JP4013917B2 - 時計 - Google Patents

Description

本発明は、時計に係り、ゼンマイおよびテンプを有する機械式時計や、ゼンマイが解ける時に出力される機械エネルギを発電機で電気エネルギに変換し、その電気エネルギで回転制御手段を作動させてロータの回転を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に運針させる電子制御式機械時計に関する。

従来より、ゼンマイの機械エネルギを利用して指針を運針させる機械式時計が知られている。

また、近年では、ゼンマイが解放する時の機械エネルギを発電機で電気エネルギに変換し、その電気エネルギにより回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる電流値を制御することにより、輪列に固定される指針を正確に運針させて正確に時刻を表示する電子制御式機械時計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このような時計においては、常に薄型化が求められており、これまでにおいても、地板および輪列受間の香箱車を薄型化して対応したり、あるいは二番車や四番車を時計（ムーブメント）の中心からずらしてレイアウトする等し、香箱車（一番車）、二番車、および四番車周りの番車の重なりを少なくして薄型化を図っていた。

特開平８−５７５８号公報

しかし、香箱車を薄型化した場合には、ゼンマイ自身も幅が小さくなるため、蓄えられるエネルギが減少して持続時間が短くなるという問題が生じる。

また、二番車や四番車を時計の中心からずらしてレイアウトした場合には、分針や秒針が結合された番車は、香箱車からロータ（あるいはテンプ）までのトルク伝達経路から外れてしまうため、それらの番車のバックラッシュによって指針ががたつくという問題が生じる。このため、特にこのような時計では、指針のがたつきを防止するために、指針が結合された番車を板バネ等で軸方向に押し付け、車の周方向へのずれを防止しているが、このようにすると、板バネの押圧力が抵抗となって負荷が大きくなり、やはり持続時間が短くなってしまう。

そして、例えば板バネで秒針が結合された車を軸方向へ押さえたとしても、時計に衝撃が加わった場合には、秒針のアンバランスによってバックラッシュ分だけ秒針が先行してしまうので、バックラッシュが詰められて再び動力が加わるまでに秒針が停止するという問題もあった。

本発明の目的は、持続時間を維持しながら薄型化できる時計を提供することにある。

本発明の時計は、輪列を介して伝達されるゼンマイの機械エネルギで前記輪列に結合された指針を運針させる時計において、前記ゼンマイが収容された香箱車の香箱真は、筒状に形成され、前記香箱真に嵌合されて一体に回転する角穴車を、地板と前記香箱車の間に配置して、前記地板に固定された支持部材に挿通することにより、前記地板に片持ち状態に支持されており、
前記角穴車の外周側は、内周側よりも前記地板側に折曲して、前記香箱車と噛み合う二番車と筒車との間に張り出していることを特徴とするものである。
このような本発明において、香箱車（香箱真）を地板のみで支持するから、輪列受の香箱車に対応した部分を例えば開口にするなどして香箱車との干渉を避ければ、その輪列受をより地板側に寄せて配置することが可能となり、時計の薄型化が図れる。この際、香箱車すなわちゼンマイの幅を変えなくてよいため、持続時間が維持される。

また、本発明の時計では、香箱真に嵌合される角穴車を香箱車と地板との間に配置し、この角穴車の外周側を内周側よりも地板側に折曲して二番車と筒車との間に張り出させてもよい。そして、角穴車を香箱真に設けられた係止部と地板との間で挟持させてもよい。

また、本発明の時計では、ゼンマイの機械エネルギをロータを介して電気エネルギに変換する発電機と、変換された電気エネルギにより駆動されて発電機の回転周期を制御する制御回路とを備えた電子制御式機械時計としもよい。
このような場合には、輪列に固定される指針を正確に運針させて正確に時刻を表示することが可能である。

本発明によれば、香箱車（香箱真）が地板のみで支持されているため、香箱車を支持する受部材（輪列受）を不要にできる。従って、輪列受は、香箱車に妨げられることがなく、輪列を支持するように自由に設計可能になるから、例えば輪列受の香箱車に対応した部分を開口にするなどして香箱車との干渉を避けるようにすれば、その輪列受をより地板側に寄せて配置することができ、時計を薄型化できる。そして、この際、香箱車すなわちゼンマイの幅寸法を変えなくてよいため、持続時間を維持できるという効果がある。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態に係る時計としての電子制御式機械時計の概略を示す平面図、図２および図３は、その要部の断面図である。

図１〜図３において、電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａ、香箱歯車１ｂ、香箱真１ｃおよび香箱蓋１ｄからなる香箱車１を備えている。ゼンマイ１ａは、外端が香箱歯車１ｂ、内端が香箱真１ｃに固定されている。香箱真１ｃは、筒状とされて支持部材２に挿通されることにより、この支持部材２を介して地板３に片持ち状態に支持され、支持部材２に螺合される角穴ネジ５で図中の上方に抜けないように押さえ込まれていると同時に、断面方向にがた（足掻き）を持たせている。このような支持部材２は、地板３側にフランジ部２ａを有し、このフランジ部２ａの香箱側（図中上側）の周縁をカシメることによって地板３に固定され、より倒れ込みにくくなっている。

なお、地板３への支持部材２の固定方法としては、カシメの他、溶接や鑞付け等であってもよい。また、支持部材２は地板３と別体の部材である必要はなく、例えば地板３を金属製とした場合は、地板３を製作する際の板材を削り残して支持部材２に相当する形状を地板３に予め一体に設けてもよく、地板３を樹脂製とした場合には、成形用の型を工夫して支持部材２に相当する形状を地板３から突出させて地板３と予め一体に成形してもよい。

香箱車１および地板３間には香箱真１ｃと一体に回転する角穴車４が配置されている。角穴車４は、中心穴が四角形状やトラック形状とされ、その中心穴が香箱真１ｃの四角形状部分（角取り部）に貫挿された状態で香箱真１ｃの係止部１ｅと地板３とで挟持されており、いわゆる投げ込み構造で配置されている。この角穴車４の外周側は絞り加工等によって地板３側に折曲され、図中の一方側で二番車６と筒車６ｃとの間にまで張り出している。

香箱歯車１ｂの回転は、二番車６へ伝達された後、増速されて三番車７（図１）へ、三番車７から秒針車８を介して四十四番車９へ、さらに順次増速されて四番車１０、五番車１１、六番車１２、ロータ１３へと伝達される。そして、二番車６には筒かな６ａが、筒かな６ａには分針６ｂが、秒針車８には秒針８ａがそれぞれ固定されている。つまり、本実施形態では、筒かな６ａを介して分針６ｂが設けられている二番車６、および秒針８ａが設けられている秒針車８のそれぞれは、香箱車１からロータ１３までのトルク伝達経路中に組み込まれており、運針中は常時番車の回転方向に香箱からの力を受け、バックラッシュが一方向に詰まっている。従って、それら二番車６、秒針車８のバックラッシュによる分針６ｂ、秒針８ａのがたつきが防止されるようになっている。

二、五番車６，１１は、上方が二番受１５に、下方が地板３に支持され、三、四、六番車７，１０，１２およびロータ１３は、上方が輪列受１４に、下方が地板３に支持され、四十四番車９は、上方が輪列受１４に、下方が二番受１５に支持されている。そして、特に五番車６は軸中心が六番車１２と重なり、四十四番車９の軸中心は二番車６と平面的に重なっている（図１）。地板３の外側（図２，３中下側）には文字板１７が配置され、文字板１７と地板３との間にはアモルファス材等の磁性体からなる耐磁板１８が介装されている。

この電子制御式機械時計は、ロータ１３、ステータ２１、第１コイルブロック２２、第２コイルブロック２３、および継手２４から構成される発電機２０を備えている。ロータ１３は、ロータ磁石１３ａ、ロータかな１３ｂ、ロータ慣性円板１３ｃを備えている。このうち、ロータ慣性円板１３ｃは、香箱車１から輪列を介して伝わる駆動トルクの変動に対しロータ１３の回転数変動を少なくするためのものである。ステータ２１は、発電機２０の磁気回路の一部を形成するものであり、ロータ磁石１３ａが配置される配置穴２１ａを有することで、ロータ１３の磁束が第１、第２コイルブロック２２，２３の各磁心２２ａ，２３ａに鎖交するようになっている。第１、第２コイルブロック２２，２３は、磁心２２ａ，２３ａにコイルを巻線したものである。ここで、ステータ２１、各磁心２２ａ，２３ａ、および継手２４はＰＣパーマロイ等で構成されている。

このような発電機２０の構成により、ゼンマイ１ａを巻き上げると、ゼンマイ１ａが解ける際に出力されるトルクが香箱車１から六番車１２の輪列を介してロータ１３に伝わり、ロータ１３の回転によって各コイルブロック２２，２３に交流電圧が誘起される。

以上の電子制御式機械時計では、発電機２０からの交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路を通して昇圧、整流されて平滑用コンデンサに充電され、このコンデンサからの電力で発電機２０の回転を制御する図示しない制御回路を作動させている。なお、制御回路としては、発振回路、分周回路、回転検出回路、回転数比較回路、電磁ブレーキ制御手段等を含む集積回路（ＩＣ）によって構成され、発振回路には水晶振動子が用いられる。

また、角穴車４を回転させてゼンマイ１ａを巻く方法は、図示しない竜頭に接続された巻真３０操作することにより、キチ車３１、丸穴車３２、角穴中間車３３を介して行われ、この際、角穴車４の回転方向がコハゼ４ａによって規制されている。また、分針６ｂおよび時針を合わせる方法は、同様に巻真３０を操作し、つづみ車３４、小鉄車３５、日の裏中間車３６、日の裏車３７を介して行われ、この際、駆動系は、規制レバー３８を五番車１１に当接させることで停止するようになっている。なお、小鉄車３５を輪列受１４側に配置する他、地板３側に配置してもよく、その場合、小鉄車３５、筒かな６ａ、筒車６ｃの位置に合わせて日の裏車３７を配置することで日の裏中間車３６を省くことができる。また、指針合わせの時の竜頭の回転方向と指針の回転方向との関係を小鉄車３５を輪列受１４側に配置した場合と同じにできる。さらに、ゼンマイ１ａを巻く方法は、手巻き機構以外でもよく、例えば回転錘の回転や回動によりゼンマイ１ａを巻き上げる自動巻機構を用いてもよい。そして、分針６ｂや時針の時刻表示を合わせる機構は、周知である機械時計と同様であるため、さらなる詳細な説明を省略する。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。

１）本実施形態の電子制御式機械時計では、香箱車１が支持部材２を介して地板３のみに支持されているため、輪列受１４を香箱車１に対向させる必要がなく、香箱車１に対応した部分を例えば開口にするなどして香箱車１との干渉を避けることができ、輪列受１４をより地板３側に寄せて配置して時計を薄型化できる。また、このことにより、図示しない日付表示機構（カレンダー）や耐磁板１８を組み込んでも、厚さ寸法が従来の日付機構付き、あるいは耐磁板１８入りの時計より大きくなるのを抑えることができる。

２）薄型化にあたって、香箱車１の厚さ寸法すなわちゼンマイ１ａの幅寸法を小さくしなくてもよいため、持続時間を維持することができる。

３）角穴車４は香箱車１と地板３との間に配置されているが、このスペースは二番車６を配置するためのスペースと共用であり、角穴車４配置用のスペースを特別設ける必要がなく、薄型化をより促進できる。

４）角穴車４は香箱車１と地板３との間に投げ込み構造で配置されているため、角穴車４を固定するための複雑な固定手段を設けなくともよく、さらに薄型化できる。

５）角穴車４の外周側は折曲して二番車６と筒車６ｃとの間にまでおよんでいるため、角穴車４を二番車６に干渉させることなくその径寸法を大きくできる。 従って、ゼンマイ１ａを巻き上げる際には、竜頭を回す力を小さくでき、ゼンマイ１ａを容易に巻き上げることができる。

６）反対に、角穴車４の内周側は地板３から軸方向により離れているため、香箱真１ｃ周りでは地板３の厚さ寸法を大きくしてその剛性を向上させることができ、支持部材２を確実に固定して倒れにくくできる。また、前述したように、地板３を金属製や樹脂製とし、これと一体化した支持部材１２を設けた場合にも、香箱真１ｃ周りの地板厚を大きくすることで同じ効果を得ることができ、有利である。

７）支持部材２はフランジ部２ａを有しているため、このフランジ部２ａによって径方向に作用する力に抗することができ、支持部材２を一層倒れにくくできる。

８）分針６ｂが設けられている二番車６、および秒針８ａが設けられている秒針車８のそれぞれは、ゼンマイ１ａのトルク伝達経路中に組み込まれているので、それら二番車６、秒針車８のバックラッシュによる分針６ｂ、秒針８ａのがたつきを防止できる。

９）分針６ｂ、秒針８ａのがたつきを防止するのに従来のような板バネを用いる必要がないから、それによる負荷も生じず、持続時間が短くなる心配もない。 そして、そのような板バネを秒針車８の軸方向に配置する必要がないことで時計を薄くできるという効果もある。

１０）トルク伝達経路中において、秒針車８と四番車１０との間には四十四番車９が組み込まれているため、それら秒針車８あるいは四番車１０のカナ部分の径寸法を大きくする必要がなく、ムーブメント全体として小径化できる。また、秒車８も遊び車とすることにより、秒車８と香箱の重なりを回避できるから、ゼンマイ１ａの幅を維持できると同時に、秒針８ａを時計の中心に配置しながらより薄型化できる。

１１）四十四番車９および五番車１１の一端側は二番受１５で受けられているが、この二番受１５は本来二番車６を受けるために設けられたものであり、これを四十四番車９、五番車１１にも利用することで、それら専用の受部分を設ける必要がなく、この点でも薄型化および小径化できる。

１２）二番受１５には四十四番車９および五番車１１が組み込まれているため、二番受１５の断面二次モーメントを大きくでき、より丈夫にできる。

１３）四十四番車９および五番車１１を二番受１５で受けることにより、その軸中心を二番車６および六番車１２にそれぞれ重ねることができ、ムーブメントをより小径化できる。

１４）特に五番車１１の軸中心を六番車１２と重ねることで、六番車１２が五番車１１と干渉することなくその径寸法を大きくできる。このため、六番車１２とロータ１３との間の増速比を大きくできるので、これと噛み合うロータ１３をより高速で回転させて発電効率を向上させるこができる。また、ロータ１３よりも二つ香箱車１側の番車すなわち五番車１１が二番受１５と地板３とで支持されているため、六番車１２の径寸法を確保しながらムーブメントを小径化できると同時に、ステータ２１および慣性円板１３ｃと二番受１５との干渉を避けることができ、ムーブメントをさらに薄型化できる。つまり、六番車１２を二番受１５と地板３との間や二番受１５と輪列受１４との間で支持すると、二番受１５とステータ２１や慣性円板１３ｃが干渉してしまう。よって、五番車１１を二番受１５と地板３とで支持することが有効である。

１５）六番車１２の径寸法を大きくすることにより、さらにロータ１３の慣性板１３ｃの径寸法も大きくできる。このため、ロータ１３の重量を大きくせずに慣性を確保できるので、ロータ１３をより安定して回転させることができるとともに、時計の落下等によるロータ１３のほぞ折れや曲がりを防止できる。

〔第２実施形態〕
図４、図５には、第２実施形態として、本発明を機械式時計に適用した構成が示されている。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同様な構成部材には同じ符号を付し、ここでのそれらの説明を省略する。

本実施形態では、四番車１０はカンギ車４１と噛み合い、カンギ車４１、アンクル４２、テンプ４３からなる機械式脱進機に動力を伝えており、この脱進機で時間標準を作り出している。なお、この構造および原理等は周知技術であるため、詳細な説明を省略する。また、本実施形態において、規制レバー３８が四番車１０に当接されるように構成されている。なお、図中の符号４４はアンクル受である。他の構成は、第１実施形態と同じである。

このような本実施形態でも、１）〜１３）の効果を同様に得ることができる。

なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、四十四番車９および五番車１１の一端側は二番受１５で受けられていたが、それらの番車９，１０が地板３および輪列受１４で受けられている場合でも本発明に含まれる。しかし、前記実施形態のようにすることで、薄型化および小径化をより促進できるという効果があるので、そうすることが好ましい。

前記各実施形態では、香箱車１を地板３のみに支持させることで輪列受１４を地板３に近づけ、これによって薄型化を図っていたが、輪列受１４の香箱車１に対応した部分を開口にした際、その分香箱車１すなわちゼンマイ１ａの幅寸法を大きくしてもよく、このような場合には持続時間を延ばすことができるという効果がある。

本発明の第１実施形態に係る時計の概略を示す平面図である。 第１実施形態の要部を示す断面図である。 第１実施形態の別の要部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る時計の概略を示す平面図である。 第２実施形態の要部を示す断面図である。

符号の説明

１…香箱車、１ａ…ゼンマイ、１ｃ…香箱真、１ｅ…係止部、３…地板、４…角穴車、６…二番車、６ｂ…分針、６ｃ…筒車、８…秒針車、８ａ…秒針、９…四十四番車、１１…五番車、１２…六番車、１３…ロータ、１４…輪列受、１５…二番受、２０…発電機。

Claims (3)

1. 輪列を介して伝達されるゼンマイの機械エネルギで前記輪列に結合された指針を運針させる時計において、
   前記ゼンマイが収容された香箱車の香箱真は、筒状に形成され、前記香箱真に嵌合されて一体に回転する角穴車を、地板と前記香箱車の間に配置して、前記地板に固定された支持部材に挿通することにより、前記地板に片持ち状態に支持されており、
   前記角穴車の外周側は、内周側よりも前記地板側に折曲して、前記香箱車と噛み合う二番車と筒車との間に張り出していることを特徴とする時計。
   
2. 請求項１に記載の時計において、前記香箱真に嵌合される前記角穴車は、前記香箱真に設けられた係止部と前記地板との間で挟持されていることを特徴とする時計。
3. 請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の時計において、前記ゼンマイの機械エネルギ
   をロータを介して電気エネルギに変換する発電機と、変換された電気エネルギにより駆動
   されて前記発電機の回転周期を制御する制御回路とを備えた電子制御式機械時計であるこ
   とを特徴とする時計。
   
   
   

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