JP2012083139A - 歯車機構及び時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】歯車機構110は、ゼネバ歯車である歯車50と、歯車50の回転が伝達される巻取り量表示部60と、を備え、歯車50及び巻取り量表示部60の歯の寸法を決定するために選択されるモジュールをM、歯車50の円弧歯厚に相当する歯厚をs1、歯車50の円ピッチに相当するピッチをCPとし、モジュールMで決まる円弧歯厚をtxとし、円ピッチをCPxとし、それぞれtx=π・M/2、CPx=π・Mで表されるときに、歯車50は、ピッチCPが前記円ピッチCPxよりも小さく設定された隣接する歯53a、53b、当該歯車50の回転中心から歯53a、53bの先端までの距離を半径とし歯53a、53bの間を除いた部分に設けられた外周部56、を有している。
【選択図】図12
Description
最初に、駆動ドラム20aから歯車30aに駆動力が伝達される構造について説明する。図1、図3に示すように、軸28aにはラチェット車41が連結されている。軸28aが回転することによりラチェット車41も回転する。ラチェット車41は、歯車30aと正面板10aとの間で軸28aに固定されている。ラチェット車41の外周部には歯部42が形成されている。
歯車30aの外周部には歯部31aが形成されている。歯部31aは、歯車30bの歯部32bと噛合う。歯車30bは、歯部32bと、歯部32bよりも径の大きい歯部31bとを有している。歯車30bの歯部31bは、歯車30cの歯部32cと噛合う。歯車30cは、歯部32cと、歯部32cよりも径の大きい歯部31cとを有している。歯車30cの歯部31cは、歯車30dの歯部32dと噛合う。歯車30dは、歯部32dと、歯部32dよりも径の大きい歯部31dを有している。歯車30dの歯部31dは、歯車30eの歯部32eと噛合う。歯車30eは、歯部32eと、歯部32eよりも径の大きい歯部100aとを有している。歯部100aはクラウン歯車となっており、ガンギ車101のガンギ車カナ101aと噛み合っている。図示はしないが、ガンギ車101は一般的な機械式時計の調速機構へと動力を伝達しており、この調速機構の備えるテンプの振幅に基づいた回転数で回転する。
図5は、図2のB―B断面図である。図5に示すように、歯車30cには、回転軸33bが嵌合している。歯車30cが回転することにより、回転軸33bも回転する。回転軸33bは、正面板10aの正面側にまで貫通している。回転軸33bの先端側には、筒部36bが嵌合されている。筒部36bには、分針3cが連結されている。このように、回転軸33bが回転することにより分針3cが回転する。
図5に示すように、筒部36bに設けられた歯部37bは、歯車30gの歯部31gと噛み合っている。歯車30gは歯部31gよりも径の小さい歯部32gを有しており、歯部32gは、筒部34bに嵌合している歯車30fの歯部31fと噛み合っている。筒部34bは筒部36bの外周に対して回転可能に嵌合されている円筒状の部材であり、先端には時針3bが連結されている。
図6、図7は、時計1を正面側から見た場合の定荷重ばねS周辺の構造の透視図である。尚、図6、図7は、駆動ドラム20a、保持ドラム20bや、歯車110、歯車50、巻取り量表示部60についても示している。定荷重ばねSは、一定の曲率で曲げられた帯状の板ばねであり、駆動ドラム20a、保持ドラム20b周りに巻かれる。定荷重ばねSの一端は、2つのネジ23aにより駆動ドラム20aに固定されている。定荷重ばねSの他端側は、保持ドラム20bに巻きつけられているが、保持ドラム20bに固定されていない。図6は、定荷重ばねSの大部分が保持ドラム20bに巻き付けられた状態を示しており、図7は、定荷重ばねSの大部分が駆動ドラム20aに巻き付けられた状態を示している。定荷重ばねSは、自身の弾性復元力により、保持ドラム20bに巻き付けられた状態に戻ろうとする。駆動ドラム20aは、背面板10cから部分的に露出しており、露出した駆動ドラム20aの部分を回転させることにより、定荷重ばねSを駆動ドラム20aに巻取ることができる。
巻取り量表示部60は、正面板10aの正面側に設けられた軸122に対して回転可能に支持されている。巻取り量表示部60は、円板状である。図11に示すように、巻取り量表示部60の外周には、歯部63が形成されている。なお、図11は説明のために指針28を省略した状態で図示している。
正面板10aの正面側に設けられた軸121には歯車50が回転可能に支持されている。歯車50には、詳しくは後述するが、歯部63と噛み合うことでゼネバ機構として機能する歯部53および歯部53の背面側に歯部53よりも径の大きな歯部54が設けられている。歯部53と歯部54とを同軸上に設けることにより、歯部53と歯部54とを別に設ける場合と比べて部品点数を減らすことができる。
上述したように本発明においては、巻取り量によらずに弾性復元力が略一定となる領域で定荷重ばねSを用いている。そのため巻取り量を増やしても弾性復元力が上昇することがないので、一定の負荷で巻取りを行うことができるが、定荷重ばねSの全長が決まっているので巻き取れる範囲には限界がある。限界に到達した状態で、更に定荷重ばねSを巻き取ろうとすると、本実施例においては定荷重ばねSは保持ドラム20bに固定されていないので、定荷重ばねSが保持ドラム20bから離脱してしまい駆動ドラム20aを駆動させることができなくなる。また、仮に定荷重ばねSが保持ドラム20bに固定されていた場合には、定荷重ばねSに負荷がかかって破損するおそれがある。従って、いずれの場合であっても定荷重ばねSの巻取り可能範囲を制限する必要がある。
図8Aは、定荷重ばねSの巻取り量と弾性復元力との関係を示した図である。ここで巻取り量とは、定荷重ばねSの弾性復元力に抗してドラムに巻取られた長さである。巻取り量ゼロから所定の巻取り量との間では、定荷重ばねSの弾性復元力は徐々に増大する。その後、定荷重ばねSの弾性復元力は、巻取り量に関わらずに略一定となる。弾性復元力が一定となる時の巻取り量をR1とする。巻取り量R1よりも大きく、定荷重ばねSの全長の長さよりも短い時点での巻取り量を巻取り量R2とする。
図9A〜10C及び図11は、図2の状態にある時計1の歯車50周辺の構造を示した模式図である。なお、図9A〜10Cは説明のために歯部54を省略した状態で図示している。
図11〜17を参照しながら、歯車50、巻取り量表示部60の設計方法について説明する。駆動歯車としての歯車50及び従動歯車としての巻取り量表示部60を設計する際には、図11に示す歯車50、巻取り量表示部60間の中心間距離Lを最初に設定する。尚、この設計途中の段階の歯車50、巻取り量表示部60について、便宜上歯車50x、巻取り量表示部60xとして説明する。
3a 秒針
3b 時針
3c 分針
10a 正面板
10b 中板
10c 背面板
16 ストッパ
20a 駆動ドラム
20b 保持ドラム
30a〜30g、30i、30j 歯車
28a 軸
41 ラチェット車
43 係合部材
48 線バネ
50 歯車
53a、53b 歯(第1歯、第2歯)
60 巻取り量表示部(従動歯車)
63 歯部
63a、63b 歯(大歯、小歯)
66 係合溝
68 指針
S 定荷重ばね
Claims (6)
- ゼネバ歯車である駆動歯車と、
前駆駆動歯車の回転が伝達される従動歯車と、を備え、
前記駆動歯車及び前記従動歯車の歯の寸法を決定するために選択されるモジュールをM、前記駆動歯車の円弧歯厚に相当する歯厚をs1、前記駆動歯車の円ピッチに相当するピッチをCPとし、
モジュールMで決まる円弧歯厚をtxとし、円ピッチをCPxとし、それぞれtx=π・M/2、CPx=π・Mで表されるときに、
前記駆動歯車の前記歯厚s1は、前記円弧歯厚txに等しく、
前記駆動歯車は、前記ピッチCPが前記円ピッチCPxよりも小さく設定された隣接する第1及び第2歯、当該駆動歯車の回転中心から前記第1及び第2歯の先端までの距離を半径とし前記第1及び第2歯の間を除いた部分に設けられた外周部、を有し、
前記従動歯車は、前記モジュールMで決定される全歯たけを有した大歯、前記大歯の全歯たけよりも短い全歯たけを有した小歯、を有し、
前記大歯及び小歯は、前記従動歯車に交互に複数設けられており、
前記小歯は、前記外周部が摺接可能な摺接面を有し、
前記小歯の円弧歯厚に相当する歯厚s2は、前記摺接面が前記第1又は第2歯に当接しないが前記摺接面以外の前記小歯の歯面が前記第1又は第2歯に当接可能となるように、前記円弧歯厚txよりも小さな値に設定され、
前記摺接面が前記外周部に当接するまでは前記第1及び2歯と前記外周部と前記大歯及び小歯とにより前記従動歯車の回転が許容され、前記摺接面に前記外周部が摺接することにより前記駆動歯車が回転している場合であっても前記従動歯車の回転が規制される、歯車機構。 - 前記第1及び第2歯は、前記小歯を挟むようにして噛み合う、請求項2に記載の歯車機構。
- 前記従動歯車の回転範囲を規制するストッパを備え、
前記ストッパにより前記従動歯車の回転が規制された時には、前記第1及び第2歯は前記小歯に当接しない、請求項1または2に記載の歯車機構。 - 前記駆動歯車の前記第1及び第2歯に挟まれている側の歯底面は、前記第1及び第2歯に挟まれていない側の前記第1歯の歯底面及び前記第2歯の歯底面よりも、前記駆動歯車の回転中心から離れている、請求項1乃至3の何れかの歯車機構。
- 請求項1乃至4の何れかの歯車機構を備えた時計。
- 前記駆動歯車は、指針を駆動するためのぜんまいにより駆動し、
前記従動歯車は、前記ぜんまいの残量を示す、請求項5の時計。
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