CN105988355A - 包括模拟显示器驱动装置的钟表机芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钟表机芯(2)，其包括日期显示器驱动装置，该日期显示器由包括齿圈(5)的显示盘(4)构成，所述驱动装置包括驱动机构(6)和驱动源(8)。该驱动机构包括销钉轮副(10)和啮合轮(18)，该轮副具有齿轮(12)和销钉小齿轮(14)，该啮合轮与所述齿轮啮合。销钉小齿轮包括一对销钉(16a、16b)，该销钉构造成定位在齿圈(5)的任一个齿的两侧。所述齿轮和啮合轮分别具有互补的非圆形轮廓。当两个销钉沿齿圈的切线方向(T)定向时，这两个轮具有第一传动比，该第一传动比小于当两个销钉与所述切线方向垂直对齐时这两个轮之间的第二传动比。

Description

包括模拟显示器驱动装置的钟表机芯
技术领域
本发明涉及一种包括模拟显示器驱动装置的钟表机芯，该驱动装置尤其用于日历显示器。
本发明还涉及一种钟表机芯，该钟表机芯包括一种用于通过同一个驱动源、特别是电磁马达来驱动两个独立的模拟指示器的装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于驱动模拟显示器(特别是钟表机芯中的日期环)的装置，该装置在大部分时间是抗震动的。
本发明的另一目的是提供一种具有单个驱动源的用于多功能模拟显示器的驱动装置，其特别是用于通过单个马达驱动日期环和计时器指针驱动器，该驱动装置对于显示器的各种功能是有效的，并且允许相对于显示器的第二功能独立地致动至少一种功能。
提供一种制造成本经济的用于钟表机芯的显示器驱动装置是有利的。
提供一种用于钟表机芯的紧凑的显示器驱动装置是有利的。
通过下段中所述的包括模拟显示器驱动装置的钟表机芯实现本发明的目的。
在本发明中，一种钟表机芯包括模拟显示器驱动装置，该驱动装置用于具有齿圈的显示盘，包括驱动源和将该驱动源联接至该齿圈的驱动机构。该驱动机构包括具有销钉的轮副，以及啮合轮，该轮副由齿轮和包括销钉的小齿轮形成，该啮合轮与销钉轮副(pinwheel set)的所述齿轮啮合。具有销钉的小齿轮包括两个在直径上相对的销钉，该销钉隔开一定的距离，该距离配置成使这些销钉定位在所述齿圈的任一个齿的两侧。所述齿轮具有第一非圆形轮廓，啮合轮具有与第一非圆形轮廓互补的第二非圆形轮廓，该齿轮和啮合轮关于彼此布置成使得：当两个销钉在齿圈的切线方向上定向时，这两个轮具有第一传动比，该第一传动比小于当两个销钉与该切线方向垂直对齐时所述轮之间的第二传动比。
根据一个优选实施例，当两个销钉与显示盘齿圈相切地定向时，这两个销钉布置成限定了在震动向齿圈施加切向力情况下的自锁系统。
“轮的非圆形轮廓”是指具有符合除了圆形之外的一般曲线的齿圈的轮，或具有总体上符合一般圆形但其旋转轴线不在该一般圆形的中心的齿圈的轮。根据一个具体实施例，销钉轮副的齿轮的非圆形轮廓是椭圆形或基本上椭圆形。
根据本发明的一个具体实施例，销钉小齿轮关于显示盘齿圈构造成具有用于驱动显示盘的死角区域(dead angle area)。该死角区域的角距离布置成大于10度。根据一个优选的变型，在震动的情况下，当销钉小齿轮的角位置在该死角区域中时，销钉小齿轮的两个销钉阻挡显示盘的旋转。
根据一个主要实施例，啮合轮和销钉轮之间的齿轮减速比在上述死角区域中比在所述区域外部更大。
根据一个有利的实施例，驱动机构的至少其中一个轮包括附加的显示元件，该附加的显示元件在死角区域中可以独立于上述显示盘操作。
根据一个实施例，附加的显示轮构造成当销钉小齿轮在死角区域中进行角运动时完成至少360°的旋转。所述附加的显示元件例如可以是安装在附加的显示轮的心轴上的指针。在一个特定变型中，所述附加的显示轮是计时器轮。
在一个实施例中，所述驱动源包括由钟表机芯的电子单元控制的电动马达。该马达可以是双向的。
当阅读权利要求和下文对实施例的详细描述时，本发明的其它有利的目的和方面将显而易见。
附图说明
将参照通过非限制性示例给出的附图进行下文的详细描述，图中：
-图1是根据本发明的一个实施例的用于钟表机芯的显示器驱动装置的示意性透视图，该图示出从一个止动位置移动到下一个止动位置的日期盘；
-图2是图1的实施例的相应的平面图，但是日期盘处于一个止动位置，即休止或非驱动位置；
-图3A是示出图2的局部放大图的视图；
-图3B是与图3A类似的视图，但是示出处于死角区域限制位置的驱动装置，在该位置日期盘保持静止；和
-图3C是与图3A类似的视图，但是示出图1的位置，其中日期盘处于从一个止动位置到下一个止动位置的运动中。
具体实施方式
参见附图，钟表机芯2包括根据本发明的一个实施例的显示器驱动装置。该显示器由显示盘4构成，该驱动装置包括驱动机构6和驱动源8。驱动源8例如可以包括电动马达，该电动马达由电子钟表机芯的电子单元(未示出)控制。在本发明中，驱动源8还可以包括驱动机械马达的机械能量源，或混合动力系统。本发明对于包括电动马达的驱动源8特别有用，该电动马达的空转转矩较低，并且其中用于在震动的情况下阻挡驱动机构6的机构是必需的。在所示实施例中，电动马达包括输出小齿轮22，该输出小齿轮22联接至驱动机构6的轮系20c、20b、20a。轮系20c、20b、20a通过销钉轮副10和该销钉轮副的啮合轮18联接至显示盘4。啮合轮18固定地安装在联接至轮系20c、20b、20a的另一齿轮19上。
在所示实施例中，显示盘4采用环的形式，该环在其内周边上包括齿圈齿圈5；齿圈5与销钉轮副10啮合。在一个变型中(未示出)，齿圈5可以布置在显示盘的外周边上，该显示盘可以采用实心圆盘或环的形式。在一个变型中(未示出)，显示盘可以是环或圆盘的一个部段；在这种情况下，显示装置是双向的。在一个实施例中，该显示盘是日期显示盘，即指示日期(几月几号)的圆盘。在本发明中，在其它实施例中，显示盘可以用于显示任何其它不连续的功能，例如下列功能：“AM/PM”、用于计时器的“CHR”；“GMT”；用于定时器的“TMR”；用于开/关闹钟的“AL On/AL Off”。
销钉轮10包括具有非圆形轮廓13a的齿轮12和包含销钉16(尤其是一对销钉16a、16b)的销钉小齿轮14。销钉小齿轮14例如可以采用一对圆柱形销钉的形式，其布置在齿轮12的旋转轴线A10的两侧，并且直接紧固至该齿轮或紧固至安装在齿轮12上的板或圆盘。所述销钉还可以直接形成齿轮12的一部分，例如通过将该销钉与齿轮12注塑模制、成形或机械加工成一体件。
在图2和3a所示的止动位置，销钉16a、16b构造成布置在显示盘的任一个齿5a的两侧。在该止动位置，销钉阻挡显示盘4的旋转。实际上，在该位置，该对销钉16基本上定向成使得穿过该销钉和销钉轮10的旋转轴线A10的直线对应于在该接合齿上显示盘的旋转方向的切线方向T，换句话说，对应于由齿圈5在对应于齿5a的位置处限定的大致圆形的切线方向。将该对销钉16a、16b隔开的距离d16对应于齿5a的厚度d5加上允许该对销钉围绕一个齿枢转的一些间隙，从而销钉小齿轮的旋转轴线A10可以关于齿5a的自由端21定位在一定深度处。这允许销钉16a、16b定位在齿5a的两侧，并且在关于切线方向T的两个极限角极限角+/-α之间进行旋转，这两个极限角-α和+α之间的角距离形成驱动显示盘的死角区域，即，在其中销钉轮不会驱动日期盘的角区域。具体地，销钉小齿轮关于显示盘齿圈构造成使得存在驱动显示盘的死角区域(+/-α)，该死角区域大于传统的齿侧间隙。该死角区域的角距离通常大于或基本上等于10度(5°<|α|)。
销钉之间的距离、齿的尺寸和销钉小齿轮的旋转轴线的位置优选地配置成使得关于切线方向T的两个极限角+/-α的绝对值在轮系中的最大常规齿侧间隙角(在不佳的示例中是约5°)之上，直至在一个优选的变型中大致扩大到允许在震动的情况下该圆盘被阻挡的自锁区域的端部(根据驱动机构，其尤其是介于+/-10°和+/-20°之间)。然而，根据该实施例的变型，该死区可以扩大到此限制之外。因此，该角距离可以大于40°。在图3B所示的示例中，该角距离大体上等于90°(+/-45°)。然而，在一个特定实施例中(该实施例具有将在下文讨论的附加功能)，可以有意将对该死区的利用限制到销钉轮的角锁定区域。在该角锁定区域，当对显示盘4施加旋转力时，例如由于震动产生的惯性力，齿5a与销钉16a、16b的一个或另一个啮合，这阻挡了显示盘相对于驱动机构6的旋转。根据两种具体的模式，可以将介于极限角-α和+α之间的死角区域或所述角锁定区域(条件是该角锁定区域的角距离小于或等于死角区域的角距离)用于诸如计时器功能的其它附加功能，因为显示盘4在极限角-α和+α之间保持在其止动位置。
在所示示例中，可以通过安装在将驱动源8联接至销钉轮10的轮系的各个轮20a、20b、20c的一个或多个心轴上的一个或多个指针24执行附加功能。在所示示例中，其中一个轮是计时器轮20a，该计时器轮20a具有安装有计时器指针24的心轴，该轮和销钉小齿轮14之间的齿轮减速比使得：当该轮完成一圈回转时，销钉小齿轮至多完成对应于死角区域+/-α的角距离的一半的角度α的旋转。在该计时器功能中，当计时器指针24已经完成一圈回转时，电动马达使其返回，从而可以在不会由此改变显示盘4的位置的情况下继续计数。该计时器轮例如可以用于指示秒钟、分钟或小时。因此，在从-α到+α的死角区域中，联接至驱动源8的轮系的各个轮20a、20b、20c可以在不会由此妨碍显示盘4的显示的情况下用于任何所需功能；这使得减少用于多种期望的功能的在钟表机芯中所需的马达的数量成为可能。当然，根据所需的减速比和显示，可以使用该轮系的与在所示示例中使用的轮不同的轮，或使用与该轮系的其中一个轮具有啮合关系的附加的轮，，以用于期望的功能。
根据本发明的一个方面，销钉轮副10的齿轮12和销钉轮的啮合轮18具有非圆形轮廓13a、13b，该轮廓13a、13b构造成使得角向旋转在死角区域中比在活动区域(死角区域以外)更慢。这使得在死角区域以外的快速显示转变成为可能。第一个优点在于，这允许显示盘4快速改变位置，尤其使得销钉小齿轮14在以下角区域外部期间的时间间隔最小：即，在该角区域中，在发生震动或关于驱动机构6向显示盘施加其它惯性转矩的情况下，不保证该销钉小齿轮会阻挡显示盘4。
另外，所示实施例中的构型使得啮合轮18与处于死角区域中的销钉轮10之间的齿轮减速比相比于当销钉轮10处于活动区域(死角区域外部)时的齿轮减速比更大。这使得能够减小在驱动器中所需的齿轮减速比以实现计时器轮20a的一次完整旋转，同时仍适当地保持在死角区域-/+α中。在一个优选实施例中，附加的显示轮20a构造成能够在死角区域中的角运动期间完成至少360°的旋转。在本发明中，对于通过销钉小齿轮驱动显示盘所必需的给定的最小驱动转矩，在轮20a上产生一个对应于销钉轮副的死角区域的角区域，该角区域比在具有中心旋转轴线的圆形轮的情况下更大。对于销钉小齿轮14的转过死角区域的极限角α的一次旋转，通过销钉小齿轮14和轮20a之间的最大增速齿轮传动和由此反向的最大齿轮减速来实现与附加指示器24相关联的轮20a所行进的最大的角距离。因此，在两个销钉16a、16b的切线位置附近的该死角区域中，轮20a和销钉小齿轮14之间存在很大的齿轮减速。因此，在显示盘4不显著移动的情况下，轮20a可以完成相当大的角范围的旋转。
在一个实施例中，齿轮12的非圆形轮廓13a例如可以具有椭圆形或基本上椭圆形的形状；销钉轮的啮合轮18的非圆形轮廓13b由此是互补的。在所示示例中，销钉轮的啮合轮18的非圆形轮廓13b关于所述轮的旋转轴线A18是偏心的。因此，对于销钉轮副10的每一圈回转，啮合轮18完成两圈回转。这些齿的轮廓可以构造成点或线接触，以使摩擦力最小；可以使用已知的方法限定这些轮廓。
在一个优选的实施例中，该钟表机芯还包括用于定位显示盘的跳接件(jumper)，该跳接件布置成将显示盘保持在多个不同的显示位置。在一个有利的变型中，当显示盘处于多个不同的显示位置中的任一个时，在两个切向取向的销钉16a、16b和齿圈5的插在两个销钉之间的相应的齿5a之间，设置有基本上相同的切向齿侧间隙。
在所示示例中，驱动小齿轮22通过3个连续的轮20c、20b、20a联接至安装有销钉轮啮合轮18的轮19，但是根据驱动源8的特征、轮系20a、20b、20c的各个轮之间的齿轮减速比、显示盘尺寸和所需的附加显示功能，当然可以在驱动器6中具有不同数量或布置的轮。
本发明的实施例的优点尤其包括：显示盘的双向性、显示盘在其间保持处于被阻挡位置的时间的最优化、具有少数部件的紧凑机构和将此技术结合在传统的钟表机芯的模块化平台中的可能性。
附图标记列表
钟表机芯 2
日期显示盘 4
齿圈 5
齿 5a
显示器驱动装置
驱动机构 6
销钉轮副 10
旋转轴线 A10
齿轮 12
非圆形轮廓 13a
销钉小齿轮 14
销钉 16(一对销钉16a、16b)
啮合轮 18(用于销钉轮)
非圆形轮廓 13b
旋转轴线 A18
齿轮 19
轮 20a、20b、20c
附加的显示轮(例如计时器轮) 20a
驱动源 8
驱动小齿轮 22
电动马达
附加的显示指针 24
死角区域的极限角 α(该区域的角距离的一半)
T 切线方向
d16 该对销钉隔开的距离
d5 一个齿的厚度

Claims (15)

1.一种钟表机芯，包括用于驱动模拟显示器(2)的驱动装置，该模拟显示器由包括齿圈(5)的显示盘(4)构成，该驱动装置包括驱动源(8)和将所述驱动源(8)联接至所述齿圈(5)的驱动机构(6)，所述驱动机构包括销钉轮副(10)和啮合轮(18)，该销钉轮副(10)由齿轮(12)和销钉小齿轮(14)形成，该啮合轮(18)与所述齿轮啮合，所述销钉小齿轮包括在直径上相对的、隔开一定的距离(d16)的两个销钉(16a、16b)，该距离配置为使所述两个销钉定位在所述齿圈(5)的任一个齿的两侧，其特征在于，所述齿轮具有第一非圆形轮廓(13a)，所述啮合轮(18)具有与该第一非圆形轮廓互补的第二非圆形轮廓(13b)；并且，所述齿轮和啮合轮关于彼此布置成使得：当所述两个销钉在所述齿圈的切线方向(T)上定向时，所述齿轮和啮合轮具有第一传动比，该第一传动比小于当所述两个销钉与所述切线方向垂直对齐时所述齿轮和啮合轮之间的第二传动比。
2.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，当所述两个销钉定向为基本与显示盘的齿圈相切时，所述两个销钉布置成限定了在该钟表机芯经受向所述齿圈施加切向力的震动的情况下的自锁系统。
3.根据权利要求1或2所述的钟表机芯，其特征在于，所述销钉小齿轮关于显示盘的齿圈构造成使得存在用于驱动显示盘的死角区域(+/-α)，并且，该死角区域的角距离大于10度(5°<|α|)。
4.根据权利要求3所述的钟表机芯，其特征在于，在震动的情况下，当所述销钉小齿轮的角位置在死角区域中时，所述销钉小齿轮的所述两个销钉阻挡显示盘的旋转。
5.根据权利要求3所述的钟表机芯，其特征在于，所述啮合轮(18)和销钉轮副(10)之间的齿轮减速比在死角区域内比在所述死角区域外更大。
6.根据权利要求3所述的钟表机芯，其特征在于，所述驱动机构(6)的至少一个附加的显示轮(20a)包括附加的显示元件(24)，所述附加的显示元件能够在不改变显示盘(4)的位置的情况下在死角区域(-/+α)中操作。
7.根据权利要求6所述的钟表机芯，其特征在于，所述附加的显示轮(20a)构造成能够在死角区域中进行角运动期间完成至少360°的旋转。
8.根据权利要求6所述的钟表机芯，其特征在于，所述附加的显示元件是安装在所述附加的显示轮(20a)的心轴上的指针(24)。
9.根据权利要求8所述的钟表机芯，其特征在于，所述附加的显示轮形成计时器机构。
10.根据权利要求3所述的钟表机芯，其特征在于，该钟表机芯还包括用于定位显示盘的跳接件，所述跳接件布置成将显示盘保持在多个不同的显示位置。
11.根据权利要求10所述的钟表机芯，其特征在于，当显示盘处于所述多个不同的显示位置中的任一个时，在沿切向定向的所述两个销钉和所述齿圈的插在所述两个销钉之间的相应的齿之间，具有基本上相同的切向齿侧间隙。
12.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述驱动源由双向电动马达构成，该双向电动马达由钟表机芯的电子单元控制。
13.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述显示盘是日期环。
14.根据权利要求6所述的钟表机芯，其特征在于，所述驱动源由双向电动马达构成，该双向电动马达由钟表机芯的电子单元控制。
15.根据权利要求6所述的钟表机芯，其特征在于，所述显示盘是日期环。
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