JP5847042B2

JP5847042B2 - 回転位置検出装置

Info

Publication number: JP5847042B2
Application number: JP2012192437A
Authority: JP
Inventors: 義典後藤; 浩加部; 光司村杉
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: JP2014048200A

Description

本発明は、発光素子及び受光素子を用いて回転体の回転位置を検出する装置に関する。

駆動機構に設けられる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及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。また、発光素子及び受光素子は、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。このような構成によると、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。特許文献１乃至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。

特開２００２−１０７４６５号公報特開２００９−１９８４２１号公報特許第４６４３９４１号公報特開２０１０−２０３８２８号公報特開２０１０−２８１７７３号公報

さて、前述したように発光素子及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、回転体に対してもう一方の片側に導光体を設ける部位を設定し、それを正確に組付ける必要がある。本願発明者は、駆動機構の製造性を考慮しつつ導光体の配置構造について検討し、本発明を達成した次第である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より合理的に構成された信頼性の高い回転位置検出装置を得ることである。

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）において、
前記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（１０）を備え、
前記回転体（１０）を回転する前記駆動機構（１）に設けられ、前記回転体（１０）の回転位置から分針及び時針の位置を検出する時計指針の回転位置検出装置（１００）であって、
当該回転位置検出装置（１００）は、前記回路基板（３００）に搭載された発光素子（１１０）及び受光素子（１２０）と、前記発光素子（１１０）の光を前記受光素子（１２０）に導く導光体（１３０）とを備え、
前記回転体（１０）が前記発光素子（１１０）の光の経路（Ａ）に位置し、前記回転体（１０）に設けられた透光部（１１）が前記回転体（１０）の回転に伴い前記光の経路（Ａ）を横切ることにより、前記回転体（１０）の回転位置を検出するものであり、
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）及び背面側の第２ケース部材（２２０）を備え、
前記回路基板（３００）は、これを前記第１ケース部材（２１０）の正面側に設けるとともに、前記導光体（１３０）は、これを前記第２ケース部材（２２０）に設け、
前記第１ケース部材（２１０）には、前記ケース体（２００）の外側となる面から前記発光素子（１１０）及び前記受光素子（１２０）をそれぞれ挿入する発光素子挿入凹部（２１１）及び受光素子挿入凹部（２１２）を設け、
前記第２ケース部材（２２０）には、前記ケース体（２００）の外側となる面から前記導光体（１３０）を挿入する導光体挿入凹部（２２１）を設け、
更に、前記導光体（１３０）は、前記導光体挿入凹部（２２１）への挿入方向から見た輪郭形状が、矩形に複数の突片（１３１）を設けた形状であって、当該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の時計指針の回転位置検出装置（１００）である。

本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記第２ケース部材（２２０）には、前記導光体挿入凹部（２２１）に挿入した前記導光体（１３０）を被う遮光部材（２２２）を設けた構成の回転位置検出装置（１００）である。

本願第３請求項に記載した発明は、請求項２において、前記遮光部材（２２２）は、プレート状又はシール状の部材であり、前記第２ケース部材（２２０）には、前記導光体挿入凹部（２２１）全体を囲む遮光部材装着凹部（２２３）を設けた構成の回転位置検出装置（１００）である。

本発明によれば、より合理的に構成された信頼性の高い回転位置検出装置を得ることができる。

本発明の実施例に係り、時計のムーブメントを示す正面図である。本発明の実施例に係り、時計のムーブメントを示す背面図である。本発明の実施例に係り、時計のムーブメントを示す側面図である。本発明の実施例に係り、時計のムーブメントの内部を示す側面断面図である。本発明の実施例に係り、図４の要部拡大図であり、回転位置検出装置を示す説明図である。本発明の実施例に係り、時計のムーブメントを示す分解斜視図（正面側）である。本発明の実施例に係り、時計のムーブメントを示す分解斜視図（背面側）である。本発明の実施例に係り、回路基板を示す背面図である。本発明の実施例に係り、ケース体を示す正面図である。本発明の実施例に係り、導光体、遮蔽部材、及び第２ケース部材の要部を示す斜視図（正面側）である。本発明の実施例に係り、導光体、遮蔽部材、及び第２ケース部材の要部を示す斜視図（背面側）である。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１乃至図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とを備えたものである。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構成となっている。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。

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る。検出対象とする回転体１０は、特に限定はしないが、本例では分針パイプの基端部に設けられたギア部、及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。

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及び受光素子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及び受光素子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及び時針の位置を検出する。

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及び第２ケース部材２２０を備えている。第１ケース部材２１０及び第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に設けている。

図例したケース体２００は、正面側の第１ケース部材２１０及び背面側の第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、及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及び第２ケース部材２２０は、互いにスナップ止め又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。

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及び受光素子１２０をそれぞれ挿入する発光素子挿入凹部２１１及び受光素子挿入凹部２１２が設けられている。

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、プレート状又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。

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及び受光素子１２０の検査を行なうことも可能である。

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。

また、第１ケース部材２１０及び第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。

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及び第２パイプ部２２０ａは、互いに先端が当接するものとし、光の経路Ａは、第１パイプ部２１０ａ及び第２パイプ部２２０ａの内部を通過する構成となっている。

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及び受光素子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。

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及び受光素子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。

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、図例説明したものに限定されないことは勿論である。

例えば、本例では回路基板をケース体の外側となる面に設けたが、回路基板をケース体の内側となる面に設けることも可能である。その場合、第１パイプ部は設けずに、第２パイプ部の先端が回路基板に当接するように構成するとよい。

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。

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

Claims

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）において、
前記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（１０）を備え、
前記回転体（１０）を回転する前記駆動機構（１）に設けられ、前記回転体（１０）の回転位置から分針及び時針の位置を検出する時計指針の回転位置検出装置（１００）であって、
当該回転位置検出装置（１００）は、前記回路基板（３００）に搭載された発光素子（１１０）及び受光素子（１２０）と、前記発光素子（１１０）の光を前記受光素子（１２０）に導く導光体（１３０）とを備え、
前記回転体（１０）が前記発光素子（１１０）の光の経路（Ａ）に位置し、前記回転体（１０）に設けられた透光部（１１）が前記回転体（１０）の回転に伴い前記光の経路（Ａ）を横切ることにより、前記回転体（１０）の回転位置を検出するものであり、
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）及び背面側の第２ケース部材（２２０）を備え、
前記回路基板（３００）は、これを前記第１ケース部材（２１０）の正面側に設けるとともに、前記導光体（１３０）は、これを前記第２ケース部材（２２０）に設け、
前記第１ケース部材（２１０）には、前記ケース体（２００）の外側となる面から前記発光素子（１１０）及び前記受光素子（１２０）をそれぞれ挿入する発光素子挿入凹部（２１１）及び受光素子挿入凹部（２１２）を設け、
前記第２ケース部材（２２０）には、前記ケース体（２００）の外側となる面から前記導光体（１３０）を挿入する導光体挿入凹部（２２１）を設け、
更に、前記導光体（１３０）は、前記導光体挿入凹部（２２１）への挿入方向から見た輪郭形状が、矩形に複数の突片（１３１）を設けた形状であって、当該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ものであることを特徴とする時計指針の回転位置検出装置（１００）。
前記第２ケース部材（２２０）には、前記導光体挿入凹部（２２１）に挿入した前記導光体（１３０）を被う遮光部材（２２２）を設けたことを特徴とする請求項１記載の時計指針の回転位置検出装置（１００）。
前記遮光部材（２２２）は、プレート状又はシール状の部材であり、前記第２ケース部材（２２０）には、前記導光体挿入凹部（２２１）全体を囲む遮光部材装着凹部（２２３）を設けたことを特徴とする請求項２記載の時計指針の回転位置検出装置（１００）。