと、前記基準振動数に基づく基準信号の出力タイミングとに基づいて前記調速パルス出力回路を制御する、機械式時計。

【0013】

（８）（７）において、前記調速パルス出力回路は、前記検出信号の検出タイミングが、前記基準信号の出力タイミングよりも早い場合、前記コイルの第１端子又は第２端子のいずれか一方に前記調速パルスを出力し、前記検出信号の検出タイミングが、前記基準信号の出力タイミングよりも遅い場合、前記第１端子又は前記第２端子のいずれか他方に前記調速パルスを出力する、機械式時計。

【0014】

（９）（７）又は（８）において、前記調速パルス出力回路は、出力期間が互いに異なる複数の前記調速パルスを出力可能に構成される、機械式時計。

【0015】

（１０）（７）～（９）のいずれかにおいて、前記調速パルス出力回路は、デューティ比が互いに異なる複数の前記調速パルスを出力可能に構成される、機械式時計。

【0016】

（１１）（９）又は（１０）において、前記調速パルス出力回路は、前記基準信号の出力タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングのズレ量に応じた前記調速パルスを出力する、機械式時計。

【0017】

（１２）（１１）において、前記基準信号の出力タイミングに対する前記検出信号の検出タイミングのズレ量を蓄積する蓄積部を有し、前記調速パルス出力回路は、前記蓄積部に蓄積されたズレ量に応じた前記調速パルスを出力する、機械式時計。

【0018】

（１３）（１）～（１２）のいずれかにおいて、前記テン輪の回転軸に対して所定方向に設けられると共に、前記テン輪の正逆回転運動における正方向運動及び逆方向運動のそれぞれにおける途中期間において前記テン輪に作用して、前記テン輪を減速させる減速手段をさらに有し、前記テン輪は、周方向の一部に形成されると共に前記減速手段により作用される被作用部を含む、機械式時計。

【0019】

（１４）（１３）において、前記制御回路は、前記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おいて、前記被作用部が前記減速手段の位置に達する前に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と、前記基準振動数と、に基づいて歩度調整を行う、機械式時計。

【0020】

（１５）（１３）又は（１４）において、前記制御回路は、前記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おいて、前記被作用部が前記減速手段の位置に達した後の期間において歩度調整を行う、機械式時計。

【0021】

（１６）（１３）～（１５）のいずれかにおいて、前記制御回路は、前記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おいて、前記被作用部が前記減速手段の位置に達する前に前記永久磁石の運動により前記コイルに生じる逆起電力が供給されることにより駆動する、機械式時計。

【0022】

（１７）（１）～（１６）のいずれかにおいて、前記整流回路に含まれるダイオードは１つである、機械式時計。

【0023】

（１８）（１）～（１７）のいずれかにおいて、前記ヒゲゼンマイは樹脂製である、機械式時計。

【0024】

（１９）（１）～（１８）のいずれかにおいて、前記第１端部と前記２端部には、前記永久磁石の保持トルクを低減する、互いに対向する少なくとも一対のノッチが形成されている、機械式時計。

【0025】

（２０）（１）～（１９）のいずれかにおいて、前記ヒゲゼンマイは、前記テン輪を２秒間で１往復させるように設けられている、機械式時計。

【発明の効果】

【0026】

上記本発明の（１）～（２０）の側面によれば、電磁的な手段を用いて歩度調整を行う機械式時計において、電力を効率良く取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【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】本実施形態の支持部材と軟磁性コアの断面、及びその周辺を示す図である。

【図5】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6】本実施形態の調速機構とその周辺を示す平面図である。

【図7】本実施形態における永久磁石の保持トルクを説明するグラフである。

【図8】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9】空気抵抗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10】本実施形態のテン輪の動作を示す斜視図である。

【図11A】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11B】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11C】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11D】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11E】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11F】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11G】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11H】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11I】本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。

【図11J】本実施形態の変形例におけるテン輪及び弾性部材を示す斜視図である。

【図11K】他の例のテン輪をヒゲゼンマイが設けられる側から見た様子を示す斜視図である。

【図11L】図１１Ｋに示すテン輪を、ヒゲゼンマイが設けられる側の反対側から見た様子を示す斜視図である。

【図11M】ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態を示す平面図である。

【図11N】ヒゲゼンマイが中立位置から拡大方向に弾性変形した状態を示す平面図である。

【図11O】ヒゲゼンマイが中立位置から縮小方向に弾性変形した状態を示す平面図である。

【図12】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13A】本実施形態の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。

【図13B】比較例１の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。

【図13C】比較例２の永久磁石の配置においてコイルで検出される逆起電圧を示す図である。

【図14A】本実施形態における回路の一例を示す回路図である。

【図14B】本実施形態における回路の他の例を示す回路図である。

【図15A】本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。

【図15B】本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。

【図16】本実施形態の歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。

【図17】検出信号が基準信号の出力期間内に検出された場合の例を示すタイミングチャートである。

【図18】検出信号の検出タイミングが基準信号の出力期間よりも早い場合の例を示すタイミングチャートである。

【図19】検出信号が検出されたタイミングが基準信号の出力期間よりも遅い場合の例を示すタイミングチャートである。

【図20】歩度調整制御の第１変形例を示すフローチャートである。

【図21】歩度調整制御の第１変形例における検出信号及び基準信号を示すタイミングチャートである。

【図22】歩度調整制御の第２変形例を示すフローチャートである。

【図23】歩度調整制御の第２変形例における検出信号及び基準信号を示すタイミングチャートである。

【図24】調速パルスの一例を示す図である。

【図25】電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図26】外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図27】外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。

【図28】図２０で示した歩度調整制御の第１変形例において外乱の影響を考慮した歩度調整制御を示すフローチャートである。

【図29】検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図30】検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図31】検出信号の検出の失敗が連続することを想定した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。

【図32】基準信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

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。

【0029】

［全体構成の概要］
まず、図１～図８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。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。

【0030】

図４は、本実施形態の支持部材と軟磁性コアの断面、及びその周辺を示す図である。図５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６は、本実施形態の調速機構とその周辺を示す平面図である。図７は、本実施形態における永久磁石の保持トルクを説明するグラフである。図８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５は機械式時計１の裏側から見た様子を示しており、図６は機械式時計１の表側から見た様子を示している。なお、表側とは、機械式時計１の厚み方向のうちユーザが指針及び文字板を視認する側である。

【0031】

本実施形態においては、図６を除く各図におけるテン輪３１及び永久磁石４１の反時計回り方向を正方向とし、時計回り方向を逆方向と定義する。

【0032】

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。

【0033】

［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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

［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。

【0037】

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。

【0038】

アンクル２２は、図５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３１５（図６参照）に衝突する竿部２２２を有する。なお、振り石３１５は、テン真３１１のうち径方向に所定の幅を有する円板状の部分に固定されている。図６においては、テン輪３１が回転角度０°の位置からθ回転した様子、及びその状態における振り石３１５の位置を示している。

【0039】

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。

【0040】

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。なお、テン輪３１の構成の詳細については後述する。テン真３１１は、図３、図４に示す支持部材３３により支持されている。

【0041】

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。

【0042】

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３１５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周期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。

【0043】

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。

【0044】

［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。

【0045】

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８参照）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（図８参照）の基準振動数とに基づいて歩度調整を行うものである。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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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（後述の図１０参照）、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。

【0049】

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。

【0050】

軟磁性コア４２は、軟磁性材から成り、図５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。

【0051】

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５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。

【0052】

また、軟磁性コア４２は、図３、図４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。また、支持部材３３及び軟磁性コア４２は、地板１０に設けられる位置決めピン１０ａと、ワク部材３５とにより位置決めされている。

【0053】

また、図４に示すように、ワク部材３５は環状の凸部３５ａを有している。凸部３５ａは、軟磁性コア４２の第１端部４２１ａと第２端部４２２ａの内周面に嵌められている。また、軟磁性コア４２は、ワク部材３５と位置決めピン１０ａとの２箇所で、その位置決めがなされている。このような構成により、軟磁性コア４２を位置精度良く地板１０に組付けることができる。その結果、永久磁石４１に対する軟磁性コア４２の位置精度を良くすることができる。ここで、軟磁性コア４２は、磁性材料からなり、強い応力がかかると磁気特性が劣化する可能性がある。例えば、軟磁性コア４２を地板１０に対してネジ等により直接締結すると、磁気特性が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態においては、位置決めピン１０ａとワク部材３５の嵌め合いをすきまばめとして位置決めし、パイプ３３ａとネジ３３ｂとにより、軟磁性コア４２を支持部材３３に対して固定することで、軟磁性コア４２の位置決めと固定を両立した。このような構成を採用することにより、軟磁性コア４２の磁気特性を劣化させることなく、軟磁性コア４２の位置精度をよくすることができる。また、本実施形態においては、軟磁性コア４２を支持部材３３に対して固定する配置としたが、軟磁性コア４２と対応する永久磁石４１をテン輪３１と地板１０との間に配置し、軟磁性コア４２を地板１０に対してネジ等により直接締結するような構成をとってもよい。

【0054】

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。

【0055】

また、軟磁性コア４２は、図５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。

【0056】

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５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。

【0057】

永久磁石４１は、その回転角度が０°から正方向に９０°ずれた位置において、着磁方向が第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向と同方向となる。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。図７の破線状の太線グラフは、第１溶接部４２３及び第２溶接部４２４が形成されることによる永久磁石４１の保持トルクを示している。

【0058】

図５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。そのため、永久磁石４１の保持トルクを低減することができる。

【0059】

図７の一方の破線グラフは、互いに対向して配置されるノッチｎ１１、ｎ２１が形成されることによる永久磁石４１の保持トルクを示しており、他方の破線グラフは、互いに対向して配置されるノッチｎ１２、ｎ２２が形成されることによる永久磁石４１の保持トルクを示している。

【0060】

また、図７の実線グラフは、上述の３つの破線グラフを合成して成る合成保持トルクを示している。すなわち、図７の実線グラフは、軟磁性コア４２に第１溶接部４２３、第２溶接部４２４、ノッチｎ１１、ｎ１２、ｎ２１、ｎ２２が形成されることによる永久磁石４１の保持トルクを示している。図７に示すように、本実施形態の構成において、各破線グラフで示す保持トルクは各回転角度において互いに打ち消し合うこととなり、永久磁石４１の合成保持トルクはいずれの回転角度においても０に近い値となっている。このため、後述のようにヤング率の低い材料からなるヒゲゼンマイ３２を用いた場合であっても永久磁石４１を円滑に回転させることが可能となる。なお、図５に示すノッチの数や配置や形状は一例であって、これに限られるものではない。第１端部４２１ａ及び第２端部４２２ａには、永久磁石４１の保持トルクを低減する、互いに対向する少なくとも一対のノッチが形成されているとよい。

【0061】

［全体構成の概要：歩度調整の概要］
図８に示すように、機械式時計１は、上述した動力ゼンマイ１１、輪列１２、脱進機構２０、調速機構３０、歩度調整手段４０に加えて、整流回路５０と、電源回路６０と、水晶振動子７０とを含んでいる。また、図８に示すように、歩度調整手段４０は、上述した永久磁石４１、軟磁性コア４２、コイル４３に加えて、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を含んでいる。なお、図８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８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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。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。

【0065】

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。なお、調速パルスの出力タイミングを含む歩度調整制御の詳細については後述する。

【0066】

［全体構成の概要：発電機としての調速機構３０］
また、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、歩度調整手段４０に含まれる制御回路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。

【0067】

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。

【0068】

［テン輪３１の低速化について］
ここで、機械式時計１においては、テン輪３１の動きが高速であるほど、すなわちテン輪３１の動作周期が速いほど、動力を伝達する各機構（例えば、ガンギ車２１やアンクル２２）が摩耗しやすくなり、耐久性が低下してしまう。一方で、コイル４３に生じる電流量は永久磁石４１の角速度に比例することより、テン輪３１の動きが低速である場合、制御回路４４を駆動するために必要な発電量を得られなくなってしまう。

【0069】

そこで、本実施形態においては、テン輪３１の動きを低速にすると共に、発電量を確保することが可能な構成を採用した。

【0070】

図１０は、本実施形態のテン輪の動作を示す斜視図である。なお、図１０においては、テン輪３１と、アンクル２２と、永久磁石４１と、後述の空気抵抗部材１５を示している。図１０においては、回転角度０°の様子を示す図を除いて符号を省略している。図１２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１２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１２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１２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１２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。

【0071】

本実施形態においては、テン輪３１を２秒で１往復の動作をするよう設計した。そのために、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。

【0072】

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。なお、ヒゲゼンマイ３２の形状の詳細については、図１１Ｍ～図１１Ｏを参照して後述することとする。

【0073】

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、上述のように、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。

【0074】

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。

【0075】

なお、図１０においては、テン輪３１が回転角度０°の位置から正方向に回転する様子を４５°又は９０°毎に示している。なお、図１０おいては、テン輪３１が正の角度（０°～３４０°）にある様子のみを示しており、負の角度にある様子についての図示は省略している。

【0076】

［テン輪３１の低速化について：空気抵抗部材１５］
さらに、本実施形態においては、減速手段である空気抵抗部材１５を地板１０に組付けると共に、テン輪３１の周方向の一部に、空気抵抗部材１５から空気抵抗を受ける被作用部３１３を形成する構成を採用した。図９は、空気抵抗部材を地板から分解した様子を示す分解斜視図である。

【0077】

テン輪３１は、テン真３１１を中心として正逆回転運動する円状部３１２と、円状部３１２の周方向の一部において径方向に突出する被作用部３１３とを含む。本実施形態において、被作用部３１３は、テン輪３１のうち径方向における長さが最も長い部分である。また、本実施形態においては、図１０に示すように、被作用部３１３の形状を扇状とした。

【0078】

空気抵抗部材１５は、空気抵抗を生じさせる空気抵抗領域ＡＲを形成する抵抗壁を有している。具体的には、空気抵抗部材１５は、テン輪３１の被作用部３１３の一の面に対向する第１壁部１５１と、テン輪３１の被作用部３１３の他の面に対向する第２壁部１５２と、第１壁部１５１と第２壁部１５２とを接続する第３壁部１５３と、を含んでおり、これら各壁部によって空気抵抗領域ＡＲを形成している。また、空気抵抗部材１５は、第１壁部１５１、第２壁部１５２、及び第３壁部１５３と一体であって、地板１０に対して固定される基部１５４を有している。

【0079】

空気抵抗部材１５は、地板１０に対して固定されている。本実施形態においては、図９に示すように、地板１０の一部に開口１０ｂを形成し、開口１０ｂに空気抵抗部材１５を嵌め込むと共に、ボルト等の固定具により基部１５４を地板１０に対して固定している。空気抵抗部材１５は、地板１０のうち駆動機構、脱進機構２０、調速機構３０等が組み込まれる側の反対側から、開口１０ｂに嵌め込まれているとよい。すなわち、基部１５４は、地板１０のうち駆動機構、脱進機構２０、調速機構３０等が組み込まれる側の反対側の面に対して固定されているとよい。なお、図９においては、地板１０の一部に開口１０ｂが形成される例を示すが、これに限らず、地板１０の一方の側から他方の側に貫通する孔を有するものであればよい。例えば、地板１０には、開口１０ｂの代わりに、空気抵抗部材１５が嵌め込まれる切り欠きが形成されていてもよい。

【0080】

本実施形態においては、空気抵抗部材１５を、テン真３１１に対して所定方向に設けられると共に、テン輪３１の回転角度が１３５°～２２５°の間（正方向運動及び逆方向運動における途中期間）にある際に、被作用部３１３が空気抵抗領域ＡＲ内に位置するよう配置した。すなわち、テン輪３１の被作用部３１３は、テン輪３１の回転角度が１３５°～２２５°にある際に空気抵抗を受け、角速度が低下することなる。また、図示は省略するが、同様に、テン輪３１の被作用部３１３は、テン輪３１の回転角度が－１３５°～－２２５°の間（正方向運動及び逆方向運動における途中期間）にある際に空気抵抗を受け、角速度が低下することとなる。

【0081】

空気抵抗領域ＡＲを通過するテン輪３１の回転速度が低下するのは、空気の逃げ道が第１壁部１５１、第２壁部１５２、及び第３壁部１５３により塞がれ、空気抵抗領域ＡＲ中に空気が滞留し、滞留した空気がテン輪３１の移動を妨げるためである。

【0082】

図１２の上段及び中段のグラフにおいて測定時間２．０秒になる前のタイミングに示すように、テン輪３１が回転角度０°の位置からテン輪３１の角速度は急激に上昇し、測定時間２．０秒のタイミングでピークに達している。これは、テン輪３１が回転角度０°において、テン輪３１が動力ゼンマイ１１からの動力を受けるためである。

【0083】

テン輪３１は回転角度０°から正方向に回転し、徐々にその角速度が低下し、正逆回転運動の折り返し地点である回転角度３４０°の位置において角速度は０となる。その後、テン輪３１は、回転角度３４０°の位置からヒゲゼンマイ３２の弾性変形に伴って逆方向に回転する。

【0084】

テン輪３１は、上述のように回転角度１３５°～２２５°にある際に空気抵抗部材１５による空気抵抗を受けるため、その間の角速度が低下する。そのため、図１２の中段のグラフに示すように、回転角度３４０°から逆回転することで回転角度０°になる間におけるテン輪３１の回転角度の変位が緩やかになっている。

【0085】

そして、テン輪３１は再び回転角度０°の位置に戻ってきて、動力ゼンマイ１１からの動力を受けて、逆方向の角速度が急激に上昇し、ピークに達する。テン輪３１の逆方向の回転における角速度は徐々に低下し、回転角度－３４０°の位置（測定時間３．０秒）において角速度は０となる。その後、テン輪３１は、回転角度－３４０°の位置からヒゲゼンマイ３２の弾性変形に伴って正方向に回転する。

【0086】

ここで、テン輪３１は径方向に突出する被作用部３１３を含むことより、テン輪３１の重心位置が、テン真３１１（回転中心）よりも被作用部３１３側に寄ってしまうこととなる。重心位置が、テン輪３１の中心位置にあるテン真３１１からズレた構成においては、テン輪３１の回転運動が不安定になってしまう。そこで、本実施形態においては、テン輪３１の重心位置をテン真３１１（中心位置）に一致させる又は近づけるように、円状部３１２の一部に開口３１２ｈを形成した。図１０に示すように、開口３１２ｈは、周方向において被作用部３１３に隣接するように形成されている。このような構成を採用することにより、テン輪３１の回転運動が不安定になり難くなる。特に、機械式時計１の姿勢が変位した場合であっても、テン輪３１を安定して回転運動させることが可能となる。

【0087】

本実施形態においては、空気抵抗部材１５を、テン輪３１の回転角度が１３５°～２２５°の間にある際に、被作用部３１３が空気抵抗領域ＡＲ内に位置するよう配置した。また、空気抵抗領域ＡＲが、周方向におけるその中心位置１５Ｃ（図６参照）がテン輪３１の回転方向におけるテン輪３１の１８０°及び－１８０°の位置と重なるように配置した。これにより、被作用部３１３が受ける空気抵抗が、テン輪３１が正方向に回転する際と逆方向に回転する際とで対称となる。そのため、後述の図１２の中段のグラフに示すように、正方向に回転する際と逆方向に回転する際とで、テン輪３１の角速度が対称となる。

【0088】

［テン輪３１の角速度を低下させる構造の変形例］
ここで、図１１Ａ～図１１Ｊを参照して、テン輪３１の角速度を低下させる構造の変形例を説明する。図１１Ａ～図１１Ｉは、本実施形態の変形例におけるテン輪及び空気抵抗部材を示す斜視図である。図１１Ｊは、本実施形態の変形例におけるテン輪及び弾性部材を示す斜視図である。

【0089】

図１１Ａに示すテン輪３１は、図１０に示したテン輪３１の被作用部３１３に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように３つの切り欠き３１３Ａを設けたものである。切り欠き３１３Ａは、テン輪３１の回転に伴って空気抵抗領域ＡＲを通過するように形成されている。

【0090】

図１１Ｂに示すテン輪３１は、図１０に示したテン輪３１の被作用部３１３に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように径方向に延びる３つの溝３１３Ｂを設けたものである。溝３１３Ｂは、テン輪３１の回転に伴って空気抵抗領域ＡＲを通過するように形成されている。

【0091】

図１１Ｃに示すテン輪３１は、図１０に示したテン輪３１の被作用部３１３に、周方向に交差する抵抗壁が形成されるように３つの貫通孔３１３Ｃを設けたものである。貫通孔３１３Ｃは、テン輪３１の回転に伴って空気抵抗領域ＡＲを通過するように形成されている。

【0092】

図１１Ａ～図１１Ｃに示す被作用部３１３を採用することにより、被作用部３１３が空気抵抗領域ＡＲを通過する際に、空気抵抗領域ＡＲ内の空気の整流が乱れ、被作用部３１３が受ける空気抵抗が増加する。それにより、空気抵抗領域ＡＲを通過する被作用部３１３の速度をより低速にできる。

【0093】

なお、図１１Ａ～図１１Ｃに示すテン輪３１の構成は一例であり、空気抵抗を増加させる抵抗壁が形成される凹部を有する形状であれば、これらに限られない。すなわち、切り欠き等が形成される位置やその数は図示のものに限られない。

【0094】

図１１Ｄにおいては、図１０に示した空気抵抗部材１５の第３壁部１５３を除くと共に、第１壁部１５１及び第２壁部１５２が被作用部３１３の軌道より径方向の内側に設けられる例を示している。すなわち、空気抵抗部材１５は、互いに対向する第１壁部１５１と第２壁部１５２のみで空気抵抗領域ＡＲを形成している。なお、第１壁部１５１と第２壁部１５２とは、互いに独立して地板１０等にそれぞれ組付けられているとよい。

【0095】

また、図１１Ｄにおいては、被作用部３１３が径方向の内側に向けて突出している。このため、被作用部３１３は、テン輪３１の回転運動に伴って空気抵抗領域ＡＲを通過することとなる。図１１Ｄに示す構成によると、テン輪３１及び空気抵抗部材１５が径方向に大型化することを抑制できる。

【0096】

図１１Ｅにおいては、被作用部３１３が、テン真３１１の軸方向において円状部３１２と異なる位置に設けられる例を示している。また、空気抵抗部材１５は、テン真３１１の軸方向において被作用部３１３が空気抵抗領域ＡＲを通過可能な位置に設けられている。

【0097】

図１１Ｆにおいても、図１１Ｅに示す変形例と同様に、被作用部３１３が、テン真３１１の軸方向において円状部３１２と異なる位置に設けられている。また、空気抵抗部材１５は、テン真３１１の軸方向において被作用部３１３が空気抵抗領域ＡＲを通過可能な位置に設けられている。さらに、テン輪３１の円状部３１２が半円形状となっている。このため、テン輪３１が軽量化されている。

【0098】

図１１Ｅと図１１Ｆに示す例においては、被作用部３１３を、円状部３１２と軸方向において異なる位置に設けることで、テン輪３１の重心位置を調整することができる。

【0099】

図１１Ｇにおいては、図１０に示したテン輪３１よりも円状部３１２の径を小さくすると共に、テン真３１１を介して被作用部３１３と対向する位置の厚みを厚くした例を示している。すなわち、テン真３１１を介して被作用部３１３と対向する位置における円状部３１２の重量を大きくしている。このような構成により、テン輪３１の重心位置を、テン真３１１（テン輪３１の中心位置）に合わせることができる。また、テン輪３１の径を小さくした図１１Ｇの構成においては、ヒゲゼンマイ３２の外端を固定するヒゲ持受３４のレイアウトの自由度が向上するという利点も得られる。

【0100】

図１１Ｈにおいては、空気抵抗部材１５が、第１壁部１５１と第２壁部１５２を有しておらず、第３壁部１５３に相当する構成のみを含む例を示している。すなわち、図１１Ｈの空気抵抗部材１５は、基部１５４と、基部１５４から起立すると共にテン輪３１の回転軌跡に沿う形状である第３壁部１５３とからなる。

【0101】

図１１Ｉにおいては、図１１Ｈに示す空気抵抗部材１５において、テン輪３１の周方向と交差する抵抗壁を形成する凹部である溝１５３Ｉを形成した例を示している。溝１５３Ｉは、テン真３１１の軸方向に沿うように複数形成されている。このような構成とすることで、図１１Ｈと比較して、空気抵抗領域ＡＲを通過する被作用部３１３に作用する空気抵抗を大きくすることができる。

【0102】

図１１Ｊは、空気抵抗ではなく、接触抵抗（摩擦抵抗）により、テン輪３１の速度を低下させる構成を採用した例である。具体的には、テン輪３１は、被作用部として、円状部３１２上に形成される突起３１６を有している。また、摩擦抵抗部として弾性部材を採用した。

【0103】

具体的には、テン輪３１が回転角度１３５°に位置する際に突起３１６が接触する第１弾性部材１５１Ｊと、テン輪３１が回転角度２２５°に位置する際に突起３１６が接触する第２弾性部材１５２Ｊとを設けた。第１弾性部材１５１Ｊ及び第２弾性部材１５２Ｊは、その末端が地板１０に固定されているとよい。

【0104】

第１弾性部材１５１Ｊ及び第２弾性部材１５２Ｊは、テン輪３１の突起３１６が接触することにより、突起３１６との間で摩擦抵抗を生じさせながら弾性変形する。テン輪３１は、突起３１６に接触している間、摩擦抵抗により速度が減速される。図１１Ｊに示す例においては、突起３１６が第１弾性部材１５１Ｊ及び第２弾性部材１５１Ｊに接触しながら通過する領域が抵抗領域Ｒ１となる。

【0105】

なお、図１０、図１１Ａ～図１１Ｊで示した構成は一例であって、正方向運動及び逆方向運動のそれぞれにおける途中期間においてテン輪３１に作用して、テン輪３１を減速させる構成であればよく、図示の例に限られるものではない。

【0106】

さらに、図１１Ｋ、図１１Ｌを参照して、テン輪３１の他の例について説明する。図１１Ｋは、他の例のテン輪をヒゲゼンマイが設けられる側から見た様子を示す斜視図である。図１１Ｌは、図１１Ｋに示すテン輪を、ヒゲゼンマイが設けられる側の反対側から見た様子を示す斜視図である。

【0107】

図１１Ｋ、図１１Ｌに示すテン輪３１は、図１０等で示したものと同様に、円状部３１２と、被作用部３１３とを有している。また、円状部３１２には、周方向における被作用部３１３と重なる位置に開口３１２ｈが形成されている。

【0108】

さらに、図１１Ｋ、図１１Ｌに示すテン輪３１は、円状部３１２の縁部３１２ａがテン真３１１の軸方向に突出している。すなわち、縁部３１２ａは、円状部３１２のうち縁部３１２ａの内側の部分よりも厚みが厚くなっている。また、被作用部３１３は、縁部３１２ａと面一に形成されている。すなわち、被作用部３１３の厚みは、縁部３１２ａと同じであって、円状部３１２のうち縁部３１２ａの内側の部分よりも厚くなっている。

【0109】

図１１Ｋ、図１１Ｌに示すテン輪３１においては、被作用部３１３の厚みが比較的厚くなっていることより、被作用部３１３のうち空気抵抗を受ける面が比較的広い。そのため、図１０に示す空気抵抗領域ＡＲ内において被作用部３１３により押しのけられる空気の量を増やすことができ、テン輪３１の移動を妨げやすく、より低速化をしやすくなる。なお、テン輪３１のうち縁部３１２ａ及び被作用部３１３以外の厚みが比較的薄い部分上にヒゲゼンマイ３２が配置されることより、テン真３１１の軸方向におけるヒゲゼンマイ３２とテン輪３１との合計の厚みを薄くすることが可能となる。

【0110】

さらに、図１１Ｌに示すように、テン輪３１の円状部３１２のうち、ヒゲゼンマイ３２が設けられる側の反対側の面の厚みを一部厚くした。被作用部３１３の厚みを厚くすると被作用部３１３の重量が重くなることより、テン輪３１の重心が被作用部３１３側に寄ることとなるが、円状部３１２の厚みを一部厚くすることにより、、テン輪３１の重心位置を、テン真３１１（テン輪３１の中心位置）に合わせることができる。

【0111】

さらに、図１１Ｍ～図１１Ｏを参照して、ヒゲゼンマイ３２の詳細を説明する。図１１Ｍは、ヒゲゼンマイがその弾性変形の中立位置にある状態を示す平面図である。図１１Ｎは、ヒゲゼンマイが中立位置から拡大方向に弾性変形した状態を示す平面図である。図１１Ｏは、ヒゲゼンマイが中立位置から縮小方向に弾性変形した状態を示す平面図である。

【0112】

ヒゲゼンマイ３２は、ヒゲ持受３４に接続される外端部３２１と、テン真３１１に接続される内端部３２２とを有している。内端部３２２は、テン真３１１の周面に沿う環状である。外端部３２１と内端部３２２は、ヒゲゼンマイ３２の他の部分（弾性変形する部分）よりも太くなっている。このため、ヒゲ持受３４及びテン真３１１への接続強度が保たれる。

【0113】

ヒゲゼンマイ３２の全長を長くすることにより、ヒゲゼンマイ３２のバネ力を低くすることで、低振動化を実現できる。ヒゲゼンマイ３２の全長を長くすると、ヒゲゼンマイ３２の径が大型化してしまう。ヒゲゼンマイ３２を小型化しつつ全長を長くするためには、ヒゲゼンマイ３２のうち内側の部分と外側の部分との距離を短くするとよい。すなわち、ヒゲゼンマイ３２のピッチを狭くするとよい。

【0114】

ヒゲゼンマイ３２においては、対数螺旋を用いた形状を採用した。上述のように、レーザ加工を行うことで、対数螺旋のヒゲゼンマイを容易に作製することが可能である。対数螺旋を用いた形状を採用することにより、一般的なヒゲゼンマイの形状として使われている均等ピッチのアルキメデスの螺旋と比較して、内端部３２２側のヒゲゼンマイ３２のピッチ間の距離を小さくすることができ、ヒゲゼンマイの全長を長くすると共に小径化が可能となる。その結果、ヒゲゼンマイ３２の小径化とともにバネ力を低下することができ、低振動化も実現できる。しかしながら、ヒゲゼンマイ３２を、上述のようにレーザ加工により作製する場合、ピッチを狭くすることが難しい。レーザ光の熱により、ヒゲゼンマイ３２の形状が変形してしまう可能性があるためである。

【0115】

そこで、ピッチを狭くしつつ、ヒゲゼンマイ３２の寸法精度を維持するため、図１１Ｍ～図１１Ｏに示すように、内端部３２２が、固定部３２２ａと、ピッチ拡大部３２２ｂとを含む構成を採用した。固定部３２２ａはテン真３１１に対して固定される部分である。ピッチ拡大部３２２ｂは、固定部３２２ａよりも幅が狭い部分であって、ヒゲゼンマイ３２のうち内端部３２２と径方向において隣り合う部分３２３とのピッチを拡げる部分である。ヒゲゼンマイ３２のうち内端部３２２と径方向において隣り合う部分３２３は、内端部３２２以外の部分であって、最も内側に配置される部分である。図１１Ｍ～図１１Ｏに示すＷは、内端部３２２と、内端部３２２と径方向において隣り合う部分３２３との距離を示している。

【0116】

なお、図１１Ｍ～図１１Ｏにおいては、内端部３２２が環状である例、すなわち、固定部３２２ａとピッチ拡大部３２２ｂとが繋がっている例について示したが、これに限られない。例えば、内端部３２２は周方向で一部が離間しており、離間している部分がピッチ拡大部３２２ｂとして機能するものであってもよい。ただし、内端部３２２が環状である方が、テン真３１１に対する固定の強度を確保しやすい。なお、図１１Ｍ～図１１Ｏにおいては、ヒゲゼンマイ３２が対数螺旋を用いた形状である例について示したが、これに限らず、ピッチ拡大部３２２ｂを形成する構成は、径の外側よりも径の内側の方がピッチが狭い形状のヒゲゼンマイにおいて特に有効である。

【0117】

［発電のタイミングについて］
永久磁石４１の運動によりコイル４３に生じる電流量は、永久磁石４１の角速度に比例して大きくなる。そのため、発電を効率良く行うためには、永久磁石４１の角速度が速い時にコイル４３に生じる電流を用いることが好ましい。

【0118】

そこで、本実施形態においては、永久磁石４１（テン輪３１）が０°の位置にあるタイミング又はその直後のタイミングにおいて、永久磁石４１の運動によりコイル４３で検出される逆起電圧（検出電圧）に対応する電流に基づいて発電を行うこととした。すなわち、図１２の下段のグラフに示すように、コイル４３で検出される逆起電圧がピークのタイミングで発電を行うこととした。

【0119】

なお、発電を行うタイミングは、テン輪３１が回転角度０°の位置にあるタイミング又はその直後のタイミングに限らず、テン輪３１の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動のいずれかにおいて、被作用部３１３（テン輪３１）が空気抵抗部材１５の位置に達する前であればよい。すなわち、被作用部３１３が空気抵抗部材１５により空気抵抗を受けることでテン輪３１の角速度が低下する前の期間に、コイル４３で検出される逆起電圧に対応する電流に基づいて発電を行ってもよい。

【0120】

なお、図１２の下段のグラフに示すように、本実施形態においては、テン輪３１の正方向運動と逆方向運動とで検出される電圧波形は同じとなっている。そのため、機械式時計１においては、発電のタイミングを合わせる上で、テン輪３１が正方向運動又は逆方向運動のいずれの方向に運動をしているかを把握する必要がない。

【0121】

［永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係］
ここで、図５、図１２、図１３Ａ～図１３Ｃを参照して、永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係について説明する。

【0122】

本実施形態に係る機械式時計１においては、コイル４３に生じた逆起電圧に対応する電流を、整流回路５０により整流して得られた電力に基づいて発電を行っている。ここで、整流回路５０による整流として、複数のダイオードを含むブリッジ回路を用いた全波整流、又は１つのダイオードを含む回路を用いた半波整流を行うことが考えられる。複数のダイオードを用いた場合、ダイオードの数に応じて電圧降下が生じるため、その分得られる電力に損失が生じてしまう。そのため、本実施形態においては、整流回路５０により半波整流を行う構成を採用した。また、半波整流においては、正の逆起電圧と負の逆起電圧との形状に差異を設け、絶対値が大きい方の逆起電圧に基づいて発電を行うことで、効率の良い発電を行うことができる。そこで、本実施形態においては、半波整流に適した逆起電圧が検出されるように永久磁石４１を配置した。

【0123】

図１３Ａにおいては、本実施形態の永久磁石４１の配置においてコイル４３で検出される逆起電圧を示している。図１３Ｂにおいては、比較例１の永久磁石４１の配置においてコイル４３で検出される逆起電圧を示している。図１３Ｃにおいては、比較例２の永久磁石４１の配置においてコイル４３で検出される逆起電圧を示している。

【0124】

［永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係：本実施形態］
本実施形態においては、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向に直交するように配置されている。

【0125】

ここでは、永久磁石４１の回転角度が０°の位置から正方向に回転運動を行い、ヒゲゼンマイ３２の弾性力により逆方向に回転運動を行い、さらにヒゲゼンマイ３２の弾性力により正方向に回転運動を行うまでにおいて、コイル４３で検出される逆起電圧について説明する。

【0126】

また、永久磁石４１のＮ極部４１１が軟磁性コア４２の第１端部４２１ａに近づく方向に移動する際の磁界の変化によりコイル４３に生じる逆起電圧を「正」の逆起電圧とする。一方、Ｎ極部４１１が軟磁性コア４２の第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する際の磁界変化によりコイル４３に生じる逆起電圧を「負」の逆起電圧とする。

【0127】

本実施形態においては、永久磁石４１は、回転角度が０°において、磁気的な釣り合いの位置にある。そのため、回転角度０°においては、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。永久磁石４１は、回転角度０°において、動力ゼンマイ１１からの動力が供給される。すなわち、回転角度０°の直後のタイミングで永久磁石４１の角速度は最大となる。また、永久磁石４１が回転角度０°から１８０°に正方向に回転する間に、Ｎ極部４１１は第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。このように、本実施形態において、永久磁石４１は、動力供給位置から正方向に１８０°回転するまで間にコイル４３に検出される逆起電圧が同極性となるように配置されている。

【0128】

そのため、永久磁石４１が回転角度０°から１８０°に回転する間に、永久磁石４１の角速度は最大となり、コイル４３に生じる正の逆起電圧はピークとなる。

【0129】

永久磁石４１が磁気的な釣り合いの位置である回転角度１８０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0130】

永久磁石４１が回転角度１８０°から正方向に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度１８０°から３４０°に回転する間に、コイル４３には負の逆起電圧が生じる。この際の永久磁石４１の角速度は、回転角度０°から１８０°に移動するまでの角速度よりも小さい。そのため、負の逆起電圧のピークの絶対値は、正の逆起電圧のピークの絶対値よりも小さく出ることとなる。

【0131】

また、永久磁石４１の角速度は、往復運動の折り返し位置である回転角度３４０°において０となる。そのため、回転角度３４０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0132】

回転角度３４０°に達した永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２の弾性力により、逆方向の回転を始める。永久磁石４１が回転角度３４０°から１８０°に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度３４０°から１８０°に回転する間に、コイル４３には正の逆起電圧が生じる。

【0133】

また、永久磁石４１が磁気的な釣り合いの位置である回転角度１８０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0134】

さらに、永久磁石４１は、回転角度１８０°から０°に回転する。永久磁石４１が回転角度１８０°から０°に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度１８０°から０°に回転する際に、コイル４３には負の逆起電圧が生じる。

【0135】

また、永久磁石４１が磁気的な釣り合いの位置である回転角度０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0136】

回転角度０°に達した永久磁石４１には、動力ゼンマイ１１からの動力が供給される。すなわち、回転角度０°の直後に永久磁石４１の角速度は最大となる。また、永久磁石４１が回転角度０°から－１８０に回転する間に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。このように、本実施形態において、永久磁石４１は、動力供給位置から逆方向に－１８０°回転するまで間にコイル４３に検出される逆起電圧が同極性となるように配置されている。

【0137】

そのため、永久磁石４１が回転角度０°から－１８０°に回転する間に、永久磁石４１の角速度は最大となり、コイル４３に生じる正の逆起電圧はピークとなる。

【0138】

永久磁石４１が磁気的な釣り合いの位置である回転角度－１８０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0139】

永久磁石４１が回転角度－１８０°から逆方向に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度－１８０°から－３４０°に回転する間に、コイル４３には負の逆起電圧が生じる。この際の永久磁石４１の角速度は、回転角度０°から－１８０°に移動するまでの角速度よりも低い。そのため、負の逆起電圧のピークの絶対値は、正の逆起電圧のピークの絶対値よりも小さく出ることとなる。

【0140】

また、永久磁石の角速度は、往復運動の折り返し位置である回転角度－３４０°において０となる。そのため、回転角度－３４０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0141】

回転角度－３４０°に達した永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２の弾性力により、正方向の回転を始める。永久磁石４１が回転角度－３４０°から－１８０°に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度－３４０°から－１８０°に回転する間に、コイル４３には正の逆起電圧が生じる。

【0142】

また、永久磁石４１が磁気的な釣り合いの位置である回転角度－１８０°において、コイル４３に生じる逆起電圧は０となる。

【0143】

さらに、永久磁石４１は、回転角度－１８０°から０°に回転する。永久磁石４１が回転角度－１８０°から０°に回転する際に、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度－１８０°から０°に回転する際に、コイル４３には負の逆起電圧が生じる。

【0144】

以上のような動作を繰り返し、本実施形態の永久磁石４１の配置においては、図１３Ａに示す波形の逆起電圧がコイル４３に生じることとなる。図１３Ａに示すように、逆起電圧のピークは、正の逆起電圧と負の逆起電圧とで異なっている。すなわち、正の逆起電圧の絶対値の最大値は、負の逆起電圧の絶対値の最大値よりも大きい。また、永久磁石４１の正方向の運動と、逆方向の運動とで、検出される逆起電圧の波形は同じとなっている。

【0145】

［永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係：比較例１］
次に、図１３Ｂを参照して、比較例１について説明する。比較例１においては、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向に４５°傾くように配置されている。すなわち、比較例１においては、回転角度０°の位置が、本実施形態よりも－４５°傾いて配置されている。

【0146】

比較例１においては、永久磁石４１が回転角度０°から正方向に回転する際に、まず、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そして、永久磁石４１が回転角度４５°を通過したところで、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから近づく方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度０°から２２５°まで正方向に回転する間に、回転直後にコイル４３には負の逆起電圧が生じ、その後、回転角度４５°を通過した後、コイル４３には正の逆起電圧が生じることとなる。

【0147】

比較例１においては、永久磁石４１が回転角度０°から３４０°まで正方向に回転し、ヒゲゼンマイ３２の弾性力により逆方向に回転して、再び回転角度０°に戻ってきて、回転角度０°から逆方向に回転する際に、Ｎ極部４１１は、第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。すなわち、永久磁石４１が回転角度０°から逆方向に回転する際に、コイル４３には正の逆起電圧が生じる。

【0148】

このように、比較例１においては、正方向と逆方向の回転において、少なくとも回転角度０°前後における正の逆起電圧と負の逆起電圧の波形が異なることとなる。そのため、正方向の回転と逆方向の回転において、逆起電圧のピークの大きさが異なることとなる。また、逆起電圧のピーク位置が正方向の回転と逆方向の回転とで異なるので、テン輪３１の正逆回転運動の周期が乱れていると判断されてしまい、誤って歩度調整がされてしまう可能性がある。そのため、比較例１の構成においては、歩度調整手段４０が、テン輪３１が正方向運動及び逆方向運動のいずれの方向に運動しているのかを予め把握する手段を有している必要が生じてしまう。

【0149】

［永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係：比較例２］
次に、図１３Ｃを参照して、比較例２について説明する。比較例２においては、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、着磁方向が第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向と同方向となるように配置されている。すなわち、比較例２においては、回転角度０°の位置が、本実施形態よりも－９０°傾いて配置されている。

【0150】

比較例２においては、永久磁石４１が回転角度０°から正方向に回転する際に、まず、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから遠ざかる方向に移動する。そして、永久磁石４１が回転角度９０°を通過したところで、Ｎ極部４１１が第１端部４２１ａから近づく方向に移動する。そのため、永久磁石４１が回転角度０°から１８０°に正方向に回転する間に、回転直後にコイル４３には負の逆起電圧が生じ、その後、回転角度９０°を通過した後、コイル４３には正の逆起電圧が生じることとなる。

【0151】

比較例２においては、永久磁石４１が回転角度０°から３４０°まで正方向に回転し、ヒゲゼンマイ３２の弾性力により逆方向に回転して、再び回転角度０°に戻ってきて、回転角度０°から逆方向に回転する際に、Ｎ極部４１１は、第１端部４２１ａに近づく方向に移動する。すなわち、永久磁石４１が回転角度０°から逆方向に回転する際に、コイル４３には正の逆起電圧が生じる。

【0152】

このように、比較例２においては、正方向の回転と逆方向の回転において、少なくとも回転角度０°前後における正の逆起電圧と負の逆起電圧の波形が異なることとなる。そのため、正方向の回転と逆方向の回転において、逆起電圧のピークの大きさが異なることとなる。比較例２の構成では、比較例１に比べて正方向の回転あるいは逆方向の回転で逆起電圧のピークが小さく、半波整流に適した逆起電圧であるとは言えない、また、正方向の回転と逆方向の回転とで逆起電圧のピークが異なるため場合によっては閾値Ｖｔｈも異ならせる必要がある、これにより比較例１と同様に、歩度調整手段４０が、テン輪３１が正方向運動及び逆方向運動のいずれの方向に運動しているのかを予め把握する手段を有している必要が生じてしまう。

【0153】

［永久磁石４１の着磁方向と発電効率との関係：まとめ］
以上説明したように、本実施形態においては、永久磁石４１の回転方向が正方向か逆方向かに関わらず、同じ形状の波形の逆起電圧が検出されることなる。そのため、本実施形態においては、正の逆起電圧のピークが、同じ大きさかつ一定の周期で検出される。また、本実施形態においては、正の逆起電圧と負の逆起電圧との形状が非対称となる。具体的には、正の逆起電圧のピークが、負の逆起電圧のピークよりも大きく出ている。このため、本実施形態における永久磁石４１の配置においては、比較例１、２と比較して、歩度調整及び半波整流に適した波形の逆起電圧であるといえる。

【0154】

なお、図５に示す永久磁石４１の配置は一例であり、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、その着磁方向が第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとの対向方向と同方向となるように配置されているとよい。なお、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａとの対向方向とは、図５に示す第１溶接部４２３と第２溶接部４２４との対向方向と直交する方向である。ただし、これに限られず、永久磁石４１は、少なくとも、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、その着磁方向が第１端部４２１ａ又は第２端部４２２ａの側を向いているとよい。

【0155】

また、永久磁石４１は、ヒゲゼンマイ３２がその弾性変形の中立位置にある状態において、Ｎ極部４１１とＳ極部４１２との境界Ｂが第１溶接部４２３と第２溶接部４２４とを結ぶ仮想的な帯状領域（図５に示すＳ）に重なるように配置されているとよい。なお、帯状領域Ｓは、永久磁石４１の配置を示すために便宜上定義した仮想的な領域であり、機械式時計１の構成として物理的に存在するものではない。

【0156】

［回路図］
ここで、図１４Ａを参照して、本実施形態における整流回路の概要について説明する。図１４Ａは、本実施形態における回路の一例を示す回路図である。

【0157】

本実施形態においては、ダイオードＤを１つ含む整流回路５０を用いて、永久磁石４１の運動によりコイル４３に生じた逆起電圧に応じた電流を半波整流する構成を採用している。整流回路５０は、コイル４３に生じた逆起電圧の負の電圧部分を消去し、直流に変換する回路である。

【0158】

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。すなわち、所定のタイミングでトランジスタ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。

【0159】

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。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。

【0160】

本実施形態においては、図１４Ａに示すように、ダイオードＤを１つ含む整流回路５０を用いて半波整流を行う構成を採用するため、回路構成を簡易にすると共に、電圧降下を生じにくくすることができる。なお、図１４Ａに示す回路は一例であり、図１４Ｂに示すように整流回路５０として、逆方向の逆起電圧も整流できる倍電圧整流回路を採用してもよい。図１４Ｂにおいては、２つのダイオードＤ１、Ｄ２と、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２を含む倍電圧整流回路の例を示している。倍電圧整流回路においては、全波整流回路と比較してダイオードの個数を少なくできる。すなわち、電圧降下を生じにくくすることができる。

【0161】

［歩度調整制御の詳細について］
以下、図１２、図１５Ａ～図１９を参照して、本実施形態における歩度調整制御の詳細について説明する。図１５Ａ、図１５Ｂは、本実施形態における調速パルスによる永久磁石の動きの制御について説明する図である。

【0162】

本実施形態においては、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。

【0163】

本実施形態においては、図１５Ａに示すように、コイル４３の第１端子Ｏ１に調速パルスが出力された場合、第１端部４２１ａがＳ極、第２端部４２２ａがＮ極の極性を持つこととなると定義する。一方、図１５Ｂに示すように、コイル４３の端子Ｏ２に調速パルスが出力された場合、第１端部４２１ａがＮ極、第２端部４２２ａがＳ極の極性を持つこととなると定義する。なお、コイル４３の巻き方向が反対の場合、第１端部４２１ａと第２端部４２２ａの極性は反転する。

【0164】

［歩度調整制御の詳細について：調速パルスの出力タイミング］
ここで、永久磁石４１の角速度が速い状態においては、所望のタイミングで歩度調整を行うことが難しい。永久磁石４１の角速度が速い状態においては、調速パルスの出力タイミングがズレる可能性が高いためである。

【0165】

そこで、本実施形態においては、永久磁石４１の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、永久磁石４１が回転角度１８０°から０°に逆方向に回転する間、及び回転角度－１８０°から０°に正方向に回転する間に、調速パルスを出力することとした。すなわち、テン輪３１が動力ゼンマイ１１から動力を供給される前の期間に調速パルスを出力することとした。これにより、永久磁石４１の角速度が比較的遅い状態において、調速パルスを出力することができる。また、本実施形態においては、テン輪３１が回転角度２２５°から１３５°の間に空気抵抗部材１５による空気抵抗を受けるため、回転角度１８０°から０°の期間において永久磁石４１の角速度は特に遅くなっている。回転角度－２２５°から－１３５°の間においても同様である。このように、テン輪３１の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、被作用部３１３が空気抵抗部材１５の位置に達した後の期間において歩度調整を行うとよい。

【0166】

このような構成を採用することにより、調速パルスの出力タイミングがズレてしまうことを抑制できる。その結果、歩度精度を維持することができる。なお、図１２においては、歩度調整を行うタイミングを帯状の領域で示している。図１２の上段のグラフに示すように、歩度調整は、永久磁石４１の角速度が遅い期間において行われている。

【0167】

［歩度調整制御の詳細について：調速パルスが出力されるコイル端子］
図１５Ａにおいては、正方向に回転する永久磁石４１が回転角度－９０°の位置にあるタイミング、及び逆方向に回転する永久磁石４１が回転角度９０°の位置にあるタイミングで調速パルスをコイル４３に出力する例を示している。

【0168】

図１５Ａに示すように、永久磁石４１が回転角度－９０°から正方向に回転する際に、コイル４３の第１端子Ｏ１に調速パルスを出力した場合、永久磁石４１は軟磁性コア４２から斥力を受けることなる。すなわち、永久磁石４１の正方向の回転にブレーキがかかる。一方、永久磁石４１が回転角度９０°から逆方向に回転する際、コイル４３の第１端子Ｏ１に調速パルスを出力した場合、永久磁石４１は軟磁性コア４２から斥力を受けることとなる。すなわち、永久磁石４１の逆方向の回転にブレーキがかかることとなる。

【0169】

また、図１５Ｂに示すように、永久磁石４１が回転角度－９０°から正方向に回転する際に、コイル４３の第２端子Ｏ２に調速パルスを出力した場合、永久磁石４１は軟磁性コア４２から引力を受けることなる。すなわち、永久磁石４１の正方向の回転にアクセルがかかる。一方、永久磁石４１が回転角度９０°から逆方向に回転する際、コイル４３の第２端子Ｏ２に調速パルスを出力した場合、永久磁石４１は軟磁性コア４２から引力を受けることとなる。すなわち、永久磁石４１の逆方向の回転にアクセルがかかることとなる。

【0170】

このように、本実施形態においては、永久磁石４１の正逆回転運動のうち正方向の回転か逆方向の回転かに関わらず、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力することで永久磁石４１の回転を弱めることができ、一方、第２端子Ｏ２に調速パルスを出力することで永久磁石４１の回転を強めることができる。

【0171】

すなわち、永久磁石４１の正逆回転運動のうち正方向の回転か逆方向の回転かに関わらず、歩度を遅れる方向に調整する場合、第１端子Ｏ１を通電すればよく、歩度を進める方向に調整する場合、第２端子Ｏ２を通電すればよい。

【0172】

［歩度調整制御の詳細について：歩度調整制御の動作フロー］
図１６は、本実施形態の歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、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。制御回路４４は、回転検出回路４５により検出された検出信号ＤＥと、分周回路４７により生成された基準信号ＯＳとに基づいて、調速パルス出力回路４６を制御している。

【0173】

検出信号ＤＥが検出されるタイミングは、コイル４３に逆起電圧が大きく生じている時である。すなわち、永久磁石４１の角速度が速い時である。そのため、制御回路４４は、テン輪３１の正逆回転運動のうち正方向運動及び逆方向運動において、被作用部３１３が空気抵抗部材１５の位置に達する前に永久磁石４１の運動によりコイル４３に生じる検出電圧と、基準信号ＯＳと、に基づいて歩度調整を行うとよい。

【0174】

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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、歩度調整手段４０による歩度調整制御が行われる。

【0175】

検出信号ＤＥが、基準信号ＯＳの出力期間内に検出された場合（ＳＴ２のＹ）、すなわち、歩度ズレが生じていない場合、歩度調整制御を終了する。なお、図１７は、検出信号が基準信号の出力期間内に検出された場合の例を示すタイミングチャートである。図１７に示すように、本実施形態においては、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。

【0176】

検出信号ＤＥが、基準信号ＯＳの出力期間内に検出されなかった場合（ＳＴ２のＮ）、すなわち、歩度ズレが生じている場合、制御回路４４が、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりも早いか否かを判定する（ＳＴ３）。

【0177】

検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりも早い場合（ＳＴ３のＹ）、制御回路４４は、端子Ｏ１に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ４）。

【0178】

図１８は、検出信号の検出タイミングが基準信号の出力期間よりも早い場合の例を示すタイミングチャートである。図１８においては、検出信号ＤＥの検出タイミングから時間ｔｐ１が経過したタイミングで、調速パルスｐ１がコイル４３の第１端子Ｏ１に出力された例を示している。図１８に示すように、調速パルスｐ１の出力の前後において、検出信号ＤＥが検出される周期が異なっている。すなわち、調速パルスｐ１が出力された後に検出される検出信号ＤＥの検出の周期は、調速パルスｐ１が出力される前に検出された検出信号ＤＥの検出の周期よりも長くなっている。これにより、調速パルスｐ１が出力された後において、検出信号ＤＥは、基準信号ＯＳの出力期間ｔｓ内に検出されることとなっている。

【0179】

検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳよりも遅い場合（ＳＴ３のＮ）、制御回路４４は、端子Ｏ２に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ５）。

【0180】

図１９は、検出信号が検出されたタイミングが基準信号の出力期間よりも遅い場合の例を示すタイミングチャートである。図１９においては、検出信号ＤＥの検出タイミングから時間ｔｐ２が経過したタイミングで、調速パルスｐ２がコイル４３の第２端子Ｏ２に出力された例を示している。図１９に示すように、調速パルスｐ２の出力前後において、検出信号ＤＥが検出される周期が異なっている。すなわち、調速パルスｐ２が出力された後に検出される検出信号ＤＥの検出の周期は、調速パルスｐ２が出力される前に検出された検出信号ＤＥの検出の周期よりも短くなっている。これにより、調速パルスｐ２が出力された後において、検出信号ＤＥは、基準信号ＯＳの出力期間ｔｓ内に検出されることとなっている。

【0181】

なお、第１端子Ｏ１に出力される調速パルスｐ１と、第２端子Ｏ２に出力される調速パルスｐ２は、その出力タイミングや出力期間が異なっていてもよい。これは、永久磁石４１を進める方向と、遅れる方向とでは、調速パルスが出力されることによる修正量が異なる場合があるためである。

【0182】

［歩度調整制御の詳細について：歩度調整制御の第１変形例の動作フロー］
次に、図２０、図２１を参照して、歩度調整制御の第１変形例について説明する。図２０は、歩度調整制御の第１変形例を示すフローチャートである。

【0183】

この例においては、歩度調整手段４０は、検出信号ＤＥの検出回数をカウントする第１カウンタと、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差（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）を蓄積する蓄積部である第２カウンタとを有しているとよい。

【0184】

歩度調整制御の第１変形例においては、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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、歩度調整手段４０による歩度調整制御が行われる。

【0185】

制御回路４４は、テン輪３１（永久磁石４１）の正逆回転運動が８回目であるか否かを判定する。具体的には、制御回路４４は、第１カウンタのカウント数が８であるか否かを判定する（ＳＴ２１）。

【0186】

第１カウンタのカウント数が８ではない場合（ＳＴ２１のＮ）、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差を算出し、期間差を蓄積する（ＳＴ２２）。その後、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。

【0187】

一方、第１カウンタのカウント数が８である場合（ＳＴ２１のＹ）、第１カウンタをリセットし、カウント数０にする（ＳＴ２４）。

【0188】

そして、制御回路４４は、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳの期間差の蓄積量が０又は所定の範囲内であるか否かを判定する（ＳＴ２５）。検出信号ＤＥと基準信号ＯＳの期間差の蓄積量が０又は所定の範囲内である場合、歩度調整を行うことなく、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。

【0189】

検出信号ＤＥと基準信号ＯＳの期間差の蓄積量がプラスである場合（ＳＴ２５のＮ、ＳＴ２６のＹ）、制御回路４４は、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ４）。

【0190】

一方、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳの期間差の蓄積量がマイナスである場合（ＳＴ２５のＮ、ＳＴ２６のＮ）、制御回路４４は、第２端子Ｏ２に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ５）。

【0191】

図２１の上段においては、第１カウンタが２の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりｔ早く、第１カウンタが３の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間より２ｔ早く、第１カウンタが６の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりｔ遅れている例を示している。この例においては、第１カウンタが８になるまでに期間差の蓄積量は＋２ｔとなる。すなわち、検出信号ＤＥが検出されるタイミングが、基準信号ＯＳより合計で２ｔ早くなっている。そのため、制御回路４４は、歩度が遅れるよう、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力している。

【0192】

図２１の下段においては、第１カウンタが２の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間より３ｔ早く、第１カウンタが３の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間より２ｔ早く、第１カウンタが６の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりｔ遅れている例を示している。この例においては、第１カウンタが８になるまでに期間差の蓄積量は＋４ｔとなる。すなわち、検出信号ＤＥが検出されるタイミングが、基準信号ＯＳより合計で４ｔ早くなっている。そのため、歩度が遅れるよう、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力している。

【0193】

また、図２１の下段の例においては、図２１の上段の例よりも期間差の蓄積量が大きいため、調速パルスの出力期間を長くした。具体的には、図２２の下段に示す調速パルスの出力期間ｐ１１２を、図２２の上段に示す調速パルスの出力期間ｐ１１１よりも長くした。なお、図２２の上段及び下段のいずれの例においても、第１カウンタが８の際に出力される基準信号ＯＳが出力されてからｔｐ１１１が経過したタイミングで調速パルスを出力している。すなわち、調速パルスの出力期間に関わらず、調速パルスの出力タイミングを同じとした。

【0194】

以上説明した歩度調整制御の第１変形例においては、歩度調整を毎秒行わないことより、調速パルスを出力する回数を少なくできる。その結果、消費電力を低減することができる。

【0195】

［歩度調整制御の詳細について：歩度調整制御の第２変形例の動作フロー］
次に、図２２、図２３を参照して、歩度調整制御の第２変形例について説明する。図２２は、歩度調整制御の第２変形例を示すフローチャートである。

【0196】

この例においては、歩度調整手段４０は、検出信号ＤＥの検出回数をカウントする第１カウンタと、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差（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）を蓄積する蓄積部である第２カウンタとを有しているとよい。なお、歩度調整制御の第２変形例においては、第２カウンタはリセットされるとカウント数７になるとする。

【0197】

歩度調整制御の第２変形例においては、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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、歩度調整手段４０による歩度調整制御が行われる。

【0198】

制御回路４４は、テン輪３１（永久磁石４１）の正逆回転運動が８回目であるか否かを判定する。具体的には、制御回路４４は、第１カウンタのカウント数が８であるか否かを判定する（ＳＴ２１）。

【0199】

第１カウンタのカウント数が８ではない場合（ＳＴ２１のＮ）、制御回路４４は、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差を算出する（ＳＴ３１）。

【0200】

そして、制御回路４４は、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間内である場合（ＳＴ３２のＹ）、歩度調整を行うことなく、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。

【0201】

制御回路４４は、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間内でない場合（ＳＴ３２のＮ）、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりも早いか否かを判定する（ＳＴ３３）。

【0202】

検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりも早い場合（ＳＴ３３のＹ）、その期間差に応じて第２カウントを減算する（ＳＴ３４）。検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりも遅い場合（ＳＴ３３のＮ）、その期間差に応じて第２カウントを加算する（ＳＴ３５）。その後、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。

【0203】

第１カウンタのカウント数が８である場合（ＳＴ２１のＹ）、第１カウンタをリセットし、カウント数０にする（ＳＴ２４）。

【0204】

そして、制御回路４４は、第２カウンタのカウント数が７であるか否かを判定する（ＳＴ３６）。第２カウンタのカウント数が７である場合（ＳＴ３６のＹ）、歩度調整を行うことなく、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。

【0205】

制御回路４４は、第２カウンタのカウント数が７でない場合（ＳＴ３６のＮ）、第２カウンタのカウント数が７より小さいか否かを判定する（ＳＴ３７）。第２カウンタのカウント数が７より小さい場合（ＳＴ３７のＹ）、制御回路４４は、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ４）。第２カウンタのカウント数が７より大きい場合（ＳＴ３７のＮ）、制御回路４４は、第２端子Ｏ２に調速パルスを出力するよう調速パルス出力回路４６を制御する（ＳＴ５）。その後、第２カウンタのカウント数をリセットし、カウント数を７にする（ＳＴ３８）。

【0206】

以上説明した歩度調整制御の第２変形例においては、歩度調整を毎秒行わないことより、調速パルスを出力する回数を少なくできる。その結果、消費電力を低減することができる。

【0207】

図２３においては、第１カウンタが２の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりｔ早く、第１カウンタが３の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間より２ｔ早く、第１カウンタが６の場合において、検出信号ＤＥの検出タイミングが基準信号ＯＳの出力期間よりｔ遅れている例を示している。この例においては、第１カウンタが８になるまでに、第２カウンタが５となっている。すなわち、検出信号ＤＥが検出されるタイミングが、基準信号ＯＳより合計で２ｔ早くなっている。そのため、制御回路４４は、歩度が遅れるよう、第１端子Ｏ１に調速パルスを出力している。

【0208】

なお、調速パルスは、単パルスに限らず、図２４に示すように複数の単パルスを含むパルス群からなるものであってもよい。調速パルスをパルス群からなるものにすることで調速機構３０の製造ばらつきや駆動ばらつきを吸収することができる。この場合、図２１に示すように調速パルスの出力期間を変更するのではなく、調速パルスのデューティ比を変更することにより、永久磁石４１に働く引力又は斥力を制御してもよい。なお、デューティ比とは、所定の期間内でパルスが出力される割合を示すものである。図２４においては、デューティ比が３／５の調速パルスの例を示している。

【0209】

［歩度調整制御の詳細について：電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御］
図２５は、電源回路が停止状態から起動を開始する際の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。

【0210】

上述のように、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が起動した後、歩度調整手段４０による歩度調整制御が行われる。そのため、歩度調整制御に用いられる基準信号ＯＳの出力は、電源回路６０が起動した後に開始されるとよい。例えば、図２５に示すように、検出信号ＤＥが最初に検出されたタイミングを起点として、基準信号ＯＳの出力が開始されるとよい。図２５においては、逆起電圧のピークが次第に大きくなっており、最初に閾値Ｖｔｈを超えたタイミングを起点として、基準信号ＯＳの出力が開始されている様子を示している。すなわち、最初に閾値Ｖｔｈを超えたタイミングの次のタイミング（１秒後）から基準信号ＯＳの出力が開始されている様子を示している。ただし、これに限られず、電源回路６０の起動直後における不安定な回転状態を考慮して、検出信号ＤＥが複数回数（所定回数）検出された時点を起点として、基準信号ＯＳの出力を開始してもよい。

【0211】

［歩度調整制御の詳細について：外乱の影響を考慮した歩度調整制御］
図２６は、外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。図２７は、外乱の影響を考慮した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。図２８は、図２０で示した歩度調整制御の第１変形例において外乱の影響を考慮した歩度調整制御を示すフローチャートである。

【0212】

機械式時計１に対して外部の磁石が近づいたり衝撃が加わったりすると、瞬間的に外乱が作用することにより逆起電圧が乱れて、検出信号ＤＥを検出できない場合がある。この場合、制御回路４４は、大幅に歩度が遅れたとの誤判定をすることとなる。

【0213】

そのため、図２６に示すように、基準信号ＯＳの出力期間の前後を含む所定の期間において検出信号ＤＥが検出されなかった場合、歩度調整を行わないこととしてもよい。図２６の上段においては、外乱が作用することにより、測定時間２．０［ｓ］付近において検出信号ＤＥが検出されなかった様子を示している。具体的には、基準信号ＯＳの出力期間ｔｓ、出力期間ｔｓの直前の期間ｄｔ１、及び出力期間ｔｓの直後の期間ｄｔ２において、検出信号が検出されなかった様子を示している。なお、図２６においては、期間ｄｔ１と期間ｄｔ２が同じ長さである例を示しているが、これらは異なる長さであってもよい。また、調速パルスは、期間ｄｔ１と期間ｄｔ２を避けて出力されるとよい。調速パルスを出力するとコイル波形（逆起電圧の波形）が乱れてしまい、検出信号ＤＥの検出精度が低下してしまう可能性があるためである。

【0214】

図２７に示すフローチャートにおいては、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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）された場合（ステップＳＴ１１のＹ）、歩度調整を行う例を示している。一方、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されなかった場合（ステップＳＴ１１のＮ）、歩度調整を行わない例を示している。なお、図２７に示す各ステップは、ＳＴ１１を除いて図１６で示したものと同じであるため、その説明の詳細については省略する。

【0215】

図２８に示すフローチャートにおいては、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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）された場合（ステップＳＴ１１のＹ）、歩度調整を行う例を示している。一方、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されなかった場合（ステップＳＴ１１のＮ）、歩度調整を行わず、第１カウンタをリセットする例を示している（ＳＴ１２）。このように、外乱等の影響を受けた場合、第１カウンタをリセットすることにより、検出信号ＤＥの検出回数のカウントを改めて開始している。

【0216】

なお、図２８に示す各ステップは、ＳＴ１１、ＳＴ１２を除いて図２０で示したものと同じであり、また第１カウンタの機能も同じであるため、その説明の詳細については省略する。

【0217】

図２６～図２８に示す構成を採用することにより、外乱が加わっても精度の高い歩度調整が可能である。また、不必要に調速パルスが出力されることを抑制できるため消費電力を削減できる。

【0218】

［歩度調整制御の詳細について：検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御］
図２９、図３０は、検出信号の検出の失敗が連続した場合の歩度調整制御の一例を示すタイミングチャートである。図３１は、検出信号の検出の失敗が連続することを想定した歩度調整制御の一例を示すフローチャートである。

【0219】

動力ゼンマイ１１の巻き上げが解かれてくると、ロータ４１の回転力が弱まり、逆起電圧が閾値Ｖｔｈを超えなくなる場合がある。この場合、発電量が小さくなり、コンデンサＣの蓄電量も少なくなる。すなわち、機械式時計１が止まりやすい状態であると共に、電源回路６０が止まりやすい状態である。このような場合においては、省電のため、調速パルスを出力しないことが好ましい。すなわち、歩度調整を行わないことが好ましい。

【0220】

そこで、図２９、図３０に示す例においては、検出信号ＤＥの検出に連続して失敗した回数をカウントする第３カウンタと、検出信号ＤＥの検出に連続して成功した回数をカウントする第４カウンタを用いて、調速パルスを出力する「調速パルス出力設定」と、調速パルスの出力を停止する「調速パルス停止設定」とを切り替える構成を採用した。

【0221】

具体的には、第３カウンタが１０に達した場合、すなわち、検出信号ＤＥの検出に連続して１０回失敗した場合、調速パルス停止設定に切り替える構成を採用した。また、第４カウンタが２０に達した場合、すなわち、検出信号ＤＥの検出に連続して２０回成功した場合、調速パルス出力設定に切り替える構成を採用した。なお、設定切り替えのトリガとなるカウント数は一例であり、ここで示したものに限られない。

【0222】

図２９においては、逆起電圧のピークが小さく、検出信号ＤＥの検出に連続して１０回失敗することにより調速パルス停止設定に切り替えられた例を示している。

【0223】

図３０においては、検出信号ＤＥの検出に連続して１０回失敗することにより調速パルス停止設定に切り替えられ、その後、検出信号ＤＥの検出に連続して２０回成功することにより調速パルス出力設定に切り替えられることにより、調速パルスｐ１が出力されている例を示している。なお、検出信号ＤＥの検出に成功したか否かは、図２６～図２８で示した例と同様に、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されたか否かにより判定している。

【0224】

図３１に示すフローチャートにおいては、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が起動した後（ＳＴ１のＹ）、調速パルス停止設定中であるか否かを判定している（ＳＴ４１）。なお、調速パルス停止設定中であるか否かについては、例えば、調速パルス停止フラグが立っているか否かに基づいて判定されるとよい。

【0225】

調速パルス停止設定中でない場合（ＳＴ４１のＮ）、制御回路４４が、第３カウンタが１０であるか否かを判定する（ＳＴ４２）。すなわち、制御回路４４が、検出信号ＤＥの検出を連続して１０回失敗しているか否かを判定する。第３カウンタが１０でない場合（ＳＴ４２のＮ）、制御回路４４が、第１カウンタが８であるか否かを判定する（ＳＴ２１）。すなわち、制御回路４４が、検出信号ＤＥの検出回数が８であるか否かを判定する。

【0226】

第１カウンタが８である場合（ＳＴ２１のＹ）、図２０で示したＳＴ２４以降の処理を行う。一方、第１カウンタが８でない場合（ＳＴ２１のＮ）、制御回路４４が、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されたか否かを判定する（ＳＴ４３）。所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されなかった場合（ＳＴ４３のＮ）、第３カウンタのカウント数を１加算すると共に（ＳＴ４４）、第１カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ２３）。一方、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）された場合（ＳＴ４３のＹ）、第３カウンタをリセットすると共に（ＳＴ４５）、検出信号ＤＥと基準信号ＯＳとの期間差を算出し、期間差を蓄積する（ＳＴ２２）。

【0227】

また、ＳＴ４１において調速パルス停止設定中である場合（ＳＴ４１のＹ）、制御回路４４が、第４カウンタのカウント数が２０であるか否かを判定する（ＳＴ５１）。すなわち、制御回路４４が、検出信号ＤＥの検出を連続して２０回成功しているか否かを判定する。第４カウンタが２０でない場合（ＳＴ５１のＮ）、制御回路４４が、所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されたか否かを判定する（ＳＴ５２）。所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）されなかった場合（ＳＴ５２のＮ）、第４カウンタをリセットする（ＳＴ５３）。所定の検出期間（ｄｔ１～ｔｓ～ｄｔ２）の間に検出信号ＤＥが出力（検出）された場合（ＳＴ５２のＹ）、第４カウンタのカウント数を１加算する（ＳＴ５４）。

【0228】

ＳＴ５１において第４カウンタのカウント数が２０である場合（ＳＴ５１のＹ）、第４カウンタをリセットすると共に（ＳＴ５５）、調速パルス出力設定に切り替える（ＳＴ５６）。

【0229】

また、ＳＴ４２において第３カウンタのカウント数が１０である場合（ＳＴ４２のＹ）、第３カウントをリセットすると共に（ＳＴ６１）、調速パルス停止設定に切り替える（ＳＴ６２）。なお、電源回路６０が停止した後その動作が開始した場合、コンデンサＣの蓄電量は少ないことより、電源回路６０は再び停止しやすい状態といえる。そのため、電源回路６０が停止した後その動作が開始した場合、歩度調整を開始するまでに必要な検出信号ＤＥの連続成功回数を多くするとよい。例えば、図３１のＳＴ５１において、第４カウンタのカウント数が６０の場合、すなわち、６０回連続して検出信号ＤＥの検出に成功した場合に調速パルス出力設定に切り替えることとするとよい。

【0230】

以上説明した図２９～図３１の例においては、歩度調整が行われることを規制することで、消費電力を低減することができ、さらに動力ゼンマイ１１が巻き上げられた時に歩度調整に即移行しやすい。

【0231】

なお、図２９～図３１の例において、閾値Ｖｔｈを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、機械式時計１が止まりやすい状態であることをユーザに報知する機能を有していてもよい。報知の手段としては、例えば、指針が指し示す位置等を用いるとよい。これにより、ユーザに対して動力ゼンマイ１１を巻き上げる操作を行うことを促すことができる。

【0232】

また、図２９～図３１の例において、閾値Ｖｔｈを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、閾値電圧を下げてもよい。具体的には、例えば、閾値Ｖｔｈが０．５Ｖである場合において、１０回連続して検出信号ＤＥの検出に失敗した場合、閾値電圧を０．２５Ｖに設定するとよい。これにより、電源回路６０が止まりやすくはなるものの歩度の精度を維持することができる。そして、閾値Ｖｔｈを下げた後、下げられた閾値を超える逆起電圧が所定秒連続して検出された場合、元の閾値Ｖｔｈに戻すとよい。また、閾値Ｖｔｈを超える逆起電圧が所定秒連続して検出されなかった場合、段階的に閾値を下げることとしてもよい。

【0233】

［歩度調整制御の詳細について：テン輪の回転方向を考慮した歩度調整制御］
図３２は、基準信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。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の回転角度が正方向と逆方向とで異なってしまう場合がある。回転角度が異なると、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。それにより、全体としては歩度ズレが無いにも関わらず、不必要に調速パルスが出力されてしまう可能性がある。

【0234】

そこで、図３２に示す例においては、２ステップ（２秒）基準で基準信号ＯＳを設定する構成を採用した。図３２の上段は、正方向と逆方向とで検出される検出信号ＤＥが異なる場合の逆起電圧の波形の一例を示している。図３２の下段は、２ステップ（２秒）基準で基準信号ＯＳを設定した場合におけるタイミングチャートの一例を示している。図３２の下段に示すように、左から奇数番目の基準信号ＯＳの出力間隔をｔｒ１とし、左から偶数番目の基準信号ＯＳの出力間隔をｔｒ２（＝ｔｒ１）とした。この例は、制御回路４４が２ステップ単位（２秒単位）の２系統制御を行うことで実現されるとよい。そして、各制御系統のいずれかにおいて歩度異常が検出された場合、歩度調整を行うとよい。なお、回路構成の簡略化のために、出力間隔がｔｒ１又はｔｒ２のいずれかである１系統のみの制御系統としてもよい。

【0235】

図３２に示す例によると、基準信号ＯＳを２ステップ基準（ｔｒ１及びｔｒ２）で設け、それぞれに応じた歩度調整を行うことで、テン輪３１の往と復の回転角度の差があっても、外乱に対して回路が止まりづらく精度の高い歩度調整が可能となる。

【0236】

なお、図３２の中段は、１ステップ（１秒）基準で基準信号ＯＳを設定した場合、すなわち、上述の図１７等で示した例におけるタイミングチャートを示している。図３２の中段に示す例においては、正方向と逆方向で逆起電圧のピーク位置が異なっていることより、全体としては歩度ズレが無いにも関わらず、左から偶数番目の検出信号ＤＥの出力タイミングが常にズレている。このような場合、不要に調速パルスが出力されてしまうこととなる。

【0237】

［まとめ］
本実施形態においては、テン輪３１の角速度を低速にする構成を採用したため、動力を伝達する各機構（例えば、ガンギ車２１やアンクル２２）が摩耗することを抑制できる。その結果、機械式時計１の耐久性が向上する。また、空気抵抗部材１５を用いることにより、テン輪３１の正方向運動及び逆方向運動における途中期間においてテン輪３１の角速度を低下させる構成を採用した。これにより、テン輪３１の回転の周期を遅くしつつも、テン輪３１が空気抵抗部材１５による空気抵抗を受けていない期間に発電を行うことで、十分な発電量を確保することができる。また、テン輪３１が空気抵抗部材１５による空気抵抗を受けている期間又は受けた後の期間に歩度調整を行うことにより、歩度調整の精度を維持することができる。また、永久磁石４１を半波整流に適した逆起電圧が得られるよう配置する構成を採用するため、半波整流を用いて効率良く電力を取り出すことができる。

【0238】

［その他］
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。

【0239】

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を用いるとよい。また、テン輪３１の材料として、樹脂材料又はアルミニウムを用いるとよい。また、空気抵抗部材１５として、アクリル樹脂を用いるとよい。なお、ここで挙げた材料は一例であって、これらに限定されるわけではない。

【0240】

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、安定した歩度調整を行うことができる。

【0241】

また、本実施形態においては、図５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。

【0242】

また、図示は省略するが、機械式時計１は、文字板又は裏蓋に、テン輪３１を外部から視認させる開口又は透明部を有しているとよい。

【0243】

また、本実施形態においては、空気抵抗部材１５が設けられる例を説明したが、これに限られず、空気抵抗部材１５を有していなくてもよい。また、空気抵抗部材１５が無い場合、テン輪３１は被作用部３１３を有していなくてもよい。

【0244】

本実施形態のように、空気抵抗部材１５を用いてテン輪３１に空気抵抗を作用させる構成を採用すると、空気抵抗によるエネルギー消費が生じる分、動力ゼンマイ１１の持続時間が短くなってしまう。その一方で、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することでテン輪３１の動作を低速化しており、従来の６～８振動の機械式時計と比較して持続時間は長くなる。すなわち、テン輪３１の動作の低速化により、空気抵抗による持続時間の低下を補うことができる。そのため、機械式時計として十分な持続時間を実現することができる。

【符号の説明】

【0245】

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、１５ 空気抵抗部材、１５１ 第１壁部、１５２ 第２壁部、１５３ 第３壁部、１５４ 基部、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、３１２ 円状部、３１３ 被作用部、３１５ 振り石、３２ ヒゲゼンマイ、３２１ 外端部、３２２ 内端部、３２２ａ 固定部、３２２ｂ ピッチ拡大部、３３ 支持部材、３３ａ パイプ、３３ｂ ネジ、３４ ヒゲ持受、３５ ワク部材、３５ａ 凸部、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、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11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図11F】

【図11G】

【図11H】

【図11I】

【図11J】

【図11K】

【図11L】

【図11M】

【図11N】

【図11O】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】