(57)【要約】【課題】指針の特定位置においてロータにかかる負荷を高く設定せずとも、特定位置を判別することを可能にする指針駆動用モータ制御装置、歯車、時計、および指針駆動用モータ制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】指針駆動用モータ制御装置は、指針に回転力を生じさせるロータと、ロータの回転に連動する前段歯車であって、第１歯と、第１歯の回転方向に連続する第２歯とを有する前段歯車と、前段歯車に係合し指針の回転に連動する後段歯車であって、第１歯と第２歯との間に位置する第３歯を有する後段歯車と、ロータに回転力を生じさせるように駆動パルスを出力する制御部であって、ロータの回転力により第１歯が第３歯を推した後に、第３歯が第２歯を推すときのロータに生じる振動を誘起電圧として検出することで第３歯に対応する指針の位置を判別する制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指針に回転力を生じさせるロータと、
前記ロータの回転に連動する前段歯車であって、第１歯と、前記第１歯の回転方向に連続する第２歯とを有する前段歯車と、
前記前段歯車に係合し前記指針の回転に連動する後段歯車であって、前記第１歯と前記第２歯との間に位置する第３歯を有する後段歯車と、
前記ロータに回転力を生じさせるように駆動パルスを出力する制御部であって、前記ロータの回転力により前記第１歯が前記第３歯を推した後に、前記第３歯が前記第２歯を推すときの前記ロータに生じる振動を誘起電圧として検出することで前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別する制御部と、
を備える指針駆動用モータ制御装置。
【請求項２】
前記後段歯車は、前記第３歯と、前記第１歯より回転方向の先方で前記第２歯と係合する第４歯と、を備え、
前記第３歯は、前記第４歯に比べ回転方向に向けて波面が凸状に形成されている、請求項１に記載の指針駆動用モータ制御装置。
【請求項３】
前記後段歯車は、前記第３歯と、前記第１歯より回転方向の先方で前記第２歯と係合する第４歯と、前記第１歯より回転方向の後方で前記第１歯と係合する第５歯と、さらに備え、
前記第３歯の歯面と前記第４歯の歯面と間隔に比べ、前記第３歯の歯面と前記第５歯の歯面との間隔の方が狭い、請求項１または請求項２に記載の指針駆動用モータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ロータを駆動する駆動エネルギーを、前記誘起電圧の検出以外の運針をさせるときに出力されるパルスの駆動エネルギーより、前記誘起電圧を検出するときに出力されるパルスのエネルギーを大きくすることで、前記誘起電圧の検出以外の運針をさせるときに前記第３歯の前記凸状の凸部が前記第２歯に接触せず、前記誘起電圧を検出するときに前記第３歯の前記凸部が前記第２歯に接触するように制御する、請求項２または請求項３に記載の指針駆動用モータ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記誘起電圧の検出において、検出される前記誘起電圧の波形の位相を検出、または前記誘起電圧の波形の振幅を検出することで、前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の指針駆動用モータ制御装置。
【請求項６】
ロータによって回転することで指針を回転させる複数の歯を有する歯車であって、前記歯車の回転軸線方向から見て前記歯車の周方向に非対称に形成されている異形歯を備え、
前記異形歯は、第１方向の回転時に下流側に向く第１歯面を有し、
前記異形歯の歯末における前記第１歯面には、前記第１方向の下流側に向かって突出する凸部が形成されている歯車。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の指針駆動用モータ制御装置によって駆動される指針を備える時計。
【請求項８】
請求項６に記載の歯車を介して駆動される指針を備える時計。
【請求項９】
指針に回転力を生じさせるロータと、前記ロータの回転に連動する前段歯車であって、第１歯と、前記第１歯の回転方向に連続する第２歯とを有する前段歯車と、前記前段歯車に係合し前記指針の回転に連動する後段歯車であって、前記第１歯と前記第２歯との間に位置する第３歯を有する後段歯車と、前記ロータに回転力を生じさせるように駆動パルスを出力する制御部と、を有する指針駆動用モータ制御装置における指針駆動用モータ制御方法であって、
制御部が、前記ロータの回転力により前記第１歯が前記第３歯を推すように駆動するステップと、
前記第１歯が前記第３歯を推した後、前記第３歯が前記第２歯を推すときの前記ロータに生じる振動を誘起電圧として検出することで前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別するステップと、
を含む指針駆動用モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針駆動用モータ制御装置、歯車、時計、および指針駆動用モータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計において、指針の位置を検出する手法として、例えば、輪列を構成する歯車が有する穴を発光素子と受光素子ではさみ、透過光の有無によって検出することが知られている。
【０００３】
さらに、時計の制御部が、指針の基準位置に対応する所定の高負荷を検出した場合、当該基準位置と判断する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明では、補正駆動パルスが出力される状態に応じて当該基準位置を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２５３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、高負荷にした場合にロータにかかる制動力に逆らって動作させようとするため、その動作に必要な消費電流が増加し、時計の電池寿命を短くする等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、指針の特定位置においてロータにかかる負荷を高く設定せずとも、特定位置を判別することを可能にする指針駆動用モータ制御装置、歯車、時計、および指針駆動用モータ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御装置（２）は、指針（５０）に回転力を生じさせるロータ（３０２）と、前記ロータの回転に連動する前段歯車（４４）であって、第１歯（４４０ａ）と、前記第１歯の回転方向に連続する第２歯（４４０b）とを有する前段歯車と、前記前段歯車に係合し前記指針の回転に連動する後段歯車（４５）であって、前記第１歯と前記第２歯との間に位置する第３歯（４5０ａ）を有する後段歯車と、前記ロータに回転力を生じさせるように駆動パルスを出力する制御部（１０）であって、前記ロータの回転力により前記第１歯が前記第３歯を推した後に、前記第３歯が前記第２歯を推すときの前記ロータに生じる振動を誘起電圧として検出することで前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別する制御部と、を備える。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御装置において、前記後段歯車（４５）は、前記第３歯（４5０ａ、異形歯４５２）と、前記第１歯（４４０ａ）より回転方向の先方で前記第２歯と係合する第４歯（４5０ｂ）と、を備え、前記第３歯は、前記第４歯に比べ回転方向に向けて波面が凸状に形成されているようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御装置において、前記後段歯車は、前記後段歯車は、前記第３歯と、前記第１歯より回転方向の先方で前記第２歯と係合する第４歯と、前記第１歯より回転方向の後方で前記第１歯と係合する第５歯（４５０ｃ）と、さらに備え、前記第３歯の歯面と前記第４歯の歯面と間隔に比べ、前記第３歯の歯面と前記第５歯の歯面との間隔の方が狭いようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御装置において、前記制御部は、前記ロータを駆動する駆動エネルギーを、前記誘起電圧の検出以外の運針をさせるときに出力されるパルスの駆動エネルギーより、前記誘起電圧を検出するときに出力されるパルスのエネルギーを大きくすることで、前記誘起電圧の検出以外の運針をさせるときに前記第３歯の前記凸状の凸部が前記第２歯に接触せず、前記誘起電圧を検出するときに前記第３歯の前記凸部が前記第２歯に接触するように制御するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御装置において、前記制御部は、前記誘起電圧の検出において、検出される前記誘起電圧の波形の位相を検出、または前記誘起電圧の波形の振幅を検出することで、前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別するようにしてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る歯車（後段歯車４５）は、ロータ（３０２）によって回転することで指針（５０）を回転させる複数の歯（４５０）を有する歯車であって、前記歯車の回転軸線方向から見て前記歯車の周方向に非対称に形成されている異形歯（４５２、第３歯４５０ａ）を備え、前記異形歯は、第１方向の回転時に下流側に向く第１歯面（４５２ａ）を有し、前記異形歯の歯末における前記第１歯面には、前記第１方向の下流側に向かって突出する凸部（４５２ｃ）が形成されている。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る時計（１）は、上述したいずれかの指針駆動用モータ制御装置（２）によって駆動される指針（５０）を備える。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る時計（１）は、上述した歯車（後段歯車４５）を介して駆動される指針（５０）を備える。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る指針駆動用モータ制御方法は、指針（５０）に回転力を生じさせるロータ（３０２）と、前記ロータの回転に連動する前段歯車（４４）であって、第１歯（４４０ａ）と、前記第１歯の回転方向に連続する第２歯（４４０ｂ）とを有する前段歯車と、前記前段歯車に係合し前記指針の回転に連動する後段歯車（４５）であって、前記第１歯と前記第２歯との間に位置する第３歯（４５０ａ）を有する後段歯車と、前記ロータに回転力を生じさせるように駆動パルスを出力する制御部（１０）と、を有する指針駆動用モータ制御装置における指針駆動用モータ制御方法であって、前記制御部が、前記ロータの回転力により前記第１歯が前記第３歯を推すように駆動するステップと、前記第１歯が前記第３歯を推した後、前記第３歯が前記第２歯を推すときの前記ロータに生じる振動を誘起電圧として検出することで前記第３歯に対応する前記指針の位置を判別するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、指針の特定位置においてロータにかかる負荷を高く設定せずとも、特定位置を判別することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る時計の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るモータの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る基準負荷部と基準位置の一例を説明するための図である。
【図４】本実施形態の輪列の構成例を示す平面図である。
【図５】本実施形態の輪列における前段歯車と後段歯車との噛み合い部を示す拡大図である。
【図６】本実施形態に係る指針駆動部とモータ負荷検出部の構成例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係るパルス制御部が出力する駆動パルスの例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る主駆動パルスＰ１と検出区間等の例を示す図である。
【図９】ロータの挙動例を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、前段歯車の回転を示す図である。図１０（Ｂ）は、後段歯車が前段歯車によって推される状態を示す図である。図１０（Ｃ）は、後段歯車が進行する状態を示す図である。図１０（Ｄ）は、前段歯車が後段歯車の凸部に接触した状態を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る基準位置の第１の検出方法を説明するための図である。
【図１２】本実施形態に係る基準位置の第１の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係る基準位置の第２の検出方法を説明するための図である。
【図１４】本実施形態に係る基準位置の第２の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１５】本実施形態に係る基準位置の第３の検出方法を説明するための図である。
【図１６】本実施形態に係る基準位置の第３の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。
【図１７】本実施形態に係る位置検出を行う際に用いる主駆動パルスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
［時計１の構成例］
図１は、本実施形態に係る時計１の構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、時計１は、電池２０、発振回路２２、分周回路２４、操作部２６、記憶部２８、および指針駆動用モータ制御装置２を備える。指針駆動用モータ制御装置２は、制御部１０、モータ３０、輪列４０、および指針５０を備える。
【００２０】
制御部１０は、パルス制御部１１、および指針駆動部１２を備える。また、指針駆動部１２は、モータ負荷検出部１３を備える。
モータ３０は、ステータ３０１、ロータ３０２、および駆動コイル３０９を含んで構成されている。なお、モータ３０の構成については、図２を用いて後述する。
輪列４０は、少なくとも２つの歯車（前段歯車４４、後段歯車４５）を備えている。また、前段歯車４４は、第１歯４４０ａと第２歯４４０ｂを含んで構成されている。後段歯車４５は、第３歯４５０ａと第４歯４５０ｂと第５歯４５０ｃを含んで構成されている。なお、前段歯車４４、後段歯車４５、第１歯４４０ａ、第２歯４４０ｂ、第３歯４５０ａ、第４歯４５０ｂ、および第５歯４５０ｃについては後述する。
【００２１】
なお、図１に示す時計１は、計時した時刻を指針５０によって表示するアナログ時計である。図１に示した例では、時計１が１本の指針５０を備える例であるが、指針５０の数は、２本以上であってもよい。その場合、時計１は、指針駆動部１２、モータ負荷検出部１３、モータ３０、および輪列４０を、指針５０毎に備えている。
【００２２】
［時計１の動作説明］
次に、時計１の各構成要素について説明する。
電池２０は、例えばリチウム電池や酸化銀電池等の、いわゆるボタン電池である。なお、電池２０は、太陽電池、および太陽電池によって発電された電力を蓄電する蓄電池であってもよい。電池２０は、電力を制御部１０に供給する。
【００２３】
発振回路２２は、例えば水晶の圧電現象を利用し、その機械的共振から所定の周波数を発振するために用いられる受動素子である。ここで、所定の周波数は、例えば３２［ｋＨｚ］である。
分周回路２４は、発振回路２２が出力した所定の周波数の信号を所望の周波数に分周し、分周した信号を制御部１０に出力する。
【００２４】
操作部２６は、例えば竜頭、プッシュボタン等である。操作部２６は、利用者が操作した結果を検出し、検出した操作結果を制御部１０に出力する。
記憶部２８は、指針５０の主駆動パルス、補正駆動パルスを記憶する。なお、主駆動パルス、補正駆動パルスについては後述する。記憶部２８は、モータ３０の基準位置を検出する際に用いる閾値（例えばＮｃｏｍｐ）を記憶する。なお、閾値については後述する。
【００２５】
制御部１０は、分周回路２４が分周した所望の周波数を用いて計時を行い、計時した結果に応じて、指針５０を運針するようにモータ３０を駆動する。また、制御部１０は、モータ３０の回転によって発生する逆起電圧（誘起電圧）を検出し、検出した結果に基づいて、指針５０の基準位置を検出する。制御部１０は、時刻表示を行う通常運針の場合の駆動パルスに対して、誘起電圧に基づいて基準位置を検出する際の駆動パルスの駆動エネルギーを大きくするように制御する。なお、基準位置の検出方法は後述する。
【００２６】
パルス制御部１１は、分周回路２４が分周した所望の周波数を用いて計時を行い、計時した結果に応じて指針５０を運針するようにパルス信号を生成し、生成したパルス信号を指針駆動部１２に出力する。また、パルス制御部１１は、モータ負荷検出部１３が検出したモータ３０に発生する誘起電圧と基準電圧との比較結果を取得し、取得した結果に基づいて基準位置の検出を行う。
【００２７】
指針駆動部１２は、パルス制御部１１が出力したパルス信号に応じてモータ３０を駆動することで指針５０を運針させる。
モータ負荷検出部１３は、モータ３０を駆動したときに発生する誘起電圧を検出し、検出した誘起電圧と基準電圧との比較結果をパルス制御部１１に出力する。
【００２８】
モータ３０は、例えばステッピングモータである。モータ３０は、指針駆動部１２が出力したパルス信号によって、輪列４０を介して指針５０を駆動する。
指針５０は、例えば時針、分針または秒針等である。指針５０は、不図示の支持体に回転可能に支持されている。
【００２９】
［モータ３０の構成例］
次に、モータ３０の構成例を説明する。
図２は、本実施形態に係るモータ３０の構成例を示す図である。
図２に示すように、モータ３０をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ３０１および磁心３０８はネジ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合されている。また、駆動コイル３０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００３０】
ロータ３０２は、２極（Ｓ極およびＮ極）に着磁されている。ロータ３０２には、かな３０２ａ（図３参照）が設けられている。
ステータ３０１は、磁性材料によって形成されている。ステータ３０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔３０３を挟んで対向する位置に複数（本実施形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）３０６，３０７が設けられている。各外ノッチ３０６，３０７とロータ収容用貫通孔３０３間には可飽和部３１０，３１１が設けられている。
【００３１】
可飽和部３１０，３１１は、ロータ３０２の磁束によっては磁気飽和せず、駆動コイル３０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔３０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）３０４，３０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００３２】
切り欠き部３０４，３０５は、ロータ３０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。駆動コイル３０９が励磁されていない状態では、ロータ３０２は、図２に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ３０２の磁極軸Ａが、切り欠き部３０４，３０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ０位置）に安定して停止している。ロータ３０２の回転軸（回転中心）を中心とするＸＹ座標空間を４つの象限（第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶ）に区分している。
【００３３】
［モータ３０の動作］
ここで、指針駆動部１２から矩形波の主駆動パルスを駆動コイル３０９の端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図２の矢印方向に駆動電流ｉを流すと、ステータ３０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部３１０，３１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ３０１に生じた磁極とロータ３０２の磁極との相互作用によって、ロータ３０２は図２の矢印方向に１８０度回転し、磁極軸が角度θ１位置で安定的に停止する。
なお、モータ３０を回転駆動することによって通常動作（本実施形態ではアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図２では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（図２では時計回り方向）を逆方向としている。
【００３４】
指針駆動部１２から、逆極性の矩形波の主駆動パルスを駆動コイル３０９の端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図２の反矢印方向に駆動電流ｉを流すと、ステータ３０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部３１０、３１１が先ず飽和し、その後、ステータ３０１に生じた磁極とロータ３０２の磁極との相互作用によって、ロータ３０２は前記と同一方向（正方向）に１８０度回転し、磁極軸が角度θ０位置で安定的に停止する。
【００３５】
以後、このように、指針駆動部１２が、駆動コイル３０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給する。これにより、モータ３０は、前記動作が繰り返し行われて、ロータ３０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
指針駆動部１２は、相互に極性の異なる主駆動パルスＰ１で交互に駆動することによってモータ３０を回転駆動し、主駆動パルスＰ１で回転できなかった場合には、回転検出を行う検出区間における区間Ｔ３の後に主駆動パルスＰ１と同極性の補正駆動パルスＰ２を用いて回転駆動する。なお、主駆動パルス、補正駆動パルス、検出区間における区間については後述する。
【００３６】
［基準負荷部と基準位置］
次に、基準負荷部と基準位置について説明する。
図３は、本実施形態に係る基準負荷部と基準位置の一例を説明するための図である。
図３において、略１２時の位置が基準位置であり、この位置（第１領域）に指針５０があるとき、他の位置（第２領域）と比較して、ロータ３０２が受ける負荷の挙動が異なる。すなわち、図３に示す例では、略１２時の位置に基準負荷部が設けられている。換言すると、ロータ３０２が受ける第１領域の負荷は、第２領域の負荷と比べ挙動が異なる。本実施形態では、このようにロータ３０２が受ける負荷の挙動が異なる位置を基準位置として検出する。
なお、図３では、略１２時の位置が基準位置の例を示したが、基準位置は他の位置であってもよい。なお、時計１が複数の指針５０を備える場合、複数の指針それぞれの基準位置は、同じ位置であっても互いに異なる位置であってもよい。
【００３７】
［輪列４０の構成例］
次に、輪列４０の構成例を説明する。
図４は、本実施形態の輪列４０の構成例を示す平面図である。図４に示すように、輪列４０は、第１中間車４１と、第２中間車４２と、指針車４３と、を備える。
第１中間車４１は、第１中間歯車４１ａと第１中間かな（不図示）とを有する。第１中間歯車４１ａは、モータ３０のロータ３０２のかな３０２ａに噛み合っている。第２中間車４２は、第２中間歯車４２ａと第２中間かな４２ｂ（第２歯車）とを有する。第２中間歯車４２ａは、第１中間車４１の第１中間かなに噛み合っている。指針車４３は、第２中間車４２の第２中間かな４２ｂに噛み合う指針歯車４３ａ（第１歯車）を有する。指針車４３には、指針５０が取り付けられる。
【００３８】
図５は、本実施形態の輪列４０における前段歯車４４と後段歯車４５との噛み合い部を示す拡大図である。図５に示す例は、輪列４０が備える複数の歯車のうち、前段歯車４４と後段歯車４５の２つの歯車を抜き出して示した図である。また、図５に示す例は、指針歯車４３ａが後段歯車４５の例であり、第２中間かな４２ｂ（第２歯車）が前段歯車４４の例である。
【００３９】
前段歯車４４は、複数（図５に示す例では１０個）の歯４４０を備える。また、前段歯車４４の歯４４０ａが第１歯であり、歯４４０ｂが第２歯である。
後段歯車４５は、複数の歯４５０を備える。複数の歯４５０は、１つの異形歯４５２と、複数の標準歯４５１と、で構成されている。また、後段歯車４５の異形歯４５２（４５０ａ）が第３歯であり、標準歯４５１（４５０ｂ）が第４歯であり、標準歯４５１（４５０ｃ）が第５歯である。すなわち、後段歯車４５は、回転方向に対して、標準歯である第４歯４５０ｂ、異形歯である第３歯４５０ａ、標準歯である第５歯４５０ｃの順に形成されている。
【００４０】
標準歯４５１は、後段歯車４５が備える複数の歯４５０のうち１つ異形歯４５２以外の歯である。標準歯４５１は、一般的な歯車の歯であって、後段歯車４５の回転軸線方向（以下、単に軸線方向という。）から見て、後段歯車４５の周方向に対称に形成されている。また、標準歯４５１は、例えば円弧歯形やインボリュート歯形、サイクロイド歯形等に形成された歯である。
【００４１】
異形歯４５２は、後段歯車４５が備える複数の歯４５０のうち１つの歯である。異形歯４５２は、軸線方向から見て、後段歯車４５の周方向に非対称に形成されている。すなわち、異形歯４５２は、軸線方向から見て後段歯車４５の中心と異形歯４５２の歯先とを通る歯形中心線Ｌ１に関して非対称に形成されている。
【００４２】
異形歯４５２は、基準負荷部であって、指針５０が基準位置に位置するときに、ロータ３０２が受ける負荷を増大させる。異形歯４５２は、正転方向の上流側を向く第１歯面４５２ａと、正転方向の下流側を向く第２歯面４５２bと、を備える。第２歯面４５２ｂには、正転方向の上流側に向かって突出する凸部４５２ｃが形成されている。凸部４５２ｃは、２点鎖線で示す標準歯４５１の歯面と比較して突出した箇所である。凸部４５２ｃは、異形歯４５２の歯末（例えばピッチ円ＣＰよりも歯先側）における第２歯面４５２ｂに形成されている。凸部４５２ｃは、異形歯４５２の歯面における凸部４５２ｃ以外の箇所に対して滑らかに接続している。
【００４３】
すなわち、後段歯車４５は、後段歯車４５の回転軸線方向から見て後段歯車４５の周方向に非対称に形成されている異形歯４５２（第３歯）を備えている。そして、異形歯４５２は、第１方向（正方向）の回転時に下流側に向く第１歯面を有している。また、異形歯４５２の歯末における第１歯面には、第１方向の下流側に向かって突出する凸部４５２ｃが形成されている。
【００４４】
［指針駆動部１２とモータ負荷検出部１３の構成例］
次に、指針駆動部１２とモータ負荷検出部１３の構成例を説明する。
図６は、本実施形態に係る指針駆動部１２とモータ負荷検出部１３の構成例を示すブロック図である。なお、図６に示す指針駆動部１２およびモータ負荷検出部１３の構成は一例であり、これに限らない。
図６に示すように、指針駆動部１２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、モータ負荷検出部１３、および閾値電圧生成部１４を備えている。
また、モータ負荷検出部１３は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、および比較器Ｑ７を備えている。
【００４５】
スイッチング素子Ｑ３は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｍ１１を出力する駆動端子に接続され、ソースが電源＋Ｖｃｃに接続され、ドレインがスイッチング素子Ｑ１のドレインと抵抗Ｒ１の一端と比較器Ｑ７の第１入力部（＋）と第１出力端子Ｏｕｔ１に接続されている。
スイッチング素子Ｑ１は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｍ１２を出力する駆動端子に接続され、ソースが接地されている。
【００４６】
スイッチング素子Ｑ５は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｇ１を出力する制御端子に接続され、ソースが電源＋Ｖｃｃに接続され、ドレインが抵抗Ｒ１の他端に接続されている。
【００４７】
スイッチング素子Ｑ４は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｍ２１を出力する駆動端子に接続され、ソースが電源＋Ｖｃｃに接続され、ドレインがスイッチング素子Ｑ２のドレインと抵抗Ｒ２の一端と比較器Ｑ７の第２入力部（＋）と第２出力端子Ｏｕｔ２に接続されている。
スイッチング素子Ｑ２は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｍ２２を出力する駆動端子に接続され、ソースが接地されている。
【００４８】
スイッチング素子Ｑ６は、ゲートがパルス制御部１１の制御信号Ｇ２を出力する制御端子に接続され、ソースが電源＋Ｖｃｃに接続され、ドレインが抵抗Ｒ２の他端に接続されている。
【００４９】
比較器Ｑ７は、第３入力部（−）に閾値電圧生成部１４が接続され、出力部がパルス制御部１１の検出信号ＣＯが入力される検出端子に接続されている。
【００５０】
指針駆動部１２の第１出力端子Ｏｕｔ１と第２出力端子Ｏｕｔ２の両端には、モータ３０が接続されている。
【００５１】
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６それぞれは、例えばＰチャネルのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果トランジスタ）である。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２それぞれは、例えばＮチャネルのＦＥＴである。
スイッチング素子Ｑ１とＱ２は、モータ３０を駆動する構成要素である。スイッチング素子Ｑ５とＱ６と抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は、回転検出のための構成要素である。スイッチング素子Ｑ３とＱ４は、モータ３０の駆動と回転検出の双方に兼用される構成要素である、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６それぞれは、オン状態でオン抵抗が小さく、低インピーダンスの素子である。また、抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値は、同じであり、スイッチング素子のオン抵抗より大きな値である。
【００５２】
なお、指針駆動部１２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４を同時にオン状態、Ｑ２，Ｑ３を同時にオフ状態にすることで、モータ３０が備える駆動コイル３０９に対して正方向の電流を供給することで、モータ３０を１８０度正方向に回転駆動させる。また、指針駆動部１２は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を同時にオン状態、Ｑ１，Ｑ４を同時にオフ状態にすることで、駆動コイル３０９に対して逆方向の電流を供給することで、モータ３０を正方向に更に１８０度回転駆動させる。
閾値電圧生成部１４は、例えば電源電圧Ｖｃｃを抵抗で分圧して閾値電圧Ｖｃｏｍｐを生成する。
【００５３】
［パルス制御部１１が出力する駆動信号の例］
次に、パルス制御部１１が出力する駆動信号の例を説明する。
図７は、本実施形態に係るパルス制御部１１が出力する駆動パルスの例を示す図である。
図７において、横軸は時刻、縦軸は信号がＨ（ハイ）レベルであるかＬ（ロー）レベルであるかを表している。波形ｇ１は、第１の駆動パルスの波形である。波形ｇ２は、第２の駆動パルスの波形である。
【００５４】
時刻ｔ１〜ｔ６の期間は、モータ３０を正転させる期間である。時刻ｔ１〜ｔ２の期間、パルス制御部１１は、第１駆動パルスＭ１を生成する。時刻ｔ３〜ｔ４の期間、パルス制御部１１は、第２駆動パルスＭ２を生成する。なお、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間の駆動信号は、符号ｇ３１が示す領域のように、複数のパルス信号により構成され、パルス制御部１１がパルスのデューティを調整する。この場合、時刻ｔ１〜ｔ２の期間または時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、パルスのデューティに応じて変化する。以下、本実施形態では、符号ｇ３１が示す領域の信号波を「くし歯波」という。または、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間の駆動信号は、符号ｇ３２が示す領域のように、１つのパルス信号により構成され、パルス制御部１１がパルスの幅を調整する。この場合、時刻ｔ１〜ｔ２の期間または時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、パルスの幅に応じて変化する。以下、本実施形態では、符号ｇ３２が示す領域の信号波を「矩形波」という。
なお、本実施形態では、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間のパルスを主駆動パルスＰ１という。以下の説明では、主駆動パルスＰ１が、くし歯波の例を説明する。
【００５５】
なお、時刻ｔ５〜ｔ６の期間の補正駆動パルスＰ２は、主駆動パルスＰ１によってロータが回転しなかったことが検出されたときのみに出力される駆動パルスである。
また、実施形態では、補正駆動パルスを用いずに主駆動パルス（検出駆動パルス）によって指針５０を運針させる状態を第１回転状態という。さらに、第１回転状態の後に補正駆動パルスも用いて指針を運針させる状態を第２回転状態という。
【００５６】
次に、モータ３０の駆動時のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の動作とモータ回転時に発生する誘起電圧の例について説明する。なお、以下の例では、モータ３０が正転の場合を説明する。
【００５７】
図８は、本実施形態に係る主駆動パルスＰ１と検出区間等の例を示す図である。図８において、横軸は時刻、縦軸は信号がＨレベルであるかＬレベルであるかを表している。波形ｇ１１は、指針駆動部１２のＯｕｔ１から出力される主駆動パルスＰ１および検出パルスの波形である。符号ｇ１２は、検出区間を示している。波形ｇ１３は、スイッチング素子Ｑ３のゲートに入力される制御信号Ｍ１１の波形である。波形ｇ１４は、スイッチング素子Ｑ１のゲートに入力される制御信号Ｍ１２の波形である。波形ｇ１５は、スイッチング素子Ｑ４のゲートに入力される制御信号Ｍ２１の波形である。波形ｇ１６は、スイッチング素子Ｑ２のゲートに入力される制御信号Ｍ２２の波形である。波形ｇ１７は、スイッチング素子Ｑ５のゲートに入力される制御信号Ｇ１の波形である。波形ｇ１８は、スイッチング素子Ｑ６のゲートに入力される制御信号Ｇ２の波形である。
なお、図８に示す状態は、図７における時刻ｔ１〜ｔ３の期間の状態である。
【００５８】
なお、図８において、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６（図６）は、ゲートに入力される信号がＬレベルの期間、オン状態になり、ゲートに入力される信号がＨレベルの期間、オフ状態になる。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ゲートに入力される信号がＨの期間、オン状態になり、ゲートに入力される信号がＬレベルの期間、オフ状態になる。
時刻ｔａ〜ｔｂの期間は、駆動区間である。
また、時刻ｔｂ〜ｔｃの期間は、回転状態の検出区間である。なお、検出区間におけるパルスＳｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３、・・・は、モータの回転状態を検出するために誘起電圧を発生させるサーチパルスである。
【００５９】
駆動区間であるｔａ〜ｔｂの期間、波形ｇ１３と波形ｇ１４に示すように、パルス制御部１１は、くし歯波である主駆動パルスＰ１に応じてスイッチング素子Ｑ３とＱ１を所定周期でオン状態とオフ状態に切り換えることで、モータ３０を正方向に回転させるように制御する。モータ３０が正常に回転できた場合は、モータ３０が備えるロータ３０２が正方向に１８０度回転する。なお、この期間、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６それぞれは、オフ状態であり、スイッチング素子Ｑ４は、オン状態である。
【００６０】
検出区間の時刻ｔｂ〜ｔｃの期間、パルス制御部１１は、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３を所定のタイミングでオン状態とオフ状態を切り換えてハイインピーダンスの状態になるように制御する。そして、パルス制御部１１は、この検出区間、スイッチング素子Ｑ５をオン状態に切り換えるように制御する。なお、検出期間、パルス制御部１１は、スイッチング素子Ｑ４のオン状態を維持し、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ６をオフ状態に制御する。
【００６１】
これにより、検出区間では、スイッチング素子Ｑ４とＱ５をオン状態でスイッチング素子Ｑ３をオフ状態にする検出ループと、スイッチング素子Ｑ４とＱ５をオン状態でスイッチング素子Ｑ３をオン状態にする閉ループとが所定周期で交互に繰り返される。このとき、検出ループの状態は、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５、抵抗Ｒ１によってループが構成されるため、モータ３０に制動がかからない。一方、閉ループの状態は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、モータ３０が有する駆動コイル３０９によってループが構成されることにより、駆動コイル３０９が短絡されているので、モータ３０に制動がかかり、モータ３０の自由振動が抑制される。
【００６２】
検出区間、抵抗Ｒ１には、駆動電流と同方向に誘起電流が流れる。この結果、抵抗Ｒ１には、誘起電圧信号Ｖｒｓ（以下、誘起電圧Ｖｒｓともいう）が発生する。比較器Ｑ７は、区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３それぞれの区間毎に、この誘起電圧Ｖｒｓと閾値電圧Ｖｃｏｍｐとを比較して、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合に「１」を示す信号を出力し、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合に「０」を示す信号を出力する。なお、後述するように、区間Ｔ１は、検出区間における１番目の区間である。区間Ｔ２は、検出区間における２番目の区間である。区間Ｔ３は、検出区間における３番目の区間である。
【００６３】
さらに、図７の時刻ｔ３〜ｔ５の期間に、第２の駆動パルスが生成される。これにより、駆動区間、パルス制御部１１は、主駆動パルスＰ１に応じてスイッチング素子Ｑ４とＱ２を所定周期でオン状態とオフ状態に切り換えることで、モータ３０を正方向に回転させるように制御する。なお、この期間、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５、Ｑ６それぞれは、オフ状態であり、スイッチング素子Ｑ３は、オン状態である。
【００６４】
そして、検出区間、パルス制御部１１は、スイッチング素子Ｑ２のオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ４を所定のタイミングでオン状態とオフ状態を切り換えてハイインピーダンスの状態になるように制御する。そして、パルス制御部１１は、この検出区間、スイッチング素子Ｑ６をオン状態に切り換えるように制御する。なお、検出期間、パルス制御部１１は、スイッチング素子Ｑ３のオン状態を維持し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ５をオフ状態に制御する。これにより、抵抗Ｒ２には、駆動電流と同方向に誘起電流が流れる。この結果、抵抗Ｒ２には、誘起電圧Ｖｒｓが発生する。比較器Ｑ７は、区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３それぞれの区間毎に、この誘起電圧Ｖｒｓと閾値電圧Ｖｃｏｍｐとを比較して、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合に「１」を示す信号を出力し、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きいである場合に「０」を示す信号を出力する。
【００６５】
［ロータ３０２の挙動例］
次に、ロータ３０２の挙動例を説明する。
図９は、ロータ３０２の挙動例を示す図である。図９において横軸は時間、縦軸はロータ３０２の回転角度である。
図９に示すように、駆動パルスによりロータ３０２が回転すると、停止位置に対しオーバーシュートを生じ、減衰振動しながら停止する。なお、図９において、回転角度１８０ｄｅｇが停止位置である。
【００６６】
［前段歯車４４と後段歯車４５の動作］
続いて、前段歯車４４と後段歯車４５の動作例について、図５を参照しつつ図１０を用いて説明する。
図１０（Ａ）は、前段歯車４４の回転を示す図である。図１０（Ｂ）は、後段歯車４５が前段歯車４４によって推される状態を示す図である。図１０（Ｃ）は、後段歯車４５が進行する状態を示す図である。図１０（Ｄ）は、前段歯車４４が後段歯車４５の凸部４５２ｃに接触した状態を示す図である。なお、図１０は、正転時の動作を示す例である。
【００６７】
図１０（Ａ）に示すように、矢印ｇ１０１に示すように主駆動パルスによって前段歯車４４が正転を開始する。
次に、図１０（Ｂ）の矢印ｇ１１１に示すように、後段歯車４５の各歯４５０には、前段歯車４４の歯４４０が正転方向上流側から接触する。前段歯車４４の歯４４０に係合する歯４５０が標準歯４５１から異形歯４５２に交替する際、前段歯車４４の歯４４０は、後段歯車４５の異形歯４５２と、異形歯４５２よりも１つ正転方向上流側の標準歯４５１と、の間の歯溝に入り込み、異形歯４５２の第１歯面４５２ａに接触する。これにより、後段歯車４５は、矢印ｇ１１２に示すように、前段歯車４４の歯４４０に推されて回転が始まる。
【００６８】
ここで、後段歯車４５は、ロータ３０２のオーバーシュート分余分に送られることや、
後段歯車４５の歯車径が大きく指針５０に負荷があるため慣性が大きくすぐに停止できない。このため、図１０（Ｃ）の矢印ｇ１２２に示すように、後段歯車が進行方向に進んで停止することになる。
【００６９】
異形歯４５２は、前段歯車４４の歯４５０と異形歯４５２の凸部４５２ｃが接近する構成となっているため、図１０（Ｄ）の矢印ｇ１３２に示すように、ロータ３０２が減衰振動する際に、歯同士の接触が発生する。このため、異形歯４５２の場合は、停止時の自由振動の状態が、標準歯４５１の場合に対して変化することになる。本実施形態では、この振動状態も変化を、誘起電圧の変化として検出することで、特定位置を判別する。
なお、このような異形歯４５２は、指針５０の基準位置に対応する位置に設定されている。
【００７０】
すなわち、本実施形態の後段歯車４５の第３歯４５２（４５０ａ）は、図５、図１０に示したように、第４歯４５１（４５０ｂ）に比べ回転方向に向けて歯面が凸状に形成されている凸部４５２ｃを有している。
また、図１０（Ａ）に示したように、第３歯４５２（４５０ａ）の歯面と第４歯４５１（４５０ｂ）の歯面と間隔に比べ、第３歯４５２（４５０a）の歯面と第５歯４５１（４５０ｃ）の歯面との間隔の方が狭い。
【００７１】
また、本実施形態の異形歯４５２の凸部４５２ｃは、従来のようにロータ３０２にかかる負担を大きくするためではなく、上述したように後段歯車４５が推された後に、凸部４５２ｃが前段歯車４４の歯面に接触して発生する振動による誘起電圧を得るために設けられている。
【００７２】
［基準位置の第１の検出方法］
次に、基準位置の第１の検出方法について説明する。
図１１は、本実施形態に係る基準位置の第１の検出方法を説明するための図である。図１１に示す例は、誘起電圧の位相のズレに基づいて、基準位置を検出する例である。
図１１において、横軸は時刻［ｍｓ］、縦軸は信号のレベル［Ｖ］である。波形ｇ２０１は、基準位置以外、すなわち後段歯車４５の歯４５０が標準歯４５１のときの駆動パルスの波形と誘起電圧の波形である。また、波形ｇ２０３は、基準位置、すなわち後段歯車４５の歯４５０が異形歯４５２のときの駆動パルスの波形と誘起電圧の波形である。Ｖｃｏｍｐは閾値電圧を表す。時間Ｔａは、待機時間Ｔａである。待機時間Ｔａは、主駆動パルスＰ１の出力終了時刻から所定の時間である。なお、待機時間Ｔａは、主駆動パルスＰ１の出力開始時間から所定時間であってもよい。図１１に示す例では、時刻０〜約５ｍｓの区間の波形が主駆動パルスＰ１であり、約５ｍｓ〜３５ｍｓの波形が誘起電圧の波形である。また、誘起電圧の波形Ｐｓ１は、サーチパルスＳｐ１（図８）に対応し、誘起電圧の波形Ｐｓ２は、サーチパルスＳｐ２（図８）に対応し、誘起電圧の波形Ｐｓ３は、サーチパルスＳｐ３（図８）に対応する。
【００７３】
なお、指針５０が例えば秒針の場合は、３６０度の回転を例えば６０ステップで行う。この場合、例えば、波形ｇ２０１が第１ステップ、第３ステップ、第７ステップ、第９ステップ、・・・第６０ステップのときの誘起電圧の波形である。また、例えば、波形ｇ２０３が第５ステップのときの誘起電圧の波形である。
【００７４】
波形ｇ２０１に示すように歯４５０が標準歯４５１の場合、誘起電圧の波形のうち閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる波形を含む正側のパルス波形の組ｇ２０２が、約１６〜２５ｍｓの区間に現れる。波形ｇ２０１に示す例では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起電圧は、Ｐｓ１を１番目とすると、１２番目〜１４番目（Ｐｓ１２〜Ｐｓ１４）である。
【００７５】
一方、波形ｇ２０３に示すように歯４５０が異形歯４５２の場合、誘起電圧の波形のうち閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる波形を含む正側のパルス波形の組ｇ２０４が、約２１〜３０ｍｓの区間に現れる。波形ｇ２０３に示す例では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起電圧は、Ｐｓ１を１番目とすると、１７番目〜１９番目（Ｐｓ１７〜Ｐｓ１９）である。
【００７６】
すなわち、基準位置と基準位置以外の位置では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる波形を含む正側のパルス波形の組が現れるタイミング（位相）がズレる（遅れる）。なお、現れるタイミングは、図１１に示したように遅れる場合と、早まる場合とがある。
このため、第１の検出方法では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となるタイミングに基づいて、基準位置を検出する。
【００７７】
図１２は、本実施形態に係る基準位置の第１の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、例えば、電池２０が交換されたとき、指針５０の位置を修正するとき、初期化されたときなどに行う。
【００７８】
（ステップＳ１）制御部１０は、主駆動パルスＰ１の印加後、サーチパルスの印加を行う。
（ステップＳ２）制御部１０は、カウント値Ｎを０に設定する。なお、このカウント値Ｎは、サーチパルスがいくつ目であるかをカウントしている。
【００７９】
（ステップＳ３）制御部１０は、サーチパルスの印加終了後、待機時間Ｔａが経過するまで待機する。なお、制御部１０は、分周回路２４が出力する基準クロックを用いて待機時間Ｔａをカウントする。また、待機時間Ｔａは、誘起電圧Ｖｒｓ検出を周期的に行うための待機期間であり、モータ３０の駆動コイル３０９がショート状態になる期間である。
【００８０】
（ステップＳ４）制御部１０は、待機時間Ｔａ後に誘起電圧Ｖｒｓの検出を開始する。具体的には、制御部１０は、サーチパルス（図８）毎に、誘起電圧（図１１のＰｓ１、Ｐｓ２、・・・）の電圧値を検出する。
【００８１】
（ステップＳ５）制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きいか否かを判別する。制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判別した場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ステップＳ７の処理に進める。制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以下であると判別した場合（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ６の処理に進める。
【００８２】
（ステップＳ６）制御部１０は、カウント値Ｎに１を加算する。処理後、制御部１０は、ステップＳ３に処理を戻す。
【００８３】
（ステップＳ７）制御部１０は、カウント値Ｎが閾値Ｎｃｏｍｐより大きいか否かを判別する。制御部１０は、カウント値Ｎが閾値Ｎｃｏｍｐより大きいと判別した場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、ステップＳ８の処理に進める。制御部１０は、カウント値Ｎが閾値Ｎｃｏｍｐ以下であると判別した場合（ステップＳ７；ＮＯ）、基準位置ではないためステップＳ１の処理に戻す。
【００８４】
（ステップＳ８）制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくとき且つカウント値Ｎが閾値Ｎｃｏｍｐより大きくなったときの後段歯車４５の位置を基準位置であると判定する。
以上で、基準位置の検出処理を終了する。
【００８５】
なお、閾値Ｎｃｏｍｐは、図１１を用いて説明したように、基準位置と基準位置以外を判別する閾値である。図１１のように基準位置の際に、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるサーチパルスの発生箇所が遅れる場合、閾値Ｎｃｏｍｐは、基準位置以外で誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるサーチパルスの発生箇所より後であり、例えば１５番目である。他方、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるサーチパルスの発生箇所が早まる場合、閾値Ｎｃｏｍｐは、基準位置以外で誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるサーチパルスの発生箇所より前であり、例えば８番目である。なお、閾値は、使用するモータ３０、輪列４０、指針５０の組み合わせで異なるため、例えば時計１の出荷時に測定し、測定した結果に基づいて閾値を決定し、決定した閾値を記憶部２８に記憶させておく。
【００８６】
以上のように、第１の検出方法によれば、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるサーチパルスの発生箇所が、閾値Ｎｃｏｍｐ以下である場合、制御部１０は、準位置では無いため、再び主駆動パルスＰ１を印加して、指針５０を１ステップ（歯１つ分）推すように駆動する。すなわち、ステップＳ７で基準位置ではないと判別された場合、制御部１０は、サーチパルスの印加を終了し、次の主駆動パルスを印加する。これにより、本実施形態によれば、基準位置の検出時間を短縮することができる。
そして、第１の検出方法によれば、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きく且つカウント値Ｎが閾値Ｎｃｏｍｐより大きい後段歯車４５の位置を、基準位置として検出することができる。
【００８７】
［基準位置の第２の検出方法］
次に、基準位置の第２の検出方法について説明する。
図１３は、本実施形態に係る基準位置の第２の検出方法を説明するための図である。図１１に示す例は、誘起電圧大きさに基づいて、基準位置を検出する例である。
図１３において、横軸は時刻［ｍｓ］、縦軸は信号のレベル［Ｖ］である。波形ｇ２１１は、基準位置以外、すなわち後段歯車４５の歯４５０が標準歯４５１のときの駆動パルスの波形と誘起電圧の波形である。また、波形ｇ２１３は、基準位置、すなわち後段歯車４５の歯４５０が異形歯４５２のときの駆動パルスの波形と誘起電圧の波形である。図１３に示す例では、時刻０〜約５ｍｓの区間の波形が主駆動パルスＰ１であり、約５ｍｓ〜３５ｍｓの波形が誘起電圧の波形である。
【００８８】
波形ｇ２１１に示すように歯４５０が標準歯４５１の場合、誘起電圧の波形のうち誘起電圧が極大値となる波形を含む正側のパルス波形の組ｇ２１２が、約１２〜１８ｍｓの区間に現れる。波形ｇ２０１に示す例では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起電圧は発生していない。
【００８９】
一方、波形ｇ２１３に示すように歯４５０が異形歯４５２の場合、誘起電圧の波形のうち閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる波形を含む正側のパルス波形の組ｇ２１４が、基準位置以外の状態と同様に約１２〜２１ｍｓの区間に現れる。波形ｇ２１３に示す例では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起電圧は、Ｐｓ１を１番目とすると、１０番目〜１１番目（Ｐｓ１１〜Ｐｓ１１）である。
【００９０】
すなわち、基準位置と基準位置以外の位置では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる波形を含む正側のパルス波形の組の極大値が異なる。
このため、第２の検出方法では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐに基づいて、基準位置を検出する。
【００９１】
図１４は、本実施形態に係る基準位置の第２の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、例えば、電池２０が交換されたとき、指針５０の位置を修正するとき、初期化されたときなどに行う。
【００９２】
（ステップＳ２１）制御部１０は、主駆動パルスＰ１の印加後、サーチパルスの印加を行う。
（ステップＳ２２）制御部１０は、カウント値Ｎを０に設定する。
（ステップＳ２３）制御部１０は、サーチパルスの印加終了後、待機時間Ｔａが経過するまで待機する。
【００９３】
（ステップＳ２４）制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きいか否かを判別する。制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きいと判別した場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、ステップＳ２５の処理に進める。制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きくない、すなわちカウント値Ｎが閾値Ｎｍａｘ以上であると判別した場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、基準位置ではないためステップＳ２１の処理に戻す。
【００９４】
（ステップＳ２５）制御部１０は、待機時間Ｔａ後に誘起電圧Ｖｒｓの検出を開始する。
【００９５】
（ステップＳ２６）制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きいか否かを判別する。制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判別した場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ステップＳ２８の処理に進める。制御部１０は、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以下であると判別した場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ２７の処理に進める。
【００９６】
（ステップＳ２７）制御部１０は、カウント値Ｎに１を加算する。処理後、制御部１０は、ステップＳ２３に処理を戻す。
【００９７】
（ステップＳ２８）制御部１０は、カウント値Ｎが閾値Ｎｍａｘ未満のとき且つ誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったときの後段歯車４５の位置を基準位置であると判定する。
以上で、基準位置の検出処理を終了する。
【００９８】
なお、閾値電圧Ｖｃｏｍｐは、図１３を用いて説明したように、基準位置と基準位置以外を判別する誘起電圧の閾値である。閾値電圧Ｖｃｏｍｐは、基準位置以外の誘起電圧の極大値未満である。
また、閾値Ｎｍａｘは、基準位置、基準位置以外の位置であっても、誘起電圧の極大値の発生箇所よりあとの位置である。例えば図１３の波形ｇ２１３の例では、基準位置に置いて１０番目と１１番目のとき閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧Ｖｒｓが発生している。
なお、閾値は、例えば時計１の出荷時に測定し、測定した結果に基づいて閾値を決定し、決定した閾値を記憶部２８に記憶させておく。
【００９９】
以上のように、第２の検出方法によれば、例えばサーチパルスの１５番目（Ｐｓ１５）を過ぎても閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧Ｖｒｓを検出できない場合、基準位置ではないと判定してサーチパルスの印加を終了し、次の主駆動パルスを印加する。これにより、本実施形態によれば、基準位置の検出の検出時間を短縮することができる。
そして、第２の検出方法によれば、カウント値Ｎが閾値Ｎｍａｘ未満であり且つ誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐより大きい後段歯車４５の位置を基準位置であると検出することができる。
【０１００】
［基準位置の第３の検出方法］
次に、基準位置の第３の検出方法について説明する。
図１５は、本実施形態に係る基準位置の第３の検出方法を説明するための図である。図１５に示す例は、誘起電圧の大きさに基づいて、非回転を検出することで基準位置を検出する例である。
図１５において、横軸は時刻［ｍｓ］、縦軸は信号のレベル［Ｖ］である。波形ｇ２２１は、基準位置以外でロータ３０２が回転できた場合の波形である。また、波形ｇ２２３は、基準位置でロータ３０２が１パルスで２ステップ分回転してしまったため連続する次のパルスにより回転されるべきロータの極性が合わず回転できなかったと判定された場合の波形である。
【０１０１】
図１５に示す例は、例えば、主駆動パルスのエネルギーが不足している場合や、後段歯車４５の異形歯４５２による負荷が大きい場合である。このような場合は、ロータ３０２が回転できず、波形ｇ２２３に示すように、ロータ３０２が回転できた場合の誘起電圧のレベルに対して、発生する誘起電圧Ｖｒｓのレベルが小さい。
このため、基準位置の第３の検出方法では、閾値電圧Ｖｃｏｍｐに基づいて、非回転を検出することで基準位置を検出する。
【０１０２】
図１６は、本実施形態に係る基準位置の第３の検出方法の処理手順例を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、例えば、電池２０が交換されたとき、指針５０の位置を修正するとき、初期化されたときなどに行う。
【０１０３】
（ステップＳ３１）制御部１０は、主駆動パルスＰ１の印加後、サーチパルスの印加を行う。
（ステップＳ３２）制御部１０は、カウント値Ｎを０に設定し、カウント値Ｍを０に設定する。
（ステップＳ３３）制御部１０は、サーチパルスの印加終了後、待機時間Ｔａが経過するまで待機する。
【０１０４】
（ステップＳ３４）制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きいか否かを判別する。制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きいと判別した場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、ステップＳ３５の処理に進める。制御部１０は、閾値Ｎｍａｘがカウント値Ｎより大きくない、すなわちカウント値Ｎが閾値Ｎｍａｘ以上であると判別した場合（ステップＳ３４；ＮＯ）、基準位置ではないためステップＳ３１の処理に戻す。
【０１０５】
（ステップＳ３５）制御部１０は、待機時間Ｔａ後に誘起電圧Ｖｒｓの検出を開始する。
【０１０６】
（ステップＳ３６）制御部１０は、閾値電圧Ｖｃｏｍｐが誘起電圧Ｖｒｓより大きいか否かを判別する。制御部１０は、閾値電圧Ｖｃｏｍｐが誘起電圧Ｖｒｓより大きいと判別した場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、ステップＳ３８の処理に進める。制御部１０は、閾値電圧Ｖｃｏｍｐが誘起電圧Ｖｒｓより大きくない、すなわち誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上であると判別した場合（ステップＳ３６；ＮＯ）、ステップＳ３７の処理に進める。
【０１０７】
（ステップＳ３７）制御部１０は、カウント値Ｎに１を加算する。処理後、制御部１０は、ステップＳ３３に処理を戻す。
【０１０８】
（ステップＳ３８）制御部１０は、カウント値Ｍが閾値Ｍｍａｘより大きいか否かを判別する。制御部１０は、カウント値Ｍが閾値Ｍｍａｘより大きいと判別した場合（ステップＳ３８；ＹＥＳ）、ステップＳ４０の処理に進める。制御部１０は、カウント値Ｍが閾値Ｍｍａｘ未満であると判別した場合（ステップＳ３８；ＮＯ）、ステップＳ３９の処理に進める。
【０１０９】
（ステップＳ３９）制御部１０は、カウント値Ｍに１を加算する。処理後、制御部１０は、ステップＳ３３に処理を戻す。
【０１１０】
（ステップＳ４０）制御部１０は、カウント値Ｍが閾値Ｍｍａｘより大きく且つ誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ未満となったときの後段歯車４５の位置を基準位置であると判定する。
以上で、基準位置の検出処理を終了する。
【０１１１】
以上のように、第３の検出方法では、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上の回数が閾値Ｎｍａｘより大きい回数をカウントする。例えば、図１５に示す例では、基準位置以外で波形ｇ２２１のように、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上となる。基準位置以外では、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上の回数が閾値Ｎｍａｘ以上となるので、制御部１０が基準位置ではないと判定して、次の歯に推すように主駆動パルスを発生させる。
そして、基準位置では、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上のカウント値Ｍが閾値Ｍｍａｘより大きくなるので、制御部１０が基準位置であると判定することができる。
【０１１２】
なお、基準位置では、カウント値Ｎは０のままであり、カウント値Ｍがサーチパルス毎に加算される。一方、基準位置以外では、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上の位置でカウント値Ｎが加算されつつカウント値Ｍが加算されない。このため、基準位置以外では、誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ以上の回数が閾値Ｎｍａｘ未満であり且つ誘起電圧Ｖｒｓが閾値電圧Ｖｃｏｍｐ未満であっても、ステップS３８の処理で、カウント値Mが基準位置より少ないので、ステップＳ４０の処理には進まないため、制御部１０が誤検出することがない。
【０１１３】
［主駆動パルス］
次に、位置検出を行う際に用いる主駆動パルスを、通常運針の際より位置検出の際に大きな駆動エネルギーにする理由について説明する。なお、大きな駆動エネルギーとするため、制御部１０は、例えば、オンのデューティ比を大きくするか、駆動パルスを印加する時間を長くするか、駆動電圧を高くするか、駆動電流を大きくする。
図１７は、本実施形態に係る位置検出を行う際に用いる主駆動パルスを説明するための図である。図１７において、横軸は時間［ｍｓｅｃ］、縦軸は回転角度［ｄｅｇ］である。また、符号ｇ３０１は、通常運針を行う際の主駆動パルスを印加した際の時間に対する回転角度の変化例である。また、符号ｇ３０２は、位置検出を行う際の主駆動パルスを印加した際の時間に対する回転角度の変化例である。
【０１１４】
符号ｇ３０１と符号３０２に示すように、駆動エネルギーが大きい方が、ロータ３０２（図１）の回転速度が速くなるので、回転角度の立ち上がりに要する時間が短くなる。そして、符号ｇ３０１と符号３０２に示すように、駆動エネルギーが大きい方が、オーバーシュート量を大きくなる。このように、本実施形態では、位置検出の際の駆動エネルギーを通常運針の際より大きくすることで、後段歯車４５の進行量を増加させている。一方で、通常運針の際に、歯車による高負荷の位置が存在していないため、駆動エネルギーは通常の駆動エネルギーで駆動できる。この結果、本実施形態によれば、従来に比べ低消費の駆動ができる。
【０１１５】
以上のように、本実施形態では、前段歯車４４に係合する後段歯車４５が有する歯４５０のうち基準位置に対応する位置の歯を、回転方向の下流側に向かって突出する凸部４５２ｃを有する異形歯４５２をした。そして、本実施形態では、基準位置の検出を行うとき、通常の運針を行うときの駆動エネルギーより大きい駆動パルスでロータ３０２を駆動するようにした。これにより、本実施形態によれば、通常の運針を行うときより基準位置の検出を行うときに、ロータ３０２の回転速度が速くなりオーバーシュート量が増える。これらの結果、基準位置の検出では、後段歯車４５における異形歯４５２の凸部４５２ｃが、前段歯車４４の歯４４０と接触する。この結果、接触の影響でロータ３０２の停止時の自由振動の状態が通常時と変化する。これにより、本実施形態では、ロータ３０２の停止時の自由振動の状態を、コイル誘起電圧の波形から変化をとらえ、基準位置を判別することができる。この結果、本実施形態によれば、指針５０の基準位置（特定位置）においてロータ３０２にかかる負荷を高く設定せずとも、基準位置を判別することが可能である。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、複数の歯のうち基準位置に対応する位置の歯が、回転方向の下流側に凸部４５２ｃを有する異形歯４５２を有する後段歯車４５を時計の輪列４０が有する歯車に適用することで、指針５０の基準位置（特定位置）においてロータ３０２にかかる負荷を高く設定せずとも、基準位置を判別することが可能である。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、前段歯車４４によって推された後段歯車４５の第３歯４５０ａ（異形歯４５２）が、前段歯車４４の第２歯に接触したことと誘起電圧によって検出することができる。この結果、本実施形態によれば、指針５０の基準位置（特定位置）においてロータ３０２にかかる負荷を高く設定せずとも、基準位置を判別することが可能である。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、指針５０の基準位置に対応した後段歯車４５の第３歯４５０ａ（異形歯４５２）に前段歯車４４の歯が噛み合うときのみ、後段歯車４５の歯が前段歯車４４の歯と再接触して前段歯車４４が振動し始める。本実施形態では、この振動を誘起電圧によって検出することができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、基準位置の検出を行うときの駆動エネルギーを通常の運針を行うときより大きくしたので、後段歯車４５の歯が前段歯車４４の歯と再接触の衝撃が大きくなる。また、駆動エネルギーは、時刻を表示させる通常の運針をおこなうときに大きくしないので、通常の運針を行うときに後段歯車４５の第３歯４５０aが前段歯車４４の第２歯４４０ｂに接触するオーバランが発生しないので、時計１の全動作期間における消費電力を抑えることができる。
【０１２０】
なお、本発明における制御部１０の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御部１０が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１２１】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１２２】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…時計、２…指針駆動用モータ制御装置、２０…電池、２２…発振回路、２４…分周回路、２６…操作部、２８…記憶部、１０…制御部、３０…モータ、４０…輪列、４４…前段歯車、４５…後段歯車、５０…指針、１１…パルス制御部、１２…指針駆動部、１３…モータ負荷検出部、３０１…ステータ、３０２…ロータ、３０９…駆動コイル、４５１…標準歯、４５２…異形歯、４４０ａ…第１歯、４４０ｂ…第２歯、４５０ａ…第３歯、４５０ｂ…第４歯、４５０ｃ…第５歯、４５２ｃ…凸部、Ｖｒｓ…誘起電圧、Ｎ…カウント値、Ｎｃｏｍｐ，Ｎｍａｘ…閾値、Ｖｃｏｍｐ…閾値電圧、Ｔａ…待機時間
【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】
2019158644.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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