クオーツ時計の歩度調整
■クオーツ時計の歩度調整


まずは実験台として100円ショップでデジタル時計を買ってきました。
精度が悪い物に運よく当たったため、、一日あたり1秒は進んでくれます。



遅れる場合はこの方法では無理ですが、進む場合はコンデンサを追加することによってある程度の調整ができます。
遅れる場合はこちら



まずはバラバラにして水晶発振器の必要な端子にリード線を取り付けます。

まずは実験として、3つのパターンでコンデンサの効果を測定してみました。
時計の基盤の水晶発振器に直接33pFのセラミックコンデンサを取り付けます。
このセラミックコンデンサはただ単に、持っている中で一番小さい容量だったからです。
33pFの容量に深い意味はありません。

水晶発振器の片方の足にコンデンサを取り付けて、電池のプラス極に接続した場合
一日1秒進んでいた時間が一日あたり0.5秒遅れるようになりました。


コンデンサの端子を電池のマイナス極に接続した場合、1日あたり0.5秒遅れるようになりました。


水晶発振器の両足にコンデンサを接続して、電池のプラス極に接続した場合、一日あたり3秒遅れるようになりました。


▼コンデンサの容量を変えてみる

次にコンデンサの容量を変えてみました。
コンデンサを2個直列につないで約16pFぐらいになります。
接続してみたら、1日あたり約0.3秒ぐらい進むぐらいになりました。
ただ単に運がよかっただけでしょうけど、実用的な精度の月差15秒以内におさまりそうです。

もっと精度を調整したい場合は、セラミックコンデンサではなくて、調整できるトリマコンデンサを取り付けるほうがいいですね。


■もっと別のアプローチで調整する

水晶振動子に直列に接続したコンデンサの容量を変化させて周波数を変化させる、 Variable Xtal Oscillatorという考え方を使って調整してみます。

次のターゲットにしたのは腕時計であるCASIOのF91WやF84Wに入っているデジタル時計です。




▼時計を遅らせる

ガンガン進む時計を遅らせるには水晶振動子に対して直列にコイルを取り付けると遅らせる事が出来ます。



この仕組みを使って時計を遅らせてみます。
まずは、時計の中に組み込めるサイズのコイルを作ります。



細い銅線を2.5ミリぐらいのドライバーに30回ほど巻いてコイルを作りました。
そのコイルを使って時計に組み込んでみます。



水晶振動子の片方の足を浮かせてコイルを半田付けしました。
これにより、1日当たり1秒ほど時計が遅れるようになりました。
巻き数を減らすことにより遅れる量を減らすことができます。


▼時計を進ませる

ガンガン遅れる時計を進むようにするには、水晶振動子に対して直列にコンデンサを取り付けると進ませる事が出来ます。



この仕組みで時計を進ませてみます。
水晶振動子の足を片方浮かせて33pFのセラミックコンデンサを取り付けてみました。



これにより1日当たり1秒ほど進ませる事ができました。


▼遅らせたり進ませたり出来るようにする

遅らせたり進ませたりするには、コイルとコンデンサを直列に接続して、コンデンサの容量を変化させるか、コイルの巻き数を変化させることによりできます。


時計に組み込み可能なサイズの可変コンデンサが手に入れられるのならば、まずは、コイルを取り付けて遅れる状態にして、 可変コンデンサを調整して時計の歩度を調整します。


可変コンデンサが手に入らないのならば、時計が進むようにセラミックコンデンサを取り付けて、その後、コイルの巻き数を調整していくことにより、時計の歩度が調整できます。
しかし、コイルの巻き数を変更しながら調整するのは面倒ですので、あまりオススメできません。


ちなみに、コイルのみで調整をしようとすると、このようになりました。



約100回分の銅線を巻いてつぶして平らにして液晶パネルとの間の隙間に入るようにしています。


▼時計の再スタート

分解したり半田付けしたりして組み立てると高確率で動作しません。
その場合は時計をリセットする必要があります。
このムーブメントの場合にはACと書かれた端子と外側の金具をショートさせることによりリセットできます。



ACの無いムーブメントの場合には電池の入る両極部分をショートさせるとリセットがかかると思われます。



20160320更新
20180310更新


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