JP2018077182A - Rotational position detector of clock hand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子および受光素子を用いて回転体の回転位置を検出する時計指針の回転位置検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation position detection device for a timepiece that detects a rotation position of a rotating body using a light emitting element and a light receiving element.
駆動機構に設けられる時計指針の回転位置検出装置としては、回転体を挟むように発光素子および受光素子を対向配置して、回転体に設けられた透光部を検出するように構成されたものが知られている。いわゆる透過型フォトセンサの基本的な応用形態である。特許文献1〜5には、この種の回転位置検出装置が設けられたアナログ時計のムーブメントが開示されている。 As a rotation position detection device for a clock pointer provided in the driving mechanism, a light emitting element and a light receiving element are arranged to face each other so as to sandwich the rotating body, and a light transmitting portion provided in the rotating body is detected. It has been known. This is a basic application form of a so-called transmissive photosensor. Patent Documents 1 to 5 disclose a movement of an analog timepiece provided with this type of rotational position detection device.
また、発光素子および受光素子は、導光体を用いて光の進行方向を反転させることにより、回転体に対して片側に配置することも可能である。すなわち、発光素子と受光素子を片側に、導光体を反対側に、それぞれ配置して光路を構成すると、駆動機構の内部における配線構造が簡素化されるという利点がある。 In addition, the light emitting element and the light receiving element can be arranged on one side with respect to the rotating body by reversing the traveling direction of light using a light guide. That is, if the light path is configured by arranging the light emitting element and the light receiving element on one side and the light guide on the opposite side, there is an advantage that the wiring structure inside the drive mechanism is simplified.
前述したように発光素子および受光素子を回転体に対して片側に配置する場合は、配線構造が簡素化されるという大きな利点があるものの、光の進行方向の反転に伴いその光にロスが生じるため、これが検出精度に影響するという事情がある。発光素子の光量を増加する、或いは受光素子の感度を上げることにより対処することも可能であるが、発光素子と受光素子とが隣接していると、受光素子が発光素子の光を直接受光してしまう、或いは駆動機構の内部で反射された光を受光してしまう可能性が高まることとなる。時計指針の回転位置検出装置については、このような課題に対処するべく更なる工夫が必要であると考えられる。 As described above, when the light emitting element and the light receiving element are arranged on one side with respect to the rotating body, there is a great advantage that the wiring structure is simplified, but loss of light occurs as the light traveling direction is reversed. Therefore, there is a situation that this affects the detection accuracy. It is possible to cope with this problem by increasing the light intensity of the light emitting element or increasing the sensitivity of the light receiving element. However, if the light emitting element and the light receiving element are adjacent to each other, the light receiving element directly receives the light from the light emitting element. In other words, the possibility of receiving light reflected inside the drive mechanism increases. It is considered that the device for detecting the rotational position of the timepiece pointer needs to be further devised to cope with such a problem.
そこで、本願出願人は、下記の発明を提案した(特許文献6)。すなわち、この発明に係る回転位置検出装置は、モータと、モータに連結されたギア列からなる減速機構と、指針を装着する指針パイプと、それらを収納するケース体と、モータを制御する回路基板とを備えたアナログ時計の駆動機構に用いられるものであって、指針パイプの基端部に設けられたギア部からなる回転体を備える。 Therefore, the present applicant has proposed the following invention (Patent Document 6). That is, the rotational position detection device according to the present invention includes a motor, a speed reduction mechanism including a gear train coupled to the motor, a pointer pipe for mounting the pointer, a case body for storing them, and a circuit board for controlling the motor. And a rotating body composed of a gear portion provided at the base end portion of the pointer pipe.
さらに、図12に示すように、この回転位置検出装置100は、回転体10を回転する駆動機構に設けられて、当該回転体10の回転位置から秒針、分針および時針の位置を検出するものであって、当該回転位置検出装置100は、回路基板300に搭載された発光素子110および受光素子120と、発光素子110の光を受光素子120に導く導光体130とを備える。
Further, as shown in FIG. 12, the rotational
そして、回転体10が発光素子110の光の経路Aに位置し、回転体10に設けられた透光部11が回転体10の回転に伴い光の経路Aを横切ることにより、回転体10の回転位置を検出する。
The rotating
また、ケース体200は、回転体10をその回転軸方向の両側から挟む正面側の第1ケース部材210および背面側の第2ケース部材220を備え、更に、第1ケース部材210には、第2ケース部材220に向って突出する第1パイプ部210aを設けるとともに、第2ケース部材220には、第1ケース部材210に向って突出する第2パイプ部220aを設ける。この第1パイプ部210aと第2パイプ部220aは、互いに先端が当接する。これにより、光の経路Aは、第1パイプ部210aおよび第2パイプ部220aの内部を通過するようにして時計指針の回転位置検出装置100が構成される。
Further, the
上述した時計指針の回転位置検出装置は、発光素子と受光素子を同一の回路基板に搭載することにより、前後別々の基板に設けるものに比べ作業効率を向上させることが可能となった。他方で、発光素子の光を受光素子に導く導光体を備えて、光の経路をいわゆるコ字形状にしているので、光路の距離が長くなり、光量が減衰しセンサ感度が低下するきらいがあった。 The above-described rotational position detection device for a watch hand can improve the working efficiency by mounting the light emitting element and the light receiving element on the same circuit board as compared with those provided on the front and rear separate boards. On the other hand, a light guide that guides the light of the light emitting element to the light receiving element is provided and the light path is so-called U-shaped, so that the distance of the optical path becomes long, the amount of light attenuates, and the sensor sensitivity decreases. there were.
そこで、本発明は、受光素子に到達する光を集約させ、もってセンサ感度の低下を可及的に阻止できる時計指針の回転位置検出装置を提案するものである。 In view of the above, the present invention proposes a rotation position detecting device for a timepiece that aggregates light reaching a light receiving element and thereby prevents a decrease in sensor sensitivity as much as possible.
本願第1請求項に記載した発明は、モータと、モータに連結されたギア列からなる減速機構と、指針を装着する指針パイプと、それらを収納するケース体200と、モータを制御する回路基板300とを備えたアナログ時計の駆動機構1に用いられるものであって、前記指針パイプの基端部には、回転体10を備えて、当該回転体10の回転位置から秒針、分針および時針の位置を検出する回転位置検出装置100において、
前記回路基板300に発光素子110および受光素子120を搭載するとともに、前記発光素子110の光を受光素子120に導く導光体130を設けて、前記発光素子110、前記導光体130および受光素子120でコ字形状の光の経路Aを形成し、
前記ケース体200は、前記回転体10をその回転軸方向の両側から挟む正面側の第1ケース部材210と背面側の第2ケース部材220とを備え、
前記第1ケース部材210には、前記第2ケース部材220に向って突出する第1パイプ部210aを設けるとともに、前記第2ケース部材220には、前記第1ケース部材210に向って突出する第2パイプ部220aを設け、
前記第1パイプ部210aと前記第2パイプ部220aは、互いに先端が係合して、前記光の経路Aが、前記第1パイプ部210aおよび前記第2パイプ部220aの内部を通過するように設け、
更に、前記第2パイプ部220aのパイプ長さL1が、前記導光体130と前記受光素子120間の長さL2の2分の1以上に設けられるとともに、前記第2パイプ部220aの前記受光素子120側のパイプ内径aが、前記導光体130側のパイプ内径bよりも小さく形成されていることを特徴とする時計指針の回転位置検出装置100である。
The invention described in the first claim of the present application is a motor, a speed reduction mechanism comprising a gear train coupled to the motor, a pointer pipe for mounting the pointer, a
The
The
The
The
Further, the pipe length L1 of the
本願第1請求項に記載した発明によれば、発光素子110、導光体130および受光素子120で形成される光の経路Aがコ字形状であっても、第2パイプ部220aの受光素子120側のパイプ内径aが、導光体130側のパイプ内径bよりも小さく形成されているので、導光体130からの光が当該パイプの形状により収斂される作用効果を奏する。更に、このパイプ長さL1が、導光体130と受光素子120間の長さL2の2分の1以上に設けられているので、光の収斂効果が担保され、結果、センサ感度の低下を最小限にとどめることができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the light path A formed by the
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図11に示す駆動機構1は、指針を駆動するアナログ時計のムーブメントである。この駆動機構1は、モータ、モータに連結されたギア列からなる減速機構、指針を装着する指針パイプ、それらを収納するケース体200、モータを制御する回路基板300を備える。そして、指針パイプが減速機構を介してモータにより所定の速度で回転駆動するように構成されている。指針パイプとしては、分針を装着する分針パイプと、時針を装着する時針パイプとを備えている。時針パイプは、日の裏車を介して分針パイプに従動する。
A driving mechanism 1 shown in FIGS. 1 to 11 is an analog timepiece movement for driving a pointer. The drive mechanism 1 includes a motor, a speed reduction mechanism including a gear train connected to the motor, a pointer pipe for mounting the pointer, a
本例の回転位置検出装置100は、回転体10を回転する駆動機構1に設けられ、回転体10の回転位置を検出するものであり、検出対象とする回転体10は、特に限定はしないが、本例では秒針軸の基端部、分針パイプの基端部に設けられたギア部、および時針パイプの基端部に設けられたギア部となっている。
The rotational
この回転位置検出装置100は、回路基板300に搭載された発光素子110および受光素子120と、発光素子110の光を受光素子120に導く導光体130とを備え、各回転体10が発光素子110の光の経路A(図5参照)に位置し、各回転体10に設けられた各透光部11が回転体10の回転に伴い光の経路Aをそれぞれ横切ることにより、各回転体10の回転位置を検出する構成となっている。発光素子110および受光素子120を回転体10に対して片側に配置したものである。受光素子120の検出パターンから分針および時針の位置を検出する。
The rotational
ケース体200は、回転体10をその回転軸方向の両側から挟む第1ケース部材210および第2ケース部材220を備える。第1ケース部材210および第2ケース部材220は、所定の形状の射出成形部材である。回路基板300は、これを第1ケース部材210に設けるとともに、導光体130は、これを第2ケース部材220に設ける。
The
図示したケース体200は、正面側の第1ケース部材210および背面側の第2ケース部材220をその厚さ方向に組付けてなる扁平型のものであり、ケース体200の内部には、モータ、減速機構、および指針パイプの基端部が収納されている。第1ケース部材210および第2ケース部材220は、互いにスナップ止め、またはねじ止めされている。回路基板300は、ケース体200の外側(正面側)となる面に設けられている。具体的には、第1ケース部材210の正面側に重ねてねじ止めされている。また、指針パイプの先端部が第1ケース部材210から正面に向けて突出しており、回路基板300には指針パイプの先端部を挿通する孔部が設けられている。
The illustrated
第1ケース部材210には、ケース体200の外側(正面側)となる面から発光素子110および受光素子120をそれぞれ挿入する発光素子挿入凹部211および受光素子挿入凹部212が設けられている。
The
また、第2ケース部材220には、ケース体200の外側(背面側)となる面から導光体130を挿入する導光体挿入凹部221と、導光体挿入凹部221に挿入した導光体130を被う遮光部材222とが設けられている。導光体130は、導光体挿入凹部221に圧入される。この導光体130は、一方の部位から入射した光を一対の端面でそれぞれ反射して他方の部位から射出するものである。遮光部材222は、プレート状またはシール状の部材であり、第2ケース部材220には、導光体挿入凹部221全体を囲む遮光部材装着凹部223が設けられている。遮光部材222は、遮光部材装着凹部223に接着して装着される。
The
このような構成によると、ケース体200に対して導光体130を正確に且つ容易に組付けることができる。導光体130を組付ける前に導光体挿入凹部221を利用してケース体200の外部から発光素子110および受光素子120の検査を行なうことも可能である。
With such a configuration, the
特に本例の場合、導光体130は、導光体挿入凹部221への挿入方向から見た輪郭形状と、その挿入方向の逆側から見た輪郭形状とが一致しない構成となっている。すなわち、輪郭形状が一致していると、製造時に挿入方向を誤って導光体130を挿入してしまう場合が考えられる。導光体130を一旦挿入してしまうと、これを抜出す作業に手間がかかる上に、部材の変形や破損が生じる可能性もある。そこで本例では、導光体130の要所に突片131を設け、そのような事態を未然に防止している。図例した導光体130は、挿入方向から見た輪郭形状が、矩形に複数の突片131を設けた形状となっている。突片131は、角を形成する2辺にそれぞれ設けられている。導光体挿入凹部221の形状は、その輪郭形状よりも僅かに大きいものとなっている。導光体130は、挿入方向を反転すると導光体挿入凹部221に挿入されることはない。
In particular, in the case of this example, the
また、第1ケース部材210および第2ケース部材220の少なくとも一方には、それらの他方に向って突出するパイプ部210a,220aを設けている。光の経路Aは、パイプ部210a,220aの内部を通過する構成となっている。
Further, at least one of the
本例の場合、第1ケース部材210には、第2ケース部材220に向って突出する第1パイプ部210aを設けるとともに、第2ケース部材220には、第1ケース部材210に向って突出する第2パイプ部220aを設けている。第1パイプ部210aおよび第2パイプ部220aは、互いに先端が係合するものとし、光の経路Aは、第1パイプ部210aおよび第2パイプ部220aの内部を通過する構成となっている。ここで、先端が係合するとは、先端が当接し、嵌合し、あるいは若干の隙間を備えて対峙するなどの形態を意味する。
In the case of this example, the
透光部11を通過した発光素子110の光は、導光体130に入射され、導光体130に設けられた一対の端面で90°づつ2回反射して導光体130から射出される。射出された光は、第2パイプ部220a、第1パイプ部210aを順次通過して受光素子120にもたらされる。尚、発光素子110および受光素子120は、それらの位置関係を逆にすることも可能である。その場合、光の経路Aの進行方向は逆向きとなる。
The light of the
このような構成によると、回転位置検出装置100の検出精度を確実に向上することができる。すなわち、発光素子110および受光素子120を回転体10に対して片側に配置する場合は、光の進行方向の反転に伴いその光にロスが生じるため、これが検出精度に影響するという事情があるところ、本例によれば、パイプ部210a,220aにより光の拡散が防止される。故に、光のロスを低減することができる。また、受光素子120が発光素子110の光を直接受光してしまう、或いは駆動機構1の内部で反射された光を受光してしまう事態を防止することができる。
According to such a configuration, the detection accuracy of the rotational
更に、第2パイプ部220aのパイプ長さL1は、導光体130と受光素子120間の長さL2の2分の1以上に設けられるとともに、第2パイプ部220aの受光素子120側のパイプ内径aが、導光体130側のパイプ内径bよりも小さく形成されている。なお、第2パイプ部220aにおける導光体130側の端部には、光収斂用の面取りが形成されている。
Furthermore, the pipe length L1 of the
このように、発光素子110、導光体130および受光素子120で形成される光の経路Aがコ字形状であっても、第2パイプ部220aの受光素子120側のパイプ内径aが、導光体130側のパイプ内径bよりも小さく形成されているので、導光体130からの光が当該パイプの形状により収斂される作用効果を奏する。
As described above, even if the light path A formed by the
また、このパイプ長さL1が、導光体130と受光素子120間の長さL2の2分の1以上に設けられているので、光の収斂効果が担保され、結果、センサ感度の低下を最小限にとどめることができる。
In addition, since the pipe length L1 is provided more than one half of the length L2 between the
以上説明したように、本例の回転位置検出装置は、回転体の回転位置を検出する装置として極めて合理的に構成されたものである。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例で説明したものに限定されないことは勿論である。 As described above, the rotational position detection device of this example is extremely rationally configured as a device that detects the rotational position of the rotating body. In addition, it is needless to say that the configuration of each part in this example can be appropriately changed in design within the technical scope described in the claims, and is not limited to that described in the drawings.
本発明の回転位置検出装置は、アナログ時計のムーブメントに設け、その指針の位置を検出する装置として好適に利用することが可能である。 The rotational position detection device of the present invention can be suitably used as a device that is provided in a movement of an analog timepiece and detects the position of the hands.
1 駆動機構(アナログ時計のムーブメント)
10 回転体
11 透光部
100 回転位置検出装置
110 発光素子
120 受光素子
130 導光体
131 突片
200 ケース体
210 第1ケース部材
210a 第1パイプ部
211 発光素子挿入凹部
212 受光素子挿入凹部
220 第2ケース部材
220a 第2パイプ部
221 導光体挿入凹部
222 遮光部材
223 遮光部材装着凹部
300 回路基板
A 光の経路
L1 第2パイプ部のパイプ長さ
L2 導光体と受光素子間の長さ
a 第2パイプ部のパイプ内径(受光素子側)
b 第2パイプ部のパイプ内径(導光体側)
1 Drive mechanism (analog clock movement)
DESCRIPTION OF
b Pipe inner diameter of the second pipe part (light guide side)
Claims (1)
前記回路基板(300)に発光素子(110)および受光素子(120)を搭載するとともに、前記発光素子(110)の光を受光素子(120)に導く導光体(130)を設けて、前記発光素子(110)、前記導光体(130)および受光素子(120)でコ字形状の光の経路(A)を形成し、
前記ケース体(200)は、前記回転体(10)をその回転軸方向の両側から挟む正面側の第1ケース部材(210)と背面側の第2ケース部材(220)とを備え、
前記第1ケース部材(210)には、前記第2ケース部材(220)に向って突出する第1パイプ部(210a)を設けるとともに、前記第2ケース部材(220)には、前記第1ケース部材(210)に向って突出する第2パイプ部(220a)を設け、
前記第1パイプ部(210a)と前記第2パイプ部(220a)は、互いに先端が係合して、前記光の経路(A)が、前記第1パイプ部(210a)および前記第2パイプ部(220a)の内部を通過するように設け、
更に、前記第2パイプ部(220a)のパイプ長さ(L1)が、前記導光体(130)と前記受光素子(120)間の長さ(L2)の2分の1以上に設けられるとともに、前記第2パイプ部(220a)の前記受光素子(120)側のパイプ内径(a)が、前記導光体(130)側のパイプ内径(b)よりも小さく形成されていることを特徴とする時計指針の回転位置検出装置(100)。
An analog timepiece including a motor, a speed reduction mechanism including a gear train connected to the motor, a pointer pipe for mounting the pointer, a case body (200) for storing them, and a circuit board (300) for controlling the motor The rotating mechanism (10) is provided at the proximal end of the pointer pipe, and the position of the second, minute and hour hands from the rotational position of the rotating body (10) is used. In the rotational position detecting device (100) for detecting
The light emitting element (110) and the light receiving element (120) are mounted on the circuit board (300), and a light guide (130) for guiding the light of the light emitting element (110) to the light receiving element (120) is provided. The light emitting element (110), the light guide (130), and the light receiving element (120) form a U-shaped light path (A),
The case body (200) includes a first case member (210) on the front side and a second case member (220) on the back side that sandwich the rotating body (10) from both sides in the rotation axis direction.
The first case member (210) is provided with a first pipe portion (210a) protruding toward the second case member (220), and the second case member (220) is provided with the first case. Providing a second pipe portion (220a) protruding toward the member (210);
The first pipe part (210a) and the second pipe part (220a) are engaged with each other at their tips, and the light path (A) is the first pipe part (210a) and the second pipe part. (220a) is provided so as to pass through,
Furthermore, the pipe length (L1) of the second pipe part (220a) is provided at more than one half of the length (L2) between the light guide (130) and the light receiving element (120). The pipe inner diameter (a) on the light receiving element (120) side of the second pipe part (220a) is formed smaller than the pipe inner diameter (b) on the light guide (130) side. Rotation position detecting device (100) for a watch hand.
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