(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の支点を中心に揺動自在に保持された振り竿と、
前記振り竿に設けられた磁石と、
前記支点から鉛直方向の前記磁石に対向する位置に設けられた駆動コイルと、前記支点から鉛直方向の前記磁石に対向する位置に設けられ、前記磁石の磁束の通過によって電流を発生する発電コイルと、
前記電流に基づいて前記駆動コイルへの電流供給を制御する駆動回路とを有し、
前記駆動コイルと前記磁石との間の磁気作用によって前記振り竿を所定の周期で揺動させる振子装置であって、
前記発電コイルは、前記駆動コイルよりも前記振り竿の支点から遠い位置に配置されている
振子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、振子時計等に適用される振子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振り子装置は、たとえば、振り竿に設けられた永久磁石と、この永久磁石に対向する位置に配置された電磁コイルとの間の磁気作用によって振り子を揺動させている。
図４は振り子装置の一例を示す平面図であり、図５は図４の振り子装置の断面図である。
図４および図５において、平行に配置された上板８と下板４との間には、支持棒６が設けられており、支持棒６の支持部６ａに振り竿２の一端が揺動自在に支持されている。振り竿２の他端には、振玉１４が装着され、振り竿２の軸部には永久磁石５３が装着されている。
下板４には、発電コイル５１および駆動コイル５２が図示しない同一のボビンに巻回されたコイル５０が上記の永久磁石５３に対向する位置に設けられている。発電コイル５１および駆動コイル５２は、図示しない駆動回路に接続されている。
発電コイル５１は、振り竿２の揺動によって発電コイル５１を通過する永久磁石５３の磁束の変化に応じた電流を発生する。
上記の駆動回路は、駆動コイル５２に供給する電流を制御するトランジスタを有しており、発電コイル５１で発生した電流がこのトランジスタのベースに供給されてトランジスタが制御され、駆動コイル５２の電流が制御される。
駆動コイル５２は、上記のトランジスタで制御された電流が供給され、これによって磁束を発生する。
【０００３】
上記構成の振子装置では、たとえば、振り竿２が図４のＡ位置から揺動すると、発電コイル５１に永久磁石５３の磁束が通過し、発電コイル５１に電流が発生する。この電流によって駆動回路のトランジスタがオンされ、駆動コイル５２に電流が供給される。
駆動コイル５２には磁束が発生し、振り竿２は、駆動コイル５２の磁束と永久磁石５３の磁束との反発力によってＢ位置に向けて付勢される。
振り竿２は、Ｂ位置からＡ位置へ向かう際にも同様に磁力によって付勢され、これによって一定周期の揺動を続ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の振子装置では、コイル５０は、同一のボビンに巻回された発電コイル５１と駆動コイル５２とから構成されているため、発電コイル５１と駆動コイル５２の、たとえば、巻数や線径を設計、変更する際に、設計、変更の自由度が狭いという不利益が存在した。
具体的には、たとえば、駆動回路に電源を供給する電池の仕様や、駆動回路の消費電力を変更する場合に、既存のボビン１個に発電コイル５１と駆動コイル５２とを巻回しているため、最適な巻数や線径とすることができないことがあり、このため、ボビンや永久磁石５３を新規に設計しなおさなければならないことがあった。
また、上記構成の振子装置では、駆動回路のトランジスタのベースには常に電源からバイアス電流を供給する必要があり、発電コイル５１の発電量が大きいほどバイアス電流の消費を抑制することができるが、発電コイル５１は駆動コイルと同一のボビンに巻回されているため、発電コイル５１の発電効率を向上させることが難しい。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、振り竿に設けられた永久磁石と、この永久磁石に対向する位置に配置されたコイルとの間の磁気作用によって振り子を揺動させる振子装置において、コイル設計の自由度が高く、消費電流を低減できる振子装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の支点を中心に揺動自在に保持された振り竿と、前記振り竿に設けられた磁石と、前記支点から鉛直方向の前記磁石に対向する位置に設けられた駆動コイルと、前記支点から鉛直方向の前記磁石に対向する位置に設けられ、前記磁石の磁束の通過によって電流を発生する発電コイルと、前記電流に基づいて前記駆動コイルへの電流供給を制御する駆動回路とを有し、前記駆動コイルと前記磁石との間の磁気作用によって前記振り竿を所定の周期で揺動させる振子装置であって、前記発電コイルは、前記駆動コイルよりも前記振り竿の支点から遠い位置に配置されている。
【０００７】
本発明では、振り竿が揺動することによって、磁石の磁束が発電コイルを通過し、発電コイルに誘導電流が発生する。駆動回路には、発電コイルに発生した電流が供給され、これに基づいて駆動コイルに流れる電流が制御され、駆動コイルには電磁力が発生し、振り竿は、駆動コイルと磁石との間の磁気作用によって揺動を続ける。
このとき、発電コイルは振り竿の支点から駆動コイルよりも離れた位置に配置されているため、発電コイルを通過する磁石の磁束の変化速度は、発電コイルが駆動コイルと同位置に配置されている場合よりも大きくなる。このことから、発電コイルに発生する電流が増加し、すなわち、発電コイルの発電効率が向上するため、駆動回路に供給される電流が増加し、この電流の増加分が駆動回路における消費電流を補うため、駆動回路における消費電流が低減される。
また、本発明では、発電コイルと駆動コイルが独立に配設されるため、発電コイル、駆動コイルを設計、変更する際に最適な設計が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の振子装置の一実施形態の構成を示す正面図であり、図２は図１の断面図である。
図１および図２に示す振子装置１は、振り竿２と、振り竿２に設けられた第１および第２の永久磁石２３、２４と、駆動コイル２１と、発電コイル２２と、回路基板２０とを有している。
【０００９】
振り竿２は、平行に配置された上板８と下板４との間に設けられた支持棒６の支持部６ａに一端が揺動自在に支持されている。
振り竿２の他端には、振玉１４が装着され、振り竿２の軸部に第１および第２の永久磁石が離間して設けられている。
【００１０】
駆動コイル２１は、図示しないボビンに巻回されており、振り竿２が鉛直方向に位置する状態で、上記の第１の永久磁石２３に対向する位置に配置されている。
また、発電コイル２２は、図示しないボビンに巻回されており、振り竿２が鉛直方向に位置する状態で、上記の第２の永久磁石２４に対向する位置に配置されており、発電コイル２２は駆動コイル２１よりも振り竿２の支持部６ａから遠い位置に配置されている。
さらに、駆動コイル２１および発電コイル２２は、下板４に配設された回路基板２０上にそれぞれ設けられている。
【００１１】
回路基板２０は、駆動コイル２１および発電コイル２２が接続される後述する駆動回路が形成されている。
駆動コイル２１は、回路基板２０から供給された電流によって発生する磁束によって、第１の永久磁石２３との間に反発力を発生する。
発電コイル２２は、第２の永久磁石２４からの磁束の通過によって電流を発生し、この電流を回路基板２０に形成された駆動回路に供給する。
【００１２】
図３は、上記構成の振子装置１の振り竿２を揺動させるための駆動回路３１の一例を示す回路図である。
図３に示す駆動回路３１は、上記の駆動コイル２１および発電コイル２２とともに、トランジスタ５８と、電池６８と、バイアス抵抗７０と、コンデンサ７２とを有している。
【００１３】
図３において、電池６８のマイナス極はトランジスタ５８のエミッタ６２に接続されている。
バイアス抵抗７０の一端は、トランジスタ５８のベース６０に接続され、他端は電池６８のプラス極に接続されている。
発電コイル２２とコンデンサ７２とは直列に接続されており、これら発電コイル２２とコンデンサ７２とは、バイアス抵抗７０に並列に接続されている。
駆動コイル２１の一端は電池６８のプラス極に接続されており、駆動コイル２１の他端はトランジスタ５８のコレクタ６４に接続されている。
【００１４】
次に、上記構成の振子装置１の動作の一例について説明する。
図３に示した駆動回路３１では、バイアス抵抗７０には電池６８の電圧が印加されており、トランジスタ５８のベース６０にバイアス電流が供給されている。
たとえば、振子装置１の振り竿２が図１に示すＡ位置から揺動し、振り竿２の第２の永久磁石２４の磁束が発電コイル２２を通過すると、磁束の変化に応じて発電コイル２２には誘起電圧が発生し、電流ｉa が流れる。
【００１５】
発電コイル２２で発生した電流ｉa は、コンデンサ７２を通じてトランジスタ５８のベース６０に供給され、トランジスタ５８がオンして駆動コイル２１に大電流が流れる。
これによって駆動コイル２１は、磁束を発生し、駆動コイル２１に対向する第１の永久磁石２３との間に反発力が発生する。
【００１６】
振り竿２は、駆動コイル２１と第１の永久磁石２３との反発力によって図１に示すＢ位置の向きに付勢される。
振り竿２の揺動に伴って、発電コイル２２を通過する第２の永久磁石２４の磁束が減少すると、発電コイル２２には、上記したのとは逆方向に誘起電圧が発生し、電流ｉb が流れる。
【００１７】
この電流ｉb によって、バイアス抵抗７０を通じてトランジスタ５８のベースに供給されるバイアス電流は相殺され、トランジスタ６０はオフする。
これによって、駆動コイル２１に供給される電流は遮断され、駆動コイル２１から磁束は発生しなくなる。
この結果、駆動コイル２１と第１の永久磁石２３とは反発しなくなり、振り竿２は再度図１に示すＡ位置に向かって揺動する。
上記の動作を繰り返すことで、振り竿２は一定の周期で揺動する。
【００１８】
本実施形態に係る振子装置１では、発電コイル２２と駆動コイル２１とがそれぞれ別々のボビンに巻回され、かつ、発電コイル２２が駆動コイル２１よりも支持棒６の支持部６ａから遠くに位置している。
このことから、振り竿２が揺動したときの、発電コイル２２を通過する第２の永久磁石２４の接線速度が、発電コイル２２と駆動コイル２１を同一の位置に配置した場合と比べて速くなり、発電コイル２２を通過する第２の永久磁石２４の磁束の変化速度も速くなる。
したがって、発電コイル２２に発生する誘起電圧も大きくなり、発電コイル２２の発電量が増加する。
この結果、電池６８からバイアス抵抗７０に供給されるバイアス電流の消費量が発電コイル２２で増加した発電量分抑制されるため、駆動回路３１の消費電流を低減することができる。
たとえば、発電コイル２２が駆動コイル２１よりも支持棒６の支持部６ａに近い配置順序の場合には、駆動回路３１のバイアス電流は約２３．４μＡであったが、本実施形態の配置では、約２０μＡに低減することができた。
【００１９】
また、本実施形態によれば、発電コイル２２と駆動コイル２１とがそれぞれ別々のボビンに巻回されて配置されているので、発電コイル２２と駆動コイル２１の最適な設計が容易に可能となる。
たとえば、電池６８の電圧が１．５Ｖ仕様で約１年の電池寿命の振子装置から３．０Ｖ仕様で約５年の電池寿命の振子装置に変更する場合等に、発電コイル２２と駆動コイル２１を巻回するボビンを新規設計することなく、発電コイル２２と駆動コイル２１の線径と巻数を設計変更すればよく、短い開発納期で容易に対応可能となる。なお、本実施形態では、磁石として第１および第２の永久磁石２３、２４を使用したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、発電コイル２２と駆動コイル２１の双方に対向する単一の磁石を使用することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、発電コイルの発電効率を向上させることが可能となり、駆動回路の消費電流を低減させることができる。
また、本発明によれば、発電コイルと駆動コイルが独立に配設されるため、発電コイル、駆動コイルを設計、変更する際に最適な設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振子装置の一実施形態の構成を示す正面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】振り竿を揺動させる駆動回路の一例を示す回路図である。
【図４】従来の振子装置の一例を示す正面図である。
【図５】図４の断面図である。
【符号の説明】
１…振子装置
２…振り竿
４…下板
６…支持棒
８…上板
１４…振玉
２０…回路基板
２１…駆動コイル
２２…発電コイル
２３、２４…永久磁石
【図１】
0003558916.tif 000002
【図２】
0003558916.tif 000003
【図３】
0003558916.tif 000004
【図４】
0003558916.tif 000005
【図５】
0003558916.tif 000006