(57)【要約】【課題】本発明の目的は、回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる時計用パルスモータ駆動装置を提供することである。【解決手段】時計用パルスモータ駆動装置１００は、永久磁石からなるロータ１と、ロータ１を磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータ２と、ステータ１を励磁する駆動コイル６と、駆動コイル６への通電を制御する制御部１４とを備え、駆動コイル６は複数のコイル線６１、６２から成り、所定の条件に応じてコイル線６１、６２同士の接続状態を切り替える接続切替部１７を備えている。【選択図】          図１
2007278884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石からなるロータと、
前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、
前記ステータを励磁する駆動コイルと、
前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、
前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、
所定の条件に応じて前記コイル線同士の接続状態を切り替える接続切替部を備えている、
ことを特徴とする時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項２】
永久磁石からなるロータと、
前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、
前記ステータを励磁する駆動コイルと、
前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、
前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、
所定の条件に応じて前記複数のコイル線から通電されるコイル線を選択する選択部を備えている、
ことを特徴とする時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項３】
永久磁石からなるロータと、
前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、
前記ステータを励磁する駆動コイルと、
前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、
前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、
所定の条件に応じて前記複数のコイル線から通電されるコイル線を選択する選択部と、
前記所定の条件に応じて前記選択されたコイル線同士の接続状態を切り替える接続切替部を備えている、
ことを特徴とする時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、設定されたモードが通常運針時の通常モードであるか又は指針を早送りする早送りモードであるか、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、
前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果である、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記コイル線同士の接続状態に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御部は、選択されたコイル線に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項８】
前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、
前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果であり、
前記制御部は、前記回転検出部の検出結果と前記コイル線同士の接続状態とに応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項９】
前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、
前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果であり、
前記制御部は、前記回転検出部の検出結果と選択されたコイル線に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記複数のコイル線には、他のコイル線の抵抗値とは異なる抵抗値を有するコイル線が少なくとも１本含まれている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の時計用パルスモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計に用いられるパルスモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パルスモータは、永久磁石からなるロータと、ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、ステータを励磁する駆動コイルとから構成されていた。この駆動コイルは、ステータに１本のコイル線が巻かれて形成されている（特許文献１参照）。
このようなパルスモータは、アナログ時計の駆動源として用いられることが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開第２６１４７６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記パルスモータをアナログ時計に用いた場合、例えば表示時刻を修正するために指針を早送りする際には、通常の運針時よりもパルス間隔を短くしたうえで、ロータの早送りを行っていた。
指針の送り速度を速くするためには、コイルの起磁力を大きくして、駆動パルス印加中のロータの回転速度を上げて１パルス分の回転に要する時間を短くすると共に、パルス間隔を短くする必要があった。
しかし、コイルの起磁力を大きくすると刻音が大きくなるという問題があった。特に、通常運針時に問題となるため、ロータの回転速度を上げることはできなかった。
【０００５】
また、必要最小限のエネルギーでパルスモータを駆動させるための適応制御駆動を行う際には、必要に応じてパルス幅を長くすることによりロータの回転トルクを上げていた。例えば、輪列にゴミが付着したり、指針の位置によるアンバランスによって負荷が大きくなった場合は、パルス幅を長くすることによってロータの回転トルクを上げていた。
しかし、パルス幅を長くすることにより回転トルクを上げるには限界があり、より大きな回転トルクを得るためには、コイルの起磁力を大きくする必要があった。しかし、これによってもコイルの起磁力を上げると、駆動パルス印加中のロータの回転速度が速くなり、負荷が小さい場合であっても、刻音が大きくなるなどの問題があった。また、消費電力が大きくなるという問題もあった。
【０００６】
このように、周囲の状況や負荷の変動によりロータに必要とされる回転速度や回転トルクは大きく異なるが、常にコイルの起磁力を大きくすると、刻音の増大、消費電力の増大という問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる時計用パルスモータ駆動装置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】
【０００８】
上記目的は、永久磁石からなるロータと、前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、前記ステータを励磁する駆動コイルと、前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、所定の条件に応じて前記コイル線同士の接続状態を切り替える接続切替部を備えている時計用パルスモータ駆動装置によって達成できる。
この構成により、所定の条件に応じてコイル線同士の接続状態を切り替えることができるので、コイル線への電流の供給量を条件に応じて容易に変更することができる。これにより、ロータの回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる。
特に、時計の指針を駆動させるための時計用パルスモータ駆動装置については、条件に応じてロータに必要とされる回転トルク及び回転速度は大きく異なるため、本発明により、ロータに必要とされる回転トルク及び回転速度の可変範囲を容易に広げることができる。
尚、「コイル線同士の接続状態」とは、複数のコイル線が直列に接続されている状態、並列に接続されている状態及び直列接続と並列接続が混在して接続されている状態のうち何れかの状態をいう。
【０００９】
また、上記目的は、永久磁石からなるロータと、前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、前記ステータを励磁する駆動コイルと、前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、所定の条件に応じて前記複数のコイル線から通電されるコイル線を選択する選択部を備えている時計用パルスモータ駆動装置によっても達成できる。
この構成により、所定の条件に応じて前記複数のコイル線から通電されるコイル線を選択することができるので、選択されたコイル線の抵抗値によって、コイル線への電流の供給量を条件に応じて容易に変更することができる。これにより、ロータの回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる。
【００１０】
上記目的は、永久磁石からなるロータと、前記ロータを磁気的に駆動する一対のステータ磁極を有するステータと、前記ステータを励磁する駆動コイルと、前記駆動コイルへの通電を制御する制御部とを備え、前記駆動コイルは複数のコイル線から成り、所定の条件に応じて前記複数のコイル線から通電されるコイル線を選択する選択部と、前記所定の条件に応じて前記選択されたコイル線同士の接続状態を切り替える接続切替部を備えている時計用パルスモータ駆動装置によっても達成できる。
この構成により、所定の条件に応じて複数のコイル線から通電されるコイル線が選択され、選択されたコイル線同士の接続状態を切り替えることができるので、コイル線への電流の供給量を条件に応じて容易に変更することができる。これにより、ロータの回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記所定の条件は、設定されたモードが通常運針時の通常モードであるか又は指針を早送りする早送りモードであるか、という構成を採用できる。
この構成により、設定されたモードに応じて、通常運針又は早送り運針に適したコイル線同士の接続状態への切り替え、通電されるコイル線の選択、又は選択されたコイル線同士の接続状態に切り替えることができ、夫々のモード時に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果である、構成を採用できる。
この構成により、ロータの回転、非回転に応じて、コイル線同士の接続状態への切り替え、通電されるコイル線の選択、又は選択されたコイル線同士の接続状態に切り替えることができ、ロータの回転状態に適した電流をコイルへ容易に供給することができる。これにより、ロータの回転状態に応じて、コイルの起磁力を適切に制御でき、ロータに必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記制御部は、前記コイル線同士の接続状態に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、構成を採用できる。
この構成により、コイル線同士の接続状態に応じてパルス幅を変更することにより、ロータに必要とされる回転速度及び回転トルクの制御精度を上げることができる。
【００１４】
また上記構成において、前記制御部は、選択されたコイル線に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、構成を採用できる。
この構成により、選択されたコイル線に応じてパルス幅を変更することにより、ロータに必要とされる回転速度及び回転トルクの制御精度を上げることができる。
【００１５】
また、上記構成において、前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果であり、前記制御部は、前記回転検出部の検出結果と前記コイル線同士の接続状態とに応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、構成を採用できる。
この構成により、回転検出部の検出結果とコイル線同士の接続状態とに応じて、パルス幅を変更することができるので、ロータが回転するために必要とされる回転トルク及び回転速度の制御精度を更に上げることができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記ロータの回転、非回転を検出する回転検出部を備え、前記所定の条件は、前記回転検出部の検出結果であり、前記制御部は、前記回転検出部の検出結果と選択されたコイル線に応じて、前記駆動コイルへの通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する、構成を採用できる。
この構成により、回転検出部の検出結果と選択されたコイル線とに応じて、パルス幅を変更することができるので、ロータが回転するために必要とされる回転トルク及び回転速度の制御精度を更に上げることができる。
【００１７】
また、上記構成において、前記複数のコイル線には、他のコイル線の抵抗値とは異なる抵抗値を有するコイル線が少なくとも１本含まれている、構成を採用できる。
この構成により、互いに抵抗値の異なるコイル線同士の接続状態、通電されるコイルを変えることにより、コイル線に供給される電流量の可変範囲をより拡大することができる。従って、回転速度や回転トルクの可変範囲をより拡大することができる。
【発明の効果】
【００１８】
回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータに必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる時計用パルスモータ駆動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明に係る複数の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る時計用パルスモータ駆動装置を図面を参照して説明する。
図１は、本実施例に係るパルスモータの構成を示した図である。
パルスモータ１１は、図１に示すように、ロータ１と、ステータ２と、コイル板５と、駆動コイル６と、からなる。
ロータ１は、円柱状に形成された永久磁石から構成され、ロータ１の直径の両端がそれぞれＮ極、Ｓ極の２極に着磁されている。
ステータ２は、ステータ磁極２ｐ，２ｑが一体となったものであり、中央部にはロータ１を挿入するための円形孔２ａが設けられている。
【００２１】
円形孔２ａの中心を通って上下方向に延伸する直線をＹとして、直線Ｙ上において、ステータ２の上辺部及び下辺部に狭幅部２ｂ、２ｃが設けられている。ステータ２の断面積は、この狭幅部２ｂ、２ｃの部分で小さくなり、磁気抵抗が大きくなる。これにより、ステータ２は直線Ｙを境として磁気的に左右に分断された状態となる。
【００２２】
ステータ２の下端部には、コ字状に形成されたコイル板５が設けられてあり、コイル板５には駆動コイル６が巻回される。
この駆動コイル６は、２本の異なるコイル線６１、６２から構成される。コイル線６１の両端には、入力端子６ａ、６ｂが設けられている。コイル線６２の両端には、入力端子６ｃ、６ｄが設けられている。尚、コイル線６１、６２は、コイル板５に対して同一の巻き数で巻回されている。
円形孔２ａの中心を通って延伸する直線を動的磁気中心線Ｌ２として磁気回路が形成される。１対のステータ磁極２ｐ，２ｑは、動的磁気中心線Ｌ２上の円形孔２ａを挟んで両側に形成される。
【００２３】
入力端子６ａ，６ｂ、６ｃ、６ｄを介して駆動コイル６に駆動パルスが印加されると、ステータ磁極２ｐ，２ｑは、コイル板５を経て、Ｎ，Ｓ極となるように励磁される。
【００２４】
円形孔２ａには、１対の円弧状のノッチ２ｄ，２ｅが設けられている。ノッチ２ｄ，２ｅは、円形孔２ａの中心を通ってノッチ中心線Ｌ３上に設けられる。
ノッチ２ｄ，２ｅは、ノッチ中心線Ｌ３に対して線対称な形状を有している。このため、ステータ２が非励磁状態のとき、ロータ１のＮ極，Ｓ極は、２つのノッチから等距離に位置し、ロータ１は、この状態で静止する。
【００２５】
即ち、ロータ１は、ロータ１のＮ極，Ｓ極を結ぶ直線と、静的安定線Ｌ１とが一致した状態で静止する。静的安定線Ｌ１は、非励磁状態においてロータ１が静止する方向を示す線であり、この位置が静的安定位置となる。
静的安定線Ｌ１とノッチ中心線Ｌ３とのなす角度は９０°である。
【００２６】
図２は、本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置の構成を示した図である。
時計用パルスモータ駆動装置１００は、回転検出部３、パルスモータ１１、水晶発振器１２、分周器１３、制御部１４、ドライバ１５、モード切替部１６、接続切替部１７から構成される。
【００２７】
回転検出部３は、ロータ１の回転、非回転を検出する。詳細には、ロータ１の回転により駆動コイル６に発生する誘起電流を検出することにより、ロータ１の回転状態を検出する。
水晶発振器１２は、一定の周波数の信号を出力するものである。
分周器１３は、水晶発振器１２が出力した信号の周波数を分周するものである。
【００２８】
制御部１４は、各装置に指令を出して時計用パルスモータ駆動装置１００の全体の動作を制御する。
また、制御部１４は、モード切替部１６により切り替えられたモードに応じて、駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２をドライバ１５に供給する。
【００２９】
また、制御部１４は、駆動コイル６への通電を制御する駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２のパルス幅を、前回の駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２停止直後に回転検出部３から供給された検知信号に基づいて、前回のパルス幅によるロータ１の回転、非回転を判別しつつ可変設定する。
【００３０】
図３は、制御部１４のハードウェア構成を示したブロック図である。制御部１４は、インターフェース１４１、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１４２、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１４３、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１４４などから構成される。
【００３１】
詳しくは後述するが、ＲＡＭ１４４には、コイル線同士の接続状態及び設定されたモード毎に、駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２のパルス幅のデータが、更新可能に記憶されている。
【００３２】
制御部１４は、駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２停止直後に回転検出部３から供給された検知信号に基づいてロータ１の回転、非回転を判別する。
尚、制御部１４は、一定回数連続して正常に回転したとき、ロータ１の回転に必要なパルス幅データを更新する。
【００３３】
ドライバ１５は、制御部１４から供給された駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２を増幅し、駆動パルス信号ＯＵＴＡ及びＯＵＴＢを接続切替部１７に供給する。
【００３４】
接続切替部１７は、ドライバ１５からの駆動パルス信号ＯＵＴＡ及びＯＵＴＢを以下のようにパルスモータ１１へ供給する。
駆動パルス信号Ｏ１＝ＬＯＷ、Ｏ２＝ＨＩＧＨのとき、ドライバ１５は、駆動パルスＯＵＴＡ＝ＬＯＷ、ＯＵＴＢ＝ＨＩＧＨとし、接続切替部１７に出力する。
切替接続部１７によりコイル線同士が直列接続されている場合には、ＯＵＴ１＝ＬＯＷ、ＯＵＴ４＝ＨＩＧＨとしてパルスモータ１１に出力される。並列接続されている場合には、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２＝ＬＯＷ、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４＝ＨＩＧＨとして出力される。この場合、いずれの接続状態であっても、ステータ磁極２ｐがＮ極に、ステータ磁極２ｑがＳ極に着磁されるように駆動電流をパルスモータ１１に供給される。
【００３５】
モード切替部１６は、ユーザの手動により通常運針モード又は早送りモードの切替が行われる。尚、早送りモードとは、具体的には、時刻を修正するために指針を早送りさせる場合や、指針を急速に回転させてストップウォッチ機能を実行する場合などであり、ユーザは所望のモードを設定することができる。
【００３６】
図４は、接続切替部１７の構成を示した模式図である。
接続切替部１７は、並列スイッチ１７１、１７３と、直列スイッチ１７２とから構成される。並列スイッチ１７１、１７３が接続され、直列スイッチ１７２が非接続されることにより、コイル線６１、６２は並列に接続される。また、直列スイッチ１７２が接続され、並列スイッチ１７１、１７３が非接続されることにより、コイル線６１、６２は直列に接続される。
尚、本実施形態では、駆動パルスＯＵＴ１が入力端子６ａに、駆動パルスＯＵＴ２が入力端子６ｂに、駆動パルスＯＵＴ３が入力端子６ｃに、駆動パルスＯＵＴ４が入力端子６ｄに供給される、
【００３７】
次に、コイル線同士の接続状態の切替により変化する磁場の強さについて説明する。
図５は、コイル線同士の接続状態に応じた等価回路を示す回路図である。図５（ａ）は、コイル線６１、６２同士が直列に接続された場合の等価回路を示しており、図５（ｂ）は、コイル線６１、６２同士が並列に接続された場合の等価回路を示している。
【００３８】
一般的に、起磁力Ｆと電流Ｉとコイルの巻き数ｎとは、以下の関係式を満たす。
【００３９】
【数１】
2007278884.tif 000003
【００４０】
コイル線６１、６２の抵抗値をＲ／２とし、電圧Ｖを印加する場合、コイル線６１、６２を直列接続した場合における電流値Ｉ１は、以下のように示される。
【００４１】
【数２】
2007278884.tif 000004
並列接続した場合には、電流値Ｉ２は、以下のように示される。
【００４２】
【数３】
2007278884.tif 000005
従って、並列接続の場合の電流値Ｉ２は、直列接続した場合の電流値Ｉ１の４倍の大きさになる。
【００４３】
また、直列接続した場合のコイル線の巻き数ｎ１と、並列接続した場合のコイル線の巻き数ｎ２とは、以下の関係を有する。
【００４４】
【数４】
2007278884.tif 000006
従って、コイル線６１、６２を直列接続した場合の起磁力Ｆ１は、以下のように示すことができる。
【００４５】
【数５】
2007278884.tif 000007
また、コイル線６１、６２を並列接続した場合の起磁力２は、以下のように示すことができる。
【００４６】
【数６】
2007278884.tif 000008
【００４７】
以上のように、コイル線６１、６２を並列接続した場合の起磁力Ｆ２は、直列接続した場合の起磁力Ｆ１の２倍である。従って、直列接続した場合よりも、並列接続することによって、コイルの起磁力を上げロータ１の回転トルク及び回転速度を上げることができる。
このように、接続切替部１７は、所定の条件に応じてコイル線６１、６２同士の接続状態を切り替える。
この構成により、コイル線６１，６２への電流の供給量を条件に応じて容易に変更することができる。これにより、ロータ１の回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータ１に必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる。特に、時計の指針を駆動させるためには、条件に応じてロータ１に必要とされる回転トルク及び回転速度は大きく異なるため、本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置１００により、ロータ１に必要とされる回転トルク及び回転速度の可変範囲を容易に広げることができる。
【００４８】
次に制御部１４が実行する駆動制御処理について説明する。図６は、制御部１４が実行する駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。尚、この処理は、本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置に電源投入後は一定周期で繰り返し実行される。
【００４９】
制御部１４は、モード切替部１６からの信号に基づいて、設定されているモードが、通常運針モードであるか又は早送りモードであるかどうかを判定する（ステップＳ１）。
通常運針モードの場合には、制御部１４は通常運針処理を実行する（ステップＳ２）。
通常運針モードではない場合、早送りモードに設定されているとして、制御部１４は早送り処理を実行する（ステップＳ３）。
【００５０】
次に、制御部１４が実行する通常運針処理について説明する。図７は、制御部１４が実行する通常運針処理の一例を示すフローチャートである。
制御部１４は、接続切替部１７がコイル線同士を直列に接続している状態であるか、並列に接続している状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
直列に接続されている場合には、制御部１４は、駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２の、直列接続時用のパルス幅ＮをＲＡＭ１４４から読み出す（ステップＳ１１）。尚、ＲＡＭ１４４に記憶されているパルス幅Ｎは、本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置への電源供給の直後は、予め設定された直列接続時用のパルス幅の初期値をいい、後述するように、パルス幅が更新された場合には、更新されたパルス幅をいう。
【００５１】
並列に接続されている場合には、制御部１４は、モード切替部１６からの信号に基づいて、設定されていたモードが、早送りモードからの通常運針モードに復帰された場合かどうかを判定する（ステップＳ１２）。詳しくは後述するが、早送りモードから復帰された場合には、コイル線同士の接続状態が並列に接続されているからである。早送りモードから復帰されていた場合には、制御部１４は、接続切替部１７に信号を出力し、コイル線同士の接続状態を直列に切り替える（ステップＳ１３）。
【００５２】
早送りモードからの復帰された場合ではない場合には、制御部１４は、駆動パルス信号Ｏ１及びＯ２の、並列接続時用のパルス幅ＬをＲＡＭ１４４から読み出す（ステップＳ１４）。尚、ＲＡＭ１４４に記憶されているパルス幅Ｌは、予め設定された並列接続時用のパルス幅をいい、後述するように、パルス幅が更新された場合には、更新されたパルス幅をいう。
【００５３】
次に、制御部１４は、上述したパルス幅に応じた駆動パルス信号Ｏ１、Ｏ２を出力し、ドライバ１５はパルス信号Ｏ１、Ｏ２を増幅させてＯＵＴＡ、ＯＵＴＢを接続切替部１７へ出力する（ステップＳ１５）。尚、パルス信号は、回転方向とロータ１の磁極の向きを考慮して、Ｏ１＝ＬＯＷ、Ｏ２＝ＨＩＧＨ又は、Ｏ１＝ＨＩＧＨ、Ｏ２＝ＬＯＷとして出力する。
【００５４】
次に、制御部１４は、回転検出部３からの検出結果に基づいて、ロータ１が正常に回転したか、又は回転しなかったかを判定する（ステップＳ２０）。
ロータ１が正常に回転しなかった場合には、制御部１４は、補正パルスを出力する（ステップＳ２１）。これにより、ロータ１が回転しなかった場合であっても、補正パルスによりロータ１を回転させることができる。尚、補正パルスは、ロータ１が確実に回転するパルス幅を有している。補正パルスを出力する際には、接続状態を並列にし、補正パルス出力前に直列に接続されていた場合には、
補正パルス出力後に直列に戻しておく。
次に、制御部１４は、ロータ１の正常回転数を示すカウンタＭをＭ＝０にリセットする（ステップＳ２２）。補正パルスによるロータ１の回転は、ロータ１の正常回転とはいえないため、カウンタＭを０にリセットする。
次に、制御部１４は、接続状態が直列であるか並列であるかを判定し（ステップＳ２３）、直列の場合にはＲＡＭ１４４に記憶されているパルス幅Ｎを１ｍｓだけ長くして更新する（ステップＳ２４）。次回に出力されるパルス幅を長くすることにより、ロータ１の回転トルクを上げることができる。
【００５５】
次に、制御部１４は、更新されたパルス幅Ｎが所定の閾値Ｎｍａｘよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２５）。尚、Ｎｍａｘは、予め制御部１４において設定された、直列接続時のパルス幅Ｎのとり得る最大値をいう。
パルス幅Ｎが所定の閾値Ｎｍａｘよりも小さい場合には、直列接続が維持されたまま、再び駆動制御処理が繰り返し実行される。
パルス幅Ｎが所定の閾値Ｎｍａｘよりも大きい場合には、制御部１４は、接続切替部１７に指令を出して並列接続に切り替える（ステップＳ２６）。即ち、制御部１４は、所定の閾値Ｎｍａｘを基準値としてコイル線同士の接続状態を直列接続から並列接続に切り替える。
【００５６】
尚、接続状態を直列状態から並列状態に切替た後は、再び駆動制御処理が繰り返し実行される。従って、直列状態から並列状態に切替られた直後に、ステップＳにおいて、ＲＡＭ１４４から読み取られる並列接続時用のパルス幅Ｌは、パルス幅Ｌのとり得る最小値に設定されている。このため、直列状態から並列状態に切替られた直後のパルス幅Ｌは、パルス幅Ｌの最小値となる。これにより、接続状態が直列から並列に切り替えられた場合であっても、コイルへの起磁力を徐々に上げることができる。
【００５７】
ステップＳ２３において、並列の場合にはＲＡＭ１４４に記憶されているパルス幅Ｌを１ｍｓだけ長くして更新する（ステップＳ２７）。並列の場合にも、次回に出力されるパルス幅を長くすることにより、ロータ１の回転トルクを上げることができる。尚、この処理が終了後は、再び駆動制御処理が繰り返し実行される。
【００５８】
ステップ２０において、ロータ１が正常に回転した場合には、制御部１４は、カウンタ値Ｍをインクリメントする（ステップＳ３１）。これにより、ロータ１の正常回転数をカウントすることができる。
次に制御部１４は、カウンタ値ＭがＭ＝３００であるかどうかを判定する（ステップＳ３２）。Ｍ＝３００の場合とは、ロータ１が正常に３００回転した場合を示す。
Ｍ＝３００の場合には、制御部１４はカウンタＭをＭ＝０にセットする（ステップＳ３３）。
次に、制御部１４は、接続状態が直列であるか並列であるかを判定し（ステップＳ３４）、直列の場合にはパルス幅Ｎを１ｍｓだけ短くして更新する（ステップＳ３５）。これにより、ロータ１の正常回転数３００を目処に、パルス幅が短く制御される。次回に出力されるパルス幅を短くすることにより、ロータ１の回転トルクを下げると共に、ロータ１の回転に必要な消費電力を下げることができる。
【００５９】
ステップＳ３４において、並列の場合にはパルス幅Ｌを１ｍｓだけ短くして更新する（ステップＳ３６）。並列の場合であっても、次回に出力されるパルス幅を短くすることにより、ロータ１の回転トルクを下げると共に、ロータ１の回転に必要な消費電力を下げることができる。
【００６０】
次に、パルス幅Ｌが所定の閾値Ｌｍｉｎよりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ３７）。尚、Ｌｍｉｎは、予め制御部１４において設定された、並列接続時のパルス幅Ｌのとり得る最小値をいう。
パルス幅Ｌが所定の閾値Ｌｍｉｎよりも大きい場合には、この処理を終了し、再び駆動制御処理が繰り返し実行される。
パルス幅Ｌが所定の閾値Ｌｍｉｎよりも小さい場合には、制御部１４は、接続切替部１７に指令を出して直列接続に切り替える（ステップＳ３８）。即ち、制御部１４は、所定の閾値Ｌｍｉｎを基準値としてコイル線同士の接続状態を並列接続から直列接続に切り替える。
【００６１】
尚、接続状態を並列状態から直列状態に切替た後は、再び駆動制御処理が繰り返し実行される。このため再度ステップＳにおいてＲＡＭ１４４から読み込むパルス幅Ｎは、以前に直列接続から並列接続に切り替えられた際にＮ＝Ｎｍａｘに更新されているものである。このため、並列接続から直列接続に切り替えられた直後であっても、直列接続時用の最大のパルス幅Ｎｍａｘでパルス信号の出力がなされる。従って、並列接続から直列接続に切り替えられた場合であっても、コイルへの起磁力を徐々に減少させることができる。
【００６２】
このように、接続切替部１７は、回転検出部３の検出結果に応じて、コイル線６１、６２同士の接続状態を切り替える。
この構成により、ロータ１の回転、非回転に応じて、コイル線６１、６２同士の接続状態を切り替えることができるので、ロータ１の回転状態に適した電流をコイル線６１、６２へ容易に供給することができる。これにより、ロータ１の回転状態に応じて、コイルの起磁力を適切に制御でき、ロータ１に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００６３】
また制御部１４は、コイル線６１、６２同士の接続状態に応じて、駆動コイル６への通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する。この構成により、コイル線６１、６２同士の接続状態に応じてパルス幅を変更することにより、ロータ１に必要とされる回転速度及び回転トルクの制御精度を上げることができる。
【００６４】
また制御部１４は、回転検出部３の検出結果とコイル線６１、６２同士の接続状態とに応じて、駆動コイル６への通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する。
この構成により、ロータが回転するために必要とされる回転トルク及び回転速度の制御精度を更に上げることができる。
【００６５】
一般的に、置時計や壁掛け時計などは、通常の腕時計などと比較して指針が長く形成されており、指針自体の重量も大きい。また、指針にかかる負荷も、１５分を示す位置にあるときに最小となり、４５分を示す位置にあるときに最大となる。このような負荷の変動は、置時計や壁掛け時計で特に大きいため、置時計や壁掛け時計の駆動源として、本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置１００を採用することにより、指針の負荷の変動に応じてロータ１に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができると共に、指針の制御精度を上げることができる。
【００６６】
また、近年、時刻情報を含む標準電波を受信して、標準電波の時刻情報に基づいて時刻の修正を自動で行う電波時計が知られている。このような電波時計には、時刻を修正するためのＣＰＵが内蔵されているため、このＣＰＵを本実施例に係るパルスモータ駆動装置１００の制御と併用することによって、電波時計へのパルスモータ駆動装置１００の採用についても容易である。
【００６７】
次に、通常運針処理における接続状態とパルス幅と平均消費電流との関係を説明する。図８は、通常運針処理における接続状態とパルス幅と平均消費電流との関係を表した表である。
例えば、前述した直列接続時用の最大のパルス幅Ｎｍａｘを３２ｍｓとし、並列接続時用の最小のパルス幅Ｌｍｉｎを１０ｍｓとすると、接続状態が直列から並列又は、並列から直列に切り替えられた場合であっても、平均消費電流を急激に変化させることなく、コイル線同士の接続状態を切り替えることができる。このため、接続状態を切り替えた場合であっても、コイルの起磁力を徐々に変化させることができ、ロータ１の急激な回転速度及び回転トルクの変動に伴う回転の不安定を防止できる。
【００６８】
次に、制御部１４が実行する早送り処理について説明する。図９は、制御部１４が実行する早送り処理の一例を示すフローチャートである。
早送りモードに設定された場合には、制御部１４は、接続切替部１７に信号を出力し、コイル線同士の接続状態を並列にする（ステップＳ４０）。並列接続にすることにより、コイルの起磁力を容易に上げることができる。
また、制御部１４は、早送り時用のパルス幅ＰをＲＡＭ１４４から読み出す（ステップＳ４１）。このパルス幅Ｐは、補正パルスと同じものとする。接続状態を並列にすることにより、直列時に比べてロータ１の回転速度を上げることができる。
また、制御部１４は、出力するパルス信号とパルス信号との間隔（パルス間隔）を、通常運針時よりも短く設定する（ステップＳ４２）。接続状態を並列にすることによって、直列に接続されているときに比べて、１回のパルス出力による運針が完了する時間が短くなるため、パルス間隔を短く設定できるようになる。
制御部１４は、上述したパルス幅に応じた駆動パルス信号Ｏ１、Ｏ２を出力する（ステップＳ４３）。
【００６９】
以上により、接続切替部１７は、設定されたモードが通常運針時の通常モードであるか又は指針を早送りする早送りモードであるかに応じて、コイル線６１，６２同士の接続状態を切り替える。この構成により、設定されたモードが通常モードである場合には、通常運針に適したコイル線同士の接続状態に切り替えることができ、早送りモードである場合には、指針を早送りするのに適したコイル線同士の接続状態に切り替えることができ、夫々のモード時に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００７０】
次に、コイル線６１、６２の抵抗値が異なる場合について説明する。
前述した場合と異なり、コイル線６１の抵抗値をＲ／４、コイル線６２の抵抗値を３Ｒ／４とする。電圧Ｖを印加する場合、コイル線６１、６２を直列接続した場合における電流値Ｉ１は、以下のように示される。
【００７１】
【数７】
2007278884.tif 000009
このように、直列接続の場合には、コイル線６１、６２の抵抗値が異なっている場合であっても、前述した式（２）における電流値と同一の値をとる。
並列接続した場合には、電流値Ｉ２は、以下のように示される。
【００７２】
【数８】
2007278884.tif 000010
このように、並列接続の場合には、前述した式（３）と異なる値をとる。
以下に、コイル線６１、６２の抵抗値が同一値であるＲ／２の場合と、Ｒ／４と３Ｒ／４との場合とで、駆動コイル６全体の抵抗値を比較した表を示す。
【００７３】
【表１】
2007278884.tif 000011
このように、直列接続した場合の駆動コイル６全体の抵抗値が同一値であっても、コイル線６１、６２同士の抵抗値が異なっていた場合には、並列接続時に抵抗値が変わる。上記の場合、コイル線６１、６２同士の抵抗値が異なる場合の方が、並列接続時の駆動コイル６全体の抵抗値は下がる。従って、駆動コイル６全体への電流供給量は、コイル線６１、６２同士の抵抗値が異なる場合の方が多いことを示す。従って、この場合の起磁力Ｆ2は、以下のように示される。
【００７４】
【数９】
2007278884.tif 000012
上記式（６）と比較してもわかるように、起磁力に関してもコイル線６１、６２同士の抵抗値が異なる場合の方が、大きな値をとる。
【００７５】
以上のように、複数のコイル線には、他のコイル線の抵抗値とは異なる抵抗値を有するコイル線が少なくとも１本含まれていることにより、互いに抵抗値の異なるコイル線同士の接続状態を変えることによって、コイル線に供給される電流量の可変範囲をより拡大することができる。従って、回転速度や回転トルクの可変範囲をより拡大することができる。具体的には、例えば互いに線径の異なるコイル線を採用する。もしくは、コイル線を巻回す回数を互いに異なるようにしてもよい。
【００７６】
次に、パルスモータの変形例について説明する。
図１０は、パルスモータの変形例の構成を示した図である。尚、変形例であるパルスモータ１１Ａの基本的な構成は、パルスモータ１１と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付与することにより説明を省略する。
【００７７】
パルスモータ１１Ａは、パルスモータ１１と異なり、コイル線６１、６２が巻回されるコイル板５が採用されておらず、ステータ２Ａに直接巻回されている。また、コイル線６１、６２は互いに異なる位置で巻回されている。このような構成を採用することもできる。
【実施例２】
【００７８】
次に、実施例２に係るパルスモータ駆動装置について説明する。
図１１は、実施例２に係るパルスモータ駆動装置１００Ａの構成を示した図である。尚、実施例２に係るパルスモータ駆動装置１００Ａの基本的な構成は、実施例１に係るパルスモータ駆動装置１００と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付与することにより説明を省略する。
【００７９】
図１１に示すように、パルスモータ駆動装置１００Ａは、選択接続切替部１７Ａを備える。
選択接続切替部（選択部、接続切替部）１７Ａは、所定の条件に応じて複数のコイル線６１、６２から通電されるコイル線を選択する。また、選択接続切替部１７Ａは、所定の条件に応じて選択されたコイル線同士の接続状態を切り替える。具体的には以下に述べる。
【００８０】
図１２は、選択接続切替部１７Ａの構成を示した図である。
選択接続切替部１７は、第１スイッチ１７１Ａと第２スイッチ１７２Ａとから構成される。第１スイッチ１７１Ａのみを接続することにより、コイル線６１のみに電流が流れ、コイル線６２には電流が流れない。第１スイッチ１７１Ａ及び第２スイッチ１７２Ａが接続状態の場合には、コイル線６１、６２が並列に接続される。このような構成により、選択接続切替部１７は、複数のコイル線６１、６２から通電されるコイル線が選択することができる。
尚、第２スイッチ１７２Ａのみを接続することにより、コイル線６２のみに電流が流れ、コイル線６１には電流が流れないようにしてもよい。
【００８１】
このような構成により、所定の条件に応じて複数のコイル線６１、６２から通電されるコイル線が選択され、選択されたコイル線同士の接続状態を切り替えることができるので、コイル線への電流の供給量を条件に応じて容易に変更することができる。これにより、ロータ１の回転速度や回転トルクの可変範囲を拡大すると共に、周囲の状況や負荷の変動に応じて、ロータ１に必要とされる回転速度や回転トルクを容易に変更することができる。
【００８２】
具体的には、選択接続切替部１７は、通常運針モードに設定されている場合には、コイル線６１にのみ電流が流れるようにし、早送りモードに設定されている場合には、コイル線６１、６２が並列に接続する。このような構成により、設定されたモードに応じて、通常運針又は早送り運針に適した、通電されるコイル線の選択、又は選択されたコイル線同士の接続状態に切り替えることができ、夫々のモード時に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００８３】
また、選択接続切替部１７は、通常運針モードに設定される場合であっても、ロータ１の回転、非回転に応じて、通電されるコイル線の選択及び選択されたコイル線同士の接続状態に切り替える。具体的には、選択接続切替部１７は、ロータ１が正常に回転している場合には、コイル線６１のみを通電させ、ロータ１が非回転の場合には、コイル線６１、６２同士の接続状態を並列接続にして通電させる。これにより、ロータ１の回転状態に応じて、コイルの起磁力を適切に制御でき、ロータ１に必要とされる回転トルク及び回転速度を容易に変更することができる。
【００８４】
また、制御部１４は、回転検出部３の検出結果と選択されたコイル線に応じて、駆動コイル６への通電を制御する駆動パルス信号のパルス幅を可変設定する。
具体的には、駆動コイル６のコイル線６１又は６２のみを通電している場合に、通電されているコイル線による起磁力を考慮して、ロータ１の回転、非回転によってパルス幅を変更し、コイル線６１、６２同士が並列接続されている場合にも、起磁力を考慮して、ロータ１の回転、非回転によってパルス幅を変更する。
これにより、回転検出部３の検出結果と選択されたコイル線とに応じて、パルス幅を変更することができるので、ロータが回転するために必要とされる回転トルク及び回転速度の制御精度を更に上げることができる。
【００８５】
また、コイル線６１、６２の抵抗値が互いに異なる場合に、選択接続切替部１７が所定の条件に応じて通電されるコイル線を選択することにより、コイル線に供給される電流量の可変範囲をより拡大することができる。従って、回転速度や回転トルクの可変範囲をより拡大することができる。例えば、上述したように、設定されたモードが通常運針モードの場合には、通常運針に適したコイル線を選択し、早送りモードに設定されている場合には、早送り運針に適したコイル線を選択する。また、ロータ１の回転、非回転によって通電されるコイル線を選択するようにしてもよい。また、選択されたコイル線に応じて、パルス幅を変更するようにしてもよい。
【００８６】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８７】
例えば、上記実施例において、回転検出部３は、ロータ１の回転により駆動コイル６に発生する誘起電流を検出することにより、ロータ１の回転状態を検出するが、このような構成に限られず、例えば、ロータ１の回転、非回転を検出するための検出用のコイルを駆動コイル６とは別に設けてもよい。
【００８８】
また、上記実施例１において、２本のコイル線６１、６２の接続状態を直列接続又は並列接続に切り替えるが、このような構成に限定されず、更に複数のコイル線を用いて接続状態を切り替えるようにしてもよい。例えば、コイル線３本を用いて、２本を並列接続し、これと残りの１本を直列接続するように、直列接続と並列接続とが混在するように接続状態を切り替えてもよい。これにより、更にコイル線同士の接続状態に応じて、ロータの回転速度及び回転トルクの制御精度を上げることができる。
【００８９】
また、上記実施例２においては、２本のコイル線６１、６２のうち１本のみを通電させる場合と、コイル線６１、６２を並列に接続して通電する場合とを切り替えるが、このような構成に限定されず、更に複数のコイルを用いて、その複数のコイルの中から、所定の条件に応じて通電するコイルを選択してもよい。例えば、コイル線３本を用いて、２本のみを直列又は並列に接続して、残りの１本については通電しないように構成してもよい。
【００９０】
また、上記実施例においては、早送りモード時に出力される一のパルス幅をＰとして説明したが、このような構成に限定されず、例えば、時刻修正時において出力されるパルス幅と、ストップウォッチ機能を作動させる場合のパルス幅と個別に予め設定しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施例に係るパルスモータの構成を示した図である。
【図２】本実施例に係る時計用パルスモータ駆動装置の構成を示した図である。
【図３】制御部のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図４】接続切替部の構成を示した模式図である。
【図５】コイル線同士の接続状態に応じた等価回路を示す回路図である。
【図６】制御部が実行する駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】制御部が実行する通常運針処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】通常運針処理における接続状態とパルス幅と平均消費電流との関係を表した表である。
【図９】制御部が実行する早送り処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】パルスモータの変形例の構成を示した図である。
【図１１】実施例２に係るパルスモータ駆動装置の構成を示した図である。
【図１２】選択接続切替部の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００９２】
１                  ロータ
２、２Ａ            ステータ
２ａ                円形孔
２ｂ、２ｃ          狭幅部
２ｄ、２ｅ          ノッチ
２ｐ、２ｑ          ステータ磁極
３                  回転検出部
４                  アラーム用指針
５                  コイル板
６                  駆動コイル
１１、１１Ａ        パルスモータ
１２                水晶発振器
１３                分周器
１４                制御部
１５                ドライバ
１６                モード切替部
１７                接続切替部
１７Ａ              選択接続切替部
１００、１００Ａ    パルスモータ駆動装置
１４１              インターフェース
１４２              ＣＰＵ
１４３              ＲＯＭ
１４４              ＲＡＭ
１７１、１７３      並列スイッチ
１７１Ａ            第１スイッチ
１７２              直列スイッチ
１７２Ａ            第２スイッチ
【図１】
2007278884.tif 000013
【図２】
2007278884.tif 000014
【図３】
2007278884.tif 000015
【図４】
2007278884.tif 000016
【図５】
2007278884.tif 000017
【図６】
2007278884.tif 000018
【図７】
2007278884.tif 000019
【図８】
2007278884.tif 000020
【図９】
2007278884.tif 000021
【図１０】
2007278884.tif 000022
【図１１】
2007278884.tif 000023
【図１２】
2007278884.tif 000024