構造【クオーツ時計】

時計の内部構造

クオーツ時計(電池式)

クオーツ時計は水晶で作った水晶振動子を時間調整の為に使用している時計のことを言います。

電池の動力によって、ムーブメントの中にある水晶振動子が振動。
その振動が集積回路に伝えられてパルス信号に変わり、モーターを経由して歯車を回して時計の針を動かしています。

針で表示するクオーツ時計はアナログ、数字で表示するクオーツ時計はデジタルと呼ばれます。

内部構造

中身は、4つに分類されます。

  • 回路ブロック
  • ステップモーター
  • 輪列
  • 電池

回路ブロック

プラスチック(絶縁物)系の基盤に、水晶振動子、IC、コンデンサ、抵抗などからでき、1秒に1回の駆動信号をステップモーターに伝えます。

ステップモーター

駆動コイル、ステータ、ロータで編成。
電気信号を磁気に変え、さらに磁気を回転運動に変えます。

輪列

ステップモーターからの回転運動を歯車に伝え、歯車から針に伝えます。

電池

時計を動かすためのエネルギー供給源

針が回るまでの流れ

1、回路ブロック

真空カプセル入れた水晶振動子に電圧を加えると、1秒間に32,768回振動します。
(これは水晶の特性です)

1秒間に32768Hzの信号を、分周回路で一瞬で1秒間に1回の信号に変えます。
(ICは割算の÷2で、1になるまで繰り返す)

分周回路から伝えられた信号を駆動回路でステップモーターを動かす信号(電流)に作り変え、

1秒目は出力端子①から、
2秒目は出力端子②から、
3秒目は出力端子①から、
4秒目は出力端子②から

それぞれ駆動コイルに電流を流します。

2、ステップモーター

ステップモーターでは、
駆動回路から送られてくる駆動信号を針を回す為の回転運動に変える働きをします。

駆動コイルから、端子①と端子②に交互に1秒ごとに電気信号が流れます。

巻かれたコイルに電流が流れるとコイルはN極とS極の磁石になります。

電流の流れは、端子①と②が1秒ごとに入れ替わる為、N極とS極も交互に入れ替わることになりますので、磁力線が流れるところの途中にあるロータ(いわゆる磁石)は、1秒ごとに瞬間的に半回転(180度回転)することになります。

なお、ロータは同じ方向に回ります。

3、輪列

歯車はそれぞれ大きい歯車と小さい歯車(かな)で出来ています。
ロータの回転運動は、歯車とかなの噛み合いにより、力が伝えられます。

ロータが1秒間に1回、半回転する度に4番車の秒針が1秒動きます。

2番車の分針は秒針が60回動くことで1分進みます、筒車の時針は分針が60分進むことで1時間進みます。

4、電池、二次電池

クオーツ時計を動かすエネルギー源として電子回路に電気エネルギーを供給します。

  • ちょっと難しかったでしょうか? 内容的には、クオーツでタイミングをとって針を回すということになります。

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