(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器において、
前記回転制御装置は、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、
前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、  
前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が設定値以上の場合に前記発電機にブレーキを掛け、かつ設定値未満の場合に前記発電機のブレーキを解除するように構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器において、
前記ブレーキ量補正装置は、前記アップダウンカウンタの値が前記設定値を含む所定範囲内にある場合のみに、ブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器において、
前記回転制御装置は、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、
前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される強ブレーキ時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、
前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記回転制御装置は、前記発電機の両端を閉ループ可能なスイッチと、このスイッチに印加されるデューティ比および周波数の少なくとも一方が異なる２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ信号発生部とを備え、前記発電機に強いブレーキを掛ける場合には一方のチョッパ信号を前記スイッチに印加し、その他の場合には弱いブレーキを印加可能な他方のチョッパ信号を前記スイッチに印加するように構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項４〜５のいずれかに記載の電子機器において、
前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が設定値以上の場合に前記発電機に強いブレーキを掛け、かつ設定値未満の場合に前記発電機に弱いブレーキを掛けるように構成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電子機器において、
前記ブレーキ量補正装置は、前記アップダウンカウンタの値が前記設定値を含む所定の範囲内にある場合のみに、強ブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の電子機器は、計時装置であることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の電子機器は、オルゴールまたはメトロノームであることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の電子機器と、前記電子機器の機械的エネルギ源によって発電機とともに回転され、回転制御装置により調速制御される指針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１１】
機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器の制御方法であって、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を調整するとともに、
前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項１２】
機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器の制御方法であって、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を調整するとともに、
前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項１３】
機械的エネルギ源と、エネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記エネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計の制御方法であって、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を調整するとともに、
前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とする電子制御式機械時計の制御方法。
【請求項１４】
機械的エネルギ源と、エネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記エネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計の制御方法であって、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強ブレーキ時間を調整するとともに、
前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とする電子制御式機械時計の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、電子制御式機械時計およびそれらの制御方法に関し、詳しくは、機械的エネルギ源と、この機械的エネルギ源により駆動されるとともに誘起電力を発生して電気的エネルギを出力する発電機と、当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、この蓄電装置から供給された電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子機器、電子制御式機械時計およびそれらの制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
ゼンマイが開放する時の機械的エネルギを発電機で電気的エネルギに変換し、その電気的エネルギにより回転制御装置を作動させて発電機のコイルに流れる電流値を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時計として、特公平７−１１９８１２号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
この特公平７−１１９８１２号公報に記載された発明では、水晶振動子などからの基準信号の周期で周期的に互いに続いて生じる複数の第１時間点の各々において、ブレーキオフ制御を行うとともに、前記基準信号の周期の中で第１時間点から隔置された第２時間点で、ブレーキオン制御を行っており、基準周期の１周期の中で、必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ある基準周期の第２時間点で開始されたブレーキオン制御は、発電機の回転状態に関わらず、次の基準周期の第１時間点の時にブレーキオフ制御に強制的に切り換えられるため、状態によっては十分なブレーキ量を与えることができず、調速するまでに時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
また、電子制御式機械時計に限らず、ゼンマイやゴムなどの機械的エネルギ源によって回転制御される部分を有するオルゴールやメトロノーム、おもちゃ、電気かみそりなどの各種電子機器においても、精度の良いブレーキ制御を行って各作動部、例えばオルゴールのドラムやメトロノームの振子の作動を精度良くしたいという要望は常に生じていた。
【０００６】
本発明の目的は、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性を高め、安定した制御を行うことができる電子機器、電子制御式機械時計およびそれらの制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の電子機器は、機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器において、前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を調整するブレーキ制御装置と、前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い（長い、以下同じ意味）時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い（短い、以下同じ意味）時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の電子機器は、発電機をゼンマイ等の機械的エネルギ源で駆動し、発電機に回転制御装置によりブレーキをかけることでロータの回転数を調速する。
【００１２】
この際、発電機の回転周期が、基準信号周期に近い場合、つまり回転周期が基準信号周期を基準として所定範囲内にある場合には、ブレーキ制御装置によって基準信号および回転検出信号を比較して設定されたブレーキ時間によってブレーキ制御が行われる。
【００１３】
一方、発電機の回転周期が、基準信号周期から大きく外れた場合には、その回転周期に応じてブレーキ時間つまりブレーキ量を調整する。例えば、回転周期が基準信号周期よりも短い場合には、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を長くして発電機の回転速度を抑えて、回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整する。また、回転周期が基準信号周期よりも長い場合には、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を短くして発電機の回転速度を高めて、回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整する。
【００１４】
これにより、基準周期に関係なく発電機の回転周期に応じた最適なブレーキ制御を行うことができるため、基準周期の１周期の中で必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行う場合に比べて、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性も高めることができる。従って、発電機のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機をほぼ一定速度で安定して回転することができる。
【００１５】
なお、前記ブレーキ量補正装置が前記ブレーキ時間を調整する時間は、例えば、前記発電機の回転周期に応じて予め１段階以上で設定してもよいし、その時点の回転周期に応じて連続的に変化するように設定してもよい。
【００１６】
ブレーキ時間を補正する補正時間は１段階（一定）にしてもよいが、前記ブレーキの補正時間を回転周期の大きさつまり基準周期からの変位量に応じて１段階以上、好ましくは２段階以上に設定すれば、基準周期から大きく外れた場合でも補正時間も大きくすることで、発電機の回転周期をより迅速に基準周期に近づけることができる。また、補正時間を回転周期に応じて連続的に変化するように設定すれば、より細かい調整を行うことができる。
【００１７】
前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が設定値以上の場合に前記発電機にブレーキを掛け、かつ設定値未満の場合に前記発電機のブレーキを解除するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
アップダウンカウンタを用いれば、回転検出信号および基準信号の計数と同時に各計数値の比較も行うことができるため、構成がより一層簡易になりかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。
【００１９】
前記回転制御装置は、前記アップダウンカウンタの値が前記設定値を含む所定範囲内にある場合のみに、ブレーキ量補正装置によるブレーキ時間の補正を行うことが好ましい。
【００２０】
ブレーキの補正を行う場合には、ブレーキのオンからオフへの変化が伴うため、ブレーキをオンし続けたり、オフし続けることができない。このため、アップダウンカウンタの値がブレーキ制御のしきい値となる設定値近辺から大きく外れている場合には、ブレーキの補正を行わないようにすることで、ブレーキをオンし続けたり、オフし続けることができ、例えば、発電機の始動時等、回転周期が基準周期に対して大きくずれている場合の累積誤差を迅速に無くすことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器において、前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を調整するブレーキ制御装置と、前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される強ブレーキ時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００２５】
このような本発明においても、発電機の回転周期が、基準信号周期に近い場合、つまり回転周期が基準信号周期を基準として所定範囲内にある場合には、ブレーキ制御装置によって基準信号および回転検出信号を比較して設定されたブレーキ時間によってブレーキ制御が行われる。
【００２６】
一方、発電機の回転周期が、基準信号周期から大きく外れた場合、その回転周期に応じて強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間つまりブレーキ量を調整する。例えば、回転周期が基準信号周期よりも短い場合には、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして発電機の回転速度を抑えて、回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整する。また、回転周期が基準信号周期よりも長い場合には、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くして発電機の回転速度を高めて、回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整する。
【００２７】
これにより、基準周期に関係なく発電機の回転周期に応じた最適なブレーキ制御を行うことができるため、基準周期の１周期の中で必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行う場合に比べて、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性も高めることができる。従って、発電機のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機をほぼ一定速度で安定して回転することができる。
【００２８】
ここで、前記回転制御装置は、前記発電機の両端を閉ループ可能なスイッチと、このスイッチに印加されるデューティ比および周波数の少なくとも一方が異なる２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ信号発生部とを備え、前記発電機に強いブレーキを掛ける場合には一方のチョッパ信号を前記スイッチに印加し、その他の場合には前記強いブレーキよりもブレーキ力の弱いブレーキを印加可能な他方のチョッパ信号を前記スイッチに印加するように構成されていることが好ましい。
【００２９】
発電機のコイル両端を閉ループ可能なスイッチにチョッパ信号を印加してオン・オフ、つまりチョッパリングすることで、スイッチをオンした時には、発電機のコイル両端が閉ループ状態になってショートブレーキが掛かり、かつ発電機のコイルにエネルギーがたまる。一方で、スイッチをオフすると、閉ループ状態が解除されて発電機が動作し、前記コイルにたまっていたエネルギー分が含まれるため、起電圧が高まる。このため、発電機に強いブレーキを印加する時にチョッパリングで制御すると、ブレーキ時の発電電力の低下を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填でき、発電電力の低下を抑えながらブレーキトルク（制動トルク）を増加でき、持続時間の長い電子機器を構成できる。
【００３０】
また、弱いブレーキを印加する時にもチョッパリングで制御すれば、充電電圧をより高めることができる。
【００３１】
なお、前記スイッチをオンすることで移行する閉ループ状態とは、閉ループ状態ではない場合と比べて発電機に加わるブレーキ力が大きくなる状態であればよく、閉ループとされた回路上に、例えばスイッチと発電機との間等に、抵抗素子等が設けられていてもよい。
【００３２】
なお、前記ブレーキ量補正装置が前記ブレーキ時間を調整する時間は、例えば、前記発電機の回転周期に応じて予め１段階以上で設定してもよいし、その時点の回転周期に応じて連続的に変化するように設定してもよい。
【００３３】
前記ブレーキの補正時間を回転周期の大きさつまり基準周期からの変位量に応じて１段階以上、好ましくは２段階以上に設定すれば、基準周期から大きく外れた場合には補正時間も大きくすることで、発電機の回転周期をより迅速に基準周期に近づけることができる。また、補正時間を回転周期に応じて連続的に変化するように設定すれば、より細かい調整を行うことができる。
【００３４】
前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が設定値以上の場合に前記発電機に強いブレーキを掛け、かつ設定値未満の場合に前記発電機に弱いブレーキを掛けるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
アップダウンカウンタを用いれば、回転検出信号および基準信号の計数と同時に各計数値の比較も行うことができるため、構成がより一層簡易になりかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。
【００３６】
前記ブレーキ量補正装置は、前記アップダウンカウンタの値が前記設定値を含む所定の範囲内にある場合のみに、強ブレーキ時間を補正してもよい。
【００３７】
ブレーキを補正する場合には、強いブレーキから弱いブレーキへの変化が伴うため、強いブレーキを掛け続けたり、弱いブレーキを掛け続けることができない。このため、アップダウンカウンタの値がブレーキ制御のしきい値となる設定値近辺から大きく外れている場合、つまり前記補正を行う範囲よりも更に外れている場合には、ブレーキの補正を行わないようにすることで、強いブレーキを掛け続けたり、弱いブレーキを掛け続けることができ、例えば、発電機の始動時等、回転周期が基準周期に対して大きくずれている場合の累積誤差を迅速に無くすことができる。
【００３８】
また、前記電子機器は、計時装置や、オルゴールまたはメトロノームであることが好ましい。これらによれば、持続時間が長くかつ正確に回転制御される計時装置やオルゴールまたはメトロノームを提供することができる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の電子制御式機械時計は、上記電子機器と、前記電子機器の機械的エネルギ源によって発電機とともに回転され、回転制御装置により調速制御される指針とを備えることを特徴とするものである。
【００４０】
具体的には、機械的エネルギ源と、輪列等のエネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記輪列等のエネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計において、前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００４１】
また、機械的エネルギ源と、輪列等のエネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記輪列等のエネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計において、前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、前記発電機の回転周期に応じて前記ブレーキ制御装置で設定される時間を補正するブレーキ量補正装置と、を備え、、前記ブレーキ量補正装置は、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記ブレーキ制御装置で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とするものでもよい。
【００４２】
このような電子制御式機械時計によれば、発電機のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機をほぼ一定速度で回転することができるため、このロータの回転に連動して作動される指針の運針のふらつきを少なくできる。さらに、発電電力の低下を抑えながら発電機のブレーキトルクを大きくできるため、高精度でかつ持続時間の長い時計を提供できる。
【００４３】
請求項１１に記載の発明は、機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器の制御方法であって、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を調整するとともに、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００４４】
また、請求項１２に記載の発明は、機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子機器の制御方法であって、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を調整するとともに、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００４５】
さらに、請求項１３に記載の発明は、機械的エネルギ源と、エネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記エネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計の制御方法であって、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を調整するとともに、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００４６】
請求項１４に記載の発明は、機械的エネルギ源と、エネルギ伝達装置を介して連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前記エネルギ伝達装置に結合された指針と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式機械時計の制御方法であって、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機に強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間を調整するとともに、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりも強ブレーキ時間を長くして強ブレーキ時間を補正することを特徴とするものである。
【００４７】
これらの各発明において、ブレーキ時間を補正する場合には、前記発電機の回転周期が前記基準信号の周期を基準とする所定範囲よりも遅い時には、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を短くし、前記発電機の回転周期が前記所定範囲よりも速い時に、前記基準信号および回転検出信号で設定される時間よりもブレーキ時間を長くしてブレーキ時間を補正することが好ましい。
【００４８】
これらの制御方法によれば、発電機の回転周期が、基準信号周期に近い場合、つまり回転周期が基準信号周期を基準として所定範囲内にある場合には、基準信号および回転検出信号を比較してブレーキ制御が行われる。
【００４９】
一方、発電機の回転周期が、基準信号周期から大きく外れた場合、つまり回転周期が基準信号周期を基準とする所定範囲外にある場合には、その回転周期に応じてブレーキ時間や強ブレーキ時間を調整する。
【００５０】
これにより、基準周期に関係なく発電機の回転周期に応じた最適なブレーキ制御を行うことができるため、基準周期の１周期の中で必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行う場合に比べて、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性も高めることができる。このため、発電機のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機をほぼ一定速度で安定して回転することができる。従って、発電機のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機をほぼ一定速度で回転することができ、動作のスムーズな電子機器や電子制御式機械時計にすることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５２】
図１には、本発明の第１実施形態の電子制御式機械時計を示すブロック図が示されている。
【００５３】
電子制御式機械時計は、機械的エネルギ源としてのゼンマイ１と、ゼンマイ１のトルクを発電機２に伝達するエネルギ伝達装置としての増速輪列３と、増速輪列３に連結されて時刻表示を行う指針４とを備えている。
【００５４】
発電機２は、増速輪列３を介してゼンマイ１によって駆動され、誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する。この発電機２からの交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路５を通して昇圧、整流され、コンデンサ等で構成された電源回路６に充電供給される。
【００５５】
なお、本実施形態では、図２にも示すように、整流回路５を含むブレーキ回路２０を発電機２に設けている。このブレーキ回路２０は、発電機２で発電された交流信号（交流電流）が入力される第１の交流入力端子ＭＧ１に接続された第１のスイッチ２１と、前記交流信号が入力される第２の交流入力端子ＭＧ２に接続された第２のスイッチ２２とを有し、これらのスイッチ２１，２２を同時にオンすることにより、第１、第２の交流入力端子ＭＧ１，ＭＧ２を短絡させて閉ループ状態にし、ショートブレーキを掛けるようになっている。
【００５６】
第１のスイッチ２１は、第２の交流入力端子ＭＧ２にゲートが接続されたＰｃｈの第１の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）２６と、後述するチョッパ信号発生部８０からのチョッパ信号（チョッパパルス）ＣＨ５がゲートに入力される第２の電界効果型トランジスタ２７とが並列に接続されて構成されている。
【００５７】
また、第２のスイッチ２２は、第１の交流入力端子ＭＧ１にゲートが接続されたＰｃｈの第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）２８と、チョッパ信号発生部８０からのチョッパ信号ＣＨ５がゲートに入力される第４の電界効果型トランジスタ２９とが並列に接続されて構成されている。
【００５８】
そして、発電機２に接続された昇圧用のコンデンサ２３、ダイオード２４，２５、スイッチ２１，２２を備えて倍電圧整流回路５が構成されている。なお、ダイオード２４，２５としては、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わない。特に、電子制御式機械時計では、発電機２の起電圧が小さいため、ダイオード２４，２５としては降下電圧Ｖｆや逆リーク電流が小さい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用いることが好ましい。そして、この整流回路５で整流された直流信号は、電源回路（コンデンサ）６に充電される。
【００５９】
前記ブレーキ回路２０は、電源回路６から供給される電力によって駆動される回転制御装置５０により制御されている。この回転制御装置５０は、図１に示すように、発振回路５１、検出回路５２、制御回路５３を備えて構成されている。
【００６０】
発振回路５１は時間標準源である水晶振動子５１Ａを用いて発振信号（３２７６８Ｈｚ）を出力し、この発振信号は１２段のフリップフロップからなる分周回路５４によってある一定周期まで分周される。分周回路５４の１２段目の出力Ｑ１２は、８Ｈｚの基準信号ｆｓとして出力されている。
【００６１】
検出回路５２は、発電機２に接続された波形整形回路６１とモノマルチバイブレータ６２とで構成されている。波形整形回路６１は、アンプ、コンパレータで構成され、正弦波を矩形波に変換する。モノマルチバイブレータ６２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ＦＧ１を出力する。
【００６２】
制御回路５３は、ブレーキ制御装置であるアップダウンカウンタ６０と、同期回路７０と、チョッパ信号発生部８０とを備えている。
【００６３】
アップダウンカウンタ６０のアップカウント入力およびダウンカウント入力には、検出回路５２の回転検出信号ＦＧ１および分周回路５４からの基準信号ｆｓが同期回路７０を介してそれぞれ入力されている。
【００６４】
同期回路７０は、４つのフリップフロップ７１やＡＮＤゲート７２，ＮＡＮＤゲート７３からなり、分周回路５４の５段目の出力Ｑ５（１０２４Ｈｚ）や６段目の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）の信号を利用して、回転検出信号ＦＧ１を基準信号ｆｓ（８Ｈｚ）に同期させるとともに、これらの各信号パルスが重なって出力されないように調整している。
【００６５】
アップダウンカウンタ６０は、４ビットのカウンタで構成されている。アップダウンカウンタ６０のアップカウント入力には、前記回転検出信号ＦＧ１に基づく信号が同期回路７０から入力され、ダウンカウント入力には、前記基準信号ｆｓに基づく信号が同期回路７０から入力される。これにより、基準信号ｆｓおよび回転検出信号ＦＧ１の計数と、その差の算出とが同時に行えるようになっている。
【００６６】
なお、このアップダウンカウンタ６０には、４つのデータ入力端子（プリセット端子）Ａ〜Ｄが設けられており、端子Ａ〜ＣにＨレベル信号が入力されていることで、アップダウンカウンタ６０の初期値（プリセット値）がカウンタ値７に設定されている。
【００６７】
また、アップダウンカウンタ６０のＬＯＡＤ入力端子には、電源回路６に接続されて電源回路６の電圧に応じてシステムリセット信号ＳＲを出力する初期化回路９０が接続されている。なお、本実施形態では、初期化回路９０は、電源回路６の充電電圧が所定電圧になるまではＨレベルの信号を出力し、所定電圧以上になればＬレベルの信号を出力するように構成されている。
【００６８】
アップダウンカウンタ６０は、ＬＯＡＤ入力がＬレベルになるまで、つまりシステムリセット信号ＳＲが出力されるまでは、アップダウン入力を受け付けないため、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値は「７」に維持される。
【００６９】
アップダウンカウンタ６０は、４ビットの出力ＱＡ〜ＱＤを有している。従って、４ビット目の出力ＱＤは、カウンタ値が７以下であればＬレベル信号を出力し、８以上であればＨレベル信号を出力することになる。この出力ＱＤは、チョッパ信号発生部８０に接続されている。
【００７０】
なお、出力ＱＡ〜ＱＤが入力されたＮＡＮＤゲート７４およびＯＲゲート７５の各出力は、同期回路７０からの出力が入力されるＮＡＮＤゲート７３にそれぞれ入力されている。従って、例えばアップカウント信号の入力が複数個続いてカウンタ値が「１５」になると、ＮＡＮＤゲート７４からはＬレベル信号が出力され、さらにアップカウント信号がＮＡＮＤゲート７３に入力されても、その入力はキャンセルされてアップダウンカウンタ６０にアップカウント信号がそれ以上入力されないように設定されている。同様に、カウンタ値が「０」になると、ＯＲゲート７５からはＬレベル信号が出力されるため、ダウンカウント信号の入力はキャンセルされる。これにより、カウンタ値が「１５」を越えて「０」になったり、「０」を越えて「１５」になったりしないように設定されている。
【００７１】
チョッパ信号発生部８０は、分周回路５４の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用して第１のチョッパ信号ＣＨ１を出力するＡＮＤゲート８２と、第２のチョッパ信号ＣＨ２を出力するＯＲゲート８３と、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＤ等を利用してブレーキ制御信号となるチョッパ信号ＣＨ３を出力するブレーキ制御信号生成回路８１と、チョッパ信号ＣＨ２，ＣＨ３が入力される各ＡＮＤゲート８４と、各ＡＮＤゲート８４の出力ＣＨ４と、前記出力ＣＨ１とが入力されるＮＯＲゲート８５とを備えている。
【００７２】
このチョッパ信号発生部８０のＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、Ｐｃｈトランジスタ２７，２９のゲートに入力されている。従って、チョッパ出力ＣＨ５がＬレベルとなっている間は、トランジスタ２７，２９はオン状態に維持され、発電機２がショートされてブレーキが掛かる。
【００７３】
一方、出力ＣＨ５がＨレベルとなっている間は、トランジスタ２７，２９はオフ状態に維持され、発電機２にはブレーキが加わらない。従って、出力ＣＨ５からのチョッパ信号によって発電機２をチョッパリング制御することができる。
【００７４】
ここで、前記各チョッパ信号ＣＨ１，ＣＨ２のデューティ比は、そのチョッパ信号の１周期の間で発電機２にブレーキを掛けている時間の比率であり、本実施形態では各チョッパ信号ＣＨ１，ＣＨ２において１周期の間でＨレベルとなっている時間の比率である。
【００７５】
ブレーキ制御信号生成回路８１は、図３に示すように、回転周期検出回路２００、ブレーキ量補正回路３００、信号選択回路４００とを備えて構成されている。
【００７６】
回転周期検出回路２００は、分周回路５４の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）がクロック入力とされ、ＡＮＤゲート７２の出力ＦＧ２がクリア入力とされた７段の分周回路２０１と、分周回路２０１の各出力Ｆ２〜Ｆ６が入力されるＡＮＤゲート２０２と、ＡＮＤゲート２０２の出力および出力Ｆ１が入力される各ＡＮＤゲート２０３，２０４と、各出力Ｆ３〜Ｆ７が入力されるＯＲゲート２０５と、ＯＲゲート２０５の出力および各出力Ｆ１，Ｆ２が入力されるＮＯＲゲート２０６〜２０８と、各ＡＮＤゲート２０４およびＮＯＲゲート２０６の各出力が入力されるＯＲゲート２０９とを備えている。なお、出力ＦＧ２は回転検出信号ＦＧ１の立ち上がりとほぼ同期して、つまり回転検出信号ＦＧ１の１周期に１回出力されるパルス信号とされている。
【００７７】
さらに、回転周期検出回路２００は、ＮＯＲゲート２０８の出力がクロック入力とされ、出力ＦＧ２がクリア入力とされたフリップフロップ２１０と、このフリップフロップ２１０の出力Ｑや、各ＡＮＤゲート２０３、ＯＲゲート２０９、ＮＯＲゲート２０７の出力がそれぞれデータ入力とされ、回転検出信号ＦＧ１がクロック入力とされたフリップフロップ２１１〜２１４と、フリップフロップ２１１〜２１４の各出力ＳＰ２〜ＳＰ５が入力されるＮＯＲゲート２１５とを備えている。
【００７８】
そして、このように構成された回転周期検出回路２００は、回転検出信号ＦＧ１の回転周期を検出し、各フリップフロップ２１１〜２１４およびＮＯＲゲート２１５の出力ＳＰ１〜ＳＰ５でその検出した回転周期を出力できる。
【００７９】
具体的には、本実施形態では、出力ＳＰ１はロータの回転周期１２１ｍｓ未満の時に”Ｈ”とされ、それ以外では”Ｌ”とされる。同様に、各出力ＳＰ２は回転周期１２１〜１２３ｍｓ（１２１ｍｓ以上かつ１２３ｍｓ未満、以下も同様）の時のみ”Ｈ”とされ、出力ＳＰ３は回転周期１２３〜１２７ｍｓの時のみ”Ｈ”とされ、出力ＳＰ４は回転周期１２７〜１２９ｍｓの時のみ”Ｈ”とされ、出力ＳＰ５は回転周期１２９ｍｓ以上の時のみ”Ｈ”とされる。つまり、基準周期（８Ｈｚ＝１２５ｍｓ）を中心とし、基準周期にほぼ有っている場合と、その周期よりも速い方向に２段階、遅い方向に２段階との計５段階で回転周期を検出できるようにされている。
【００８０】
ブレーキ量補正回路３００は、ＡＮＤゲート３０１，３０２、ＯＲゲート３０３、ＮＯＲゲート３０４〜３０６、ＮＯＴゲート３０７を備えて構成され、分周回路５４の各出力Ｑ８〜Ｑ１２を利用して図６に示す各補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４を出力するようにされている。
【００８１】
また、信号選択回路４００は、ＯＲゲート４０１，４０２、ＡＮＤゲート４０３〜４０７、ＯＲゲート４０８を備えて構成され、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＤと、各出力ＳＰ１〜ＳＰ５と、各補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４とを合成し、各出力ＳＰ１〜ＳＰ５のうちでＨレベル信号となっている出力に対応した補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４で出力ＱＤを調整して各ブレーキ制御信号ＣＨ３を出力するように構成されている。なお、出力ＳＰ３がＨレベル信号となっている場合には、出力ＱＤは補正されずに、そのままブレーキ制御信号ＣＨ３となる。
【００８２】
なお、各補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４は、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＤによって変化するブレーキ制御信号ＣＨ３のＨレベルからＬレベルへの変化タイミングつまり強いブレーキを掛ける制御（強ブレーキ制御）から弱いブレーキを掛ける制御（弱ブレーキ制御）への変化タイミングを、回転周期検出回路２００の出力ＳＰ１〜ＳＰ５の出力つまりロータの回転周期に応じて補正する信号である。
【００８３】
つまり、補正信号Ｈ０１は、図６に示すように、出力Ｑ１２の立ち上がりタイミングを基準として、Ｑ８（１２８Ｈｚ）の１周期分つまり約７．８ｍｓ前にＬレベル信号に変化し、出力Ｑ１２の立ち上がり後、約３．９ｍｓ（Ｑ７つまり２５６Ｈｚの１周期分）でＨレベル信号に変化するように設定されている。
【００８４】
同様に、補正信号Ｈ０２は、出力Ｑ１２の立ち上がりタイミングを基準として、約３．９ｍｓ前にＬレベル信号に変化し、出力Ｑ１２の立ち上がり後、約３．９ｍｓでＨレベル信号に変化するように設定されている。
【００８５】
なお、これらの各信号Ｈ０１，Ｈ０２で、出力Ｑ１２の立ち上がりタイミングと同時にＨレベル信号に変化せず、約３．９ｍｓ後にＨレベル信号に変化するように設定されているのは、信号ＦＧ２は、回転検出信号ＦＧ１を２つのフリップフロップ７１を通して出力されるためである。つまり、ＦＧ１の変化タイミングとＦＧ２の信号とで最大約２ｍｓ程度のずれが発生するため、その分のずれ量を考慮したものである。
【００８６】
補正信号Ｈ０３は、出力Ｑ１２の立ち上がりタイミングに合わせてＨレベル信号に変化し、約３．９ｍｓ後にＬレベル信号に変化するように設定されている。
【００８７】
補正信号Ｈ０４は、出力Ｑ１２の立ち上がりタイミングに合わせてＨレベル信号に変化し、約７．８ｍｓ後にＬレベル信号に変化するように設定されている。
【００８８】
従って、本実施形態では、回転周期検出回路２００、ブレーキ量補正回路３００、信号選択回路４００によってブレーキ量補正装置が構成されている。
【００８９】
なお、本発明において、強いブレーキおよび弱いブレーキとは、相対的なものであり、強いブレーキは弱いブレーキに比べてブレーキ力が強いことを意味する。各ブレーキにおける具体的なブレーキ力つまりはチョッパブレーキ信号のデューティ比や周波数は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００９０】
次に、本実施形態における動作を図４〜７のタイミングチャートおよび図８のフローチャートを参照して説明する。
【００９１】
発電機２が作動し始めて、初期化回路９０からＬレベルのシステムリセット信号ＳＲがアップダウンカウンタ６０のＬＯＡＤ入力に入力されると、図４に示すように、回転検出信号ＦＧ１に基づくアップカウント信号と、基準信号ｆｓに基づくダウンカウント信号とがアップダウンカウンタ６０でカウントされる（ステップ１、以下ステップを「Ｓ」と略す）。これらの各信号は、同期回路７０によって同時にカウンタ６０に入力されないように設定されている。
【００９２】
このため、初期カウント値が「７」に設定されている状態から、アップカウント信号が入力されるとカウンタ値は「８」となり、出力ＱＤからＨレベル信号がチョッパ信号発生部８０のブレーキ制御信号生成回路８１に出力される。
【００９３】
一方、ダウンカウント信号が入力されてカウンタ値が「７」に戻れば、出力ＱＤからはＬレベル信号が出力される。
【００９４】
チョッパ信号発生部８０のブレーキ制御信号生成回路８１では、図５に示すように、分周回路５４の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用し、各チョッパ信号ＣＨ１、ＣＨ２を出力する。
【００９５】
また、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、ブレーキ制御信号生成回路８１に入力されるアップダウンカウンタ６０の出力ＱＤに基づいて出力される。この際、ブレーキ制御信号生成回路８１では、ロータの回転周期を１周期単位で検出し（Ｓ２）、その検出された回転周期に基づき、ブレーキ制御信号ＣＨ３には所定の補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４が加えられて強ブレーキ時間が調整される。
【００９６】
すなわち、図７にも示すように、ロータの回転周期が１２１ｍｓ未満の場合（基準信号ｆｓ＝８Ｈｚ、回転周期１２５ｍｓよりも速い場合、Ｓ３）、ＳＰ１がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０４とをＯＲゲート４０１で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０４の分、立ち下がり時間つまり強いブレーキを掛ける強ブレーキ時間が長くされた信号となる（Ｓ４）。
【００９７】
同様に、ロータの回転周期が１２１〜１２３ｍｓの場合（Ｓ５）、ＳＰ２がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０３とをＯＲゲート４０２で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０３の分、立ち下がり時間つまり強ブレーキ時間が長くされた信号となる（Ｓ６）。
【００９８】
さらに、ロータの回転周期が１２３〜１２７ｍｓの場合（ほぼ基準信号周期と同一、Ｓ７）、ＳＰ３がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤがそのまま出力された信号となる（Ｓ８）。
【００９９】
また、ロータの回転周期が１２７〜１２９ｍｓの場合（基準信号周期よりも遅い場合、Ｓ９）、ＳＰ４がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０２とをＡＮＤゲート４０６で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０２の分、立ち下がり時間つまり強ブレーキ時間が短くされた信号となる（Ｓ１０）。
【０１００】
さらに、ロータの回転周期が１２９ｍｓ以上の場合（基準信号周期よりも遅い場合、Ｓ９）、ＳＰ５がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０１とをＡＮＤゲート４０７で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０１の分、立ち下がり時間つまり強ブレーキ時間がより短くされた信号となる（Ｓ１１）。
【０１０１】
そして、この回転周期に応じて補正されたブレーキ制御信号ＣＨ３によってブレーキ制御が行われる（Ｓ１２）。
【０１０２】
具体的には、ブレーキ制御信号ＣＨ３からＬレベル信号が出力されている場合（カウント値「７」以下）には、出力ＣＨ４もＬレベル信号となる。このため、図５にも示すように、ＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、出力ＣＨ１が反転したチョッパ信号、つまりＨレベル期間（ブレーキオフ期間）が１５／１６と長く、Ｌレベル期間（ブレーキオン期間）が１／１６と短い、つまり弱ブレーキ制御を行うデューティ比（スイッチ２１，２２をオンしている比率）の小さな（１／１６）チョッパ信号となる。従って、発電機２に対しては、発電電力を優先した弱いブレーキ制御が行われる。
【０１０３】
一方、ブレーキ制御信号ＣＨ３からＨレベル信号が出力されている場合（カウント値「８」以上）には、ＡＮＤゲート８４からはチョッパ信号ＣＨ２がそのまま出力され、出力ＣＨ４はチョッパ信号ＣＨ２と同一になる。このため、ＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、出力ＣＨ２を反転したチョッパ信号、つまりＨレベル期間（ブレーキオフ期間）が１／１６と短く、Ｌレベル期間（ブレーキオン期間）が１５／１６と短い、つまり強ブレーキ制御を行うデューティ比の大きな（１５／１６）チョッパ信号となる。従って、チョッパ信号ＣＨ５は、発電機２に対してショートブレーキを掛けるＬレベル信号のトータル時間が長くなり、発電機２に対しては強いブレーキ制御が行われるが、一定周期でＨレベル信号となってショートブレーキがオフされるためにチョッパリング制御が行われ、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。
【０１０４】
従って、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＤからＨレベル信号が出ている間は、デューティ比の大きなチョッパ信号による強いブレーキ制御が行われ、Ｌレベル信号が出ている間は、デューティ比の小さなチョッパ信号による弱いブレーキ制御が行われる。つまり、ブレーキ制御装置であるアップダウンカウンタ６０によって強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが切り替えられる。
【０１０５】
この際、前述のように、ロータの回転検出信号ＦＧ１の周期を回転周期検出回路２００で検出し、その回転周期が基準信号周期に比べてほぼ等しいか、あるいは速い（２段階）か遅いか（２段階）の計５段階に区分し、それらに応じてブレーキ制御信号ＣＨ３で強ブレーキ制御を行う時間つまりＨレベル信号の期間を調整している。
【０１０６】
すなわち、回転検出信号ＦＧ１の回転周期が基準信号周期に比べて速い場合には、補正信号Ｈ０３，Ｈ０４を加えることで、ブレーキ制御信号ＣＨ３を出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０３，Ｈ０４の分、立ち下がり時間つまり強いブレーキ制御時間が長くされた信号となる。これにより、ロータには通常以上の強いブレーキが加わるため、迅速に基準周期に調速される。
【０１０７】
一方、回転検出信号ＦＧ１の回転周期が基準信号周期に比べて遅い場合には、補正信号Ｈ０１，Ｈ０２を加えることで、ブレーキ制御信号ＣＨ３を出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０１，Ｈ０２の分、立ち下がり時間つまり強いブレーキ制御時間が短くされた信号となる。これにより、ロータへのブレーキ力が弱まるため、ロータの回転速度が上昇し、迅速に基準周期に調速される。
【０１０８】
このようなブレーキ制御を繰り返すことで、発電機２が設定された回転スピード近くになり、図４に示すように、アップカウンタ信号と、ダウンカウンタ信号とが交互に入力されて、カウンタ値が「８」と「７」とを繰り返すロック状態に移行する。この際も、カウンタ値および回転周期に応じて強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが繰り返される。
【０１０９】
そして、ゼンマイ１がほどけてそのトルクが小さくなり、ダウンカウント値が多く入力されてカウント値が「６」以下の小さな値になると、ゼンマイ１のトルクが低下したと判断し、運針を停止したり、非常に低速にしたり、さらにはブザー、ランプ等を鳴らしたり、点灯させることで、利用者にゼンマイ１を再度巻き上げるように促す。
【０１１０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
【０１１１】
(1) ブレーキ制御信号生成回路８１において発電機２のブレーキを制御するブレーキ制御信号ＣＨ３を生成する際に、ロータの回転周期を検出してその回転周期に応じて選択された補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４を利用してブレーキ制御信号ＣＨ３を調整しているので、ロータの回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整することができる。
【０１１２】
これにより、基準周期に関係なく発電機２の回転周期に応じた最適なブレーキ制御を行うことができるため、基準周期の１周期の中で必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行う場合に比べて、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性も高めることができる。このため、発電機２のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機２をほぼ一定速度で安定して回転することができる。
【０１１３】
(2) 強ブレーキ制御時にはデューティ比の大きなチョッパ信号を用いて制御しているので、充電電圧の低下を抑えながら制動トルクを大きくすることができ、システムの安定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を行うことができる。これにより、電子制御式機械時計の持続時間も長くすることができる。
【０１１４】
(3) さらに、弱ブレーキ制御時にも、デューティ比の小さなチョッパ信号によりチョッパ制御しているので、弱いブレーキを印加している間の充電電圧をより向上することができる。
【０１１５】
(4) 強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御との切替は、カウンタ値が「７」以下であるか「８」以上であるかのみで設定されるため、回転制御装置５０をシンプルな構成にでき、部品コストや製造コストを低減でき、電子制御式機械時計を安価に提供できる。
【０１１６】
(5) 発電機２の回転速度に応じて、アップカウンタ信号が入力されるタイミングが変化するため、カウンタ値が「８」である期間つまりブレーキを掛けている時間も自動的に調整することができる。このため、特にアップカウンタ信号とダウンカウント信号とが交互に入力されるロック状態では、応答性の速い安定した制御を行うことができる。
【０１１７】
(6) ブレーキ制御装置として、アップダウンカウンタ６０を用いているので、各アップカウンタ信号およびダウンカウンタ信号の計数と同時に各計数値の比較（差）を自動的に算出することができるため、構成を簡易にできかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。
【０１１８】
(7) ４ビットのアップダウンカウンタ６０を用いているので、１６個のカウント値をカウントすることができる。このため、アップカウンタ信号が続けて入力された場合などに、その入力値を累積してカウントすることができ、設定された範囲つまりアップカウンタ信号やダウンカウンタ信号が連続して入力されてカウンタ値が「１５」や「０」になるまでの範囲では、その累積誤差を補正することができる。このため、仮に発電機２の回転速度が基準速度から大きく外れても、ロック状態になるまでは時間が掛かるが、その累積誤差を確実に補正して発電機２の回転速度を基準速度に戻すことができ、長期的には正確な運針を維持することができる。
【０１１９】
(8) 初期化回路９０を設けて、発電機２の起動時の電源回路６が所定の電圧に充電されるまではブレーキ制御を行わなず、発電機２にブレーキが掛からないようにしているので、電源回路６への充電を優先させることができ、電源回路６によって駆動される回転制御装置５０を迅速にかつ安定して駆動することができ、その後の回転制御の安定性も高めることができる。
【０１２０】
(9) ブレーキ制御信号生成回路８１は、各種の論理回路を用いて形成されているので、回路を小型化、省電力化することができる。特に、回転周期検出回路２００は、フリップフロップ２１０〜２１４等を利用しているので、他の回転検出器等を用いる場合に比べて回路構成を簡易化できかつそのデータを容易に利用できる。
【０１２１】
次に本発明の第２実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。なお、本実施形態において、前述の第１実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
【０１２２】
本実施形態では、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤに基づいてカウンタ値が設定値（「７」もしくは「８」）であるかを検出するカウンタ値検出回路１７０を新たに追加するとともに、ブレーキ制御信号生成回路１８１を３段階の補正を行うように構成した点が前記第１実施形態と相違するが、他の構成は同一である。
【０１２３】
カウンタ値検出回路１７０は、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤに接続されたＡＮＤゲート１７１、ＯＲゲート１７２と、これらの各ゲート１７１，１７２の出力が接続されたＯＲゲート１７３とからなり、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「７」（ＱＡ，ＱＢ，ＱＣがＨで、ＱＤがＬ）の場合と、「８」（ＱＡ，ＱＢ，ＱＣがＬで、ＱＤがＨ）の場合にＨレベル信号を出力するように構成されている。
【０１２４】
ブレーキ制御信号生成回路１８１は、ロータの回転周期を３段階（ＳＰ２〜ＳＰ４）で検出し、補正値も２種類（Ｈ０２，Ｈ０３）とされているために、論理回路が一部外されているが、回転周期検出回路２００、ブレーキ量補正回路３００、信号選択回路４００の構成は基本的には前記第１実施形態と同様である。但し、ＯＲゲート４０８の出力ＳＨ１に補正規制回路１９０が追加されている。
【０１２５】
補正規制回路１９０は、２つのＡＮＤゲート１９１，１９２およびＯＲゲート１９３からなる。そして、カウンタ値検出回路１７０の出力ＣＯ７８と、信号選択回路４００の出力ＳＨ１とが入力され、出力ＣＯ７８がＨレベルつまりアップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「７」、「８」の場合のみロータの回転周期に応じて補正された出力ＳＨ１を利用し、それ以外のカウンタ値の場合には、出力ＱＤをそのまま出力するように構成されている。
【０１２６】
従って、ブレーキ制御信号生成回路１８１からの出力されるブレーキ制御信号ＣＨ３１は、アップダウンカウンタ６０が「７」、「８」の場合のみにブレーキの補正を行い、その他のカウンタ値では出力ＱＤがそのまま出力される。そして、その補正は、ロータの回転周期が１２３ｍｓ未満の場合（基準信号周期よりも速い場合）は、ＳＰ２がＨレベル信号になるため、出力ＳＨ１（ブレーキ制御信号ＣＨ３１）は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０３とをＯＲゲート４０１で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０３の分、立ち下がり時間つまり強ブレーキ時間が長くされた信号となる。
【０１２７】
また、ロータの回転周期が１２３〜１２７ｍｓの場合（ほぼ基準信号周期と同一）、ＳＰ３がＨレベル信号になるため、出力ＳＨ１（ブレーキ制御信号ＣＨ３１）は、出力ＱＤがそのまま出力された信号となる。
【０１２８】
さらに、ロータの回転周期が１２７ｍｓ以上の場合（基準信号周期よりも遅い場合）、ＳＰ４がＨレベル信号になるため、ブレーキ制御信号ＣＨ３は、出力ＱＤと補正信号Ｈ０２とをＡＮＤゲート４０６で合成した信号つまり出力ＱＤの立ち下がり時よりも補正信号Ｈ０２の分、立ち下がり時間つまり強ブレーキ時間が短くされた信号となる。
【０１２９】
このような本実施形態でも、前記第１実施形態の(1) 〜(9) と同じ作用効果を奏することができる。すなわち、カウンタ値が「７」、「８」であれば、ロータの回転周期に応じて補正されたブレーキ制御信号ＣＨ３１を用いてブレーキ制御できるので、ロータの回転周期が基準信号に迅速に近づくように調整することができる。これにより、基準周期に関係なく発電機２の回転周期に応じた最適なブレーキ制御を行うことができるため、基準周期の１周期の中で必ずブレーキオン制御とブレーキオフ制御とを行う場合に比べて、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性も高めることができる。このため、発電機２のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機２をほぼ一定速度で安定して回転することができる。
【０１３０】
(10)さらに、カウンタ値検出回路１７０や補正規制回路１９０を設けてカウンタ値が「７」、「８」つまりブレーキの切替用の設定値の場合（設定値を含む所定範囲内）のみに補正し、それ以外では補正しないので、ロータの回転周期が基準周期から大きく外れた際に迅速に基準周期に戻すことができる。すなわち、ブレーキの補正を行うために補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４を加えると、強いブレーキから弱いブレーキへの切替が必ず生じ、強いブレーキを掛け続けたり、弱いブレーキを掛け続けることができない。このため、アップダウンカウンタ６０の値がブレーキ制御のしきい値となる設定値近辺から大きく外れている場合には、ブレーキの補正を行わないようにすることで、強いブレーキを掛け続けたり、弱いブレーキを掛け続けることができる。従って、例えば、発電機２の始動時等、回転周期が基準周期に対して大きくずれている場合の累積誤差を迅速に無くすことができる。
【０１３１】
(11)ブレーキ制御信号生成回路１８１は、３段階の検出を行っているので、前記第１実施形態のチョッパ信号発生部８０に比べて構成が簡易になり、コストも低減できる。
【０１３２】
なお、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
【０１３３】
例えば、チョッパ信号発生部８０におけるチョッパ信号のデューティ比は、前記実施形態のように、１／１６や１５／１６に限らず、例えば、１４／１６等の他の値でもよい。さらには、チョッパ信号のデューティ比を２８／３２、３１／３２等にし、デューティ比の変化を１６段階ではなく、３２段階などにしてもよい。この際、強いブレーキ制御時に用いられるチョッパ信号としては、デューティ比が０．７５〜０．９７程度の範囲にあることが好ましく、この中で０．７５〜０．８９程度の範囲にすれば、充電電圧をより一層向上でき、０．９０〜０．９７と高い範囲にすれば、ブレーキ力をより一層高めることができる。
【０１３４】
さらに、各実施形態において、弱いブレーキ制御時に用いられるチョッパ信号は、例えばデューティ比が１／１６〜１／３２程度の低い範囲にすればよい。要するに、各チョッパ信号のデューティ比や周波数は、実施にあたって適宜設定すればよい。この際、例えば、周波数を、５００〜１１００Ｈｚと高い範囲の周波数にすれば、充電電圧をより一層向上できる。一方で、２５〜５０Ｈｚと低い範囲の周波数にすれば、ブレーキ力をより一層高めることができる。このため、各チョッパ信号を、デューティ比とともに周波数も変えることで、より充電電圧やブレーキ力を高めることができる。
【０１３５】
また、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値でチョッパ信号を切り替える場合には、前記第１実施形態のように、カウンタ値が「８」未満、「８」、「９」以上の３段階で切り替えるものに限らず、例えば、カウンタ値が「８」未満、「８〜９」、「１０〜１５」で切り替えてもよく、これらの値は実施にあたって適宜設定すればよい。
【０１３６】
ブレーキ制御装置として４ビットのアップダウンカウンタ６０を用いていたが、３ビット以下のアップダウンカウンタを用いてもよいし、５ビット以上のアップダウンカウンタを用いても良い。ビット数が大きなアップダウンカウンタを用いれば、カウントできる値が増えるため、累積誤差を記憶できる範囲が大きくでき、特に発電機２の起動直後等の非ロック状態での制御が有利になる。一方で、ビット数の小さなカウンタを用いれば、累積誤差を記憶できる範囲が小さくなるが、特にロック状態になればアップおよびダウンを繰り返すことになるため、１ビットのカウンタでも対応できるとともに、コストを低減できる利点がある。
【０１３７】
また、ブレーキ制御装置としては、アップダウンカウンタに限らず、基準信号ｆｓ用および回転検出信号ＦＧ１用にそれぞれ設けた第１および第２の計数手段と、各計数手段の計数値を比較する比較回路とで構成されたものでもよい。ただし、アップダウンカウンタ６０を用いたほうが回路構成が簡易になるという利点がある。
【０１３８】
さらに、ブレーキ制御装置としては、発電機２の発電電圧や回転周期（速度）等を検出し、その検出値に基づいてブレーキを制御するものでもよく、その具体的構成は実施にあたって適宜設定すればよい。
【０１３９】
さらに、前記実施形態では強いブレーキ制御時に、デューティ比や周波数の異なる２種類のチョッパ信号を用いてブレーキ制御していたが、デューティ比や周波数の異なる３種類以上のチョッパ信号を用いてもよい。さらに、周波数やデューティ比はステップ的に変えるのではなく、周波数変調のように連続的な変化になるようにしてもよい。
【０１４０】
また、前記実施形態では、チョッパ信号を用いてロータのブレーキ力を制御していたが、チョッパ信号を用いずにブレーキを制御してもよい。例えば、図１１に示すように、ブレーキ制御信号生成回路８１からのブレーキ制御信号ＣＨ３をインバータ８６を通して反転してブレーキ信号ＣＨ５１とすることで、ブレーキ制御信号ＣＨ３がＨレベルの場合には、ブレーキをかけ続け、Ｌレベルの場合には、ブレーキをオフしてブレーキ制御してもよい。なお、図２と同一もしくは同様の構成部分には、同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
【０１４１】
さらには、前記各実施形態では、２種類のチョッパ信号を用いて強ブレーキ制御および弱ブレーキ制御を行っていたが、図１２に示すように、ＡＮＤゲート８２を無くし、かつ出力ＣＨ４をインバータ８６を通して反転してブレーキ信号ＣＨ５２とすることで、チョッパ信号を用いた強ブレーキ制御と、完全にブレーキをオフするブレーキオフ制御とで調速してもよい。なお、図２と同一もしくは同様の構成部分には、同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。
【０１４２】
さらに、ブレーキ量補正回路３００で設定される補正値は、前記実施形態の３段階や５段階のものに限らず、１段階以上であればよく、実施にあたって適宜設定すればよい。例えば、前記各実施形態では、基準周期を中心として、その基準周期とほぼ同一で補正を加えない場合以外に、基準周期よりも速い場合および遅い場合の両方で補正していたが、例えば、基準周期よりも速い場合または遅い場合の一方の場合のみに補正をするようにしてもよい。この際、補正値としては１段階（補正無しの場合を含めて２段階）で調整してもよいし、２段階以上で調整してもよい。但し、前記各実施形態のように、基準周期よりも速い場合および遅い場合の両方で補正すれば、より迅速に調速制御を行うことができる利点がある。
【０１４３】
また、補正値は、発電機の回転周期に応じて連続的に変化するように設定してもよい。この場合には、より細かい調整を行うことができる。但し、前記各実施形態のように予め補正値を設定しておけば、ブレーキ量補正回路３００の構成を簡易にできる利点がある。
【０１４４】
また、回転周期検出回路２００で検出する回転周期は、この補正段階に応じて適宜設定すればよい。
【０１４５】
さらに、ブレーキ量補正回路３００で設定される補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４の具体的な補正量や、その補正信号Ｈ０１〜Ｈ０４を利用する回転周期の範囲は、実施にあたって適宜設定すればよい。
【０１４６】
また、整流回路５、ブレーキ回路２０、制御回路５３、チョッパ信号発生部８０等の具体的な構成は前記各実施形態に限らず、電子制御式機械時計の発電機２をチョッパ制御等でブレーキ制御できるものであればよい。特に、整流回路５としては、チョッパ昇圧を利用した前記実施形態の構成に限らず、例えば複数のコンデンサを設け、その接続を切り換えることで昇圧する昇圧回路等を組み込んで構成してもよく、発電機２や整流回路を組み込む電子制御式機械時計の種類等に応じて適宜設定すればよい。
【０１４７】
さらに、発電機２の両端を閉ループとするスイッチとしては、前記実施形態のスイッチ２１，２２に限らない。例えば、トランジスタに抵抗素子を接続し、チョッパ信号によって各トランジスタをオンして発電機２の両端を閉ループとした際に、その経路に抵抗素子を配置してもよい。要するに、スイッチは、発電機２の両端を閉ループとすることが可能なものであればよい。
【０１４８】
また、本発明は、前記実施形態のような電子制御式機械時計に適用するものに限らず、置き時計、クロック等の各種時計、携帯型時計、携帯型の血圧計、携帯電話機、ページャ、万歩計、電卓、携帯用パーソナルコンピュータ、電子手帳、携帯ラジオ、オルゴール、メトロノーム、電気かみそり等にも適用することができる。
【０１４９】
例えば、図１３に示すようなオルゴール９０１等の音響装置に本発明を適用してもよい。
【０１５０】
オルゴール９０１は、機械的エネルギ源としてのゼンマイ９１１が収容された香箱車９１０と、香箱車９１０の香箱歯車９１２と噛み合ってゼンマイ９１１を巻上げる巻上げ車９２０と、同じく香箱歯車９１２と噛み合ってゼンマイ９１１の機械的エネルギを伝達する増速歯車９３０と、増速歯車９３０のカナ９３１と噛み合う減速歯車９４０（二点鎖線で図示）と、この減速歯車９４０を介して駆動されて音響を発生する音響発生手段９５０と、増速歯車９３０で伝えられる機械的エネルギを電気的エネルギに変換する発電機９６０と、発電機９６０の回転速度を一定に調速する回転制御装置９７０（図１４）とを備えている。このようなオルゴール９０１は、本発明の電子機器として用いられるものであり、単独であるいは時計（クロック）内に組み込まれて用いられ、所定時間曲を奏でるように構成されている。
【０１５１】
なお、巻上げ車９２０には、一対の係合子９９１を有したロック機構としての電磁クラッチ９９０が設けられている。この電磁クラッチ９９０は、ゼンマイ９１１の巻数が少なくなってロータ９６１の回転が著しく遅くなった際に、各係合子９９１を矢印Ａ方向に移動させ、歯止め部材９９２を巻上げ車９２０と係合させてその回転を止め（矢印Ｂ方向に回転しているのを止める）、ゼンマイ９１１がそれ以上解けるのをロックするように構成されている。
【０１５２】
なお、歯止め部材９９２は、スプリング等で巻上げ車９２０側に付勢されているため、係合子９９１が巻上げ車９２０に係合している状態でも、ハンドル９２１を用いて巻上げ車９２０を矢印Ｃ方向にのみ回転させことが可能であり、ゼンマイ９１１を巻き上げることができるようになっている。
【０１５３】
音響発生手段９５０は、従来のオルゴールと略同じ構造であって、減速歯車９４０と噛み合うカナ９５１に設けられた回転円板９５２を備え、回転円板９５２の上面に植設された複数のピン９５３で櫛歯状の振動板９５４を弾くことにより曲を奏でるものである。
【０１５４】
また、発電機９６０は、ロータ９６１およびコイルブロック９６２を備えている。
【０１５５】
ロータ９６１は、増速歯車９３０の歯車９３２と噛み合うロータカナ９６３と、ロータカナ９６３と一体に回転するロータ磁石９６４とで構成されている。
【０１５６】
コイルブロック９６２は、コ字形のステータ９６５に第１コイル９６６および第２コイル９６７を巻線したものであり、ステータ９６５にはロータ９６１に隣接した一対のコアステータ部９６８が設けられている。このステータ９６５やコアステータ部９６８は複数枚の板状部材を重ねた構造とされ、うず損失の低減が図られている。そして、第１コイル９６６は発電および制動用として使用され、第２コイル９６７はロータ９６１の回転検出用として専ら使用されている。
【０１５７】
回転制御装置９７０は、ＩＣからなる電子回路であり、図１４に示すように、水晶振動子９７１を駆動する発振回路９７２と、発振回路９７２に生じたクロック信号を基に一定周波数の基準信号を生成する分周回路９７３と、前記第２コイル９６７に接続されてロータ９６１の回転速度（交流出力波形に基づく周波数）を検出するとともに、該回転速度に応じた検出信号を発生する回転検出手段としてのコンパレータ９７４と、前記検出信号を前記基準信号に同期させて出力する同期回路９７５と、同期回路９７５からの検出信号と前記基準信号とを比較し、比較結果に応じた制動用の制御信号（チョッパ信号）を出力する制御回路９７６と、制御回路９７６からの制御信号に応じて発電機９６０の前記ロータ９６１を調速する制動回路９７７とを備えている。
【０１５８】
これらのうち、制動回路９７７は、コイル６６つまり発電機９６０の両端を閉ループとして発電機９６０を調速できるトランジスタなどで構成されたスイッチを備えている。そして、制御回路９７６からは、前記実施形態と同様に、ロータ９６１の回転速度に応じてデューティ比および周波数の少なくとも一方が異なる２種類のチョッパ信号が選択出力され、このチョッパ信号によって前記制動回路９７７は発電機９６０をチョッパリング制御している。
【０１５９】
このため、発電電圧を一定値以上に維持しながら、制動トルクを向上でき、持続時間の長いオルゴール９０１にすることができる。さらに、発電機９６０つまり回転円板９５２を一定速度に回転させることができ、かつ長時間作動させ続けることができるため、正確な演奏を長時間行うことができる。
【０１６０】
また、本発明をメトロノームに適用する場合にも、輪列の歯車にメトロノーム音発信車を付け、その車の回転により、メトロノーム音片を弾いて周期的なメトロノーム音を発音させるようにすればよい。なお、メトロノームは、各種のテンポに対応した音を発生させる必要があるが、この場合には、水晶振動子の分周段を変えて発振回路からの基準信号の周期を可変することで対応すればよい。
【０１６１】
さらに、機械的エネルギ源も、ゼンマイに限らず、ゴム、スプリング、重錘等でもよく、本発明を適用する対象などに応じて適宜設定すればよい。
【０１６２】
また、ゼンマイなどの機械的エネルギ源からの機械的エネルギを発電機に伝達するエネルギ伝達装置としては、前記各実施形態のような輪列（歯車）に限らず、摩擦車、ベルト及びプーリ、チェーン及びスプロケットホイール、ラック及びピニオン、カムなどを利用したものでもよく、本発明を適用する電子機器の種類などに応じて適宜設定すればよい。
【０１６３】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
【０１６４】
前記第１実施形態による制御と、ブレーキ制御信号生成回路８１を用いずにアップダウンカウンタ６０の出力ＱＤをそのままブレーキ制御信号ＣＨ３とした比較例とを比較すると、図１５に示すように、本実施形態のほうがロータの回転回数に関わらず、ロータの回転周波数の変動の幅が小さく、発電機２のロータの回転周期のばらつきを小さくでき、発電機２をほぼ一定速度で安定して回転することができた。従って、本発明の有効性が確認できた。
【０１６５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の電子制御式電子機器、電子制御式機械時計およびこれらの制御方法によれば、確実かつ十分なブレーキ量を与えることができ、調速制御の応答性を高め、安定した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電子制御式機械時計の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の電子制御式機械時計の構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態のブレーキ制御信号生成回路の構成を示す回路図である。
【図４】第１実施形態のアップダウンカウンタにおけるタイミングチャートである。
【図５】第１実施形態のチョッパ信号発生部におけるタイミングチャートである。
【図６】第１実施形態のチョッパ信号発生部におけるタイミングチャートである。
【図７】第１実施形態のブレーキ制御信号生成回路におけるタイミングチャートである。
【図８】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図９】第２実施形態の電子制御式機械時計の構成を示す回路図である。
【図１０】第２実施形態のブレーキ制御信号生成回路の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の変形例の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の他の変形例の構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の変形例であるオルゴールの要部の構成を示す斜視図である。
【図１４】図１３のオルゴールにおける回転制御装置の要部を示す回路構成図である。
【図１５】本発明の実施例におけるロータ回転周波数と回転回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ゼンマイ
２  発電機
３  増速輪列
４  指針
５  倍電圧整流回路
６  電源回路
２０  ブレーキ回路
２１，２２  スイッチ
２３  コンデンサ
２４，２５  ダイオード
２６〜２９  スイッチ素子である電界効果型トランジスタ
５０  回転制御装置
５１Ａ  水晶振動子
５１  発振回路
５２  検出回路
５３  制御回路
５４  分周回路
６０  制動制御手段であるアップダウンカウンタ
６１  波形整形回路
６２  モノマルチバイブレータ
７０  同期回路
７１  フリップフロップ
８０  チョッパ信号発生部
８１  ブレーキ制御信号生成回路
９０  初期化回路
１００  ブレーキ量検出回路
１７０  カウンタ値検出回路
１８１  ブレーキ制御信号生成回路
１９０  補正規制回路
２００  回転周期検出回路
３００  ブレーキ量補正回路
４００  信号選択回路
９０１  電子機器であるオルゴール
９１１  ゼンマイ
９２０  巻上げ車
９２１  ハンドル
９３０  増速歯車
９４０  減速歯車
９５０  音響発生手段
９５２  回転円板
９５４  振動板
９６０  発電機
９６１  ロータ
９６２  コイルブロック
９７０  回転制御装置
９７１  水晶振動子
９７２  発振回路
９７３  分周回路
９７６  制御回路
９７７  制動回路
【図１】
0003646565.tif 000002
【図２】
0003646565.tif 000003
【図３】
0003646565.tif 000004
【図４】
0003646565.tif 000005
【図５】
0003646565.tif 000006
【図６】
0003646565.tif 000007
【図７】
0003646565.tif 000008
【図８】
0003646565.tif 000009
【図９】
0003646565.tif 000010
【図１０】
0003646565.tif 000011
【図１１】
0003646565.tif 000012
【図１２】
0003646565.tif 000013
【図１３】
0003646565.tif 000014
【図１４】
0003646565.tif 000015
【図１５】
0003646565.tif 000016