(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部の長さは、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部の長さよりも短いことを特徴とする時計装置。
【請求項２】
請求項１に記載の時計装置において、前記一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径は、前記他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径よりも小さいことを特徴とする時計装置。
【請求項３】
請求項１に記載の時計装置において、前記一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚は、前記他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚よりも薄いことを特徴とする時計装置。
【請求項４】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径は、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径よりも小さいことを特徴とする時計装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４に記載の時計において、線径の小さい方の巻線の導電率は、線径の大きい方の巻線の導電率よりも大きいことを特徴とする時計装置。
【請求項６】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部は、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部よりも細いことを特徴とする時計装置。
【請求項７】
請求項６に記載の時計装置において、細い方のコア巻線部は、太い方のコア巻線部よりも大きい飽和磁束密度の材料で形成されていることを特徴とする時計装置。
【請求項８】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚は、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚よりも薄いことを特徴とする時計装置。
【請求項９】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部の位置は、前記外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部の位置よりも、裏蓋の底面から断面方向に離間するようずれていることを特徴とする時計装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の時計装置において、前記外周の周方向に回転する回転錘を備えていることを特徴とする時計装置。
【請求項１１】
請求項１２に記載の時計装置において、前記一方のコイルのコア巻線部の位置は、前記他方のコイルのコア巻線部の位置よりも、前記回転錘から断面方向に離間するようずれていることを特徴とする時計装置。
【請求項１２】
機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備え、かつ装置外周の周方向に回転する回転錘を備えた時計装置であって、
前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部の位置は、前記外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部の位置よりも、前記回転錘から断面方向に離間するようずれていることを特徴とする時計装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の時計装置において、前記電磁変換機を構成する磁気導通部の一部は、前記回転錘の外周側に設けられたスカート部に対して平面的に重なる位置まで延設されていることを特徴とする時計装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の時計装置において、前記電磁変換器は機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機であるとともに、この機械的エネルギを蓄積する機械的エネルギ蓄積部と、この機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを手動により入力する機械的エネルギ手動入力部と、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを自動的に入力する機械的エネルギ自動入力部とを備え、前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部は、前記機械的エネルギ蓄積部の一方側に設けられ、前記発電機は、前記機械的エネルギ蓄積部を挟んで前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部の反対側となる前記機械的エネルギ蓄積部の他方側に設けられていることを特徴とする計時装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の計時装置において、機械的エネルギ蓄積部に蓄積された機械的エネルギを発電機のロータに伝達する機械エネルギ伝達手段が、前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部と、前記発電機との間に配置されていることを特徴とする計時装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の時計装置において、前記電磁変換器は機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機であるとともに、この機械的エネルギを蓄積する機械的エネルギ蓄積部とを備え、外部操作部材から計時装置の円周方向に沿って、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを手動により入力する機械的エネルギ手動入力部、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを自動的に入力する機械的エネルギ自動入力部、機械的エネルギ蓄積部および発電機の順に配置されていることを特徴とする計時装置。
【請求項１７】
請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載の計時装置において、前記機械的エネルギ蓄積部に蓄積された機械的エネルギの蓄積量を表示するエネルギー保有量表示部を備え、このエネルギー保有量表示部は、前記機械的エネルギ蓄積部と前記発電機との間に設けられていることを特徴とする計時装置。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の時計装置において、前記電磁変換器は、ロータと、ステータと、ステータに巻かれた前記コイルとを備え、前記ステータは、ロータに隣接配置される一対のステータ部と、前記コイルが巻かれる一対の前記コア巻線部とを備えて構成され、かつ前記一方のステータ部から前記各コア巻線部を介して他方のステータ部までが一体に形成されていることを特徴とする時計装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、時計装置に係り、機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置に関する。具体的には、モータを備えた電子時計、発電機およびモータを備えた電子時計、ゼンマイおよび発電機を備えた電子制御式機械時計などの改良に関する。
背景技術
近年量産化が進められている電子制御式機械時計の駆動原理は、ゼンマイをエネルギー源として輪列を駆動するが、機械時計に固有のテンプ及びガンギ車からなる機械式調速機構に替えて、輪列に連繋する発電機を用いる。発電機は、輪列からの回転を受けて発電し、これによって生じた電力により制御用の電子回路を駆動し、電子回路からの制御信号により前記発電機の回転周期を制御することで、輪列に制動をかけて調速する。従って、この構造では、電子回路の駆動源となる電池が不要で、しかも電池駆動式の電子時計並の高精度を得られる。
図３３には、そのような電子制御式機械時計が示されている。
電子制御式機械時計は、ゼンマイ、香箱歯車、香箱真及び香箱蓋からなる香箱車１を備えている。ゼンマイは、外端が香箱歯車、内端が香箱真に固定される。香箱真は、地板２と輪列受に支持され、角穴車４と一体で回転するように角穴ネジ５により固定されている。角穴車４は、時計方向には回転するが反時計方向には回転しないように、こはぜと噛み合っている。
ゼンマイを内蔵した香箱車１からの回転動力は、二番車７、三番車８、四番車９、五番車１０、六番車１１からなる輪列を介して増速されて発電機２０に連繋される。
発電機２０は、従来の電池駆動式電子時計の駆動用ステップモータに類似する構造であり、ロータ１２および一対のコイルブロック１５，１６とからなっている。コイルブロック１５，１６は、同形状の部材を線対称に接合したものであり、同体積のコイルを備えている。
この発電機２０は、ロータ１２の回転により得られた電力を、図示しないコンデンサを介して水晶発振器を備えた電子回路に給電し、この電子回路でロータの回転検出及び基準周波数に応じてロータ回転の制御信号をコイルに送り、この結果、輪列は常時その制動力に応じて一定の回転速度で回転する。
ところで、一対のコイルブロック１５，１６は、他の部品に比して厚さが大きいため、地板２にはコイルブロック１５，１６の各コイルを収容するための開口部２ｃが設けられ、このコイルと地板２との平面的な重なりを無くして時計の薄型化を図っている。
しかしながら、地板２に開口部２ｃを設けると、地板２の外周に近接した開口部２ｃのコーナー部分で地板２の強度が低下する心配がある。このため従来では、開口部２ｃのコーナー部分と地板２外周との間は、地板２の強度が十分に確保されるような距離、すなわち、距離Ｄ１に設定されている。従って、今後の電子制御式機械時計のさらなる小型化は、この距離Ｄ１を維持しながら促進されなければならない。
一方、貫通した開口部２ｃの代わりに有底の窪みを地板２設け、この窪み内に各コイルを収容し、これによって距離Ｄ１を有するコーナー部分を無くして小型化することも考えられるが、このような場合には、地板２の強度を確実に確保するために、窪み部分の肉厚を十分に設ける必要があるため、時計の薄型化が阻害されるという問題がある。
本発明の目的は、確実に小型化できる時計装置を提供することにある。
また、このような電子制御式機械時計では、手巻きでゼンマイを巻き上げる機構であったが、回転錘を用いて自動巻式に巻き上げる機構も考えられ、この際の回転錘の回転性能を改善することも要求されている。
本発明の他の目的は、回転錘の回転性能を向上させることができる時計装置を提供することにある。
発明の開示
本発明の時計装置は、機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部の長さは、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部の長さよりも短いことを特徴とする。
このような発明によれば、装置の外周側に配置されたコイルのコア巻線部を短くするため、コイルの体積が小さくなり、例えば、時計においては、地板に設けられるコイル収容用の開口部の大きさが従来に比して小さくなる。従って、開口部のコーナー部分と地板の外周との距離を従来と同様にして地板の強度を確保しつつ、地板の外径を小さくして時計の小型化が図れる。また、開口部の代わりに窪みを設けた場合でも、窪みの面積が小さくなるから、窪み部分の肉厚は薄くてよく、薄型化が阻害される心配がない。
この際、前記一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径は、前記他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径よりも小さいことが好ましい。
ここで、「線径」とは、巻線の導体の径寸法をいう。
前述のようにコア巻線部を短くすると、コア巻線部に巻かれる巻線の巻数が少なくなるが、このような発明では、線径を小さくすることでより多く巻回されることになるから、一方のコイルでの巻数と他方のコイルでの巻数との差が少なくなり、電磁変換機としては外部磁界の影響を受け難くなる。
また、線径を小さくした場合には、この線径の小さい方の巻線の導電率を線径の大きい方の巻線の導電率よりも大きくすることが望ましく、各巻線での導体抵抗の差を小さくすることで、電磁変換機としての電気的特性が安定する。
さらには、線径を小さくするのではなく、前記一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚を、前記他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚よりも薄くして、一方のコイルの巻数を多くしてもよい。
このような場合には、巻線の導体の径寸法は同じであるから、各巻線の導電率を異ならせなくとも導体抵抗が同じになり、良好な電気的特性が得られる。
一方、本発明の時計装置は、各コイルのコア巻線部の長さの違いにかかわらず、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径を、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の線径よりも小さくすることを特徴とする。
このような発明では、各コイルでの巻線の巻数を同じにすることにより、巻線の線径が小さい分だけ一方のコイルの体積が小さくなるので、コイル収容用の開口部が小さくなり、ひいては装置の小型化が促進される。
ただし、この場合も、各巻線の導電率を変えて電気的特性の安定化を図ることが望ましい。
他方、本発明の時計装置は、機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部は、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部よりも細いことを特徴とする。
このような発明でも、一方のコイルのコア巻線部を細くするので、このコア巻線部に巻線を同巻数巻回すれば、巻回後のコイルの体積が小さくなり、装置が小型化する。
この際、細い方のコア巻線部は、太い方のコア巻線部よりも大きい飽和磁束密度の材料で形成されていることが望ましい。
すなわち、一方のコイルにおいては、コア巻線部の飽和密度を大きくするので、コア巻線部が細くなっても各コイル全体としての耐磁性能が良好に維持されるようになり、外部磁界の影響を受け難くなる。
また、本発明の時計装置は、各コイルのコア巻線の長さの違いにかかわらず、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚を、装置外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部に巻回されている巻線の被覆厚よりも薄くすることを特徴とする。
このような発明でも、各コイルでの巻線の巻数を同じにすることにより、巻線の線径が小さい分だけ一方のコイルの体積が小さくなるので、コイル収容用の開口部が小さくなり、ひいては装置が小型化する。
なお、以上の手段の作用効果を、コイル収容用の開口部を設けた場合で説明したが、本発明では、そのような開口部の有無にかかわらず、前記一方のコイルの端部が装置の内側に位置するようになるので、開口部を設けない場合でも、同様に装置の小型化が図れる。
また、本発明の時計装置は、機械エネルギを電気エネルギに変換するか、または電気エネルギを機械エネルギに変換する電磁変換機を備えた時計装置であって、前記電磁変換機を構成する一対のコイルのうち、装置外周側に配置された一方のコイルのコア巻線部の位置は、前記外周から離間して配置された他方のコイルのコア巻線部の位置よりも、裏蓋の底面から断面方向（裏蓋の厚さ方向）に離間するようずれていることを特徴とする。
本発明では、裏蓋の外周側には、面取り部分のような斜面が形成されるから、その分時計装置の小型化が促進される。そして、その斜面により、装置全体を側面から見た場合には、装置の厚さをデザイン的に薄く見せることが可能になる。
ところで、以上の各発明において、前記外周の周方向に回転する回転錘を備えていてもよい。
以上説明した各発明では、コイルの体積が小さくなる分、装置外周も小さくして時計装置の小型化を図るものであってが、本発明では、装置外周の大きさを従来のままにする。このようにすれば、コイルの端部が装置の外周側から離間するので、この離間した分を利用して回転錘の外周側の大きさ（スカート部分の大きさ）を大きくすることが可能になる。従って、回転錘の重心がより外周側に設定されるから、回転錘の慣性モーメントが増加して回転性が良好となり、前記他の目的が達成される。
また、前記一方のコイルのコア巻線部の位置は、前記他方のコイルのコア巻線部の位置よりも、前記回転錘から断面方向（回転錘の回転軸に沿った方向）に離間するようずれていることが望ましい。
このような構成では、一方のコイルが他方のコイルに比して回転錘から離間するため、その分回転錘の特に外周側の部分の大きさを装置の内側に大きくすることが可能となり、やはり回転錘の慣性モーメントが増加して回転性能が向上し、前記目的が達成される。
そして、回転錘を備えた時計装置において、前記電磁変換機を構成する磁気導通部の一部は、前記回転錘の外周側に設けられたスカート部に対して平面的に重なる位置まで延設されてることが望ましい。
このような場合には、磁気導通部を延設することでその断面積が大きくなるため、電磁変換機内の磁路が大きく確保されるようになり、電磁変換機の性能が向上する。
時に、ゼンマイなどの機械的エネルギ蓄積部を利用して駆動される旧来の機械時計においては、ゼンマイを巻き上げるための機械的エネルギ手動入力部である手動巻上部のほかに、回転錘を利用した機械的エネルギ自動入力部である自動巻上部を設ける場合がある。この際、従来は、手動巻上部と自動巻上部とが互いに干渉しないように、当該手動巻上部および自動巻上部は、ゼンマイが内蔵された香箱を挟んで互いに反対側に配置されるのが一般的である。
しかしながら、背景技術で説明したこのような電子制御式機械時計においては、手動巻上部と自動巻上部との両方を設けた場合には、スペース効率が悪く、小型化が難しいという問題があった。
すなわち、電子制御式機械時計においては、ゼンマイと発電機との比較的大きな部品が２つ存在する。これらは厚さ寸法も比較的大きいため、ムーブメントにおいて他の部品とは平面位置が異なる場所にそれぞれ配置される。また、香箱の手動巻上部に隣接した位置には、ゼンマイから発電機に回転力を伝える輪列が配置される。
このため、香箱を挟んで手動巻上部の反対側に配置される自動巻上部は、発電機に近接して配置されることになる。この際、発電機は、コイルが巻回されているため最も厚さ寸法が大きく、この発電機に自動巻上部を重ねて配置すると、時計（ムーブメント）の厚さ寸法が大きくなってしまう。
一方、厚さ寸法を抑えるには、発電機の位置をずらして、自動巻上部と発電機との平面位置を相違させなければならず、ムーブメントの面積が大きくなってしまう。
従って、電子制御式機械時計において、手動巻上部および自動巻上部の両方を組み込む場合には、ムーブメントが厚くなったり、平面サイズが大きくなり、時計の小型化が困難であるという問題がある。また、電子制御式機械時計に限らず、ゼンマイなどの機械的エネルギ蓄積部および発電機を備える各種の計時装置において、手巻巻上部および自動巻上部の両方を設けようとする場合にも同様の問題がある。
このような問題をも解決するために本発明の時計装置では、前記電磁変換器は機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機であるとともに、この機械的エネルギを蓄積する機械的エネルギ蓄積部と、この機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを手動により入力する機械的エネルギ手動入力部と、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを自動的に入力する機械的エネルギ自動入力部とを備え、前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部は、前記機械的エネルギ蓄積部の一方側（第１の側）に設けられ、前記発電機は、前記機械的エネルギ蓄積部を挟んで前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部の反対側となる前記機械的エネルギ蓄積部の他方側（第２の側）に設けられていることが望ましい。
この際、機械的エネルギ蓄積部としては、渦巻き状に巻かれたゼンマイ等が利用できる。
このような本発明によれば、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部を、機械的エネルギ蓄積部を挟んで発電機と反対側の位置に設けたので、発電機と機械的エネルギ自動入力部とが重なることがない。従って、発電機と機械的エネルギ自動入力部とが重なることによるムーブメントの厚さ寸法の増大や、この厚さ寸法の増大を防ぐために発電機および機械的エネルギ自動入力部が平面的に重ならないように位置をずらすことによるムーブメントの平面サイズの増大が生じない。これにより、計時装置内部のスペース効率が向上し、ムーブメントの面積や厚さの増大を抑えることができ、自動巻機構等の機械的エネルギ自動入力部を備えた場合でも計時装置の小型化を図ることが可能となる。
また、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部は、それぞれを構成する大部分の部品が鉄製であるため、長期間用いると部品間の摩耗によって摩耗粉が生じるおそれがある。さらに、これら機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部に発電機が近接していると、この摩耗粉が発電機内に侵入し、当該発電機が止まってしまうおそれがある。
そこで、本発明のように、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部を、機械的エネルギ蓄積部を挟んで発電機と反対側の位置に設ければ、当該機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部と、発電機とを機械的エネルギ蓄積部の幅寸法分だけ離すことが可能となり、これにより、発電機内への摩耗粉の侵入がほとんど防止される。
さらに、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部は、それぞれを構成する大部分の部品が鉄製であるため、これらを発電機に近接して配置すると、発電機からの漏れ磁束等によって鉄損が生じ、耐磁性能も低下するおそれがある。
そこで、本発明のように、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部を、機械的エネルギ蓄積部を挟んで発電機と反対側の位置に設ければ、発電機から遠ざけることが可能となるので、当該機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部の鉄損の発生を抑えることができ、耐磁性能も向上させることが可能となる。
また、通常、機械的エネルギ手動入力部でもある巻真は、計時装置本体に対して、突没可能となっているため、巻真部分から装置内部に水分等が浸入するおそれがある。この水分等が発電機に浸入すると、発電部が故障するおそれがある。
そこで、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部を巻真近傍に配置し、発電機を機械的エネルギ蓄積部を挟んで巻真部分から遠ざけて配置すれば、発電機に水分等が浸入するおそれがほとんどなく、計時装置の耐久性能を向上させることが可能となる。
以上において、機械的エネルギ蓄積部に蓄積された機械的エネルギを発電機のロータに伝達する機械エネルギ伝達手段を、前記機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部と、前記発電機との間に配置することが望ましい。
ここで、機械的エネルギ伝達手段は、輪列や、タイミングベルトおよびプーリ、チェーンおよびスプロケットホイール等で構成される。
このように構成すれば、輪列などの機械的エネルギ伝達手段が、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部と発電機との間に配置されるため、高トルクがかかることにより機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部で生じやすい摩耗粉が、発電機（特にロータ）に入りにくくなり、発電機の性能を損なうことがない。
また、本発明の時計装置では、前記電磁変換器は機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機であるとともに、この機械的エネルギを蓄積する機械的エネルギ蓄積部とを備え、外部操作部材から計時装置の円周方向に沿って、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを手動により入力する機械的エネルギ手動入力部、前記機械的エネルギ蓄積部に前記機械的エネルギを自動的に入力する機械的エネルギ自動入力部、機械的エネルギ蓄積部および発電機の順に配置されていることが望ましい。
このような本発明によれば、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部と、発電部との間に、機械的エネルギ蓄積部が配置されるため、発電部と機械的エネルギ自動入力部とが重なることがない。従って、計時装置内部のスペース効率が向上し、ムーブメントの面積や厚さの増大を抑えることができ、自動巻機構等の機械的エネルギ自動入力部を備えた場合でも計時装置の小型化を図ることが可能となる。
また、機械的エネルギ手動入力部および機械的エネルギ自動入力部で摩耗粉が発生しても、発電部内への摩耗粉の侵入がほとんど防止され、性能低下を防止できる。さらに、発電部からの漏れ磁束等による各入力部での鉄損の発生を抑えることができるため、耐磁性能も向上させることが可能となる。
また、機械的エネルギ手動入力部を作動させる竜頭等の外部操作部材から発電部が離れて配置されるため、発電部に水分等が浸入するおそれがほとんどなく、計時装置の耐久性能を向上させることが可能となる。
本発明の時計装置では、前記機械的エネルギ蓄積部に蓄積された機械的エネルギの蓄積量を表示するエネルギー保有量表示部を備え、このエネルギー保有量表示部は、前記機械的エネルギ蓄積部と前記発電機との間に設けられていることが望ましい。
この際、前記機械的エネルギ蓄積部が渦巻き状に巻かれたゼンマイで構成されていれば、エネルギー保有量表示部としては、ゼンマイの巻き上げ残量を表示するゼンマイ残量表示機構で構成されていることが好ましい。
このようなエネルギー保有量表示部は、通常、厚さが薄く、文字盤側に配置される。このため、エネルギー保有量表示部は、発電部の一部に重ねて配置することが可能となり、これにより、機械的エネルギ蓄積部および発電部間の文字盤側のスペースを有効利用することが可能となる。
また、エネルギー保有量表示部がゼンマイ残量表示機構の場合、機械的エネルギ蓄積部であるゼンマイの近傍にゼンマイ残量表示機構を設ければ、ゼンマイ残量表示機構の構成を簡易なものにでき、この点からも、装置内部のスペース効率を向上させることが可能となる。
ところで、このような時計装置に組み込まれた小型の発電機においては、大きさが制限されているため、回転錘やゼンマイの大きさにも限度があり、発電機を駆動する駆動トルクが小さかった。このため、発電機のロータが停止している状態からロータを回転し始める際に、ロータに加わるコギングトルクが大きいと、そのコギングトルクに打ち勝ってロータを回転させる駆動トルクが得られず、ロータが起動しにくくなったり、時計に衝撃などが加わってロータが停止した際に再起動しないという課題があった。
特に、ゼンマイから増速輪列を介して発電機のロータを回転させる電子制御式機械時計は、回転錘によってロータを回転するタイプの発電機に比べても駆動トルクがより小さいため、コギングトルクの影響をより小さくする必要があった。
このため、従来は、コギングトルクを小さくするために、ロータ磁石に対向するステータ面に内ノッチを形成していた。すなわち、内ノッチを形成する前の状態でのコギングトルクと、内ノッチを形成することによって発生するコギングトルクを足し合わせて、全体としてコギングトルクを０にするように調整していた。
一方、前述の各発電機を含む一般的な発電機は、ステータおよびコイルが巻線されるコア巻線部を備えているが、これらはコイルの巻線作業を容易にするため等の理由から、少なくとも２体の金属部材等で構成されている。
しかしながら、２体で構成されている場合には、磁気回路中に各部材の接続部分が存在することになる。磁気回路中に各部材の接続部分があると、その接続状態によって磁気抵抗が大きく変化するため、組み上げた個々の発電機において、磁気回路の磁気抵抗によって変化するコギングトルクの大きさにもバラツキが生じ易いという問題点があった。
そして、コギングトルクにバラツキが生じると、同じ大きさの内ノッチを形成しても前記コギングトルクを完全に打ち消して０にすることができず、コギングトルクを十分に小さくすることが難しいという問題があった。
このようなコギングトルクを十分に低減できず、発電機の起動性に劣る発電機は、検査工程において、不良品として処分されるため、その分、歩留まりが低下し、製造コストが高くなるという問題点があった。
そこで、本発明の時計装置では、前記電磁変換器は、ロータと、ステータと、ステータに巻かれた前記コイルとを備え、前記ステータは、ロータに隣接配置される一対のステータ部と、前記コイルが巻かれる一対の前記コア巻線部とを備えて構成され、かつ前記一方のステータ部から前記各コア巻線部を介して他方のステータ部までが一体に形成されていることが望ましい。
このような場合、ステータは、ステータ部およびコア巻線部部を含めて一体に形成されており、磁気回路中に各部材の接続部分が存在しないために、磁気抵抗のバラツキも生じず、また、発電機のロータが停止している状態からロータを回転し始める際に、ロータに加わるコギングトルクのバラツキも小さくでき、コギングトルクの値が安定化する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、第１実施形態において、従来技術で説明した部材と同じ部材には同一符号を付した。また、第２実施形態以降においては、従来技術および第１実施形態と同じ部材に同一符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態に係る電子制御式機械時計を示す平面図であり、図２、３はその断面図である。
電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａ、香箱歯車１ｂ、香箱真１ｃ、及び香箱蓋１ｄからなる香箱車１を備えている。ゼンマイ１ａは、外端が香箱歯車１ｂ、内端が香箱真１ｃに固定される。筒状の香箱真１ｃは、平面円形の地板２に設けられた支持部材に挿通されて角穴ネジ５によって固定され、角穴車４と一体で回転する。そして、地板２には、カレンダー板２ａ、および円板状の文字板２ｂが取り付けられている。図２，３中の符号６は輪列受である。
ここで、本実施形態においては、機械的エネルギは、ゼンマイ１を巻き上げた際に、当該ゼンマイ１ａに、撓み等の変形によって生じる弾性力である。
香箱歯車１ｂの回転は、増速輪列となる各番車７〜１１を介して合計１２６，０００倍に増速されている。この際、各番車７〜１１は各々異なる軸線上に設けられて後述するコイル１２４，１３４に重ならない位置に配置され、ゼンマイ１ａからのトルク伝達経路を形成している。
二番車７と係合する筒かな７ａには時刻表示を行う図示しない分針が、秒かな１４ａには時刻表示を行う図示しない秒針がそれぞれ固定されている。従って、二番車７を１ｒｐｈで、秒かな１４ａを１ｒｐｍで回転させるためには、ロータ１２は５ｒｐｓで回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車１ｂは、１／７ｒｐｈとなる。
また、トルク伝達経路から外れた秒かな１４ａは、香箱車１とコイル１２４との間に設けられた指針抑制装置１４０によってそのバックラッシュが詰められている。指針抑制装置１４０は、テフロン処理や分子間結合被膜等で表面処理された一対の直線状の抑制ばね１４１，１４２と、各抑制ばね１４１，１４２の基端側を支持して二番受１１３に固定される固定部材としてのヒゲ玉１４３，１４４とで構成されている。
この電子制御式機械時計は、ロータ１２およびコイルブロック１２１，１３１から構成される電磁変換機としての発電機１２０を備えている。ロータ１２は、ロータかな１２ａ、ロータ磁石１２ｂ、ロータ慣性円板１２ｃを備えて構成されている。ロータ慣性円板１２ｃは、香箱車１からの駆動トルク変動に対しロータ１２の回転速度変動を少なくするためのものである。
コイルブロック１２１，１３１は、ステータ（コア、磁心）１２３，１３３に巻線してコイル１２４，１３４を形成したものである。ステータ１２３，１３３は、ロータ１２に隣接して配置されるコアステータ部１２２，１３２と、前記コイル１２４，１３４が形成されるコア巻線部１２３ｂ、１３３ｂと、互いに連結されるコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａとが一体に形成されたものである。
前記各ステータ１２３，１３３つまり各コイル１２４，１３４は互いに平行に配置されている。そして、このようなステータ１２３，１３３は二層構造とされ、それぞれが例えばＰＣ材からなる。
各ステータ１２３，１３３のロータ１２が配置されたステータ孔１２２ａ，１３２ａには、図２に示すように、位置決め部材２２が配置されている。各ステータ１２３，１３３の長手方向の中間部分つまりコアステータ部１２２，１３２およびコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ間に偏心ピン２３を配置している。この偏心ピン２３を回すと、各ステータ１２３，１３３のコアステータ部１２２，１３２を位置決め部材２２に当接させてその位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができるとともに、ネジ２１で固定されるコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの側面同士を確実に接触させることができる。
なお、各ステータ１２３，１３３のコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａは、その側面が当接されて互いに連結されている。また、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの下面は、各コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａに跨って配置された図示しないヨークに接触されている。これにより、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａでは、各コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの側面部分を通る磁気導通経路と、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの下面およびヨークを通る磁気導通経路との２つの磁気導通経路が形成され、ステータ１２３，１３３は環状の磁気回路を形成している。各コイル１２４，１３４は、ステータ１２３，１３３のコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａからコアステータ部１２２，１３２に向かう方向に対して同方向に巻線されている。
これらの各コイル１２４，１３４の端部は、ステータ１２３，１３３のコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ上に設けられた図示しないコイルリード基板に接続されている。
このように構成された電子制御式機械時計を使用している場合、各コイル１２４，１３４に外部磁界Ｈ（図１）が加わると、外部磁界Ｈは平行に配置された各コイル１２４，１３４に対して同方向に加わるため、各コイル１２４，１３４の巻線方向に対しては外部磁界Ｈは互いに逆方向に加わることになる。このため、外部磁界Ｈによって各コイル１２４，１３４で発生する起電圧は互いに打ち消し合うように働くため、その影響を軽減できる。
以下には、本発明の最も特徴的な構成について説明する。
図１において、一対のコイルブロック１２１，１３１のうち、地板２の外周側に近接したコイルブロック１３１では、コア巻線部１３３ｂの長さ寸法Ｌ２がコイルブロック１２１のコア巻線部１２３ｂの長さ寸法Ｌ１よりも短い（Ｌ１＞Ｌ２）。従って、本実施形態では、このコア巻線部１３３ｂに巻回されている巻線の導体の線径をコア巻線部１２３ｂ側の巻線の導体の線径よりも小さくしており（各導体を覆う被覆厚は同じ）、これによって各コア巻線部１２３ｂ，１３３ｂの各巻数を同じにしつつ、体積の大きいコイル１２４と体積の小さいコイル１３４とを形成している。「巻数が同じ」とは、完全に同数の場合だけではなく、コイル全体からは無視できる程度の誤差、例えば数百ターン程度の違いまでをも含むものである。
また、コイル１３４を形成している巻線の導電率は、コイル１２４を形成している巻線の導電率よりも大きく、各巻線の線径が異なっても各巻線での導体抵抗の差を少なくしている。
このようなコイル１２４，１３４は、図３にも示すように、図中の下方側が地板２に設けられた開口部２ｃに収容され、地板２とコイル１２４，１３４との平面的な重なりをなくして時計の薄型化を図っている。開口部２ｃの平面形状は、図１中の右側部分が各コイル１２４，１３４の配置位置に応じて段差状になっている。従って、地板２の外周に最も近い開口部２ｃのコーナー部分と当該地板２の外周との間の距離Ｄ１は、例えば、各コイル１２４，１３４を同じ大きさにして開口部２ｃを平面矩形状（二点鎖線）に設ける従来の場合の距離Ｄ１と同じであり、このコーナー部分の地板２の強度が確保されるようになっている。
次に、図４をも参照して時計の切り換え操作について説明する。この図は、図１とは反対側から見た平面図である。
電子制御式機械時計では、おしどり９０のダボ９１がクリックばね９２の０段目９２ａにある通常運針時において、図示しない竜頭に接続された巻真３１を操作することにより、キチ車３３、丸穴車（不図示）等を介して角穴車４（図２）を回転してゼンマイ１ａを巻き上げるように構成されている。
また、巻真３１を引いてダボ９１を１段目９２ｂにセットした際には、小鉄レバー９３は移動せずに、かんぬき９４のみが移動してつづみ車３２が小鉄車３７に噛み合うため、カレンダ修正伝え車（不図示）を介してカレンダーを修正できるように構成されている。
分針および時針を合わせる針合わせ操作は、竜頭をさらに引き出して前記巻真３１を軸方向に移動し、ダボ９１を２段目９２ｃにセットし、おしどり９０、かんぬき押え９５、かんぬき９４の作用によってつづみ車３２を小鉄車３７側に移動して噛み合わせるとともに、前記小鉄レバー９３で小鉄車３７を日の裏車３８側に移動して噛み合わせ、図２にも示すように、筒かな７ａおよび筒車７ｂを回転させることで行われる。
なお、電子制御式機械時計にはリセットレバー９６が設けられている。このリセットレバー９６は、引き出された竜頭を戻すときのおしどり９０の移動に伴い動作し、かつ、前述のロータ１２に直接回転力を与えて回転させる起動部材である。
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)発電機１２０では、地板２の外周側に配置されたコイル１３４用のコア巻線部１３３ｂが内側のコイル１２４用のコア巻線部１２３ｂよりも短く、開口部２ｃの開口面積が従来に比して小さいため、開口部２ｃのコーナー部分と地板２の外周との距離Ｄ１を従来と同様にして地板２の強度を確保しつつ、地板２の外径を小さくして時計の小型化を図ることができる。
(２)コイル１３４用のコア巻線部１３３ｂに巻回されている巻線の線径は、コイル１２４用のコア巻線部１２３ｂに巻回されている巻線の線径よりも小さいので、巻数を多くできる。このため、コイル１３４では、コア巻線部１３３ｂへの巻幅は小さいが、巻数としてはコイル１２４と同数巻くことができ、各コイル１２４，１３４間での巻数の差を少なくして外部磁界の影響を受け難くできる。
(３)コイル１３４用の線径の小さい巻線の導電率は、コイル１２４用の線径の大きい方の導電率よりも大きいから、各巻線での導体抵抗の差を小さくすることができ、発電機１２０としての電気的特性を安定させることができる。
(４)距離Ｄ１が維持されていることにより、地板２の強度が十分に確保されるから、時計の落下時の耐衝撃性を向上させることができ、信頼性を向上させることができる。
〔第２実施形態〕
図５，６に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の電子制御式機械時計では、各コア巻線部１２３ｂ、１３３ｂの長さ寸法Ｌ１，Ｌ２が同じであるが（Ｌ１＝Ｌ２）、コア巻線部１３３ｂに巻回されている巻線の線径は、コア巻線部１２３ｂに巻回されている巻線の線径よりも小さい。各巻線の巻数も同数である。また、線径の小さい巻線の導電率は、大きい方の巻線の導電率よりも大きい。
本実施形態においては、以下の効果がある。
(５)コア巻線部１３３ｂに巻回された巻線の線径がコア巻線部１２３ｂ側の巻線の線径よりも小さいため、各コイル１２４，１３４での巻線の巻数が同じ本実施形態では、巻線の線径が小さい分コイル１３４の体積を小さくでき、開口部２ｃの開口面積を小さくできる。従って、第１実施形態とは構成が異なるが、本実施形態でも前述した(１)の効果を同様に得ることができる。また、前述した(３)、(４)の効果も同様に得ることができる。
〔第３実施形態〕
図７，８に基づいて本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態の電子制御式機械時計では、各コア巻線部１２３ｂ、１３３ｂの長さ寸法Ｌ１，Ｌ２が同じであるが（Ｌ１＝Ｌ２）、コア巻線部１３３ｂの幅寸法Ｗ２および厚さ寸法Ｈ２がコア巻線部１２３ｂの幅寸法Ｗ１および厚さ寸法Ｈ１よりも小さく（Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２）、コア巻線部１３３ｂがより細く形成されている。また、コア巻線部１２３ｂはＰＣ材であるが、コア巻線部１３３ｂは飽和磁束密度の大きいＰＢ材とされている。各巻線の線径や巻数は同じである。
本実施形態によれば、以下の効果がある。
(６)コア巻線部１３３ｂがコア巻線部１２３ｂより細く形成されているので、各コイル１２４，１３４での巻線の巻数や線径が同じ本実施形態では、コア巻線部１３３ｂが細い分コイル１３４の体積を小さくでき、開口部２ｃの開口面積を小さくできる。従って、前記各実施形態とは構成が異なるが、本実施形態でも前述した(１)の効果を同様に得ることができる。また、(４)の効果も同様に得ることができる。
(７)コア巻線部１３３ｂはコア巻線部１２３ｂよりも飽和磁束密度が大きいから、コア巻線部１３３ｂが細くなっても各コイル１２４，１３４全体としての耐磁性能を良好に維持でき、外部磁界の影響を受け難くできる。
なお、本実施形態では、コア巻線部１２３ｂ，１３３ｂの幅寸法Ｗ１，Ｗ２および厚さ寸法Ｈ１，Ｈ２の両方が異なっていたが、それらの幅寸法Ｗ１，Ｗ２のみが異なっていても前記(６)の効果を略同様に得ることができる。しかし、厚さ寸法Ｈ１，Ｈ２も異ならせることで、若干の薄型化を期待できるので、本実施形態のように構成することが好ましい。
〔第４実施形態〕
図９には、本発明の関連技術である第４実施形態が示されている。
本実施形態の電子制御式機械時計では、コイル１３４の両端が先細りのテーパ状に形成されている。このようなテーパは、コア巻線部１３３ｂへの巻線の巻回を徐々に中央側に集中させることで積極的に形成されるものであり、コイルの端部に必然的に形成される微少なテーパとは異なる。そして、開口部２ｃのコーナー部分も、コイル１３４のテーパ部分に合わせた形状とされ、コーナー部分と地板２外周との間には十分な距離Ｄ１が確保されている。
本実施形態では、以下の効果がある。
(８)コイル１３４の端部は先細りのテーパ状に形成されているので、開口部２ｃのコーナー部分も前記テーパにならった形状にすることで、開口部２ｃの開口面積を小さくできる。従って、前記各実施形態とは構成が異なるが、本実施形態でも前述した(１)の効果を同様に得ることができる。また、(４)の効果も同様に得ることができる。
なお、本実施形態では、コイル１３４の両端がテーパ状に形成されていたが、図９中の右側の端部のみをテーパ状に形成してもよく、このような場合でも、(８)の効果を得ることができる。
また、コイル１３４のコア巻線部１３３ｂの端部形状自身をテーパ状にし、これに巻線を巻回することで前述のようなコイル１３４のテーパ部分を形成してもよい。
〔第５実施形態〕
図１０には、本発明の関連技術である第５実施形態が示されている。
本実施形態の電子制御式機械時計では、コイル１２４，１３４が地板２の外周に沿って湾曲した形状とされている。「外周に沿う」とは、互いが完全に平行の場合の他、平行から幾分ずれている場合も含む。このような湾曲したコイル１２４，１３４は、コア巻線部１２３ｂ，１３３ｂを湾曲させて設け、これに巻線を巻回することで実施可能である。
本実施形態では、以下の効果がある。
(９)コイル１２４，１３４は地板２の外周に沿って湾曲しているので、コイル１３４の形状に応じて設けられる開口部２ｃを時計の幾分中央側に設けることができる。従って、前記各実施形態とは構成が異なるが、本実施形態でも前述した(１)の効果を同様に得ることができる。また、(４)の効果も同様に得ることができる。
〔第６実施形態〕
図１１，１２に基づいて本発明の第６実施形態について説明する。
本実施形態の電子制御式機械時計は、扇形状の回転錘１５０を有した自動巻上げ機構を備えている。他の構成は第１実施形態と同じである。すなわち、外周側のコイル１３４用のコア巻線部１３３ｂの長さ寸法Ｌ２は、内側のコイル１２４のコア巻線部１２３ｂの長さ寸法Ｌ１よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２）。
地板２の大きさは、図３３で説明した従来の大きさとされている。従って、開口部２ｃのコーナー部分と地板２との距離Ｄ２は、従来の距離Ｄ１よりも大きい（Ｄ１＜Ｄ２）。
回転錘１５０の外周側には、地板２の外周側と対応して厚肉のスカート部１５１が設けられている。スカート部１５１と地板２との間の隙間には、各コイルブロック１２１，１３１のコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａが延設されており、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの一部とスカート部１５１が平面的に重なり合っている。
このような実施形態では、以下の効果がある。
(10)第１実施形態と同じ構成の発電機１２０を用いることで、開口部２ｃのコーナー部分と地板２の外周との距離Ｄ２を大きくできるので、その分回転錘１５０の特にスカート部１５１の大きさをより大きくできる。このため、回転錘１５０の重心位置をより外周側に設定でき、回転性能を向上させることができる。
(11)距離Ｄ２が大きいことにより、この部分における地板２の強度を一層大きくでき、耐衝撃性をさらに向上させて信頼性を格段に向上させることができる。
(12)回転錘１５のスカート部１５１を外周側に大きくできることにより、スカート部１５１と地板２との間の隙間を多少大きくしても回転錘１５の回転性能を十分に向上させることができるから、この隙間を利用して各コイルブロック１２１，１３１のコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａを外周側に延出させて設けることができる。このため、各コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの断面積や互いの接触面積を大きくしてより大きな磁路を確保でき、発電機１２０の性能を向上させることができる。このことは、二層からなる各コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａのうち、一層のみを延出させた場合でも同様である。
(13)また、各コア磁気導通部１２３ａ，１３３が大きいことで、コイル巻線の端部とコア磁気導通部１２３ａ，１３３ａ上の基板のパターンとを導通させる端末処理も容易に行えるうえ、当該基板のレイアウト設計の自由度も増す。
〔第７実施形態〕
図１３に基づいて本発明の第７実施形態について説明する。
本実施形態の電子制御式機械時計は、第６実施形態と同様に、扇形状の回転錘１５０を有した自動巻上げ機構を備えている。また、発電機１２０では、コア巻線部１３３ｂの位置が、コア巻線部１２３ｂの位置よりも、回転錘１５０から図中の下方側に高さ寸法ｈ１だけ離間して設定されている。このような構造は、コア巻線部１３３ｂの部分をコア磁気導通部１３３ａ（図４）に対して折曲することで実施可能である。発電機１２０の他の構成は、第２実施形態と同じである。
このような構成では、第２実施形態での効果に加えて以下の効果がある。
(14)本実施形態では、コア巻線部１３３ｂの位置が、コア巻線部１２３ｂの位置よりも、回転錘１５０から離間しているので、その分、図中に一点鎖線で囲まれた分だけ回転錘１５０のスカート部１５１を内側に大きくでき、回転錘１５０の回転性能を向上させることができる。
〔第８実施形態〕
図１４は、本発明の第８実施形態に係る計時装置である電子制御式機械時計の要部を示す平面図であり、図１５、図１６、図１７および図１８はその断面図である。
電子制御式機械時計は、機械的エネルギ蓄積部である渦巻き状に巻かれたゼンマイ１ａと、このゼンマイ１ａに蓄積された機械的エネルギを電気的エネルギに変換する発電機１２０と、ゼンマイ１ａに機械的エネルギを手動により入力する機械的エネルギ手動入力部である手動巻上部３０と、ゼンマイ１ａに機械的エネルギを自動的に入力する機械的エネルギ自動入力部である自動巻上部４０とを備えている。
ゼンマイ１ａは、香箱歯車１ｂ、香箱真１ｃおよび香箱蓋１ｄからなる香箱車１に内蔵され、内端が香箱真１ｃに固定され、外端はあるゼンマイトルク以上で香箱歯車１ｂをスリップするように構成されている。香箱歯車１ｂの回転は、二番車７、三番車８、四番車９、五番車１０、六番車１１からなる輪列を介して増速されて発電機１２０のロータ１２に伝達される。これらの輪列は、地板２、二番受１１３および輪列受６によって軸支されている。
なお、本実施形態では、四番車９のかなが秒かなとされているが、この四番車９がゼンマイ１ａからのトルク伝達経路中に設けられていることで、そのバックラッシが詰められており、前記各実施形態で用いられた指針制御装置１４０は不要とされている。
一方、発電機１２０は、前記第１実施形態と同じ構成のもが用いられており、コア巻線部１３３ｂの長さ寸法Ｌ２がコイルブロック１２１のコア巻線部１２３ｂの長さ寸法Ｌ１よりも短く（Ｌ１＞Ｌ２）、このコア巻線部１３３ｂに巻回されている巻線の導体の線径がコア巻線部１２３ｂ側の巻線の導体の線径よりも小さい。また、コイル１３４を形成している巻線の導電率は、コイル１２４を形成している巻線の導電率よりも大きく、
発電機１２０は、ロータ１２およびコイルブロック１２１，１３１から構成され、図１４中、香箱車１の他方側（第２の側）となる下方に配置されている。
発電機１２０を示す図１６中の符号２８は、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの一方の面（図１６では上面側）に跨って配置されたヨークであり、符号２９は、コア磁気導通部１２３ａ，１３３ａの他方の面（図１６では下面側）に設けられて各コイル１２４，１３４の端部が接続されるコイルリード基板である。このコイルリード基板２９、コイルブロック１２１，１３１のステータ１２３，１３３、ヨーク２８は、輪列受６とこの輪列受６にビス止めされる回路押え板２９ａとで挟持固定されている。
発電機１２０からの交流電力は、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を通して昇圧、整流された後、コンデンサ７１等で構成された電源回路に充電供給される。整流回路や電源回路は、時計の外周に沿った三日月状とされ、かつ一端が前記回路押え板２９ａによってコイルリード基板２９に接続された回路ブロック７０に形成されている。このような回路ブロック７０を用いた構成は、これまで説明を省略したが、前記各実施形態の電子制御式機械時計でも同様であり、また、後述の電子制御式機械時計に係る実施形態でも同様である。そして、本実施形態の電子制御式機械時計は、回路ブロック７０中の電源回路からの電力でＩＣ７２や水晶振動子７３を駆動して発電機１２０のコイルに流れる電流値等を制御したり、ショートブレーキを掛けて、輪列に固定される指針（時間情報表示装置）を正確に駆動するように構成されている。
なお、回路ブロック７０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）で形成されているとともに、地板２に設けられた回路受座７６と回路受７４との間で挟持されるようになっており、この回路受７４と回路ブロック７０との間には絶縁板７５が介装されている。
この際、回路ブロック７０は三日月形状であることで、発電機１２０のコイルブロック１２１，１３１のほか、ロータ１２や他の車等の稼働部品に対して平面的に重なることなく配置され、これらの稼働部品と時計外周との間の狭い配置スペース内に効率的に収容されている。また、回路ブロック７０においては、回路受座７６および回路受７４間で挟持される部分とコイルリード基板２９に接続される部分とでは、縦断面視での配置位置が上下にずれているが、このようなずれはＦＰＣが有するフレキシビリティで良好に対応可能になっている。
手動巻上部３０は、図１４，１７に示すように、図示しない竜頭に接続される巻真３１と、つづみ車３２、キチ車３３、丸穴車３５および丸穴伝え車３６からなる手巻輪列３４とを備えて構成され、ゼンマイ１ａが内蔵されている香箱車１を挟んで前述の発電機１２０の反対側となる一方側（第１の側）に配置されている。
つづみ車３２は、巻真３１の先端近傍に嵌装されている。キチ車３３は、巻真３１の中間部分に嵌装されるとともに、つづみ車３２の端縁に係合されている。
丸穴車３５は、キチ車３３に直交するように配置されており、当該キチ車３３の周縁に噛み合わされる丸穴歯車３５ａと、丸穴伝え車３６に噛み合わされる丸穴かな３５ｂとを備えて構成されている。
丸穴伝え車３６は、一方の端縁が前述の丸穴かな３５ｂに噛み合わされているとともに、他方の端縁が伝え車４４を介して角穴車４に係合されている。
従って、竜頭を回すと、巻真３１、つづみ車３２、キチ車３３、丸穴車３５、丸穴伝え車３６、伝え車４４を介して角穴車４が回転し、ゼンマイ１ａを巻き上げることが可能となっている。
自動巻上部４０は、回転錘４１と、伝え車４４を有する自動巻輪列４３と、自動巻レバー４５とを備えて構成され、前述の手動巻上部３０に隣接するとともに、当該手動巻上部３０と同様に、ゼンマイ１ａが内蔵されている香箱車１を挟んで前述の発電機１２０の反対側となる一方側（第１の側）に配置されている。
このため、図１４に示すように、電子制御式機械時計の中心部（指針の軸）の周囲を、外部操作部材（竜頭）から電子制御式機械時計の円周方向に沿って、手動巻上部３０、自動巻上部４０、ゼンマイ１ａ（香箱車１）および発電機（発電部）１２０がその順序で配置されている。
回転錘４１は、扇形状に形成されるとともに、この円弧部分が時計の内側縁に沿って配置され、伝え受４６に対して回動自在にボールベアリング４７で軸支されている。
伝え車４４は、自動巻レバー４５の先端が係合されるラチェット歯形を持つ伝え歯車４４ａと、丸穴伝え車３６および角穴車４が噛み合わされるかな４４ｂとを備えて構成されている。
自動巻レバー４５は、回転錘４１と共に回転するボールベアリング４７に設けられた偏心ピン４２に嵌合される回動部４５ａと、この回動部４５ａから伝え車４４に延びる２本のアーム部４５ｂと、各アーム部４５ｂの先端に設けられ、伝え歯車４４ａに噛み合わされる引き爪部４５ｃおよび押し爪部４５ｄとを備えて構成されている。この引き爪部４５ｃおよび押し爪部４５ｄは、伝え車４４を挟み込むように配置されている。
従って、回転錘４１を回転させると、これに偏心ピン４２を介して連結された自動巻レバー４５のアーム部４５ｂが往復運動し、この運動を利用して、引き爪部４５ｃおよび押し爪部４５ｄで伝え歯車４４ａを一定の方向に回転させることが可能となっている。なお、回転錘４１が左右どちらの方向に回転しても、伝え車４４の回転方向は、常に一定の方向に回転するようになっている。
そして、伝え車４４を回転させることによって、角穴車４が回転し、ゼンマイ１が自動的に巻き上がるようになっている。
ここで、自動巻輪列４３である伝え車４４は、前述のように、手動巻上部３０でゼンマイ１を巻き上げる際にも利用されるようになっている。言い換えると、手動巻上部３０の手巻輪列３４は、伝え車４４を介してゼンマイ１ａに機械的エネルギを入力するようになっている。つまり、手動巻上部３０は、自動巻上部４０の自動巻輪列４３を共用してゼンマイ１ａを巻き上げるようになっている。
このような自動巻上部４０で巻き上げられるゼンマイ１ａには、図１９に示されるように、当該ゼンマイ１ａの過大の巻き上げを防止するための過大巻上防止機構であるスリッピング・アタッチメント６１が設けられている。
このスリッピング・アタッチメント６１は、香箱車１の約内周一周分の長さ寸法を有するとともに、ゼンマイ１ａよりも厚い板バネであり、ゼンマイ１ａの最終端部に付けられ、ゼンマイ１ａの最外周を香箱車１の内側面に押し付けるものである。そして、ゼンマイ１ａが全て巻き上がった状態で、さらに巻こうとする、つまり、ゼンマイ１ａに所定の回転トルク以上のトルクを加えると、このスリッピング・アタッチメント６１によってゼンマイ１ａを香箱車１の内周面に押しつける力よりも回転トルクが勝ってスリップし、ゼンマイ１ａの過大巻き上げを防止するようになっている。
図１４〜図１７に戻って、香箱車１と発電機１２０との間には、ゼンマイ１ａに入力された機械的エネルギの蓄積量、言い換えれば、ゼンマイ１の巻き上げ残量を文字盤側に表示するエネルギー保有量表示部であるゼンマイ残量表示機構（パワーリザーブ機構、巻印機構）５０が設けられている。
ゼンマイ残量表示機構５０は、第１表示伝え車５１と、表示中間車５２と、第２表示伝え車５３と、第３表示伝え車５４と、表示車５５とを備えている。
第１表示伝え車５１は、香箱真１ｃに固着された香箱真かな１０１に噛合しており、この第１表示伝え車５１のかな５１ａは、表示車５５の軸に回転自在に嵌合されている。
表示中間車５２は、香箱歯車１ｂに固着された香箱かな１０２に噛合しており、この表示中間車５２のかな５２ａには、第３表示伝え車５４が噛合している。
第３表示伝え車５４の偏心位置には、第２表示伝え車５３が回転自在に軸支されている。この第２表示伝え車５３は、第１表示伝え車５１のかな５１ａと、表示車５５の表示歯車５５ａとに噛合している。
また、表示車５５には、表示筒５６が嵌合されている。この表示筒５６は、表示車５５の文字盤側先端に摩擦により係合し、表示車５５と一体で回転する。この表示筒５６には、ゼンマイ１ａの巻き上げ残量を示す表示針５７が設けられている。このようなゼンマイ残量表示機構５０は、表示車５５を太陽車とし、第３表示伝え車５４に設けられた第２表示伝え車５３を遊星車とするいわゆる遊星歯車機構によって構成されている。
従って、ゼンマイ１ａの巻き上げ操作で角穴車４が回転されると、そのトルクは、香箱真かな１０１から第１表示伝え車５１に伝達される。ここで、ゼンマイ１の巻き上げ時には、香箱歯車１ｂは停止状態のため、表示中間車５２および第３表示伝え車５４は固定状態とされている。このため、第１表示伝え車５１のかな５１ａに噛合する第２表示伝え車５３は、その場で自転のみし、その回転が表示歯車５５ａから表示車５５に伝わり、表示筒５６および針５７が正回転する。
一方、ゼンマイ１の巻き戻り時には、角穴車４が停止しているために、香箱真かな１０１、第１表示伝え車５１が停止している。そして、香箱歯車１ｂが回転されると、そのトルクは、香箱かな１０２から表示中間車５２および第３表示伝え車５４に伝わる。すると、第１表示伝え車５１が固定されているため、第２表示伝え車５３がかな５１ａの回りを自転しながら公転し、その回転が表示歯車５５ａから表示車５５に伝わり、表示筒５６が回転する。この際、表示筒５６は、巻き上げ時と逆方向に回転するため、表示針５７も巻上げ時とは逆方向に回転するようになっている。
このため、針５７によってゼンマイ１の巻き上げ残量が表示され、時計の持続時間残量が目視可能となっている。
このゼンマイ残量表示機構５０は、図１４，１５に示すように、厚さが薄いので、平面的には発電機１２０の一部に重ねて、つまり香箱車１と発電機１２０との間の文字盤側に配置されている。
このような本第８実施形態によれば、第１実施形態と同様な発電機１２０を用いていることで第１実施形態での効果を同じく得ることができるうえ、次のような効果が得られる。
(15)手動巻上部３０および自動巻上部４０を、ゼンマイ１ａを挟んで発電機１２０と反対側の位置に設けたので、発電機１２０と自動巻上部４０とを時計の厚さ方向に重ねて配置する必要がない。このため、発電機１２０と自動巻上部４０とが重なってムーブメントが厚くなることや、発電機１２０を自動巻上部４０と重ならない位置まで香箱車１から離して配置することによってムーブメントの平面サイズが増大することがない。これにより、時計内部のスペース効率が向上し、ムーブメントの面積や厚さの増大を抑えることができ、手動巻上部３０および自動巻上部４０を備えた場合でも時計の小型化を図ることができる。
(16)手動巻上部３０および自動巻上部４０を、ゼンマイ１ａを挟んで発電機１２０と反対側の位置に設けたので、当該手動巻上部３０および自動巻上部４０と、発電機１２０とを香箱車１のスペース分だけ離すことができる。これにより、長期間の使用によって、スチール部品が多い手動巻上部３０や自動巻上部４０で摩耗粉が発生しても、発電機１２０内への摩耗粉の侵入をほとんど防止できる。従って、故障の発生確率をより一層低減でき、メンテナンス作業も軽減できる。
(17)また、手動巻上部３０および自動巻上部４０を発電機１２０から離れて配置できるので、手動巻上部３０や自動巻上部４０への漏れ磁束を少なくでき、鉄損などの発生も抑えることができる。従って、時計の耐磁性能を向上させることができる。
(18)手動巻上部３０および自動巻上部４０を手動巻上部３０を構成する巻真３１近傍に配置し、発電機１２０をゼンマイ１ａを挟んで巻真３１部分から遠ざけて配置したので、発電機１２０に水分等が浸入するおそれがほとんどなく、時計の耐久性能を向上させることができる。
(19)厚さが薄く、発電機１２０の一部に重ねて配置できるゼンマイ残量表示機構５０を、ゼンマイ１ａと発電機１２０との間に設けたので、ゼンマイ１ａおよび発電機１２０間の文字盤側のスペースを有効利用することができる。
また、ゼンマイ残量表示機構５０は比較的強度が小さくてよいため、黄銅等の非磁性部品で構成できる。このため、発電機１２０に近接して配置しても、耐磁性能の低下や摩耗粉による故障の発生を防止できる。
(20)手巻輪列３４は、自動巻輪列４３を介してゼンマイ１ａに機械的エネルギを入力するように構成されているので、手巻輪列３４および自動巻輪列４３をそれぞれ独立して設ける場合に比べて、自動巻輪列４３を各巻上部３０、４０で共用するため、時計の部品点数を少なくすることができる。これにより、効率的なレイアウト設計を行うことができ、部品点数も減少でき、時計の小型化をより一層容易に行うことができるとともに、コストも低減できる。
例えば、キチ車３３に噛み合う丸穴車３５を直接角穴車４に噛み合わせるようなレイアウトをすると、丸穴車３５を避けるために、伝え車４４を時計外周方向に移動させて配置しなければならず、回転錘４１のスカート部（回転錘の外周縁部分）を大きくできず、回転錘４１の回転始動性等が低下する。一方、伝え車４４の位置を動かさずに、丸穴車３５を内側（ムーブメント中心側）に移動して配置すると、キチ車３３やつづみ車３２も内側に移動しなければならず、カレンダー修正機構などのレイアウトが困難になる。これに対し、丸穴車３５を直接角穴車４に噛合させずに、自動巻輪列４３の伝え車４４を介しているので、各車のレイアウトが容易になり、スペース効率の高いレイアウトが実現できて時計を小型化できる。
(21)自動巻上部４０として、構成輪列が最も少ないつめレバー式のものを採用したので、各巻上部３０，４０の配置スペースを小さくすることができ、時計をより小型化できる。
(22)手動巻上部３０の丸穴車３５を、丸穴歯車３５ａおよび丸穴かな３５ｂの２枚構成にしたので、トルクの大きなゼンマイ１ａを用いた場合でも、手動巻上部３０によって容易に巻き上げることができる。
すなわち、本実施形態のような電子制御式機械時計では、ゼンマイ１ａからの回転トルクを電力に変換する発電効率上、ロータ１２を高トルクで安定的に回し、しかも持続時間を長くするために、トルクの強いゼンマイ１ａが用いられる。そのため、手巻きでのりゅうずトルクも高くなりやすく、さらに自動巻上部４０が設けられていれば、自動巻輪列４３の負荷もりゅうずトルクに加算されるので、従来のゼンマイ時計に比べておよそ４０％以上もトルクが上がる。従来、りゅうずを巻くトルクは、３０〜４０ｇｆｃｍで大きなりゅうずをつけても７０ｇｆｃｍくらいが限界である。このため、手巻輪列３４をキチ車３３、丸穴車３５、角穴車４のみで構成するとゼンマイ１ａを巻きにくい。これに対し、本実施形態のように、丸穴歯車３５ａ，丸穴かな３５ｂ、丸穴伝え車３６を設けて手巻輪列３４の減速比を大きくすれば（例えば、従来のゼンマイ時計では３〜４の減速比であるが、本実施形態では６以上の減速比にできる）、ゼンマイ１ａを巻きやすい手動巻上部３０にすることができる。
(23)ゼンマイ１ａに、自動巻上部４０による当該ゼンマイ１ａの過大巻上を防止するためのスリッピング・アタッチメント６１を備えたので、ゼンマイ１ａの過大の巻き上げを簡単に防止できるとともに、過大巻き上げによるゼンマイ１ａの破損を未然に防ぐことが容易にできる。
〔第９実施形態〕
図２０には、本発明の第９実施形態に係る計時装置である電子制御式機械時計の要部を示す断面図が示されている。本第９実施形態は、前記第８実施形態の伝え車４４に、ゼンマイ１ａの過大巻上を防止するための過大巻上防止機構であるスリップ機構６２を設けたものである。
スリップ機構６２は、伝え車４４を構成する伝え歯車４４ａと、かな４４ｂとを別体とし、このかな４４ｂと伝え歯車４４ａとの間にバネ部材４４ｃを配置することで、伝え車４４に所定の回転トルク以上のトルクを加えると伝え歯車４４ａとかな４４ｂとの間でスリップするように構成されている。
詳しくは、伝え歯車４４ａの裏面には、かな４４ｂの端面から外周に向かって切り欠かれた凹部４４ｄが形成されている。この凹部４４ｄ内には、皿バネ等からなるバネ部材４４ｃが配置され、両端部がそれぞれ伝え歯車４４ａおよびかな４４ｂに当接され、このバネ部材４４ｃによって伝え歯車４４ａはかな４４ｂと一体に回転するフランジに押しつけられている。
このため、自動巻上部４０によってゼンマイ１ａを巻き上げている間は、バネ部材４４ｃの付勢力で、伝え歯車４４ａとかな４４ｂとは一体的に回転する。一方、ゼンマイ１が全て巻き上がった状態で、さらに巻こうとする場合のように、伝え車４４に所定の回転トルク以上のトルクを加えると、伝え歯車４４ａとかな４４ｂとの接触部分がスリップし、角穴車４にそのトルクが伝達されないように設定されている。これにより、ゼンマイ１ａの過大巻上を防止するようになっている。
このように、伝え車４４にゼンマイ１ａの過大巻上を防止するスリップ機構６２を設けることで、前記第１実施形態のように、ゼンマイ１ａに大掛かりなスリッピング・アタッチメント６１を設ける必要はない。つまり、図２１および図２２に示されるように、ゼンマイ１ａの最終端部に、折り返されて形成された引掛部６３を形成し、この引掛部６３を香箱車１の内側面に形成した凸部６３ａに引っ掛ける簡単な構造でよい。
なお、手動巻上部３０で巻き上げている場合には、手巻輪列３４の丸穴伝え車３６からかな４４ｂを介して角穴車４にトルクが直接伝達されるので、通常の手巻き時計と同様にゼンマイ１ａが巻き上げられる。
このような本第９実施形態によれば、前記第１実施形態と同じ構成により本発明の目的を達成できるとともに、第８実施形態の(15)〜(22)と同じ効果が得られるうえ、以下の効果がある。
(24)自動巻上部４０にスリップ機構６２を設けたので、従来のスリッピング・アタッチメント６１が不要となり、同じサイズの香箱車１を用いた場合には、ゼンマイ１ａの有効長さ寸法を長くすることができる。これにより、時計の動作持続時間を長く延ばすことができる。例えば、本実施形態では、前記第１実施形態に比べて、持続時間を約５時間程度延長することができた。また、持続時間を伸ばす必要がない場合には、香箱車１を小さくでき、時計を小型化できる。
(25)スリップ機構６２をゼンマイ１ａの一段手前の歯車（伝え車４４）に設けたので、スリップトルクがゼンマイ１ａ部分に設ける場合の例えば約１／５に低減でき、皿バネのような簡単なバネ構造を採用でき、耐久性に優れたものを容易に製造できる。
(26)手巻きの場合には、通常の手巻き時計と同様、操作者がゼンマイ１ａに加わるトルクを感知できるために、過大巻上げは起こらない。従来から、自動巻時計を手巻きする場合、ゼンマイが全巻になっても、スリッピングアタッチメントが働いてゼンマイがスリップするため、操作者はどこでゼンマイ巻きをやめたらよいか分からなく、余分に巻き続けてしまう問題点があったが、本実施形態では、手巻き時計と同様に、操作者がゼンマイ１ａに加わるトルクを感知でき、余分に巻続けるという問題も解消できる。
〔第１０実施形態〕
図２３には、本発明の第１０実施形態に係る計時装置である電子制御式機械時計の要部を示す断面図が示されている。本第１０実施形態は、前記第８実施形態の自動巻レバー４５に、ゼンマイ１ａの過大巻上を防止するための過大巻上防止機構を設けたものである。
詳しくは、自動巻レバー４５のアーム部４５ｂには、変形部である湾曲状の湾曲部４５ｅが形成されている。この湾曲部４５ｅが過大巻上防止機構となっている。
つまり、ゼンマイ１ａが全て巻き上がった状態で、さらに巻こうとする場合、伝え車４４を回転させるために、自動巻レバー４５の各爪４５ｃ、４５ｄに所定のトルク以上のトルクを加えようとしても、湾曲部４５ｅが変形するため、各爪４５ｃ、４５ｄに所定のトルク以上のトルクが加わることがなく、ひいては、伝え車４４が回転することがない。これにより、ゼンマイ１ａの過大巻上を防止するようになっている。
このような本第１０実施形態によれば、前記第８実施形態の各効果に加え、以下の効果がある。
(27)自動巻レバー４５に過大巻上防止機構となる湾曲部４５ｅを設けたので、ゼンマイ１ａの過大巻上防止を、湾曲部４５ｅによって簡単にかつ確実に行うことができる。特に、スリッピング・アタッチメント６１やスリップ機構６２は、摩擦を利用するために摩擦状態の維持管理が必要であるが、本実施形態では、自動巻レバー４５の変形を利用しており、摩擦力が小さいので、長期に安定した動作が簡単かつ省スペースの構成で実現できるとともに、時計のコストも低減できる。
〔第１１実施形態〕
図２４は、本発明の第１１実施形態に係る電子制御式機械時計の要部を示す平面図であり、図２５はその断面図、図２６は斜視図である。
本実施形態での電子制御式機械時計は、ロータ１２およびステータ１７０から構成される発電機１２０を備えているが、このうちのステータ１７０は、図２６〜２８にも示すように、アモルファス材料からなる平面コ字状（Ｕ字状）の薄板１７１を複数枚積層して構成されている。具体的には、図２８のステータ１７０の断面図に記載したように、２０枚の薄板１７１を積層して構成されている。ここで、アモルファス材料としては、特に限定されないが、コバルトを主成分とするＣｏ系アモルファス金属や、鉄を主成分とするＦｅ系アモルファス金属等が利用できる。特に、本字恣意形態での電子制御式機械時計では、１０Ｈｚ程度の低周波数での鉄損が小さいＣｏ系アモルファス金属が適している。
このステータ１７０は、ロータ１２に対向配置される一対のコアステータ部１７２，１７３と、このコアステータ部１７２，１７３に連続して形成されており、コイル１２４，１３４が配置される一対のコア巻線部１７４，１７５と、これらのコア巻線部１７４，１７５間を連結する連結部１７６とを備えて平面略Ｕ字状に形成されている。
各コアステータ部１７２，７１３の内周面には、円弧状の凹部からなるステータ孔１７２ａ，１７３ａが形成されており、このステータ孔１７２ａ，１７３ａには内ノッチ１７７が形成されている。
コア巻線部１７４，１７５は、前記第１実施形態と同様に、外周側のコア巻線部１７５の長さ寸法Ｌ２がコア巻線部１７４の長さ寸法Ｌ１よりも短く（Ｌ１＞Ｌ２）、このコア巻線部１７５に巻回されている巻線の導体の線径がコア巻線部１７４側の巻線の導体の線径よりも小さい。
これらのコア巻線部１７４，１７５に配置されるコイル１２４，１３４は、図３，５に示すように、ボビン１８１，１８２に巻回されている。ボビン１８１，１８２は略角筒状に形成されており、その外周にコイル１２４，１３４が巻かれている。また、このボビン１８１，１８２には、図３に示すようにコイルリード基板１８３が突設されており、コイル１２４，１３４の端部はコイルリード基板１８３上の回路１８４に接続されている。また、コイル１３４を形成している巻線の導電率は、コイル１２４を形成している巻線の導電率よりも大きい。
ボビン１８１，１８２の中心穴１８５，１８６は、コア巻線部１７４，１７５の断面形状および大きさとほぼ一致しており、この穴１８５，１８６内にコア巻線部１７４，１７５を挿入することで、ボビン１８１，１８２がコア巻線部１７４，１７５に配置される。また、ボビン１８１，１８２がコア巻線部１７４，１７５に配置された状態で、前記各コイルリード基板１８３は、ステータ１７０の穴を介して地板２等にビス止めされている。この際、前記各コイルリード基板１８３は電気的に接続され、各ボビン１８１，１８２に巻回された各コイル１２４，１３４は直列に接続される。
ここで、前記一方のコアステータ部１７２、コア部巻線１７４は、他方のコアステータ部１７３、コア巻線部１７５と平行に配置されている。このため、各コア巻線部１７４，１７５に配置された各コイル１２４，１３４は、互いに平行に配置されている。また、各コイル１２４，１３４は、第１実施形態と同様にその巻数が同一とされ、かつコア巻線部１７４，１７５に配置した状態で同方向に巻線されている。
このため、各コイル１２４，１３４に外部磁界が加わると、外部磁界は平行に配置された各コイル１２４，１３４に対して同方向に加わるため、各コイル１２４，１３４の巻線方向に対しては外部磁界は互いに逆方向に加わることになる。このため、外部磁界によって各コイル１２４，１３４で発生する起電圧は互いに打ち消し合うように働くため、その影響を軽減できる。
また、前記ロータ１２は、その中心軸が各コイル１２４，１３４間に沿った境界線上に配置され、各コアステータ部１７２，１７３およびコア巻線部１７４，１７５が前記境界線に対して左右対称となるように構成されている。
この際、ステータ１７０のロータ１２が配置される各コアステータ部１７２，１７３、より具体的にはステータ孔１７２ａ，１７３ａには、図２５に示すように、略リング状の位置決め部材２２が配置されている。そして、各ステータ１７０のコアステータ部１７２，１７３の外側には、偏心ピン２３を配置している。この偏心ピン２３を回すと、各ステータ１７０のコアステータ部１７２，１７３を位置決め部材２２に押圧して当接させることができ、その位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができるようになっている。
ステータ１７０には、ロータ磁石１２ｂから一方のコアステータ部１７２（１７３）、コア巻線部１７４（１７５）、連結部１７６、他方のコア巻線部１７５（１７４）、コアステータ部１７３（１７２）を経てロータ磁石１２ｂに戻る環状の磁気回路が形成される。この際、ステータ１７０は薄板１７１を積層して構成されており、各薄板１７１間では反磁界の影響で磁束が流れにくいが、Ｕ字状に形成された各薄板１７１内では十分に磁束が流れ磁気回路が形成される。つまり、各薄板１７１部分で磁気回路が構成され、ステータ１７０全体としては複数の磁気回路が束ねられた構成となっている。
このような本実施形態によれば、第１実施形態と同様な構成により本発明の目的を達成できるのに加え、次のような効果がある。
(28)磁気回路の途中に接続部分がない１体ステータ１７０を用いているので、磁気回路において磁気抵抗のバラツキが発生せず、内ノッチ１７７を形成しない状態でロータ１２に加わるコギングトルクも所定値に安定させることができる。このため、このコギングトルクを確実に打ち消すように内ノッチ１７７を形成することができ、コギングトルクをほぼ０に低減することができる。
(29)コギングトルクを確実にかつ非常に小さくできるため、駆動トルクが小さい小型の発電機１２０においても、ロータ１２の起動性を向上できる。また、これにより起動性が低下した不良品の発生率を低減でき、歩留まりが向上するため、製造コストを低減できる。
そして、コギングトルクを確実に小さくすることができるため、衝撃によって停止した場合でも即座に再起動でき、ロータ１２が停止しないように設けられる慣性円板１２ｃも小さくできて耐衝撃性能を向上できる。また、慣性円板１２ｃを小さくできる分、ロータ１２の軸受の径を細くでき、摩擦損失を低減できる。このため、ゼンマイ１ａからの機械的エネルギでロータ１２を回転させるために、発電機１２０の駆動トルクが小さい電子制御式機械時計１００においても、機械的エネルギのロスが小さくなり、持続時間を長くすることができる。
(30)各コイル１２４，１３４を各ボビン１８１，１８２に巻回し、このボビン１８１，１８２をステータ１７０に挿入してコイル１２４，１３４を配置しているので、Ｕ字状のステータ１７０であってもコイル１２４，１３４を容易に配置できる。このため、コイル１２４，１３４の巻線作業性の低下を防止でき、製造効率を向上することができる。
(31)各コア巻線部１７４，１７５に、それぞれコイル１２４，１３４を配置して、２個のコイル１２４，１３４を設けているので、１個のコイルを設ける場合に比べて磁気回路を短くでき、その分、鉄損を小さくすることができる。
その上、慣性円板１２ｃを小さくできるために、従来に比べて慣性円板１２ｃをコイル１２４，１３４側に近付けることができ、その分、磁気回路を短くできて鉄損をより一層低減することができる。
(32)前記各コイル１２４，１３４は、巻数が同数とされかつ直列に接続されているとともに、並列に配置されているので、発電機１２０の外部に発生する磁界による影響を打ち消すことができ、これによって外部磁界の影響を小さくすることができる。
(33)各コアステータ部１７１，１７３のステータ孔１７２ａ，１７３ａの内周面に当接可能な位置決め部材２２と、前記各コアステータ部１７２，１７３を位置決め部材２２に押しつける偏心ピン２３が設けられているので、ロータ１２およびステータ１７０の偏心量を小さくでき、ステータ１７０を所定の位置に簡単に設置することができる。
(34)位置決め部材２２や偏心ピン２３によって、ステータ孔１７２ａ，１７３ａとロータ１２との偏心を少なくできるので、パーミアンスのバラツキを小さくでき、流れる磁束量のバラツキも抑えることができるので、偏心によって生じるコギングトルクを確実に小さくすることができる。
(35)ステータ１７０は、アモルファス材料からなる薄板１７１を積層して構成されているので、鉄損を小さくできて低損失の発電機１２０を構成することができる。
〔第１２実施形態〕
図２９には、本発明の第１２実施形態の発電機２００が示されている。本実施形態の発電機２００は、前記各実施形態と同様に、電子制御式機械時計の発電機として用いられるものであり、ロータ磁石として多極磁石２０１を用いたものである。なお、本実施形態では、１４極の多極磁石２０１を用いているが、１０極、１８極等の多極磁石２０１でもよく、少なくとも４極以上の多極磁石２０１であればよい。この際、対称形の各コアステータ部１７２，１７３を備えるステータ１７０に組み込む場合には、１０極、１４極、１８極程度の多極磁石２０１が現実的である。
また、ステータ孔１７２ａ，１７３ａの内径、つまり各コアステータ部１７２，１７３は、リング状の位置決め部材２２の外形よりも僅かに小さくされており、各コアステータ部１７２，１７３を位置決め部材２２に嵌挿した際に、各コアステータ部１７２，１７３が僅かに湾曲し、その弾性力で位置決め部材２２に圧着するように構成されている。
このような多極磁石２０１を用いた発電機２００を用いた場合も、１体のステータ１７０を用いているので磁気抵抗のバラツキを小さくでき、ロータ磁石に加わるコギングトルクも所定の値で安定するため、そのコギングトルクに合わせて内ノッチ１７７を形成するなどしてコギングトルクを殆ど０とすることができるなど、前記第１１実施形態の(28)〜(35)と同じ作用効果を奏することができる。
(36)その上、多極磁石２０１を用いているので、２極磁石の場合と同じ起電圧を発生するように設定した場合、ステータ１７０を流れる磁束量を少なくでき、その分、コギングトルクを小さくすることができるため、内ノッチ１７７を形成しない場合でも起動性を向上することができる。すなわち、発電機２００の起電圧は、コイル１２４，１３４の巻数×磁束の時間変化であり、多極にすれば磁束の時間変化が増えるため、磁束量を少なくしても同程度の起電圧が得られる。このため、磁束量を少なくできるためにコギングトルクを小さくできる。
(37)さらに、電子制御式機械時計では、ロータ１２の出力波形を検出してフィードバック制御を掛けてロータ１２の回転速度を調速している。このため、多極にしてロータ１２の１回転当たりの出力波形の変化を多くすれば、ロータ１２の回転をより細かく制御することができる。
(38)コアステータ部１７２，１７３を位置決め部材２２に嵌挿するだけでコアステータ部１７２，１７３を位置決めすることができ、前記第１実施形態の偏心ピン２３を不要にできるので、部品点数を少なくでき、組立作業性も向上できる。
〔第１３実施形態〕
図３０には、本発明の第１３実施形態の発電機３００が示されている。この発電機３００は、前記各実施形態がゼンマイ１ａによってロータ１２を回転していたのに対し、回転錘３１０によってロータ１２を回転させている点が相違する。すなわち、発電機３００は、指針式電子時計３０１に組み込まれるものであり、指針式電子時計３０１を嵌めた腕を動かしたときに発電するように、腕の動きによって回転する片重りの回転錘３１０と、この回転錘３１０から運動エネルギーを受けて回転するロータ１２と、ステータ１７０と、このステータ１７０に巻回されたコイル１２４，１３４とから構成されている。回転錘３１０とロータ１２は、回転錘３１０の回転動作を増速して伝達する発電用輪列３６０によって機構的に接続されている。
そして、指針式電子時計３０１では、この発電機３００で発電された電力を二次電池３２０に蓄え、この電力で図示しないステップモータを駆動して指針を作動させている。
なお、発電機３００のステータ１７０、コイル１２４，１３４は基本的には前記第１実施形態と同じものでよいが、回転錘３１０による駆動トルクはゼンマイ１ａに比べて大きいため、発電機３００は、前記発電機１２０に比べて磁石を大きくして磁束を大きくし、大きい発電電流で抵抗損失を少なくするためにコイル１２４，１３４のワイヤーを太くしてコイル抵抗を小さくしたり、ステータ１７０のアモルファス材料を飽和磁束密度の高いＦｅが主成分のものにすること等の変更をすることが好ましい。
このような本実施形態においても、ステータ１７０が１体のステータであることなどによって前記第１実施形態の(28)〜(35)の効果が得られる。さらに、発電機３００においても、ロータ磁石１２ｂを多極磁石で構成してもよく、この場合には、前記(36)、(37)の作用効果を奏することができる。
なお、本発明は、前記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他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記第１実施形態のコイル１３４では、巻線（導体の）の線径を小さくすることで被覆を含めた巻線全体の径寸法を小さくし、これによって多くの巻数を稼いでいたが、導体を覆う被覆の厚さを薄くすることで巻線全体としての径寸法を小さくし、巻数を稼いでもよい。
また、被覆を薄くして巻線の径寸法を小さくすることは、前記第２実施形態などに適用してもよい。このよな場合でも、各コイルでの巻線の巻数を同じにすることにより、巻線の線径が小さい分外周側のコイルの体積を小さくでき、コイル収容用の開口部、ひいては装置を小型化できる。
前記第１〜第７実施形態では、各コイルの収容部として開口部２ｃが設けられていたが、このような開口部２ｃの代わりに有底の窪みを設けることにより、距離Ｄ１，Ｄ２を有するコーナー部分が無い地板を形成してもよい。本発明によれば、このような場合でも、窪みを小さく形成可能なことで地板２の強度を確保しつつ、薄型化を促進できる。
前記第３実施形態では、コア巻線部１２３ｂの材料がＰＣ材であり、コア巻線部１３３ｂの材料が飽和磁束密度のより大きいＰＢ材であったが、例えば、コア巻線部１３３ｂを構成している二層の部材のうち、一層のみをＰＢ材とし、残りの層の部材をＰＣ材としてもよく、このような場合でもコア巻線部１３３ｂとしての飽和磁束密度を大きくできる。
また、飽和磁束密度の異なる部材としては、ＰＣ材、ＰＢ材に限定されず、他の材料を用いてもよい。
ただし、各コア巻線部の飽和磁束密度が同じ場合でも、後述の請求項６の発明に含まれる。
前記第６実施形態では、第１実施形態と同様な構成の発電機１２０を用いていたが、これに限らず、第２〜第５実施形態の発電機１２０に回転錘１５０を組み合わせてもよく、このような場合でも、前述した(10)，(11)の効果を同様に得ることができる。また、例えば、第７実施形態のように、外周側のコイルの断面積が小さくなるような時計に回転錘を設けた場合には、前述した(14)の効果の他に加え、次の効果がある。すなわち、図６中に一点鎖線および二点鎖線で示すように、回転錘１５０のスカート部１５１を従来の回転錘１５０′の場合よりも内側に寄せることができるので、スカート部１５１の体積を従来と同様に維持しながらも、裏蓋１５２の周縁側に形成された斜面の勾配を従来の裏蓋１５２′の勾配より大きくでき、時計を外観上薄く見せることができる。
前記第７実施形態では、コイル１３４全体の断面の大きさがコイル１２４よりも小さかったが、例えば、第６実施形態で示した同じ大きさの断面形状を有するコイル１２４，１３４において、コア巻線部１３３ｂをコア巻線部１２３ｂよりも下方側にずらすことでコイル１３４全体をずらし、その分回転錘のスカート部を内側に大きくしたりしてもよい。
さらに、コア巻線部１３３ｂをコア巻線部１２３ｂに対してずらすことは、従来の構造の発電機のように、各コイルの断面の大きさや各コイルの長さの全く同じ発電機に適用してよく、このような場合でも、後述の請求項１３の発明に含まれ、前記(14)の効果を同様に得ることができる。
また、特に回転錘を備えていない時計においても、コア巻線部１３３ｂをコア巻線部１２３ｂよりも下方側、すなわち裏蓋１５２（図６）から離間するようにずらすことでコイル１３４全体を地板２側に寄せてもよく、このような場合でも、裏蓋１５２の周縁側に勾配付きの斜面が形成される分だけ時計を小型化でき、また、その斜面部分をより大きくして時計を外観上薄く見せることができるという効果がある。そして、このような時計は、後述の請求項１５の発明に含まれる。
前記各実施形態の地板２は平面円形であったが、地板２の外形形状は、時計の意匠性等を勘案して任意に決められてよい。そして、特に請求項１０に係る本発明では、その任意の形状とされた地板の外周に沿ってコイルが設けられていればよい。
また、過大巻上防止機構としては、前記第８実施形態などのものに限らない。例えば、回転錘４１とボールベアリング４７とをあるトルク以上でスリップするように構成し、ゼンマイ１ａの過大巻上げを防止してもよい。また、角穴車４を二体にしてあるトルク以上で互いにスリップするように構成し、ゼンマイ１ａの過大巻上げを防止してもよい。さらに、回転錘４１に設けられた偏心ピン４２をばね部材上に設け、このばね部材の弾性力を設定して自動巻レバー４５からある値以上の反力を受けた際に偏心量を０としてゼンマイ１ａを巻き上げないように構成して、ゼンマイ１ａの過大巻上げを防止してもよい。また、偏心ピン４２と係合する自動巻レバー４５の穴石の周囲にばね部を設け、ある反力以上になるとばね部が変形して自動巻レバー４５の作動量を０としてゼンマイ１ａを巻き上げないように構成して、ゼンマイ１の過大巻上げを防止してもよい。要するに、過大巻上防止機構としては、ゼンマイ１ａの過大巻上を防止する機構であればよく、その形状、構造等は、実施に当たって適宜選択すればよい。
また、手巻輪列３４としては、自動巻輪列４３を介して、ゼンマイ１ａに機械的エネルギを入力するようになっていたが、これに限らず、例えば、手巻輪列３４および自動巻輪列４３をそれぞれ独立して設け、各輪列毎にゼンマイ１ａに機械的エネルギを入力するように構成してもよい。但し、手巻輪列３４としては、自動巻輪列４３を介して、ゼンマイ１に機械的エネルギを入力するようにすれば、自動巻輪列４３を各巻上部３０，４０で共用することができ、時計の部品点数を少なくすることができ、これにより、時計の小型化をより一層容易に行うことができる点やレイアウトを適切にできる点で好ましい。
さらに、エネルギー保有量表示部としては、前述のゼンマイ残量表示機構５０に限らず、例えば、ゼンマイ１ａのトルク値を表示するゼンマイトルク表示機構でもよく、その表示の構成や方法については、実施に当たって適宜決めればよい。また、エネルギー保有量表示部としては、遊星歯車機構や指針を用いたものに限らず、例えば、発電機２の回転制御を行うＩＣなどでブレーキ量を検出することなどでエネルギー保有量を求め、液晶や音声などの適宜な表示部に表示するようにしてもよい。
さらに、エネルギー保有量表示部（ゼンマイ残量表示機構５０）は必ずしも設けなくてもよい。この場合にも、ゼンマイ残量表示機構５０は、他の各巻上部３０，４０と独立して香箱車１と発電機１２０との間に配置されているので、ゼンマイ残量表示機構５０を取り外すだけでよく、他の部品の配置などを調整する必要がない。このため、ゼンマイ残量表示機構５０の有無の仕様が異なっても、他の手動巻上部３０や自動巻上部４０、発電機１２０等は共通化できて製造が容易になり、かつコストも低減できる。
同様に、自動巻上部４０を設けない仕様の時計を製造する場合でも、自動巻レバー４５や回転錘４１を取り外すだけ出よく、他の部品は共通化できるため、製造が容易になり、かつコストも低減できる。
さらに、機械的エネルギ蓄積部としては、ゼンマイ１ａ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。
また、機械的エネルギ手動入力部としては、前記実施形態の手動巻上部３０に限らず、機械的エネルギ蓄積部の種類などに応じて適宜設定すればよい。
さらに、機械的エネルギ自動入力部としては、自動巻レバー４５を用いた自動巻上部４０に限らず、全歯車式のものでもよく、ゼンマイ１ａ等の機械的エネルギ蓄積部に機械的エネルギを自動的に入力するものであればよい。
また、ゼンマイなどの機械的エネルギ蓄積部からの機械的エネルギを発電機１２０に伝達する機械エネルギ伝達装置としては、前記実施形態のような輪列に限らず、摩擦車、ベルト（タイミングベルト等）およびプーリ、チェーンおよびスプロケットホイール、ラックおよびピニオン、カム等を利用したものでもよく、本発明を適用する機器の種類などに応じて適宜設定すればよい。
また、時間情報表示装置としては、指針に限らず、円板、円環状や円弧形状のものを用いてもよい。さらに、液晶パネル等を用いたデジタル表示式の時間情報表示装置を用いてもよい。
そして、ステータとしては、前記各実施形態のように、ロータ１２の回転中心を通る境界線に対して各コアステータ部１７２，１７３や各コア巻線部１７４，１７５が平行に配置されて左右対称形状とされたものに限らず、その具体的な形状、構造は実施にあたって適宜設定すればよい。
また、第１１実施形態などのステータ１７０としては、アモルファス材料で形成されたものに限らず、磁気回路を構成できるものであればよい。例えば、Ｃｏ系のアモルファスと７８％ＮｉのパーマロイＣとは特性が近く、Ｆｅ系のアモルファスと４５％ＮｉのパーマロイＢとも特性が近いため、若干鉄損が大きくなるが、十分代替えすることができる。従って、アモルファス材料以外のパーマロイ材等を用いてもよい。
コイル１２４，１３４は、ボビン１８１，１８２に巻回されたものに限らず、直接コア巻線部１７４，１７５に巻回してもよい。
さらに、内ノッチ１７７は必ずしも形成しなくてもよい。すなわち、コギングトルクが一定しないと、ゼンマイ１ａや回転錘３１０からの駆動トルクを大きめに設定しなければならず、持続時間が低下するなどの問題点が生じる。これに対し、磁気抵抗が一定となってコギングトルクが所定値で安定すれば、ゼンマイ１ａや回転錘３１０からの駆動トルクをコギングトルクよりも僅かに大きく設定するだけで、必ずロータ１２を起動することができ、内ノッチ１７７を形成しなくても起動性のよい発電機を構成でき、持続時間も長くすることができる。
また、本発明では、コギングトルクを低減できるため、慣性円板１２ｃを小径にしたり、慣性モーメントの小さなものにしてもよく、さらには慣性円板１２ｃを無くしてもよい。
本発明の磁気変換機として、電子制御式機械時計に設けられた発電機１２０が示されていたが、本発明の磁気変換機としては、図３１，３２に示すように、電子時計に用いられる電池１６１駆動のステップモータ１６０であってもよい。
また、本発明の計時装置としては、電子制御式機械時計に限らず、例えば、発電機１２０で発電した電力を利用してステップモータを作動させる時計等の各種の腕時計、置き時計、クロック等の各種時計でもよい。
さらに、電池の他に補助電源として、前記ゼンマイ１ａや発電機１２０を備える計時装置などにも適用できる。
このような本発明の計時装置は、電池等が無くても使用できるため、アウトドアや災害時用の計時装置としても利用できる。
産業上の利用可能性
以上に述べたように、本発明によれば、地板の外周側等に配置されたコイルのコア巻線部を内側のコイルのコア巻線部よりも小型化したので、開口部のコーナー部分と地板の外周との距離を従来と同様にして地板の強度を確保しつつ、地板を確実に小型化でき、デザイン性に優れた小型の時計装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１実施形態を示す平面図である。
図２は、第１実施形態を示す断面図である。
図３は、第１実施形態の要部を示す断面図である。
図４は、第１実施形態の要部を示す平面図である。
図５は、本発明の第２実施形態を示す平面図である。
図６は、第２実施形態を示す断面図である。
図７は、本発明の第３実施形態を示す平面図である。
図８は、第３実施形態を示す断面図である。
図９は、本発明の関連技術である第４実施形態を示す平面図である。
図１０は、本発明の関連技術である第５実施形態を示す平面図である。
図１１は、本発明の第６実施形態を示す平面図である。
図１２は、第６実施形態の要部を示す断面図である。
図１３は、本発明の第７実施形態の要部を示す断面図である。
図１４は、本発明の第８実施形態を示す平面図である。
図１５は、第８実施形態の要部を示す断面図である。
図１６は、第８実施形態の要部を示す断面図である。
図１７は、第８実施形態の要部を示す断面図である。
図１８は、第８実施形態の要部を示す断面図である。
図１９は、第８実施形態におけるゼンマイを示す平面図である。
図２０は、本発明の第９実施形態を示す断面図である。
図２１は、第９実施形態におけるゼンマイを示す平面図である。
図２２は、第９実施形態における香箱車を示す概略平面図である。
図２３は、本発明の第１０実施形態を示す平面図である。
図２４は、本発明の第１１実施形態を示す平面図である。
図２５は、第１１実施形態を示す断面図である。
図２６は、第１１実施形態の発電機の要部を示す分解斜視図である。
図２７は、前記発電機の要部を示す断面図である。
図２８は、前記発電機のコア巻線部を示す断面図である。
図２９は、本発明の第１２実施形態を示す平面図である。
図３０は、本発明の第１３実施形態を示す平面図である。
図３１は、本発明の変形例を示す平面図である。
図３２は、前記変形例を示す縦断面図である。
図３３は、本発明の従来技術を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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