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步进达控制装置、机芯、钟表和步进马达控制方法

申请号 CN202210237840.4 申请日 2022-03-11 公开(公告)号 CN115085602A 公开(公告)日 2022-09-20
申请人 精工时计株式会社; 发明人 加藤一雄; 井桥朋宽; 佐久本和实; 奥村朗人;
摘要 本 发明 将 指针 的 位置 的检测 电路 的构成简化。步进 马 达控制装置具备:驱动部,其是具有 转子 和线圈的步进马达的驱动电路,具备供给第1 电流 的第1驱动电路和供给第2电流的第2驱动电路;控制部,其将用于使转子每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使转子摆动的摆动脉冲输出至驱动部;轮系,其包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的转子的旋转的步数为奇数的负载 齿轮 ,将旋转 力 从转子传递至指针; 电压 检测部,其检测在转子振动的情况下在线圈的第1端部和第2端部中的一个端部产生的感应电压;以及判定部,其基于电压检测部所检测到的结果而判定由于负载齿轮的负载齿和与负载齿轮 啮合 的齿 接触 而导致转子受到的机械负载。
权利要求

1.一种步进达控制装置,其具备:
驱动部,其是对具备使指针旋转的转子和产生用于使所述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路,具备供给沿从所述线圈的第1端部至第2端部的方向流动的第1电流的第1驱动电路和供给沿从所述第2端部至所述第1端部的方向流动的第2电流的第2驱动电路;
控制部,其将用于使所述转子每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使所述转子摆动的摆动脉冲输出至所述驱动部;
轮系,其包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的所述转子的旋转的步数为奇数的负载齿轮,将旋转从所述转子传递至所述指针;
电压检测部,其检测在所述转子振动的情况下在所述线圈的所述第1端部和所述第2端部中的一个端部产生的感应电压;以及
判定部,其基于所述电压检测部所检测到的结果而判定由于所述负载齿轮的负载齿和与所述负载齿轮啮合的齿接触而导致所述转子受到的机械负载。
2.根据权利要求1所述的步进马达控制装置,其中,
所述轮系具备:第1轮,其以与所述指针的速度一致的角速度旋转;第2轮,其具有与所述第1轮的齿轮啮合的小齿轮和所述负载齿轮;以及第3轮,其具有与所述第2轮的所述负载齿轮啮合的小齿轮和与所述转子啮合的齿轮。
3.根据权利要求2所述的步进马达控制装置,其中,
所述第2轮旋转1圈的所述转子的旋转的步数为奇数。
4.根据权利要求2所述的步进马达控制装置,其中,
所述第2轮的齿数为奇数。
5.根据权利要求2至权利要求4中的任一项所述的步进马达控制装置,其中,所述第1轮的齿轮具备旋转负载与其它齿不同的负载齿,
所述判定部分别判定作为由于所述第2轮的小齿轮与所述第1轮的负载齿接触而导致所述转子受到的机械负载的第1负载、和作为由于所述第3轮的小齿轮与所述第2轮的负载齿接触而导致所述转子受到的机械负载的第2负载。
6.根据权利要求1所述的步进马达控制装置,其中,
所述步进马达具备多个所述线圈,
所述驱动部具备分别与多个所述线圈对应的所述第1驱动电路和所述第2驱动电路的组。
7.根据权利要求1所述的步进马达控制装置,其中,
所述判定部通过基于以往检测到的所述感应电压的检测周期而对所述电压检测部所检测到的结果进行插补来判定应当检测到所述感应电压的定时。
8.一种步进马达控制装置,其具备:
驱动部,其具备对具备使指针旋转的转子和产生用于使所述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路;
控制部,其将用于使所述转子旋转的驱动脉冲和用于使所述转子摆动的摆动脉冲输出至所述驱动部;
轮系,其包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿的负载齿轮,将旋转力从所述转子传递至所述指针;
电压检测部,其检测在所述转子振动的情况下在所述线圈中产生的感应电压;以及判定部,其基于所述电压检测部所检测到的结果而判定由于所述负载齿轮的负载齿和与所述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致所述转子受到的机械负载,并且通过基于以往检测到的所述机械负载的检测周期而对所述电压检测部所检测到的结果进行插补来判定应当检测到所述机械负载的定时。
9.一种机芯,其具备:
根据权利要求1或权利要求8所述的步进马达控制装置;和
所述步进马达。
10.一种钟表,其具备根据权利要求9所述的机芯。
11.一种步进马达控制方法,
针对作为对具备使指针旋转的转子和产生用于使所述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路、且具备供给沿从所述线圈的第1端部至第2端部的方向流动的第1电流的第1驱动电路和供给沿从所述第2端部至所述第1端部的方向流动的第2电流的第2驱动电路的驱动部,将用于使所述转子每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使所述转子摆动的摆动脉冲输出至所述驱动部,
检测在所述转子振动的情况下在所述线圈中产生的感应电压中的在所述线圈的所述第1端部产生的感应电压,
基于所述感应电压的检测结果而判定由于构成将旋转力从所述转子传递至所述指针的轮系的齿轮中的具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的所述转子的旋转的步数为奇数的负载齿轮的所述负载齿和与所述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致所述转子受到的机械负载。
12.一种步进马达控制方法,
针对具备对具备使指针旋转的转子和产生用于使所述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路的驱动部输出用于使所述转子旋转的驱动脉冲和用于使所述转子摆动的摆动脉冲,
检测在所述转子振动的情况下在所述线圈中产生的感应电压,
基于所述感应电压的检测结果而判定由于负载齿轮的负载齿和与所述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致所述转子受到的机械负载,
通过基于以往检测到的所述机械负载的检测周期而对所述感应电压的检测结果进行插补来判定应当检测到所述机械负载的定时。

说明书全文

步进达控制装置、机芯、钟表和步进马达控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及步进马达控制装置、机芯、钟表和步进马达控制方法。

背景技术

[0002] 从前,提出了将使具有弹性变形的齿的齿轮旋转时的旋转负载的变化作为在步进马达的驱动线圈中产生的感应电压的变化而检测、从而检测齿轮的旋转位置的技术(例如,参照专利文献1)。
[0003] 在先技术文献专利文献
专利文献1:日本特开2019‑124681号公报

发明内容

[0004] 发明要解决的课题依据如专利文献1中记载那样的从前技术,产生如下的问题:如果要正确地检测齿轮的旋转负载的变化,则有时检测电路的构成成为复杂构成。
[0005] 本发明鉴于这样的状况而作出,其目的在于,将指针的位置的检测电路的构成简化。
[0006] 用于解决课题的方案(1)本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置具备:驱动部,其是对具备使指针旋转的转子和产生用于使前述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路,具备供给沿从前述线圈的第1端部至第2端部的方向流动的第1电流的第1驱动电路和供给沿从前述第2端部至前述第1端部的方向流动的第2电流的第2驱动电路;控制部,其将用于使前述转子每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使前述转子摆动的摆动脉冲输出至前述驱动部;轮系,其包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的前述转子的旋转的步数为奇数的负载齿轮,将旋转从前述转子传递至前述指针;电压检测部,其检测在前述转子振动的情况下在前述线圈的前述第1端部和前述第2端部中的一个端部产生的感应电压;以及判定部,其基于前述电压检测部所检测到的结果而判定由于前述负载齿轮的负载齿和与前述负载齿轮啮合的齿接触而导致前述转子受到的机械负载。
[0007] (2)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述轮系具备:第1轮,其以与前述指针的速度一致的角速度旋转;第2轮,其具有与前述第1轮的齿轮啮合的小齿轮和前述负载齿轮;以及第3轮,其具有与前述第2轮的前述负载齿轮啮合的小齿轮和与前述转子啮合的齿轮。
[0008] (3)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述第2轮旋转1圈的前述转子的旋转的步数为奇数。
[0009] (4)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述第2轮的齿数为奇数。
[0010] (5)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述第1轮的齿轮具备旋转负载与其它齿不同的负载齿,前述判定部分别判定作为由于前述第2轮的小齿轮与前述第1轮的负载齿接触而导致前述转子受到的机械负载的第1负载、和作为由于前述第3轮的小齿轮与前述第2轮的负载齿接触而导致前述转子受到的机械负载的第2负载。
[0011] (6)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述步进马达具备多个前述线圈,前述驱动部具备分别与多个前述线圈对应的前述第1驱动电路和前述第2驱动电路的组。
[0012] (7)在本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置中,前述判定部通过基于以往检测到的前述感应电压的检测周期而对前述电压检测部所检测到的结果进行插补来判定应当检测到前述感应电压的定时。
[0013] (8)本发明的一个形态所涉及的步进马达控制装置具备:驱动部,其具备对具备使指针旋转的转子和产生用于使前述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路;控制部,其将用于使前述转子旋转的驱动脉冲和用于使前述转子摆动的摆动脉冲输出至前述驱动部;轮系,其包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿的负载齿轮,将旋转力从前述转子传递至前述指针;电压检测部,其检测在前述转子振动的情况下在前述线圈中产生的感应电压;以及判定部,其基于前述电压检测部所检测到的结果而判定由于前述负载齿轮的负载齿和与前述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致前述转子受到的机械负载,并且通过基于以往检测到的前述机械负载的检测周期而对前述电压检测部所检测到的结果进行插补来判定应当检测到前述机械负载的定时。
[0014] (9)本发明的一个形态所涉及的机芯具备上述的步进马达控制装置和前述步进马达。
[0015] (10)本发明的一个形态所涉及的钟表具备上述的机芯。
[0016] (11)本发明的一个形态所涉及的步进马达控制方法针对作为对具备使指针旋转的转子和产生用于使前述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路、且具备供给沿从前述线圈的第1端部至第2端部的方向流动的第1电流的第1驱动电路和供给沿从前述第2端部至前述第1端部的方向流动的第2电流的第2驱动电路的驱动部,将用于使前述转子每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使前述转子摆动的摆动脉冲输出至前述驱动部,检测在前述转子振动的情况下在前述线圈中产生的感应电压中的在前述线圈的前述第1端部产生的感应电压,基于前述感应电压的检测结果而判定由于构成将旋转力从前述转子传递至前述指针的轮系的齿轮中的、具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的前述转子的旋转的步数为奇数的负载齿轮的前述负载齿和与前述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致前述转子受到的机械负载。
[0017] (12)本发明的一个形态所涉及的步进马达控制方法针对具备对具备使指针旋转的转子和产生用于使前述转子旋转的磁通的线圈的步进马达进行驱动的电路的驱动部输出用于使前述转子旋转的驱动脉冲和用于使前述转子摆动的摆动脉冲,检测在前述转子振动的情况下在前述线圈中产生的感应电压,基于前述感应电压的检测结果而判定由于负载齿轮的负载齿和与前述负载齿轮啮合的其它齿轮的齿接触而导致前述转子受到的机械负载,通过基于以往检测到的前述机械负载的检测周期而对前述感应电压的检测结果进行插补来判定应当检测到前述机械负载的定时。
[0018] 发明的效果依据本发明,能够将指针的位置的检测电路的构成简化。
附图说明
[0019] 图1是第1实施方式所涉及的钟表的外观图。
[0020] 图2是第1实施方式所涉及的机芯表侧的俯视图。
[0021] 图3是示出第1实施方式所涉及的负载齿轮的一个示例的图。
[0022] 图4是示出第1实施方式所涉及的钟表的功能构成的一个示例的图。
[0023] 图5是示出第1实施方式所涉及的指针驱动部的构成的一个示例的图。
[0024] 图6是示出第1实施方式中的摆动脉冲和驱动脉冲的一个示例的图。
[0025] 图7是示出第1实施方式中的在负载齿与小齿轮啮合的情况下的振动和在标准齿与小齿轮啮合的情况下的振动的一个示例的图。
[0026] 图8是示出第1实施方式中的步进马达控制装置的动作的一个示例的流程图
[0027] 图9是示出本实施方式的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。
[0028] 图10是示出变形例中的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。
[0029] 图11是示出第2实施方式所涉及的钟表的功能构成的一个示例的图。
[0030] 图12是示出本实施方式中的负载检测结果的一个示例的图。
[0031] 图13是示出依据比较例的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。
[0032] 图14是示出依据比较例的负载变动的产生定时的一个示例的图。
[0033] 图15是示出依据比较例的转子的组装方式与负载变动的产生定时的关系的一个示例的图。
[0034] 图16是示出在依据比较例的2线圈马达的情况下的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。

具体实施方式

[0035] 以下,基于附图而说明本发明的实施方式。此外,在以下的说明中,对具有相同或类似功能的构成赋以相同符号。而且,有时省略那些构成的重复说明。
[0036] [第1实施方式]首先,对通过在步进马达的驱动线圈中产生的感应电压来检测齿轮的旋转位置的技术的概要进行说明。接着,对将检测在驱动线圈中产生的感应电压的电路简化的技术进行说明。
[0037] [齿轮的旋转位置检测]一般而言,将包括钟表的驱动部分的机械体称为“机芯”。将如下的状态称为钟表的“成品”:将表盘、针安装于该机芯,并放入至钟表壳中,成为完成品。将构成钟表的基板主板的两侧中的存在钟表壳的玻璃的一侧(即,存在表盘的一侧)称为机芯的“背侧”。另外,将主板的两侧中的存在钟表壳的壳后盖的一侧(即,与表盘相反的一侧)称为机芯的“表侧”。
[0038] 图1是第1实施方式所涉及的钟表的外观图。
[0039] 如图1中示出那样,本实施方式的钟表1的成品在由未图示的壳后盖和玻璃3组成的钟表壳2内具备机芯4(钟表用机芯)、具有刻度的表盘5、时针6(指针)、分针7以及秒针8。
[0040] 图2是第1实施方式所涉及的机芯表侧的俯视图。
[0041] 如图2中示出那样,机芯4具备主板11、第1马达20A、第2马达20B、第1轮系组30以及第2轮系组50。主板11构成机芯4的基板。
[0042] [轮系的构成]如图2中示出那样,第1马达20A和第2马达20B是分别具有定子21和转子22的步进马达。第1马达20A和第2马达20B中的各个以1步使转子22旋转180°。第1马达20A产生使时针
6(参照图1)旋转的动力。第2马达20B产生使分针7和秒针8(任一都参照图1)旋转的动力。在第1马达20A和第2马达20B各自的转子22,形成有小齿轮。
[0043] 第1轮系组30具有基于第1马达20A的转子22的旋转而旋转的齿轮。第1轮系组30具备将第1马达20A的转子22的旋转传递至时针6(参照图1)的时针轮系31。
[0044] 此外,在钟表1具备24小时针或日历功能的情况下,第1轮系组30也可以具备将第1马达20A的转子22的旋转传递至24小时针或日历的日期轮的日历轮系。省略日历轮系的详细说明。
[0045] 时针轮系31具有第3轮32、第2轮33以及第1轮34。
[0046] 第3轮32被主板11(参照图2)能够旋转地支撑。第3轮32具有第3轮齿轮32a和第3轮小齿轮32b。第3轮齿轮32a与第1马达20A的转子22的小齿轮啮合。
[0047] 第2轮33被主板11能够旋转地支撑。第2轮33具有第2轮齿轮33a和第2轮小齿轮33b。第2轮齿轮33a与第3轮32的第3轮小齿轮32b啮合。第2轮33是相对于第3轮32的从动齿轮。
[0048] 第1轮34被主板11能够旋转地支撑。第1轮34具有第1轮齿轮34a。第1轮齿轮34a与第2轮33的第2轮小齿轮33b啮合。第1轮34是相对于第2轮33的从动齿轮。在第1轮34,安装有时针6(参照图1)。
[0049] 如图2中示出那样,第2轮系组50具有基于第2马达20B的转子22的旋转而旋转的齿轮。第2轮系组50具备将第2马达20B的转子22的旋转传递至秒针8和分针7(任一都参照图1)的表侧轮系51。表侧轮系51具备第1中间轮52、第2中间轮53、第3中间轮54以及第4中间轮55。
[0050] 此外,对于第2轮系组50的详细情况省略说明。
[0051] [负载齿轮的构成]图3是示出第1实施方式所涉及的负载齿轮的一个示例的图。
[0052] 如图3中示出那样,第2轮33具有弹性部65和多个齿60。
[0053] 多个齿60包括标准齿61和作为负载齿62的第1负载齿62A。标准齿61是多个齿60中的除了第1负载齿62A以外的所有齿。标准齿61是一般齿轮的齿,是以圆弧齿形或渐开线齿形、摆线齿形等形成的齿。第1负载齿62A分别是第2轮33所具有的多个齿60中的1个齿。第1负载齿62A以在使第2轮33旋转时不会与第3轮小齿轮32b等间隔地接触的方式配置于第2轮33的外周的单侧。第1负载齿62A通过被弹性部65支撑而能够弹性地位移地形成。
[0054] 每个负载齿62设有弹性部65。弹性部65是在顶端具有负载齿62并以能够挠曲变形的方式形成的悬臂梁。弹性部65具备具有第1负载齿62A的第1弹性部65A。第1弹性部65A是形成于第2轮33的第1狭缝67和第2狭缝68之间的部分。第1狭缝67在从与第1负载齿62A邻接的一个齿槽朝向径向方向内侧延伸之后,朝向周向方向的一侧延伸。第2狭缝68从与第1负载齿62A邻接的另一个齿槽沿着第1狭缝67延伸。由此,第1弹性部65A以大致一定的宽度伸展,以使顶端的第1负载齿62A沿径向方向位移的方式能够弹性变形地形成。
[0055] 在此,将多个标准齿61中的第1标准齿61A、第2标准齿61B如以下那样定义。第1标准齿61A相对于第1负载齿62A在第2轮33的正转方向N(既定旋转方向)的下游侧处相邻。第2标准齿61B相对于第1负载齿62A在正转方向N的上游侧处相邻。
[0056] 第1负载齿62A与第1标准齿61A的间隔比第1负载齿62A与第2标准齿61B的间隔更窄。第1负载齿62A与第1标准齿61A之间的齿槽的宽度比第3轮小齿轮32b的齿的齿厚更小。此外,相邻的一对齿60之间的齿槽的宽度是第2轮33的节距圆上的一对齿60之间的距离。齿
60的齿厚是第2轮33的节距圆上的齿60的厚度。由此,如果第3轮小齿轮32b的齿进入至第1负载齿62A与第1标准齿61A之间的齿槽,则与第1负载齿62A接触。第1负载齿62A与第2标准齿61B之间的齿槽的宽度比第3轮小齿轮32b的齿的齿厚更大。由此,第3轮小齿轮32b的齿能够不与第1负载齿62A接触就进入至第1负载齿62A与第2标准齿61B之间的齿槽。
[0057] 在此,对负载齿62的作用进行说明。此外,只要未在以下的说明中特别地记载,第2轮33就沿正转方向N旋转。第3轮小齿轮32b的齿从正转方向N的上游侧与第2轮33的各齿60接触。
[0058] 在卡合于第3轮小齿轮32b的齿60轮换至第1标准齿61A时,第3轮小齿轮32b的齿进入至第1标准齿61A与第1负载齿62A之间的齿槽。此时,第3轮小齿轮32b的齿在与第1标准齿61A接触前后与第1负载齿62A接触,使第1负载齿62A弹性地位移,以便扩大第1标准齿61A与第1负载齿62A之间的齿槽的宽度。由此,在时针轮系31中产生伴随着第1负载齿62A的弹性位移的能量损失。此后,如果卡合于第3轮小齿轮32b的齿60轮换至第1负载齿62A,则第1负载齿62A缓缓地朝向初始位置复位。而且,在卡合于第3轮小齿轮32b的齿60从第1负载齿62A轮换至第2标准齿61B时,第3轮小齿轮32b的齿在第1负载齿62A与第2标准齿61B之间的齿槽中从第1负载齿62A完全分离,第1负载齿62A复位至初始位置。
[0059] 此外,在后文中参照图7来描述小齿轮的齿与负载齿的啮合的详细情况。
[0060] 如上述那样,在第2轮33的第1负载齿62A与第3轮小齿轮32b接触时,在时针轮系31中产生能量损失。如果在时针轮系31中产生能量损失,则第1马达20A的转子22所受到的负载变动。由此,负载齿62能够对转子22所受到的负载赋予变动。因此,只有当在第2轮33的第1负载齿62A与第3轮小齿轮32b接触的情况下的转子22的1步旋转时,才会产生负载变动。此外,负载齿62所赋予的负载的变动与在标准齿61与第3轮小齿轮32b接触时的负载不同即可。以下,有时将转子22所受到的负载称为旋转负载。
[0061] 另外,第1轮34具有与第2轮33同样的构成。即,第1轮34具备与第2轮33的标准齿61对应的标准齿61a(未图示)和与第2轮33的负载齿62对应的负载齿62a(未图示)。
[0062] 即,第1轮34的齿轮具备旋转负载与其它齿不同的负载齿。
[0063] 在以下的说明中,也将第2轮33称为第2负载齿轮,也将第1轮34称为第1负载齿轮。
[0064] [钟表的功能构成]图4是示出第1实施方式所涉及的钟表的功能构成的一个示例的图。参照该图并同时对钟表1的功能构成进行说明。钟表1具备振荡电路101、分频电路102、控制电路103、判定电路104、电压检测电路105、马达驱动电路106、步进马达107、钟表壳2、机芯4、时针6、分针
7、秒针8以及日期窗5a。
[0065] 以后,也将振荡电路101、分频电路102、控制电路103、判定电路104、电压检测电路105以及马达驱动电路106统称地记载为步进马达控制装置100。另外,也将步进马达控制装置100和步进马达107记载为指针驱动部110。
[0066] 即,机芯4具备步进马达控制装置100和步进马达107。此外,上述的第1马达20A和第2马达20B是步进马达107的一个示例。
[0067] 振荡电路101产生具有既定频率信号,将所产生的信号输出至分频电路102。分频电路102对从振荡电路101输入的信号进行分频而产生成为计时基准的钟表信号,将所产生的钟表信号输出至控制电路103。控制电路103基于从分频电路102输入的钟表信号等而将控制信号输出至钟表1的各部分并控制钟表1的各部分的动作。
[0068] 马达驱动电路106从控制电路103取得控制信号,基于所取得的控制信号而对步进马达107进行驱动。在所取得的控制信号是驱动脉冲的情况下,步进马达107由马达驱动电路106驱动,经由轮系使时针6、分针7、秒针8旋转。在所取得的控制信号是摆动脉冲的情况下,步进马达107由马达驱动电路106驱动,使转子摆动。
[0069] 在步进马达107的转子振动(摆动)的情况下,电压检测电路105检测在线圈中产生的感应电压。电压检测电路105将所检测到的感应电压输出至判定电路104。
[0070] 判定电路104基于由电压检测电路105检测到的感应电压的值而判定步进马达107所具备的转子所受到的机械负载。例如,判定电路104基于电压检测电路105所检测到的电压值是否超过既定阈值而判定转子所受到的机械负载。
[0071] [指针驱动部的构成]图5是示出第1实施方式所涉及的指针驱动部110的构成的一个示例的图。
[0072] 步进马达107具备定子201、转子202、转子容纳用贯通孔203、内槽口204、内槽口205、外槽口206、外槽口207、磁芯208以及线圈209。以后,也将转子容纳用贯通孔203记载为转子用贯通孔。
[0073] 磁芯208是由磁性材料制作的部件,与定子201的两端接合。线圈209缠绕于磁芯208,一端连接至端子OUT1,另一端连接至端子OUT2。线圈209通过驱动电流i流动来产生磁通。定子201是由磁性材料制作的部件。定子201对转子202赋予线圈209所产生的磁通。
[0074] 转子202以圆柱状形成,相对于形成于定子201的转子容纳用贯通孔203以能够旋转的状态插入。即,步进马达107具备设有转子容纳用贯通孔203的定子201、能够旋转地配设于转子容纳用贯通孔203内的转子202以及设于定子201的线圈209。另外,转子202由于被磁化而具有N极和S极。在以下的说明中,也将转子202的从S极朝向N极的轴称为磁极轴A,也将磁极轴A的从S极朝向N极的方向称为磁极轴A的正方向(或仅称为磁极轴A的方向)。
[0075] 转子202通过沿正转方向旋转来经由轮系使指针顺时针地旋转,通过沿逆转方向旋转来经由轮系使指针逆时针地旋转。即,转子202使指针沿顺时针地旋转的正转方向以及使指针沿作为与正转方向相反的方向的逆转方向旋转。
[0076] 内槽口204和内槽口205是形成于转子容纳用贯通孔203的壁面的切口,决定转子202相对于定子201的停止位置。即,例如,在线圈209未被励磁的情况下,转子202静止于磁极轴与将内槽口204和内槽口205连结的线段正交的位置处。
[0077] 外槽口206和外槽口207是分别形成于弯曲的定子201的内侧和外侧的切口。在外槽口206与转子容纳用贯通孔203之间,形成有可饱和部210,在外槽口207与转子容纳用贯通孔203之间,形成有可饱和部211。可饱和部210和可饱和部211是如下的部分:不会由于转子202的磁通而磁饱和,在线圈209被励磁时,磁饱和且磁阻变大。
[0078] [步进马达的驱动]马达驱动电路106通过在线圈209的端子(第1端子OUT1和第2端子OUT2)之间施加驱动脉冲来产生驱动电流i。
[0079] 步进马达控制装置100根据转子202的停止位置处的磁极轴A的方向而使供给至线圈209的驱动电流i的方向反转,从而使转子202沿一定方向(例如,正转方向)旋转。
[0080] 作为一个示例,对正转方向的驱动进行说明。如果步进马达控制装置100在线圈209的第1端子OUT1与第2端子OUT2之间供给驱动脉冲,则在定子201中产生磁通。由此,可饱和部210和可饱和部211饱和且磁阻变大,此后,由于在定子201中产生的磁极与转子202的磁极的相互作用而导致转子202逆时针地旋转180度且稳定地停止。通过该约180度的旋转,钟表1的指针能够移动规定量的一个刻度的程度。有时将该规定量的动作称为1步。在转子
202与指针之间适当配置有具备恰当的减速比的轮系,以便成为该规定量的动作。
[0081] 在转子202处于图5中示出的状态的情况下,如果步进马达控制装置100在线圈209的第1端子OUT1与第2端子OUT2之间供给驱动脉冲,则电流流动于线圈209。在该一个示例中,在施加第1端子OUT1是高电位、第2端子OUT2是低电位(以下,记载为正方向。)的脉冲的情况下,电流沿电流i的方向流动。如果电流流动于线圈209,则在定子201中产生磁通。由于该磁通而导致转子202逆时针地旋转大致180度且稳定地停止。
[0082] 在转子202处于从图5的状态起旋转大致180度的状态的情况下,在步进马达控制装置100施加第1端子OUT1是低电位,第2端子OUT2是高电位(以下,记载为负方向。)的脉冲的情况下,在定子201中产生与施加正方向的脉冲的情况反向的磁通。由此,可饱和部210和可饱和部211先饱和,此后,由于在定子201中产生的磁极与转子202的磁极的相互作用而导致转子202逆时针地旋转大致180度且稳定地停止。通过如此对线圈209供给极性不同的信号(交变信号),转子202逆时针地每次大致180度地连续旋转。
[0083] [摆动脉冲和驱动脉冲]图6是示出第1实施方式中的摆动脉冲和驱动脉冲的一个示例的图。图6(A)是示出用于说明施加摆动脉冲和驱动脉冲的定时的定时图的图,图6(B)是用于对转子202的角度进行说明的图。在图6(A)的说明中,横轴示出时刻,“Out1”示出在各时刻的施加至第1端子OUT1的电压的大小,“Out2”示出在各时刻的施加至第2端子OUT2的电压的大小。
[0084] 另外,在图6(B)的说明中,将图5中所说明的磁极轴A的位置作为0度并将磁极轴A逆时针地旋转的角度作为正旋转角度来对转子202的旋转位置进行说明。在时刻t11至时刻t21的控制是使转子202顺时针地从0度旋转直至180度的控制,在时刻t21至时刻t29的控制是使转子202顺时针地从180度旋转直至0度的控制。
[0085] 控制电路103通过将驱动脉冲输出至马达驱动电路106来使转子202旋转,通过将摆动脉冲输出至马达驱动电路106来使转子202摆动。以下,分别对摆动脉冲和驱动脉冲进行说明。
[0086] 在时刻t11至时刻t12,步进马达控制装置100将正方向的脉冲施加至第2端子OUT2。如果正方向的脉冲继续施加至第2端子OUT2,则转子202静止于旋转‑45度的位置处。如果步进马达控制装置100在时刻t12停下脉冲的施加,则转子202被拉回至0度的位置并静止。在此,转子202在从‑45度的位置返回至0度的位置时,由于惯性而至少一次逆时针地旋转直至正旋转角度的位置,并顺时针地旋转直至负旋转角度的位置。转子202重复进行逆时针的旋转和顺时针的旋转。即,转子202振动,通过振动衰减而静止于0度的位置处。
[0087] 此外,在时刻t11至时刻t12施加的脉冲不是以转子202旋转大致180度为目的的脉冲,而是以通过使转子202振动来检测转子202的振动状态为目的的脉冲。以后,将以使转子202振动为目的的脉冲与通常的驱动脉冲区别并记载为摆动脉冲。
[0088] 此外,施加摆动脉冲的时间只要是足够转子202振动的时间即可,不需要施加脉冲直至转子202静止于‑45度的旋转位置处。
[0089] 在时刻t12至时刻t15,步进马达控制装置100判定由于摆动脉冲的施加而导致转子202受到的机械负载。具体而言,判定电路104基于电压检测电路105所检测到的电压而判定转子202所受到的机械负载。
[0090] 此外,除了电压检测电路105所检测到的电压的大小之外,判定电路104或者也可以代替电压检测电路105所检测到的电压的大小而基于电压检测电路105检测到超过预确定的既定电压值的电压值的定时而判定转子202所受到的机械负载。例如,判定电路104也可以基于电压检测电路105所检测到的电压值的产生定时是否为预确定的既定期限内而判定转子202所受到的机械负载。
[0091] 在时刻t15至时刻t16,步进马达控制装置100将正方向的脉冲施加至第1端子OUT1。如果正方向的脉冲继续施加至第1端子OUT1,则转子202静止于旋转135度的位置处。如果步进马达控制装置100在时刻t16停止脉冲的施加,则转子202被拉至180度的位置并静止。在时刻t15至时刻t16施加的脉冲是用于使转子202旋转大致180度的脉冲,因而是驱动脉冲。驱动脉冲由控制电路103输出。即,在输出摆动脉冲之后,控制电路103在经过既定期限之后输出驱动脉冲。
[0092] 此外,施加驱动脉冲的时间(驱动脉冲的脉冲宽度)只要是足够转子202旋转180度的时间即可,不需要施加脉冲直至转子202静止于135度的旋转位置处。
[0093] 此外,施加驱动脉冲的时间也可以根据由判定电路104判定的机械负载而决定。在此情况下,控制电路103根据由判定电路104判定的机械负载而控制驱动脉冲的输出时间。
[0094] 在时刻t21至时刻t22,步进马达控制装置100将正方向的脉冲、即摆动脉冲施加至第1端子OUT1。如果正方向的脉冲继续施加至第1端子OUT1,则转子202静止于旋转135度的位置处。如果步进马达控制装置100在时刻t22停下脉冲的施加,则转子202被拉回至180度的位置并静止。在此,转子202在从135度的位置返回至180度的位置时振动,通过振动衰减而静止于180度的位置处。
[0095] 在时刻t22至时刻t25,步进马达控制装置100判定由于摆动脉冲的施加而导致转子202受到的机械负载。具体而言,判定电路104基于电压检测电路105所检测到的电压而判定转子202所受到的机械负载。
[0096] 在时刻t25至时刻t26,步进马达控制装置100将正方向的脉冲、即驱动脉冲施加至第2端子OUT2。如果正方向的脉冲继续施加至第2端子OUT2,则转子202静止于旋转315度的位置处。如果步进马达控制装置100在时刻t26停止脉冲的施加,则转子202被拉至0度的位置并静止。
[0097] 即,控制电路103(控制部)将用于使转子22每次旋转半圈地步进旋转的驱动脉冲和用于使转子22摆动的摆动脉冲输出至马达驱动电路106(驱动部)。
[0098] 图7是示出第1实施方式中的在负载齿与小齿轮啮合的情况下的振动和在标准齿与小齿轮啮合的情况下的振动的一个示例的图。参照该图并同时对在负载齿与小齿轮啮合的情况下的振动和在标准齿与小齿轮啮合的情况下的振动进行说明。
[0099] 图的上段是在标准齿与小齿轮啮合的情况下的一个示例,图的下段是在负载齿与小齿轮啮合的情况下的一个示例。具体而言,对在具有负载齿62的第2轮33与第3轮小齿轮32b啮合的情况下的一个示例进行说明。在该图中的说明中,有时将第2轮33仅记载为齿轮(或第2齿轮)并将第3轮小齿轮32b仅记载为小齿轮(或第1齿轮)。第1齿轮是基于转子202的旋转而旋转的齿轮,第2齿轮是具有负载齿的齿轮。
[0100] 图的左侧是示出齿轮与小齿轮的啮合的状态的图。图的右侧是示出施加摆动脉冲的定时和产生感应电压的定时的图。
[0101] 首先,对上段的在标准齿61与小齿轮啮合的情况下的一个示例进行说明。如上段左侧的图中示出那样,如果通过施加摆动脉冲,对小齿轮进行驱动的转子202振动,则由于转子202的振动而导致小齿轮振动。转子202能够振动的范围依据齿轮与小齿轮之间的间隙(backlash,间隙)的大小而不同。在标准齿61与小齿轮啮合的状态下,间隙大,因而转子202能够振动的范围也宽。
[0102] 如上段右侧的图中示出那样,在时刻t31至时刻t32,施加摆动脉冲。转子202基于所施加的摆动脉冲而振动,在时刻t33至时刻t35,产生感应电压。在标准齿61与小齿轮啮合的状态下,转子202能够振动的范围宽,因而所产生的感应电压也变大。在该图中示出的一个示例中,在时刻t34,产生电压v1。在电压v1比判定阈值更大的情况下,判定电路104判定为小齿轮不与齿轮的负载齿接触。
[0103] 接着,对下段的在负载齿62与小齿轮啮合的情况下的一个示例进行说明。如下段左侧的图中示出那样,如果通过施加摆动脉冲,对小齿轮进行驱动的转子202振动,则由于转子202的振动而导致小齿轮振动。可是,在负载齿62与小齿轮啮合的状态下,间隙小,因而转子202能够振动的范围也窄。
[0104] 如下段右侧的图中示出那样,在时刻t41至时刻t42,施加摆动脉冲。转子202基于所施加的摆动脉冲而振动,在时刻t43至时刻t45,产生感应电压。可是,在负载齿62与小齿轮啮合的状态下,转子202能够振动的范围窄,因而所产生的感应电压也变小。在该图中示出的一个示例中,在时刻t44,产生电压v2。电压v2与电压v1比较而较小。在电压v1比判定阈值更小的情况下,判定电路104判定为小齿轮是与齿轮的负载齿接触的机械负载。
[0105] 此外,在小齿轮啮合于负载齿62与第1标准齿61A之间的情况下,振动变小,与此相对的是,在小齿轮啮合于负载齿62与第2标准齿61B之间的情况下,振动变大。也可以构成为对这两者的振动和在标准齿61与小齿轮啮合的情况下的振动进行比较而检测指针的位置。
[0106] 图8是示出第1实施方式中的步进马达控制装置100的动作的一个示例的流程图。参照该图并同时对步进马达控制装置100的一系列的动作进行说明。
[0107] (步骤S110)控制电路103将摆动脉冲输出至马达驱动电路106。马达驱动电路106基于所取得的摆动脉冲而对步进马达107进行驱动。
[0108] (步骤S120)电压检测电路105检测起因于转子202振动的感应电压。判定电路104基于所检测到的感应电压的值或检测到感应电压的定时而判定转子202的机械负载。
[0109] (步骤S130)在自输出摆动脉冲起经过既定时间的情况下(步骤S130;是),控制电路103使处理前进至步骤S140。在自输出摆动脉冲起未经过既定时间的情况下(步骤S130;否),电压检测电路105重复进行步骤S120。
[0110] (步骤S140)控制电路103将驱动脉冲输出至马达驱动电路106。驱动脉冲的大小(电压和时间)可以是预确定的既定值,也可以是基于在步骤S120中判定的转子202的机械负载的值。
[0111] [关于轮系的减速比]在此,对本实施方式的轮系的减速比和依据比较例的轮系的减速比进行比较。
[0112] (1)本实施方式的轮系的减速比(一个示例)构成本实施方式的轮系(时针轮系31)的齿轮的齿数和小齿轮的齿数如下。
[0113] 转子22的小齿轮的齿数:8第3轮32的齿轮的齿数:40
第3轮32的小齿轮的齿数:10
第2轮33的齿轮的齿数:45
第2轮33的小齿轮的齿数:7
第1轮34的齿轮的齿数:56
即,关于第2轮33,齿数为奇数。
[0114] 在此,转子22每1步旋转180度。即,转子22以2步旋转1圈。
[0115] 第3轮32相对于转子22以减速比5旋转。即,第1马达20A的转子22每旋转5圈(即,10步),第3轮32就旋转1圈。
[0116] 第2轮33相对于第3轮32以减速比4.5旋转。即,第1马达20A的转子22每旋转22.5圈(即,45步),第2轮33就旋转1圈。
[0117] 第1轮34相对于第2轮33以减速比8旋转。即,第1马达20A的转子22每旋转180圈(即,360步),第1轮34就旋转1圈。
[0118] 在上述的轮系的减速比中,转子22每旋转22.5圈(即,45步),第2轮33就旋转1圈这一情况意味着,在第2轮33旋转1圈的情况下的转子22的旋转步数为奇数。
[0119] 即,时针轮系31(轮系)包括具有旋转负载与其它齿不同的负载齿且在旋转1圈的情况下的转子22的旋转的步数为奇数的负载齿轮,将旋转力从转子22传递至指针。
[0120] 时针轮系31(轮系)具备:第1轮34,其以与指针的角速度一致的角速度旋转;第2轮33,其具有与第1轮34的齿轮啮合的小齿轮和负载齿轮;以及第3轮32,其具有与第2轮33的负载齿轮啮合的小齿轮和与转子22啮合的齿轮。
[0121] (2)依据比较例的轮系的减速比(一个示例)构成依据比较例的轮系(时针轮系)的齿轮的齿数和小齿轮的齿数如下。
[0122] 转子的小齿轮的齿数:6第3轮的齿轮的齿数:36
第3轮的小齿轮的齿数:12
第2轮的齿轮的齿数:60
第2轮的小齿轮的齿数:10
第1轮的齿轮的齿数:60
该转子与本实施方式的转子22同样地每1步旋转180度。即,该转子以2步旋转1圈。
[0123] 第3轮相对于转子以减速比6旋转。即,转子每旋转6圈(即,12步),第3轮就旋转1圈。
[0124] 第2轮相对于第3轮以减速比5旋转。即,转子每旋转30圈(即,60步),第2轮就旋转1圈。
[0125] 第1轮相对于第2轮以减速比6旋转。即,转子每旋转180圈(即,360步),第1轮就旋转1圈。
[0126] 在该比较例中的轮系的减速比中,转子每旋转30圈(即,60步),第2轮就旋转1圈这一情况意味着,在第2轮旋转1圈的情况下的转子的旋转步数是偶数。
[0127] [转子的磁极的方向与负载齿的旋转位置的关系]在此,对转子22相对于轮系(时针轮系31)的装配方向进行说明。转子22(图5中示出的转子202)被N极和S极的2个极磁化。该转子202的磁极(N极和S极)在目视观察下难以辨别。因此,在成为第2轮33的负载齿62与第3轮32的小齿轮啮合的位置的情况下,产生以定子
201内的转子202的磁极的方向成为第1方向(例如,图5中示出的方向)的方式组装的情况和以成为第2方向(例如,从图5中示出的方向旋转180度的方向)的方式组装的情况。
[0128] 此外,在以下的说明中,也将转子202成为上述的第1方向而组装的情况称为“第1方向的组装”(或“表侧安置”),也将转子202成为上述的第2方向而组装的情况称为“第2方向的组装”(或“背侧安置”)。
[0129] [电压检测电路的构成](1)本实施方式的电压检测电路的构成
图9是示出本实施方式的步进马达控制装置100的具体构成的一个示例的图。
[0130] 马达驱动电路106具备第1驱动器1061和第2驱动器1062。关于第1驱动器1061,其输出端子连接至线圈209的一端。关于第2驱动器1062,其输出端子连接至线圈209的另一端。第1驱动器1061和第2驱动器1062相互排他性地对线圈209输出驱动电流,从而流动于线圈209的电流的方向更替。由此,在定子201中产生交变磁场,转子202沿既定方向旋转。
[0131] 即,马达驱动电路106(驱动部)是对具备使指针旋转的转子22和产生用于使转子22旋转的磁通的线圈209的步进马达(第1马达20A、第2马达20B)进行驱动的电路。另外,马达驱动电路106(驱动部)具备供给沿从线圈209的第1端部至第2端部的方向流动的第1电流的第1驱动器1061(第1驱动电路)和供给沿从第2端部至第1端部的方向流动的第2电流的第
2驱动器1062(第2驱动电路)。
[0132] 电压检测电路105具备比较器1051、电压检测电阻1052以及电压检测开关1053。
[0133] 电压检测电阻1052在电压检测点1054与电压检测开关1053之间连接。关于电压检测电阻1052,电阻值相对较高。如果电流流动于电压检测点1054与电压检测开关1053之间,则在电压检测电阻1052的两端产生相对较大的电位差。电压检测点1054处于第1驱动器1061与线圈209的一端之间,示出线圈209的一端的电位。
[0134] 电压检测开关1053基于控制电路103的控制而进行动作,切换电流流动于电压检测电阻1052的状态(例如,接通状态)和无电流流动的状态(例如,高阻抗状态)。
[0135] 在电压检测开关1053为接通状态的情况下,比较器1051将示出电压检测点1054的电压是否超过既定阈值电压的信号输出至上述的判定电路104。
[0136] 即,电压检测电路105(电压检测部)检测在转子22振动的情况下在线圈209的第1端部和第2端部中的一个端部产生的感应电压。
[0137] 判定电路104(判定部)基于电压检测电路105(电压检测部)所检测到的结果而判定由于负载齿轮的负载齿和与负载齿轮啮合的齿接触而导致转子22受到的机械负载。
[0138] 此外,判定电路104(判定部)也可以构成为分别判定作为由于第2轮33的小齿轮与第1轮34的负载齿接触而导致转子22受到的机械负载的第1负载、和作为由于第3轮32的小齿轮与第2轮33的负载齿接触而导致转子22受到的机械负载的第2负载。
[0139] (2)依据比较例的电压检测电路的构成图13是示出依据比较例的步进马达控制装置500的具体构成的一个示例的图。
[0140] 依据比较例的检测电路具备控制电路503、判定电路504、电压检测电路505以及马达驱动电路506。此外,相应地,控制电路503是与本实施方式的控制电路103相同的构成,判定电路504是与本实施方式的判定电路104相同的构成,马达驱动电路506是与本实施方式的马达驱动电路106相同的构成,并省略其说明。
[0141] 电压检测电路505在成为检测第1电压检测点5054A和第2电压检测点5054B的2点的电压的构成这点上与本实施方式的电压检测电路105不同。更具体而言,电压检测电路505具备第1比较器5051A和第1电压检测电阻5052A,检测第1电压检测点5054A的电压。另外,电压检测电路505具备第2比较器5051B和第2电压检测电阻5052B,检测第2电压检测点
5054B的电压。
[0142] 即,依据该比较例的电压检测电路505以能够检测线圈209的两端的电压的方式构成。
[0143] [依据比较例的电压检测电路与本实施方式中的电压检测电路的比较]图14是示出依据比较例的负载变动的产生定时的一个示例的图。
[0144] 在上述的比较例的轮系的构成的情况下,转子每步进60次,第2轮就旋转1圈。因此,在转子的60步中的任一步中,第2轮的负载齿与第3轮的小齿轮啮合并产生负载变动。例如,如该图中示出那样,在转子的步数为105步‑110步左右的情况下,产生第1负载,在转子的步数为0步、60步、120步……360步的情况下,产生第2负载。
[0145] 如上述那样,转子存在成为第1方向的组装(即,表侧安置)的情况和成为第2方向的组装(即,背侧安置)的情况。
[0146] 在将转子沿第1方向组装的情况下,第2负载必定仅在极性0下被检测到,在将转子沿第2方向组装的情况下,第2负载必定仅在极性1下被检测到。
[0147] 图15是示出依据比较例的转子的组装方式与负载变动的产生定时的关系的一个示例的图。
[0148] 在该图[A]中,示出在转子被表侧安置的情况下的第1负载的产生定时。在该图[B]中,示出在转子被背侧安置的情况下的第1负载的产生定时。
[0149] 此外,在该图中例示了第1负载的产生定时,但第2负载的产生定时也与第1负载同样地在转子被表侧安置的情况下和在转子被背侧安置的情况下互不相同。
[0150] 具体而言,在转子被表侧安置的情况下和在转子被背侧安置的情况下,产生由于第2轮的负载齿而导致的负载变动的位置处的使转子旋转的驱动脉冲的极性(即,流动于驱动线圈的电流的方向)互不相同。即,在转子被表侧安置的情况下和在转子被背侧安置的情况下,基于由于负载齿而导致的负载变动而在驱动线圈中感应的电压的极性互不相同。
[0151] 因此,在上述的比较例的轮系的构成的情况下,为了无论在表侧安置和背侧安置中的哪一个的情况下都检测由于负载齿而导致的负载变动引起的感应电压,需要成为能够检测极性互不相同的2种感应电压的电路构成。因此,在比较例的轮系的构成的情况下,成为由上述的第1比较器5051A和第2比较器5051B分别检测这2种感应电压的电路构成。
[0152] 即,在比较例的轮系的构成的情况下,为了检测由于负载齿而导致的负载变动引起的感应电压,每1个驱动线圈需要2个比较器。
[0153] 另一方面,在本实施方式的轮系(时针轮系31)的构成的情况下,转子202每步进45次,第2轮就旋转1圈。因此,在转子202的45步中的任一步中,第2轮的负载齿与第3轮的小齿轮啮合并产生负载变动。即,在本实施方式的轮系(时针轮系31)的构成的情况下,转子202每步进奇数次,就产生负载变动。
[0154] 因此,不论是在转子202被表侧安置的情况下,还是在转子202被背侧安置的情况下,基于由于负载齿62而导致的负载变动而在驱动线圈中感应的电压的极性都会每产生负载变动就更替。
[0155] 因此,在本实施方式的轮系(时针轮系31)的构成的情况下,无论是转子的表侧安置和背侧安置中的哪一个,都在第1电压检测点5054A每90步就产生由于负载齿而导致的负载变动。因此能够仅由检测任一个极性的感应电压的1个比较器来检测。
[0156] 即,在本实施方式的轮系(时针轮系31)的构成的情况下,为了检测由于负载齿而导致的负载变动引起的感应电压,每1个驱动线圈具备1个比较器(例如,比较器1051)即可。
[0157] 如此,依据本实施方式的步进马达控制装置100,每1个驱动线圈而具备1个比较器即可。即,依据本实施方式的步进马达控制装置100,与比较例相比,能够每个驱动线圈削减1个感应电压检测用比较器。
[0158] 因此,依据本实施方式的步进马达控制装置100,能够将电压检测电路105的电路构成简化。
[0159] 另外,依据本实施方式的步进马达控制装置100,能够每个驱动线圈削减1个感应电压检测用比较器,因而在1个机芯中具备多个步进马达的情况下,能够将电压检测电路105的电路构成进一步简化。
[0160] [变形例(在2线圈马达的情况下)]在上述的本实施方式的步进马达控制装置100中,对作为第1马达20A和第2马达
20B任一都对1个转子22具备1个线圈的所谓的1线圈马达的情况进行了说明,但不限于此。
[0161] 具体而言,负载齿轮每旋转1圈的转子22的步数如上述那样地成为奇数即可,也可以是第1马达20A和第2马达20B任一都对1个转子22具备2个线圈的所谓的2线圈马达。
[0162] 即,本变形例的步进马达(第1马达20A、第2马达20B)具备多个线圈209。另外,本变形例的马达驱动电路106(驱动部)具备分别与多个线圈209对应的第1驱动器(第1驱动电路)和第2驱动器(第2驱动电路)的组。
[0163] 如上述那样,在1线圈马达的情况下,由转子的装配角度决定由于负载齿62的负载变动而产生的感应电压在线圈的第1端部和线圈的第2端部中的任一产生。即,在2线圈马达的情况下,产生感应电压的端子有2种。因此,在负载齿轮每旋转1圈的转子22的步数成为偶数的比较例的情况下,在1线圈马达中,需要2个比较器来用于感应电压检测。
[0164] 在此,在2线圈马达的情况下,由转子的装配角度决定由于负载齿62的负载变动而产生的感应电压在第1线圈的第1端部、第1线圈的第2端部、第2线圈的第1端部和第2线圈的第2端部中的任一产生。即,在2线圈马达的情况下,产生感应电压的端子有4种。因此,在比较例中的2线圈马达的情况下,如以下那样,需要4个比较器来用于感应电压检测。
[0165] 图16是示出在依据比较例的2线圈马达的情况下的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。在2线圈马达的情况下,依据比较例的步进马达控制装置500a具备电压检测电路505a和马达驱动电路506。
[0166] 本变形例中的马达驱动电路506具备对线圈209A和线圈209B的2个线圈进行驱动的4个(或2组)驱动器5062a。
[0167] 电压检测电路505a成为检测第1电压检测点5054A‑第4电压检测点5054D的4点的电压的构成。更具体而言,电压检测电路505a具备第1比较器5051A和第1电压检测电阻5052A,检测第1电压检测点5054A的电压。电压检测电路505a具备第2比较器5051B和第2电压检测电阻5052B,检测第2电压检测点5054B的电压。电压检测电路505a具备第3比较器
5051C和第3电压检测电阻5052C,检测第3电压检测点5054C的电压。另外,电压检测电路
505a具备第4比较器5051D和第4电压检测电阻5052D,检测第4电压检测点5054D的电压。
[0168] 依据该比较例的电压检测电路505a以能够检测线圈209A的两端的电压和线圈209B的两端的电压的方式构成。
[0169] 即,依据该比较例的电压检测电路505a具备4个比较器。
[0170] 在以正转进行负载检测的情况下,由比较器5051A检测在从驱动器5062a输出摆动脉冲之后在电压检测点5054A处产生的感应电压。由比较器5051B检测在从驱动器5061a输出摆动脉冲之后在电压检测点5054B处产生的感应电压。在以逆转进行负载检测的情况下,由比较器5051D检测在从驱动器5061b输出摆动脉冲之后在电压检测点5054D处产生的感应电压。由比较器5051C检测在从驱动器5062b输出摆动脉冲之后在电压检测点5054C处产生的感应电压。
[0171] 此外,在从驱动器5062a输出摆动脉冲之后的正转驱动脉冲按驱动器5062a和驱动器5062b的顺序输出。在从驱动器5061a输出摆动脉冲之后的正转驱动脉冲按驱动器5061a和驱动器5061b的顺序输出。
[0172] 另一方面,如果第2轮的负载齿轮每旋转1圈的转子22的步数成为奇数,则能够如上述的步进马达控制装置100那样将比较器的数量减半。因此,依据步进马达控制装置100,在2线圈马达的情况下,存在2个比较器来用于感应电压检测即可,与比较例相比,能够削减2个比较器。
[0173] 图10是示出变形例中的步进马达控制装置的具体构成的一个示例的图。本变形例的步进马达控制装置100a具备电压检测电路105a。
[0174] 电压检测电路105a成为检测第1电压检测点5054A和第2电压检测点5054B的2点的电压的构成。更具体而言,电压检测电路105a具备第1比较器1051A和第1电压检测电阻1052A,检测第1电压检测点1054A的电压。另外,电压检测电路105a具备第2比较器1051B和第2电压检测电阻1052B,检测第2电压检测点1054B的电压。
[0175] 即,电压检测电路105a能够由2个比较器检测线圈209A的两端的电压和线圈209B的两端的电压。
[0176] 依据如此构成的步进马达控制装置100,能够将电压检测电路105的电路构成进一步简化。
[0177] 另外,在2线圈马达的情况下,还能够仅在转子正转的情况下(或仅在转子逆转的情况下)检测由于负载齿62的负载变动而产生的感应电压。在如此构成的情况下,即使在2线圈马达的情况下,如果存在1个比较器来用于感应电压检测,则能够检测由于负载齿62的负载变动而产生的感应电压。
[0178] 依据如此构成的步进马达控制装置100,能够进一步将电压检测电路105的电路构成简化。
[0179] [第2实施方式]对第2实施方式进行说明。此外,对与第1实施方式同样的构成或功能省略其说明。
[0180] 图11是示出第2实施方式所涉及的钟表的功能构成的一个示例的图。关于本实施方式的钟表1,指针驱动部110A具备步进马达控制装置100A。步进马达控制装置100A在除了上述的步进马达控制装置100的各功能部之外还具备存储部108这点上与步进马达控制装置100不同。
[0181] 本实施方式的步进马达控制装置100A具备负载检测结果的插补功能。
[0182] 存储部108基于控制电路103的控制而使电压检测电路105所检测到的感应电压的检测结果与转子22的步数建立对应地存储。
[0183] [负载检测结果的插补功能]图12是示出本实施方式中的负载检测结果的一个示例的图。以上述的时针轮系31为一个示例而说明。
[0184] 在时针轮系31中,第2轮33和第3轮32分别具备负载齿。在以后的说明中,也将由于第3轮32的负载齿而导致的负载变动称为第1负载,也将由于第2轮33的负载齿而导致的负载变动称为第2负载。
[0185] 时针轮系31具有第1实施方式中所说明的齿轮比。在上述的齿轮比的时针轮系31的情况下,如果转子22步进360次,则第1轮34旋转1圈。如果转子22步进45次,则第2轮33旋转1圈。
[0186] 如上述那样,关于第2轮33,第2轮齿轮33a的齿的1处成为负载齿。关于第1轮34,第1轮齿轮34a的齿的1处成为负载齿。因此,第1轮34每旋转1圈,就产生1次第1负载。第2轮33每旋转1圈,就产生1次第2负载。
[0187] 在上述的齿轮比的时针轮系31的情况下,关于第1轮34,与第2轮33相比,旋转角速度小。因此,由于第1轮34而导致的第1负载的产生时间宽度比由于第2轮33而导致的第2负载的产生时间宽度更大。即,由于第1轮34而导致的第1负载比由于第2轮33而导致的第2负载产生更长时间。
[0188] 因此,控制电路103能够根据负载变动的产生宽度的差异而判定是第1负载还是第2负载。控制电路103能够通过使第1负载的产生定时与第2负载的产生定时组合来掌握指针(例如,时针6)的旋转位置。
[0189] 在此,在假设由于第2轮33的负载齿而产生的感应电压不到电压检测电路105的判定阈值电压等等、电压检测电路105不能检测到负载变动的情况下,控制电路103有时不能掌握指针(例如,时针6)的旋转位置。
[0190] 本实施方式的控制电路103使电压检测电路105所检测到的第2负载的产生定时与转子22的步数建立对应地存储于存储部108。
[0191] 如上述那样,第2轮33每旋转1圈,就产生第2负载。即,如图12中示出那样,转子22每步进90次,就产生第2负载。
[0192] 在该一个示例中,检测到在转子22的步数“45”、“225”和“315”的情况下产生的第2负载,不能检测到在转子22的步数“135”的情况下产生的第2负载。
[0193] 如果在转子22的步数是“45”的情况下,检测到第2负载的产生,则控制电路103使第2负载的检测结果与转子22的步数“45”建立对应地存储于存储部108。
[0194] 接着,如果在转子22的步数为大约“107”至“111”左右,检测到产生第1负载,则将转子22的步数“45”的产生第2负载的位置判断为针的基准位置,从该基准位置计算当前针位置是第几步并使其存储于存储部108。
[0195] 另一方面,在未在转子22的步数“135”下检测到第2负载的产生的情况下,控制电路103不使检测结果存储于存储部108。
[0196] 如果在转子22的步数是“225”的情况下,检测到第2负载的产生,则控制电路103使第2负载的检测结果与转子22的步数“225”建立对应地存储于存储部108。进而,在转子22的步数“135”下,第2负载的感应电压由于某种原因而低于阈值,但作为产生第2负载的情况而对检测结果进行插补,判断为不存在针位置偏移。在假设在除了转子22的步数为“225”以外的例如“226”或“224”下检测到第2负载的产生的情况下,判断为在步数“45”以后的某处的定时受到来自外部的冲击且针位置偏移,补正从基准位置直至当前针位置的步数。
[0197] 即,本实施方式的判定电路104(判定部)通过基于以往检测到的感应电压的检测周期而对电压检测电路105(电压检测部)所检测到的结果进行插补来判定应当检测到感应电压的定时。
[0198] 因此,依据步进马达控制装置100A,即使在暂时地不能检测到第2负载的产生的情况下,控制电路103也能够掌握指针(例如,时针6)的旋转位置。
[0199] 依据如此构成的步进马达控制装置100A,不需要通过复杂的电路构成来检测第2负载的产生,能够将指针的位置的检测电路的构成简化。
[0200] 此外,在本实施方式中,作为控制电路103进行负载检测结果的插补动作而说明,但不限于此。例如,也可以是判定电路104构成为进行负载检测结果的插补动作。
[0201] 另外,在本实施方式中,步进马达控制装置100A所驱动的轮系(时针轮系31)具有第1实施方式中所说明的齿轮比,但不限于此。
[0202] 例如,步进马达控制装置100A所驱动的轮系也可以具有在上述的第1实施方式中作为比较例而说明的齿轮比。
[0203] 在本实施方式中,第1轮34、第2轮33、第3轮32分别以二号轮、三号轮、四号轮的示例进行了说明,但也可以是其它轮系构成。例如,也可以是在从秒针和分针联动的转子起按顺序由五号轮、四号轮、三号轮、二号轮构成的情况下二号轮具备第1负载且四号轮具备第2负载的构成。也可以是在从分针或时针独立的转子起按顺序由中间轮A、中间轮B、二号轮(在时针时,为时轮)构成的情况下二号轮(时轮)具备第1负载且中间轮B具备第2负载的构成。
[0204] 另外,控制电路103也可以事先被赋予第2负载的检测周期,也可以构成为由以往的第2负载的检测结果的经历求出检测周期。
[0205] 此外,也可以上述的钟表1所具备的功能的全部或一部分作为程序记录于计算机能够读取的记录介质中,该程序由计算机系统执行。计算机系统是包括OS、外围设备等的硬件的系统。另外,计算机能够读取的记录介质是例如软盘、磁光盘、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、CD‑ROM等便携式介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置、互联网等网络上的服务器等所具备的易失性存储器(Random Access Memory,随机存取存储器:RAM)。此外,易失性存储器是保存一定时间程序的记录介质的一个示例。
[0206] 另外,上述的程序也可以通过传输介质、例如互联网等网络、电话线路等通信线路来传输至其它的计算机系统。
[0207] 另外,上述程序也可以是实现上述的功能的全部或一部分的程序。此外,实现上述的功能的一部分的程序也可以是能够以与将上述的功能预先记录于计算机系统中的程序的组合实现的程序,所谓的差分程序。
[0208] 以上,参照附图并同时对本发明的实施方式进行了说明,但具体构成不限于上述的实施方式,还包括在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。
[0209] 符号说明1……钟表,4……机芯(钟表用机芯),6……时针(指针),20A……第1马达(步进马达),22……转子,31……时针轮系,32……第3轮,33……第2轮,34……第1轮,62……负载齿、100……步进马达控制装置、103……控制电路、104……判定电路、105……电压检测电路、106……马达驱动电路、1061……第1驱动器、1062……第2驱动器、1051……比较器、
1052……电压检测电阻、1053……电压检测开关、1054……电压检测点。
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