专利名称：计时钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有时刻指示功能及时间计测功能的计时钟表。
背景技术：
以往，已经开发出这样的计时钟表其搭载有分别对多个指针进行驱动的多个驱 动电机，并且，该计时钟表以时刻信息显示为基本功能，而且还搭载了进行时间计测的附加 功能(计时功能)，其中，所述驱动电机通过电气方式对各指针进行驱动，通过心形凸轮等 机械机构进行计时指针的归零(例如参照专利文献1 3)。在以机械方式进行归零且以电气方式进行驱动的以往的计时钟表中，通常响应于 开始按钮的操作而将归零机构解除，并且，响应于开始按钮的操作而输入电气的计时开始 信号，对计时指针驱动用的电机进行驱动。但是，在因噪声等输入了与计时开始信号等价的电气噪声信号时，驱动脉冲会继 续供给到计时指针驱动用电机，存在被用作电源的电池发生消耗的问题。专利文献1 日本特开昭61-73085号公报专利文献2 日本特开2006-90769号公报专利文献3 日本特开2003-4872号公报
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在以机械方式对计时指针进行 归零且以电气方式进行驱动的计时钟表中，使计时指针在机械锁定的状态下不能以电气方 式进行驱动。根据本发明，提供一种计时钟表，其以机械方式进行归零，其特征在于，该计时钟 表具有驱动计时指针的计时电机；驱动单元，其通过响应于操作单元的开始操作而执行 的时间计测动作，驱动所述计时电机；以及控制所述驱动单元的控制单元，所述控制单元 具有检测所述计时电机的旋转状况的旋转检测单元，在对所述计时电机驱动了规定时间之 后、由所述旋转检测单元检测到所述计时电机未旋转的情况下，该控制单元停止所述驱动 单元对所述计时电机的驱动，对时间计测动作进行复位。根据本发明的计时钟表，在以机械方式对计时指针进行归零且以电气方式对计时 指针进行驱动的计时钟表中，能够防止计时指针在机械锁定的状态下被电气驱动的状况， 能够抑制无谓的电力消耗。
图1是本发明的实施方式的计时钟表的框图。图2是本发明的实施方式的计时钟表的局部详细电路图。图3是本发明的实施方式的计时钟表的动作说明图。图4是用于说明本发明的实施方式的计时钟表的动作的时序图。
图5是用于说明本发明的实施方式的计时钟表的动作的时序图。图6是本发明的实施方式的计时钟表的流程图。附图标记101振荡电路102分频电路
103计时计数器电路104控制电路
105时刻指针驱动电路106电机驱动脉冲产生电路
107电机驱动电路108计时电机
109旋转检测电路110模拟显示部
具体实施例方式图1是本发明的实施方式的计时钟表的框图。本实施方式的计时钟表是以机械方 式对计时指针进行归零且以电气方式对计时指针进行驱动的形式的计时钟表。在图1中，计时钟表具有振荡电路101，其产生规定频率的信号；分频电路102， 其对振荡电路101产生的信号进行分频，产生作为时刻计测基准的时钟信号；计时计数器 电路103，其对上述时钟信号进行计数而进行时间计测动作；控制电路104，其进行构成计 时钟表的各电路要素的控制以及驱动脉冲的驱动控制等各种控制；以及时刻指针驱动电路 105，其响应于来自控制电路104的时刻驱动信号而对模拟显示部110的时刻指针(时针、 分针、秒针)进行走针驱动。时刻指针驱动电路105具有响应于控制电路104对时钟信号进行计时而按规定 的时刻驱动周期输出的时刻控制信号，驱动时刻电机的电路；驱动模拟显示部110的时刻 指针的时刻电机；以及在规定的旋转检测期间检测上述时刻电机的旋转状况的旋转检测电 路 109。在控制电路104上连接着指示时间计测(计时)动作的开始及停止的开始/停止 按钮STB、以及对时间计测动作进行复位的复位按钮RB。响应于开始/停止按钮STB的开 始操作、停止操作，向控制电路104输入各开始信号、停止信号，并且，响应于复位按钮RB的 操作，向控制电路104输入复位信号。控制电路104具有如下功能根据来自旋转检测电路109的检测信号判定计时电 机108是否进行了旋转，从而进行规定的控制；以及响应于与开始/停止按钮STB的开始 操作相伴的开始信号，控制各电路要素，使得开始时间计测动作，并使模拟显示部110显示 计测时间，并且，响应于与开始/停止按钮STB的停止操作相伴的停止信号，控制各电路要 素，使得停止时间计测动作，并且，响应于与复位按钮RB的复位操作相伴的复位信号，控制 各电路要素，使得控制电路104所具有的时间计测用计数器(未图示)进行复位动作、或响 应于计时电机108的驱动停止而停止时间计测动作。并且，控制电路104具有如下功能基于来自分频电路102的时钟信号而进行时刻 计测动作，按规定的时刻电机驱动周期输出上述时刻控制信号；以及每当计时计数器电路 103计测了规定时间(计时电机108驱动周期)时，向电机驱动脉冲产生电路106输出用于 驱动计时电机108的计时控制信号。并且，计时钟表具有电机驱动脉冲产生电路106，其响应于从控制电路104按规 定周期输入的上述计时控制信号，产生用于驱动计时电机108的计时驱动脉冲；电机驱动
4电路107，其响应于上述计时驱动脉冲，对计时电机108进行驱动；计时电机108，其对模拟 显示部110的计时指针(时针、分针、秒针)进行走针驱动；以及旋转检测电路109，其检测 计时电机108的旋转状况。电机驱动电路107及旋转检测电路109是与在模拟电子钟表中 用于步进电机的驱动及旋转检测的公知的电路相同的电路。计时电机108是一般电子钟表中所使用的步进电机，其具有定子，其具有转子收 容用贯通孔；转子，其可旋转地配置在转子收容用贯通孔中；以及驱动线圈，其卷绕在与定 子接合的磁芯上，该步进电机采用了这样的形式通过向驱动线圈的第1端子、第2端子交 替地提供极性不同的驱动脉冲，从而每次以规定角度进行旋转驱动。这里，振荡电路101及分频电路102构成信号产生单元，旋转检测电路109构成旋 转检测单元，模拟显示部110构成显示单元，开始/停止按钮STB及复位按钮RB构成操作单 元。电机驱动脉冲产生电路106及电机驱动电路107构成驱动单元。并且，振荡电路101、 分频电路102、计时计数器103、控制电路104及旋转检测电路109构成控制单元。另外，如上所述，本发明的实施方式的计时钟表为以机械方式对计时指针进行归 零且以电气方式对计时指针进行驱动的形式的计时钟表，它的机械机构是公知的，因此省 略其详细说明。图2是详细示出电机驱动电路107及旋转检测电路109的结构的一部分的图。在 图2中，计时电机(图中示出了驱动线圈)108与设置在电机驱动电路107的输出级的4个
晶体管相连。并且，计时电机108与具有2个反相器的旋转检测电路109相连。电机驱动电 路107的4个晶体管呈两两交叉状，并且按规定的驱动周期交替地驱动为导通状态，由此， 按正反方向切换提供给计时电机108的驱动电流，朝向一个方向每隔规定角度进行旋转驱动。旋转检测电路109通过未图示的开关电路对计时电机108中产生的感应信号VRs 进行放大，并通过反相器检测上述感应信号VRs，从反相器输出表示旋转状况的旋转检测信 号。在本实施方式中，为了简化结构而使用了反相器，但也可以使用比较器。图3是表示从旋转检测电路109输出的旋转检测信号的说明图。在输入到旋转检 测电路109的反相器的感应信号的电平为低电平“0”(小于规定基准电压(例如电源电压 的1/2)Vcomp的电平)时，从上述反相器输出的旋转检测信号为高电平“1”，在输入到上述 反相器的感应信号的电平为高电平“1”(超过规定基准电压Vcomp的电平)时，从旋转检测 电路109输出的旋转检测信号为低电平“0”。在来自旋转检测电路109的旋转检测信号为 高电平“1”的情况下，控制电路104判定为计时电机108进行了旋转，在来自旋转检测电路 109的旋转检测信号为低电平“0”的情况下，控制电路104判定为计时电机108未旋转。图4及图5是用于说明本发明的实施方式的计时钟表的动作的时序图，图4是正 常进行了时间计测开始操作时的时序图，图5是因噪声而发生了误动作时的时序图。图6是本发明的实施方式的计时钟表的流程图。下面，按照图1 图6，说明本实施方式的计时钟表的动作。图1中，振荡电路101产生规定频率的信号，分频电路102对振荡电路101产生 的上述信号进行分频，产生作为时刻计测基准的时钟信号，将其输出到计时计数器电路103 及控制电路104。
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控制电路104对上述时钟信号进行计数而进行时刻计测动作，每当计时了规定时 间时，输出时刻控制信号，控制时刻指针驱动电路105，以对模拟显示部110的时刻指针进 行走针驱动。时刻指针驱动电路105响应于来自控制电路104的时刻控制信号，对模拟显 示部110的时刻指针进行走针驱动而显示当前时刻。接着，说明时间计测动作的概要。当用户对开始/停止按钮STB进行了开始操作而开始了时间计测动作时，未图示 的机械机构响应于开始/停止按钮STB的开始操作，解除计时指针的限制，之后，控制电路 104响应于上述开始操作而进行控制，使得计时计数器电路103根据来自分频电路102的时 钟信号开始时间计测动作。每当计时计数器电路103计时了规定时间时，控制电路104输出计时控制信号， 控制电机驱动脉冲产生电路106利用极性彼此不同的主驱动脉冲Pl交替地驱动计时电机 108。电机驱动脉冲产生电路106经由电机驱动电路107，用极性彼此不同的主驱动脉 冲Pl交替地对计时电机108进行驱动控制。通过计时电机108对模拟显示部110的计时 指针进行走针驱动，显示计测时间。当在时间计测动作中，用户对开始/停止按钮STB进行了停止操作而停止了时间 计测动作时，控制电路104响应于上述停止操作而停止时间计测动作，并在模拟显示部110 上显示该时点的时间计测结果。并且，当用户在时间计测动作中通过复位按钮RB进行了复位操作时，控制电路 104响应于上述复位操作而将计时计数器电路103的计数值复位为0，并且停止计时电机 108的驱动，由此，在停止时间计测动作之后，上述机械机构响应于复位按钮RB的复位操作 而将计时指针归零并进行限制。另外，有时存在这样的情况并未操作开始/停止按钮STB，而是因外部噪声等产 生了与输入开始信号等价的状态，从而开始时间计测动作，在该情况下，计时电机108被旋 转驱动而消耗了无谓的电力。此时，虽然计时指针被机械机构所限制从而计时电机108不会发生旋转，但是，在 将计时电机108的旋转传递给计时指针的轮系中存在齿隙(backlash)，因此，将出现与使 上述齿隙靠紧(詰力3 )所需的量相应的、好像计时电机108正常进行了旋转的动作。在本实施方式中，通过判定是进行了正常的时间计测动作、还是因噪声等进行了 异常的时间计测动作，来进行恰当的控制。下面，对进行正常的时间计测动作时的动作与进行异常的时间计测动作时的动作 进行说明。当在图4的时刻tl处、用户对开始/停止按钮STB进行了开始操作而开始了时间 计测动作时，开始信号START被输入到控制电路104 (图6的步骤S601)，未图示的机械机构 响应于开始/停止按钮STB的开始操作而解除计时指针的限制，之后，控制电路104进行控 制，使得计时计数器电路103根据来自分频电路102的时钟信号进行时间计测动作。每当计时计数器电路103计时了规定时间时，控制电路104输出计时控制信号， 控制电机驱动脉冲产生电路106用极性彼此不同的主驱动脉冲Pl交替地驱动计时电机 108 (步骤 S602)。
电机驱动脉冲产生电路106响应于计时控制信号，经由电机驱动电路107，用极性 彼此不同的主驱动脉冲Pl交替地驱动计时电机108。计时电机108对模拟显示部110的计 时指针进行走针驱动，实时显示该时点的计测时间。控制电路104进行如下控制在从计时计数器电路103开始时间计测起进行了规 定时间T (该实施方式中为60秒)的计数后的时刻t2处(步骤S603)，使得旋转检测电路 109检测基于主驱动脉冲Pl的驱动的计时电机108的旋转状况。旋转检测电路109通过未 图示的开关电路对计时电机108中产生的感应信号VRs进行放大，根据感应信号VRs输出 表示旋转状况的高电平“ 1，，或低电平“0”的旋转检测信号。在来自旋转检测电路109的旋转检测信号为高电平的情况下，控制电路104判定 为计时电机108进行了旋转，而在来自旋转检测电路109的旋转检测信号为低电平的情况 下，控制电路104判定为计时电机108未旋转(步骤S604)。在控制电路104根据来自旋转检测电路109的旋转检测信号而判定为计时电机 108正在旋转的情况下，判定为正常进行了开始操作，如图4所示，继续进行基于主驱动脉 冲Pl的驱动，继续进行时间计测动作。另一方面，在控制电路104根据来自旋转检测电路109的旋转检测信号而判定为 计时电机108未在旋转的情况下(该情况是因噪声等而输入了等价的开始信号而使计时电 机108旋转的情况，控制电路104判定为虽然计时电机108暂时进行了旋转，但在当前时点 计时电机108处于锁定状态。)，如图5所示，停止计时电机108的驱动(步骤S605)，产生 复位信号，对计时计数器电路103的计数值进行复位(步骤S606)。由此，在上述计时电机108的驱动之后判定为计时电机108处于锁定状态的情况 下，能够停止上述时间计测动作的误动作，能够抑制无谓的电力消耗。并且，在旋转检测动作中，只要检测计时电机108是否进行了旋转、或者计时电机 108被锁定而完全未进行旋转这二值状态即可，因此，不需要使用检测精度高的比较器，而 且不需要进行用于严加区分旋转与未旋转的精确的基准电压Vcomp的设定。因此，不需要 严格地调整旋转检测阈值，而只要大致进行调整即可，因此，可使用反相器容易地进行旋转 检测，还起到了简化结构的效果。另外，在该实施方式中构成为在从时间计测的开始操作起经过了规定时间T之 后、检测计时电机108的旋转状况的情况下，是由计时计数器电路103对规定时间T进行计 时，但也可以构成为在进行了规定次数的主驱动脉冲的驱动之后，检测计时电机108的旋 转状况。S卩，也可以构成为在用主驱动脉冲对计时电机108驱动了规定次数时，控制电路 104判定为计时电机108驱动了规定时间T。此时，计时钟表具有将计时电机108的旋转传递给上述计时指针的轮系，因此，也 可以将上述规定次数设定为使上述轮系的齿隙靠紧的次数。本发明可应用于以下方式的各种计时钟表，所述方式是由电机以电气方式进行 时刻指针及计时指针的驱动，并且在复位状态下，由机械机构进行限制，使得计时指针不 动，在解除了上述机械机构的限制之后，进行上述计时指针的驱动。
权利要求
1.一种计时钟表，其以机械方式进行归零，其特征在于，该计时钟表具有驱动计时指针的计时电机；驱动单元，其通过响应于操作单元的开始操作而执行的时间计测动作，驱动所述计时 电机；以及控制所述驱动单元的控制单元，所述控制单元具有检测所述计时电机的旋转状况的旋转检测单元，在对所述计时电机 驱动了规定时间之后、由所述旋转检测单元检测到所述计时电机未旋转的情况下，该控制 单元停止所述驱动单元对所述计时电机的驱动，对时间计测动作进行复位。
2.根据权利要求1所述的计时钟表，其特征在于，所述控制单元具有对计测时间进行计数的计时计数器，使用所述计时计数器计测所述 规定时间。
3.根据权利要求1所述的计时钟表，其特征在于，在通过驱动脉冲对所述计时电机驱动了规定次数时，所述控制单元判定为对所述计时 电机驱动了规定时间。
4.根据权利要求3所述的计时钟表，其特征在于，所述计时钟表具有将所述计时电机的旋转传递给所述计时指针的轮系，所述规定次数 是使所述轮系的齿隙靠紧的次数。
5.根据权利要求1所述的计时钟表，其特征在于，所述旋转检测单元具有检测所述计时电机的感应信号是否超过规定电平的反相器，根 据所述反相器的输出信号检测旋转状况。
6.根据权利要求2所述的计时钟表，其特征在于，所述旋转检测单元具有检测所述计时电机的感应信号是否超过规定电平的反相器，根 据所述反相器的输出信号检测旋转状况。
7.根据权利要求3所述的计时钟表，其特征在于，所述旋转检测单元具有检测所述计时电机的感应信号是否超过规定电平的反相器，根 据所述反相器的输出信号检测旋转状况。
8.根据权利要求4所述的计时钟表，其特征在于，所述旋转检测单元具有检测所述计时电机的感应信号是否超过规定电平的反相器，根 据所述反相器的输出信号检测旋转状况。
全文摘要
本发明提供一种计时钟表，其以机械方式对计时指针进行归零且以电气方式对计时指针进行驱动，其中，计时指针在机械锁定的状态下不会被电气驱动。在以机械方式进行归零的计时钟表中，具有计时电机，其驱动计时指针；驱动单元，其通过响应于操作单元的开始操作而执行的时间计测动作，驱动所述计时电机；以及控制单元，其控制所述驱动单元，所述控制单元具有检测计时电机(108)的旋转状况的旋转检测单元(109)，在对计时电机(108)驱动了规定时间之后、由旋转检测单元(109)检测出计时电机(108)未旋转的情况下，该控制单元停止所述驱动单元对计时电机(108)的驱动，将时间计测动作复位。
文档编号G04C3/00GK102117044SQ20111000233
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者井桥朋宽, 佐久本和实, 加藤一雄, 小笠原健治, 山本幸祐, 本村京志, 清水洋, 野口江利子, 长谷川贵则, 间中三郎, 高仓昭 申请人:精工电子有限公司