(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バレル（１）と、そのバレル（１）内に収容されたぜんまい（１ａ）と、前記バレル（１）に機械的に連結された時間表示機構（５）と、前記バレル（１）に機械的に連結されて交流電圧（Ｕｇ）を発生する発電機（２）と、前記発電機（２）に接続されて前記交流電圧（Ｕｇ）から直流電圧（Ｕａ）を発生する整流器（４）と、前記直流電圧（Ｕａ）を供給されて、前記発電機の回転速度を基準速度（Ｖｃ）に調整する調整回路（６）とを有しており、前記調整回路（６）は、前記発電機が前記基準速度よりも高速で回転していることを感知して前記発電機（２）を電気的に制動する手段を設けている時計であって、前記発電機を制動する前記手段が、連続的な制動動作をこの発電機に適用するように構成されており、前記連続的な制動動作の頻度を表す測定を実施し、この測定の結果として駆動力残量の視覚表示を行うように構成された駆動力残量表示装置を備えていることを特徴とする時計。
【請求項２】
前記発電機はコイル（２ｂ）を有しており、この発電機を制動する前記手段は、半導体素子であって、前記調整回路（６）の制御下で前記コイル（２ｂ）を短絡させることができるように前記コイルの端子にその主要回路によって接続されているスイッチング機構（１０）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の時計。
【請求項３】
前記連続的な制動動作の頻度を表す前記測定が、前記発電機が制動される回数の測定であることを特徴とする請求項１または２に記載の時計。
【請求項４】
前記連続的な制動動作を表示する前記測定が、所定持続時間（Ｄ）の連続期間中のそれらの連続する制動動作を計数して、前記駆動力残量表示装置が、それらの連続期間を定めるための実施手段（８、１４）と、前記期間の各々の期間中に前記発電機が制動される回数を計数する手段（１３）とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の時計。
【請求項５】
前記調整回路（６）が時計用水晶発振器（７）と第１分周器（８）とを有している時計であって、所定持続時間の前記期間を定めるための前記手段が、前記第１分周器（８）の出力部に接続された他の分周器（１４）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の時計。
【請求項６】
計数のための前記手段が、前記所定持続時間（Ｄ）中に前記半導体素子（１０）が前記コイル（２ｂ）を短絡させる回数を計数するために、前記半導体素子の制御グリッドに接続されているカウンタ（１３）を備えていることを特徴とする請求項２の従属請求項である請求項４または５に記載の時計。
【請求項７】
前記カウンタ（１３）が、前記連続期間の各々の期間中の前記カウンタの状態を記憶する記憶回路（１５）に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子時計の駆動力残量を表示するための装置に関するものである。特に、本発明は、巻き上げバレルぜんまい機構によって駆動される発電機によって電気エネルギを発生するようにした電子時計用のそのような装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
長年にわたって、駆動力残量表示用の装置を備えた機械式時計が知られており、この装置は一般的に様々な方法で機能し、そのような時計を動作させるエネルギ源である時計のぜんまいを収容しているバレルと共に巻き上げ装置にも連結されている。その場合、そのような装置の表示機構は、バレルの巻き上げ中に一方向へ、ぜんまいが巻き戻されて時計が動く時と反対方向へ駆動される。
【０００３】
駆動力残量を表示するそのような装置は、巻き上げバレルぜんまい機構に連結されるとともに、水晶発振器によって調整される電子計時回路に給電するようにされた発電機を有する電子時計に用いることができる。
【０００４】
しかし、そのような用途では、電子手段に比し、残量を表示するための従来機構は複雑で大型になる。電子回路を用いて駆動力残量を表示すれば、相当に簡単にすることが可能であるはずである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、バレルの巻き上げゼンマイによって駆動される発電機から電気エネルギを得ており、その発電機によって時計の動作の調整も行うことができるようにした電子時計の駆動力残量を申し分のない明確な方法で表示するための簡単で有効な解決策を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バレルと、そのバレル内に収容されたぜんまいと、前記バレルに機械的に連結された時間表示機構と、前記バレルに機械的に連結されて交流電圧を発生する発電機と、その発電機に接続されて前記交流電圧から直流電圧を発生する整流器と、その直流電圧を供給されて現在時間の正確な表示に対応した回転速度を前記表示機構に与えるように前記発電機の速度を調整する調整回路とを有している。その調整回路は、前記発電機が時間の正確な表示を確実に行うように回転すべき速度よりも高速で回転していることを感知して前記発電機を短絡させて制動するスイッチング機構を備えている。本発明は、さらに、所定持続時間の連続した期間を定める手段と、その期間の間に前記発電機を前記スイッチング機構で制動する回数を計数する手段と、この計数結果の関数として駆動力残量の視覚表示を行うディスプレイ手段とを備えている。
制動する回数を計測するのではなく、制動する間隔を計測するのも本発明である。
【０００７】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下に一例として示されているにすぎない本発明の説明から明らかになるであろう。
【０００８】
本発明による時計の全般的な概要図を表す図１を参照することにする。この時計の発電機の回転速度を制御する調整回路に関する部分についてはここでは詳細に説明しないが、本出願の出願人の名前で出願されているスイス特許出願第ＣＨ６８６，３３２号の説明を読めば、当業者にはこの制御装置を容易に考えることができるであろう。しかし、本発明を理解しやすくするため、この機構の主要素子及びこの調整回路の機能については簡単に説明する。
【０００９】
本発明による駆動力残量を表す装置を備えた時計は、時計技術では一般的な形式である、機械的または自動的に巻き上げることができるぜんまい１ａをバレル１に収容して形成されている機械式エネルギ源を有している。
バレル１は、点線で示されている歯車装置３を介して発電機２のロータ２ａに機械的に連結されている。
【００１０】
発電機２は、ロータ２ａが回転駆動された時に交流電圧Ｕｇを端子Ｂ１及びＢ２に発生するコイル２ｂを備えており、このロータは、図１に矢印で示されている磁界を発生する永久磁石を備えていて、コイル２ｂに結合されている。
コイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２は整流器４に接続されており、整流器の出力端子４ａ及び４ｂには、交流電圧Ｕｇから得られた直流電圧Ｕａが生じて、時計の幾つかの電子回路へ供給される。
【００１１】
針５または他の従来型の機械的な時間表示手段が歯車装置３に連結されて、現在時間やおそらくは日付及び曜日または別の時間情報を表示できるようになっている。
針５の回転速度は、この値を基準速度Ｖｃに調整する調整回路６によって一定の平均値に維持される。
上記引用の特許出願に記載されているように、調整回路６を構成する素子は、時間を正確に表示するのに必要な速度で針５が回転するように、ロータ２ａの回転速度を調整できるように構成されている。この基準速度Ｖｃは、例えば毎秒４回転である。
【００１２】
調整回路６は、時計用水晶によって安定化された発振器７と、この水晶の周波数をｎ型ＭＯＳトランジスタ等の半導体素子１０のゲートを制御する機能ブロック９で使用できる値に変化させる分周器８とを備えている。
半導体素子１０は、発電機２のコイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２に接続されている。従って、この半導体素子が導通した時、このコイルを短絡させ、これによって発電機２の回転移動の制動効果が得られる。
【００１３】
上記の幾つかの素子の機能的特徴と共に構造的特徴は以下の通りである。
ａ）コイル２ｂが半導体素子１０によって短絡されていない場合、バレルぜんまい１ａがほぼ完全に巻き戻されているのでない限り、ロータ２ａの平均回転速度は基準速度Ｖｃより高速である。
ｂ）コイル２ｂが短絡されている場合、この平均回転速度は基準速度Ｖｃより低速であり、またバレルぜんまい１ａが完全に巻き上げられ、それが与えるトルクが最大である時でもそうである。
【００１４】
さらに、本発明の構想の範囲内において、以上に簡単に説明した素子及び機能は、発電機の回転速度が上記のように正確に調整されるようになっていれば、上記引用の特許出願に記載されているもの以外の構成とすることもできるのはいうまでもない。この調整は、発電機２のコイル２ｂの短絡を繰り返すことによる発電機２の連続的な制動動作を介して（針５による時間の正確な表示によって決定される）必要な基準速度Ｖｃに相関させて行われる。
【００１５】
機能ブロック９と半導体素子１０のゲートとの間の導線１１を流れる制御制動信号ＳＦは論理形式であり、図示の例において、時計が遅い、すなわちロータ２ａの平均速度が基準速度Ｖｃより低速である時、この信号の論理状態が「０」であるとする。この状態では、素子すなわちトランジスタ１０はオフ状態にあって、ロータ２ａは制動されない。
【００１６】
反対に、時計が速すぎる、すなわちロータ２ａの平均速度が基準速度Ｖｃより高速である時、調整回路６はそれを検知して、制御制動信号ＳＦが、コイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２における電圧Ｕｇの各交替、例えば正の交替の開始時に始まる一定長さのパルスで形成される。制御信号ＳＦのこれらのパルスの各々の間、この信号は状態「１」にあるため、トランジスタ１０が導通してロータ２ａが制動される。
【００１７】
コイル２ｂの端子Ｂ１及びＢ２に与えられる交流電圧Ｕｇに関する情報は導線１２を介して機能ブロック９へ送られる。
本発明は、導線１１を流れる制動信号ＳＦ、言い換えるとロータ２ａを制動する頻度がぜんまい１の巻き上げ状態の程度を表すという見解に基づいている。実際に、バレルぜんまいが完全に巻き上げられている時、すなわち駆動力残量が最大である時、それが発生するトルクが最大になる。このような状態では、ロータは基準速度Ｖｃより高速で回転する傾向を持っており、従って電圧Ｕｇの各周期の開始時に制動しなければならない。
【００１８】
バレルぜんまい１ａの巻き戻し中は、それが与えるモータトルクが順次減少する結果、ロータを制動する頻度が低くなり、徐々にその速度が基準速度Ｖｃより高くなる頻度が低くなり、やがてそれをまったく制動する必要がなくなる。従って、これは、駆動力残量が使い尽くされて、ユーザがぜんまい１ａを巻かなければ時計が停止することを表している。
【００１９】
本発明によれば、このように駆動力残量を表す装置には、所定長さの一定の連続期間中に連続制動動作を計数して、これらの連続期間中に発生した制動動作回数からディスプレイ信号を生じる手段が設けられている。これらの手段の実施形態の１つをここで詳細に説明する。
【００２０】
制御制動信号ＳＦをトランジスタ１０へ送る機能ブロック９の導線１１が、この信号のパルス数を計数するためのカウンタ１３に接続されている。このため、カウンタの計数入力部Ｃが導線１１に接続されている。また、ゼロリセット入力部Ｒは、所定持続時間の連続期間を定める分周器１４の出力部Ｑに接続されている。本例では、この分割器１４の入力部が分周器８の出力部に接続されて、その分周器８の出力周波数をさらに分割できるようになっている。
【００２１】
例えば従来型のラッチ回路で形成されたメモリ１５はその入力部Ｅ１〜Ｅ４にカウンタ１３の出力部、ここでは出力部Ｑ９〜Ｑ１２に接続されている。このメモリのクロック入力部Ｃが分周器１４の出力部Ｑに接続されている。メモリ１５の出力部Ｑ１〜Ｑ４はそれぞれデコーダ１６の入力部Ｅ１〜Ｅ４に接続されており、デコーダの出力部、ここではＳ１〜Ｓ９はそれぞれディスプレイ手段、すなわちディスプレイ１７の入力部Ｅ１〜Ｅ９に接続されている。
【００２２】
本例では、分周器８の出力信号の周期が２５０ｍｓである。もちろん、これに限定されるものではない。分周器１４の分割比は２０４８であり、このため５１２秒毎に出力部にパルスを発生する（図２を参照）。このように、この信号はトランジスタ１０がコイル２ｂを短絡する回数を計数する所定期間を設定する。
【００２３】
計数期間の持続時間全体にわたってロータ２ａが基準速度Ｖｃよりも過度に高速で回転して、電圧Ｕｇの各周期の開始時に制動される（これは、ぜんまいが巻き戻され始めたばかりであることを意味する）と仮定した時、制御信号ＳＦのパルス数は２０４８を越える。このため、カウンタ１３はそれより大きい容量を備えていなければならず、このカウンタに４０９６の最低必要容量を与える予備のフリップフロップが必要である。
【００２４】
図２は、幾つかの重要な信号を時間の関数として表す線図によって、以上に記載した駆動力残量を表す装置の機能の仕方を説明している。
曲線ａ）は、分周器１４の出力信号を示している。この信号は、ここでは５１２秒に等しく選択された持続時間Ｄの期間を表している。
曲線ｂ）は、カウンタ１３の計数入力部に加えられる信号ＳＦを示しており、この図は説明のために比較的離れた２つの計数期間を示しており、各期間中のパルス数が互いに異なっていることが理解されよう。このようにして、ぜんまいの巻き上げが強い状態及び弱い状態の２つの機能段階を考慮に入れている。
曲線ｃ）は、図示の２つのそれぞれの期間中のカウンタ１３の内容を表しており、曲線ｄ）は、先行の計数期間の情報を毎回保存し、導線１８（図１）に沿って送られるリセット信号によって各計数期間の終了時にゼロにリセットされるメモリ１５の出力を示している。
【００２５】
図３は、ディスプレイ手段１７の幾つかの実施形態を示している。図面はａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）のディスプレイでメモリ１５の出力の瞬間値を、それぞれ目盛りなしの表示（ａ）、または例えば１２時間間隔の目盛り付き表示（ｂ）、ｃ）、及びｄ））示している。これらのディスプレイ装置を設ける方法は多数あり、当業者であればそれらを考える方法を容易に知ることができることは理解されるであろう。例えば、時計の文字盤Ｃに開口Ｇを設けて、その背後でデコーダ１６から制御信号を受け取る小型アクチュエータ（図示せず）が色付きのストリップを動作させて移動させるようにしてもよい。変更例として、一連の発光ダイオードを用いてもよい。
【００２６】
図３のｅ）及びｆ）には別の２変更例が示されており、一方は駆動力残量を時間単位で視覚表示する液晶ディスプレイＣＬを有しており、他方では幾つかの開口Ｏが例えば１２時間の期間単位で目盛られた目盛りを形成している。各開口の背後に発光ダイオードを設けて、デコーダ１６の出力で適当に制御されるようにしてもよい。
【００２７】
ディスプレイ１７の分解能は特に限定されず、例えば図３のｂ）、ｃ）、ｄ）及びｆ）に示されているように所定時間数の期間でも、ｅ）のように１時間単位でもよく、あるいは唯一の表示器を必要とするか否かによっても図示されていない変更形にすることもできる。当業者であれば、メモリ１５、デコーダ１６及びディスプレイ１７を本発明の構想の範囲内にあるこれらの様々なディスプレイ方式に容易に合わせることができるであろう。
特に、分解能の増加はメモリ１５の容量の増加を伴うことは明らかである。
【００２８】
前述したように、上記引用のスイス特許出願第ＣＨ６８６，３３２号に記載されているものとは異なった方法で素子及び機能を実施することもできる。このため、駆動力残量を決定するために、前述したように固定的な所定持続時間中のこのパルス数を計数する代わりに、個々の制動パルスＳＣが発生する間隔の持続時間を測定することも同様に可能であり、そのことも本発明の構想の範囲内にあることは理解されるであろう。この場合、２つの連続パルスの間隔の持続時間が短い時、すなわち制動が頻繁に行われている時には、駆動力残量が多く、この持続時間が長い時には残量が少ない。
【００２９】
メモリ１５がカウンタ１３の出力情報の上位の一定ビット数を、例えば図１に示されているように上位の４ビットだけを記憶することも可能である。このような状態では、ディスプレイ１７上に１６個の情報を表示することが理論的に可能になる。これは一般的にこの目的には余剰であると考えられ、時計のユーザにそれの駆動力予備状態を有益に知らせるのにはせいぜい９までの情報数で十分であろう。
【００３０】
さらに、本発明による装置は、ある程度まで時計の機械的状態をユーザに知らせることができることにも注目する必要がある。例えば、ユーザがぜんまいを完全に巻き上げてもディスプレイ１７が最高残量目盛りに達することができない場合、これは例えば時計の修理が必要で、新しく注油すべきであることを意味することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による時計の全般的な概要図である。
【図２】  上記実施形態による時計の機能を説明する時間線図である。
【図３】  本発明による時計に使用できるディスプレイ装置の幾つかの実施形態を示している。
【符号の説明】
１  バレル
１ａ  ぜんまい
２  発電機
４  整流器
５  時間表示機構
６  調整回路
８、１４  分周器
１０  スイッチング機構
１３  カウンタ
１７  ディスプレイ手段
【図１】
0003925962.tif 000002
【図２】
0003925962.tif 000003
【図３】
0003925962.tif 000004