CN1128365A - 具有停秒装置的钟表机心 - Google Patents

Abstract

一种钟表机心，其中秒针轮由一步进电机驱动，并以平稳方式连续转动，该机心包括一个停秒装置，当它以一个方向移动时即刻停止秒针轮，而与另一方向移动时即刻以预定的转速转动秒针轮。一个轮子4被步进电机S间断地转动。在减速轮系R中有一运动转换装置U可将转子4的间断转动转换成连续转动，从而以平稳的方式连续转动秒针轮13。运动转换装置U包括一个设在固定于第三轮7上，与中间轮10面对面的圆盘8和中间轮10之间的螺簧，以及一个将粘性阻力施加在第四轮11上的粘性阻力施加装置。按照一实施例的停秒装置T包括一根与减速轮系R中的第四轮11的齿11f接合和脱开的止动杆18，以及一个设在步进电机S的驱动电路中且随止动杆18的位移而移动的复位接触件17。

Description

     具有停秒装置的 钟表机心

本发明涉及一种钟表机心，具体来说，涉及一种用于钟表机心的停秒装置，在所述机心中，一个步进电机用作基本以平稳方式连续转动一个秒针轮的驱动源。

石英钟表机心包括一个轮系，驱动电机的转动通过该轮系传至一个秒针轮，使秒针轮转动。也就是说，当秒针轮的转速被减小时，一分针轮被转动。而当分针轮的转速被减小时，一时针轮被转动。一个步进电机用作驱动电机，并具有很低的电池消耗率。当步进电机间断转动时，秒针轮每一秒被间断地转动一次。

消费者具有使秒针轮扫动以便连续地指示时间的需要。

扫描电机一般用作实现上述扫动的装置，扫描电机的一个缺点是电机成本高，耗电量大。因此，已研究出一种运动转转装置，用于将步进电机的间断转动转换成连续转动。已有若干种技术方案中包括上述运动转换装置，以便连续地转动步进电机用作驱动源的钟表机心中的秒针轮(例如，日本实用新型公开文本第2—128994号)。

在上述技术方案中，一套筒松动地装配在秒针轮上，一个轮固定在套筒上。步进电机的转动通过一个轮系传至上述轮。一个运动转换装置设置在转动传递路径中，位于套筒的下游，以便连续地转动秒针轮。一个第一运动转换装置包括：一个圆盘，它围绕松配在秒针轮上的套筒，在套筒上方，并随秒针轮转动；以及一个设置在套筒和圆盘之间，用于容纳由于间断转动形成的转速变化。

作为一个第二装置，一个板状件松配合在秒针轮的前端。一个弹簧形成圆盘和板状件之间的连接，使板状件追随圆盘以容纳间断转动形成的转速变化。作为第三装置，板状件密封地装在一个容器内。在容器内盛装粘液如润滑剂，当板状件在粘液中转动时，对板状件施加粘性阻力。这使秒针轮平稳、连续地转动。

下述两种装置一般称为石英种表机心使用的停秒装置(Secondstop device)。

第一种装置机械式地停止钟表轮系中一个轮的转动。例如，如图5所示，一个转子41被机械式装置止动。一个定子43安装在下板42上。转子41可转动地装在定子43的磁性部分上。一个传动轮44与转子41相啮合。转子止动件45往复在一上板(未画出)上移动。转子止动件45包括一条与装在转子41上的转子小齿轮41a接合和脱开的锁紧臂45a，一条与从下板42延伸的掣子柱42a弹性接触的掣子臂45b，一个由从下板42延伸的导柱42b导向的舌形件45c，以及一个向上穿过上板的开口且可从上板之外操纵的复位钮45d。当转子止动件45移向图5的右侧时，使锁紧臂45a的前端与转子小齿轮41a接合，从而机械式地使转子小齿轮41a止动。

一个第二装置从电气上停止转子的转动。例如，如图6所示，电机的驱动电路被复位从停止输出。下板51具有一个销51a，一个复位接触件52和一印刷板53装在其上。印刷板53具有一个销51a穿过的孔。上板54具有一个邻近上述孔，与印刷板53接触的圆柱54a。一步进电机包括一个驱动电路(未画出)。驱动电路具有一复位图形53a，它在印刷板53邻近上板的侧面形成。复位接触件52具有在其前端的复位触点52a。

复位接触件52的一端向上伸过印刷板53的开口53b。当一转子(未画出)转动时，复位触点52a与复位图形53a分离并与其面对。一复位件55在上板54上往复移动。复位件55具有一个向内穿过上板54的开口54b的压紧凸起55a。复位接触件52的另一端连接在作为步进电机驱动电路的电源的钮扣电池56上。一个电池盖57装在上板54上以防止钮扣电池56从装置移出。

当复位件55移向图6的右侧时，压紧凸起55a的前端压迫复位接触件52，使其与复位图形53a接触，从而使驱动电路复位以停止输出，因而使转子止动。

但是，如果只是简单地将上述装置装入普通的钟表机心(其包括一螺簧和一个用作驱动源的步进电机，以便基本以平稳方式连续地转动秒针轮)，则秒针在其被止动前、后要承受反常的运动。

具体来说，在机械式停止钟表机心轮系的转子或其它轮的现有技术装置的情况中，如果螺簧上游的轮系被止动，那么秒针不能立即停止，直至螺簧完全开绕才能停止。与此相反，如果转子或轮系中的其它轮的止动操作终止，那么直至螺簧再度缠绕一个预定的量秒针才能移动，或者秒针虽可移动但速度都要低于正常速度。另外，当使螺簧下游的轮系止动时，转子要移动到螺簧被缠绕的程度。因此，秒针在机械式止动刚刚终止时，会由于螺簧过度缠绕而以高于正常的速度转动。

对于那种停止步进电机的输出脉冲以便从电气上停止转子的装置来说，由于螺簧是逐步开绕的，因而秒针不能立即被止动。

因此，本发明的目的是提供一种钟表机心，其中使用步进电机作为基本以平稳的方式连续转动秒针轮的驱动源，这种机心包括一个停秒装置，该停秒装置当一止动杆在一个方向上移动时，可立即停止秒针轮，当止动杆在另一个方向移动时可立即以预定的转速移动秒针轮。

为了实现上述目的，按照本发明提供的钟表机心包括一印刷机，步进电机的驱动电路安装在印刷板上，用作驱动源的步进电机基本以平稳的方式连续地转动秒针轮。这种钟表机心包括将转子的间断转动传至秒针轮的减速轮系，以及一个停秒装置。转子由步进电机间断地转动。减速轮系包括运动转换装置，其用于将间断转动转换成连续转动。运动转换装置包括一个弹性件，它设置在一个第一规定轮和共轴且可转动地安装在第一规定转上的第二规定轮之间，或者设置在一个装在上述规定轮之一上且与另一规定轮面对面的转动体和所述另一规定轮之间；以及一个施加粘性阻力的装置，其用于向一组设在所述第二规定轮下游且由其驱的轮之一施加粘性阻力。停秒装置包括一个可与第二规定轮或者一个作为设在第二规定轮下游且由其驱动的一组轮之一的第三规定轮接合和脱开的止动杆，以及一个随止动杆的位移而移动且适于使步进电机的驱动路复位的复位接触件。

止动杆最好整体形成一个锁紧凸起和一个压紧凸起。锁紧凸起当止动杆在一个方向移动时与所述第二规定轮或第三规定轮接合，当止动杆在另一方向上移动时与所述第二规定轮或第三规定轮脱开。压紧凸起当止动杆在所述一个方向上移动时压紧复位接触件，使复位接触件与印刷板上形成一个预定图形接触，当止动杆在所述另一方向上移动时使复位接触件与所述预定图形分离。当使所述预定图形与复位接触件相互接触时，驱动电路被复位以停止其输出。

停秒装置可以设置一止动杆来替代所述复位接触件，所述止动杆可同时与所述第一规定轮或位于第一规定轮上游的一个轮和所述第二规定轮或位于第二规定轮下游的一个轮接合和脱开。

现对照以下附图详述本发明的推荐实施例。

图1是沿图2中A—A线的本发明一实施例的剖视图；

图2是表示本发明一实施例的主要部分的平面图；

图3是沿图2中B—B线的剖视图；

图4是本发明另一实施例的主要部分的平面图；

图5是普通装置的平面图；

图6是另一种普通装置的剖视图。

如图1所示，下板1和上板2相互面对设置，中板3设置在下板1和上板2之间。下板1、上板2和中板3各包括轴和轴承孔，通过这些孔安装普通的步进电机(见图2，下文将详述)和减速轮系R。转子4被步进电机S间断地转动。减速轮系R将转子4的间断转动传至秒针轮/小齿轮13。减速轮系R包括一个运动转换装置U，用于将间断转动转变成连续转动，这将在下文详述。

磁铁4a装在转子4上。转子4具有一根转轴4b。转轴4b两端装在下板1和上板2中。转子小齿轮4b与转轴4b为整体，并与传动轮5啮合。传动轮5具有一个小齿轮5a，其与一个第三轮/小齿轮6的一个第三轮(第一规定轮)7相啮合，这将在下文详述。

第三轮/小齿轮6包括第三轮7，与第三轮7的轴7a同轴且可转动地支承在其上的中间轮(第二规定轮)10，装在中间轮下面且与其面对布置的圆盘(旋转体)8，以及一个弹性件或螺簧9，其与第三轮的轴7a共轴且适于将圆盘的转动传至中间轮10。圆盘8紧配合在第三轮的轴7a上并随第三轮7转动。

螺簧9的两端分别接合圆盘8和中间轮10。当圆盘8被转动时，螺簧9被缠绕，将转矩传给轮10，同时从圆盘8接收转矩。中间轮10具有一凸起10a，作为一个用于防止当意外负载加在第三轮/小齿轮6上而使螺簧不当地缠绕或开绕时可能发生螺簧9的损坏。圆盘8外周上具有一个凸起8a。当过大的力作用在螺簧9上时，凸起10a与凸起8a接触，以防止螺簧9被过度缠绕或开绕。

中间轮10与一第四轮(第三规定轮)11啮合。第四轮11具有一个圆盘11a。在圆盘11a的一侧面或上表面形成一圆筒形壁11b。在壁11b外表面形成一小齿轮11c。在壁11b上形成凹槽11d。邻近于小齿轮11e，上板2具有一个壁或凸起2a。凸起2a松配合在凹槽11d中。在凹槽11d和凸起2a之间形成一空间C。在空间C中充填粘液12如油脂，用作向第四轮11施加负载即粘性阻力的粘性阻力施加装置。

在第四轮11的圆盘11a的模制过程中，凹槽11d有效地防止凹痕的形成。该凹槽构成粘性阻力施加装置的一部分。第四轮11包括一中心孔11e以装入下板1的轴1a。

第四轮11具有一个小齿轮11c，它与秒针轮13a相啮合，秒针轮13a与秒针轮/小齿轮13为整体。粘液12通过其粘性可吸纳来自第三轮/小齿轮6的间断转动速度的变化。装在第三轮/小齿轮6上的螺簧9容纳转速的变化。粘液12还容纳了转速的残余变化，使秒针轮/小齿轮13基本以平稳方式连续转动。因此，运动转换装置U包括设置在固定于第三轮7的圆盘8和面对的中间轮10之间的螺簧9，以及用于向第四轮施加负载或粘性阻力的粘性阻力施加装置12。

在本实施例中，粘性阻力施加装置12设在第四轮11内。然而，粘性阻力施加装置也可以设置在从被中间轮(第二规定轮)10驱动的一个轮至秒针轮13的轮系中的任一个轮中。

在本实施例中，弹性件呈螺簧形式，然而弹性件也可以是可从圆盘8吸收转矩并将转矩传至中间轮10的任何装置。本文中使用的“螺簧9”包括任何螺旋形缠绕的弹簧如一个平的盘簧。

作为弹性件的螺簧9设置在圆盘8和中间轮10之间。或者，螺簧9也可以设置在第三轮7和中间轮10之间而无需使用圆盘8。另外，中间轮10也可以具有一根与第三轮7共轴安装的轴，圆盘8紧配在中间轮10的这根轴上。螺簧9的两相对端可以接合第三轮7和圆盘8。

一个秒针轮弹簧14设置在秒针轮13和中板3之间，秒针轮弹簧14装在秒针轮13上并保持与秒针轮13和中板3的弹性接触以限制秒针轮13的运动。秒针轮13具有一个中央秒针轴13b，它穿过中板3，并与分针管(未画出)及时针管(未画出)一起构成一个针轴。该针轴从下板1向下延伸。针15安装在针轴的前端。

如图2所示，步进电机S包括一个线圈框S1，一个线圈S2，一个铁芯S3，一个定子S4，一个定子固定螺钉S5和一个转子4。定子固定螺钉S4将铁芯S3和定子S4固定在一起。

一安装销1b从下板1延伸。印刷板16装置在安装销1b上。电路图形16a形成在印刷板16的上表面且面对着上板2。

电路图形16a具有两个线端16a1，16a2。线圈的两端S2a，S2b分别焊在两线端16a1，16a2上。复位接触件17由弹性金属如SUS制成，在其端部具有复位触头17a。电路图形16a具有一个复位图形16a3，它与从复位触头17a向下延伸的触点17a1相对。

如图3所示，复位接触件17具有一个中央基部17b，其上有一个接纳销1c的孔17b1，销1c从下板1延伸。一圆柱形压柱2b从上板2延伸，并与下板1的孔17b1周围部分接触。

复位接触件17的另一端与作为步进电机驱动电路电源的钮扣电池D连接。电池盖F装在上板2上以防止钮扣电池D的向外运动。

如图2所示，复位接触件17的复位触头17a从基部17b向上延伸，然后向后并向下弯曲。复位接触件的前端向下凸起并且截面基本呈弓形，弓形凸起形成触点17a1。

基部17b具有一个舌状固定部分17c。印刷板16具有一通孔16b，固定部分187c向上伸过通孔16b，终止于印刷板16的形成电路图形16a的上表面。固定部分17c焊接在电路图形上。一个安装销1d从下板1延伸。一止动杆18可转动地安装在这个安装销1d上。

止动杆18整体形成一个锁紧凸起18a，一个锁紧臂18b，一个压紧凸起18c，一个板18d，一个掣子凸起18e，一个复位钮18f，一条操纵臂18g，以及一个圆筒形轴承18h。

锁紧凸起18a的形状可与作为第三规定轮的第四轮11的齿11f啮合，从锁紧臂18b的一端延伸。压紧凸起18c在压紧复位触头17a的方向上移动。这使电路图形16a的复位图形16a3的触点与复位触头接触。当压紧凸起18c在另一方向移动时，复位触头与电路图形16a的复位图形16a3分离。

压紧凸起18c从板18d的一端(图2中的右端)延伸。板18d绕安装销1d转动并具有一个弓形外周。掣子凸起18e呈弓形，从板18d的中心向外延伸。复位钮18f靠近掣子凸起18e的中心。操纵臂18g从板18d的中心向安装销1d延伸。锁紧臂18b的另一端和操纵臂18g相互成直角，并连接于圆筒形轴承18h。

一对掣子柱1e1，1e2从下板1延伸，从安装销1d等距离分开。掣子凸起18e可以定位在掣子柱1e1，1e2的前端之间。当掣子柱处于上述位置时，钟表即被驱动。

如图3所示，复位钮18f向上伸过上板2上的孔2c。复位钮18f绕安装销1d转动，并可以从上板2之外操纵。当钟表在正常条件下被驱动时，锁紧凸起18a与第四轮11的齿11f分离，复位图形16a3和复位接触件17相互分开，如图3中实线所示。

在印刷板上装有驱动电路(未画出)，它包括电路元件如由封装树脂16c封装的集成电路16d。当使复位图形16a3与复位触头17a相互接触时，驱动电路复位。这停止了驱动电流向步进电机S的供送，因而停止了转子4。

如图2所示，中板3包括多个锁紧部分3a，其伸过第四轮11的顶部，防止当上板2与下板1分开时由于粘液12的粘性而使第四轮11沿着朝向上板的方向(图2中向上的方向)随上板2移动。下板1具有一根柱1f。中板3装在柱1f上，而且由上板2的一个压柱(未画出)定位。

当转子4由步进电机S转动时，其间断转动通过传动轮5传至第三轮/小齿轮6。由于第三轮/小齿轮6被转动，其转动从圆盘8通过螺簧9传至中间轮10。传至圆盘8的间断转动的转速变化被螺簧9容纳。形成的平稳转动被传至中间轮10。中间轮10与第四轮11啮合并使第四轮11转动。当第四轮被转动时，转速的变化进一步被粘液12容纳。这样，粘液12和螺簧9使秒针可以较平稳地连续转动。

钟表机心K的一个停秒装置T包括与第四轮11的齿11f接合和脱开的止动杆8和复位接触件17，它随止动杆18的位移而移动以便使步进电机S的驱动电路复位。

在本实施例中，止动杆18与第四轮11接合和脱开。或者，止动杆18也可与中间轮10或由中间轮10下游的，由其驱动的，除第四轮以外的轮系的任一轮接合和脱开。

下面描述止动杆18的操作。

当止动杆18处于图2中实线所示位置时，钟表在正常状态下被驱动。为了修正时间，当钟表在正常状态下被驱动时，从上板2之外顺时针方向转动止动杆18的复位钮。然后，掣子柱1e1被掣子凸起18a向下弯曲。当被移过掣子柱18e时掣子凸起18a被止动。此时，锁紧凸起18a与第四轮11的齿11f啮合，复位图形16a3和复位触头17a随复位钮的位移而移动，或相互抵压，如图13虚线所示，以形成电连接。然后，复位电路复位以停止其输出。在这种状态下，螺簧9的负载状态(State-of-charge)保持与钟表被驱动相同。最后步进电机S和秒针轮3同时止动。

当复位钮18f逆时针转动时，掣子柱1e1被掣子凸起18e向下弯曲。当移过掣子柱1ed1时，掣子凸起18d被止动，然后定位在掣子柱1e1之间。此时，锁紧凸起18a与第四轮11的齿11f分离、复位图形16a3和复位触头17a相互分开，如图3中实线所示。然后，驱动电路被复位以输送其输出。这就立即使秒针轮13可以正常运动。

图4表示本发明的另一个实施例。一印刷板36安装在从下板1延伸的安装销1b上。在印刷板36的上表面形成电路图形36a。电路图形具有两个线端(未画出)，线圈的两端(未画出)焊接在上述线端上。

停秒装置T包括一根与第一锁紧凸起38a为整体的止动杆38，一条第一锁紧臂38b，一个第二锁紧凸起38c，一条第二锁紧臂38d，一个支承板38e，以及一个整体的控制钮38f。止动杆38同时与第一规定轮(第三轮)7和位于第二规定轮(中间轮)下游的第四轮接合和脱开。也就是说，第一锁紧凸起38a的形状可与第四轮11的小齿轮11c啮合，第二锁紧凸起38c的形状可与第一规定轮(第三轮)7啮合。第一锁紧凸起38a从锁紧臂38b的一端延伸。第二锁紧凸起38c从锁紧臂38d的一端延伸。锁紧臂38b的另一端和锁紧臂38d的另一端38d的另一端相互面对并连接在支承板38e上。

在本实施例中，止动杆是同时与第三轮7和第四轮11接合和脱开的。然而止动杆38也可以同时与任何第三轮上游的轮和中间轮10或者中间轮下游的除第四轮以外任何轮接合和脱开。

位于下板1上方的上板(见图1)包括一个开口(未画出)。控制钮38f向上穿过这个开口。控制钮38f由这个开口引导并往复在上板2的顶部上移动。当钟表在正常状态下被驱动时，锁紧凸起38c与第三轮分开，如图中虚线所示。

其它部件在结构上与图1所示相同并使用相同的件号，此处不再赘述。

下面描述止动杆38的操作。

当钟表在正常状态下被驱动时，止动杆38的位置如图4实线所示。为了修正时间，当钟表如上所述在正常状态下被驱动时，从上板2之外操纵止动杆38，使其移向第四轮11(沿着图4中向上的方向)。将控制钮38f在上板2的开口内移动一个预定的距离，然后被止动。当控制钮38f处于该位置上时，锁紧凸起38a与第四轮11的小齿轮11c啮合，锁紧凸起38c与第三轮7啮合。在这种状态中，螺簧9当钟表被驱动时被缠绕相同的量。最后，秒针轮被止动。

如果止动杆38以相反于第四轮的方向(在图4中向下的方向)移动，那么，控制钮38f在上板2的开口中移动一预定距离后被止动。当止动杆处于该位置上时，锁紧凸起38a与第四轮11的小齿轮11c脱开，如图中实线所示。同时锁紧凸起38也与第三轮7脱开。秒针轮3立即返回其正常状态。

按照本发明，停秒机构包括可与第二规定轮或第三规定轮相接合的止动杆，以及与止动杆一起移动且适于复位步进电机驱动电路的复位接触件。因而当移动止动杆使秒针轮停止时，弹性件即螺簧的负载状态保持不变。这种布置可以使秒针轮在任何需要的位置被止动，另外，当秒针的止动操作结束后，秒针轮的正常工作可以立即开始。

止动杆是与锁紧凸起和压紧凸起整体形成的。当止动杆在一个方向被移动时，使锁紧凸起与第二规定轮或第三规定轮接合。当止动杆在另一方向被移动时，使锁紧凸起与第二规定轮或第三规定轮脱开。当止动杆在一个方向上被移动时，压紧凸起压迫复位接触件，使复位接触件与印刷板上形成的预定图形接触。当止动杆在另一方向上被移动时复位接触件与上述预定图形脱开。当预定图形和复位接触件相互接触时，驱动电路复位因而不再输出。只要在一个方向或另一方向上移动一根止动杆，步进电机和秒针轮就可以被同时驱动或止动。

如果停秒装置由一根与第一规定轮上游的轮和第二规定轮或第二规定轮下游的轮同时接合和脱开的止动杆构成，那么操作相同且可以获得相同的优点。这种布置由于其机构不再与步进电机的驱动电路有关，因而停秒装置结构简单且可降低其生产成本。

Claims (3)

1.一种具有停秒装置的钟表机心，所述钟表机芯包括一印刷板，步进电机的驱动电路安装在所述印刷板上，所述步进电机用作基本以平稳方式连续转动秒针轮的驱动源，

所述钟表机心包括一个用于将一个转子的间断转动传至所述秒针轮的减速轮系，以及一个停秒装置，所述转子被所述步进电机间断地转动，

所述减速轮系包括一个用于将间断转动转换成连续转动的运动转换装置，

所述运动转换装置包括一弹性件和一个粘性阻力施加装置，所述弹性件设置在第一规定轮和共轴且可转动地安装在所述第一规定轮上的一个第二规定轮之间，或者设置在一个安装在上述规定轮之一上且与另一规定轮面对面的转动件和所述另一规定轮之间，所述粘性阻力施加装置向由所述第二规定轮驱动，且在其下游的一组轮之一施加粘性阻力，

所述停秒装置包括一根可与第二规定轮或作为被所述第二规定轮驱动且在其下游的所述轮组中的一个轮接合和脱开的止动杆，以及随所述止动杆移动且适于使所述步进电机的驱动电路复位的一个复位接触件。

2.如权利要求1所述的具有停秒装置的钟表机心，其特征在于：所述止动杆是与一锁紧凸起和一压紧凸起整体形成的。

所述锁紧凸起当所述止动杆在一个方向上移动时与所述第二规定轮或第三规定轮接合，当所述止动杆在另一方向上移动时与所述第二规定轮或第三规定轮脱开，

所述压紧凸起当所述止动杆在所述一个方向上移动时压紧所述复位接触件以便使所述复位接触件与所述印刷板上形成的预定图形接触，当所述止动杆在所述另一方向上移动时，使所述复位接触件与所述预定图形分开，

当使所述预定图形与所述复位接触件相互接触时，所述驱动电路被复位以停止其输出。

3．一种具有停秒装置的钟表机心，其中，一步进电机用作基本以平稳方式使秒针轮连续转动的驱动源，

所述钟表机心包括一个用于将一转子的间断转动传至所述秒针轮的减速轮系，以及一个停秒装置，所述转子由所述步进电机间断地转动，

所述减速轮系包括将间断转动转换成连续转动的运动转换装置，

所述运动转换装置包括一个弹性件，它设置在一个第一规定轮和共轴且可转动地安装在所述第一规定轮上的第二规定轮之间，或设置在一个装在所述规定轮之一上且与另一规定轮面对面的转动体和所述另一规定轮之间，

所述停秒装置包括一根止动杆，它同时地与所述第一规定轮或所述第一规定轮上游的一个轮和所述第二规定轮或所述第二规定轮下游的一个轮接合和脱开。

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