CN1357118A - 具备静电容量式检测部和制动部的机械钟表 - Google Patents

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重城幸一郎
所毅
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Abstract

本发明的机械钟表中,机芯200包括条盒组件120、带齿轴中心轮124、过轮126、秒轮部件128、摆轮游丝机构140、擒纵轮130和擒纵叉142。线圈180a、180b与摆轮140b的主夹板一侧相面对地安装在主夹板102表面侧的面上。摆轮磁铁140e与主夹板102的表面侧相面对地安装在摆轮140b的主夹板一侧的面上。本发明的机械钟表具备:用于通过检测与摆轮游丝机构140的动作状态相对应地变化的摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的变化来检测摆轮游丝机构的摆角地设置的检测部276,和在检测部276检测出的摆轮游丝机构140的摆角为预先设定的设定角度以上时向摆轮游丝机构140施加抑制摆轮游丝机构140旋转的力地构成的制动部146。

Description

具备静电容量式检测部和制动部的机械钟表
技术领域
本发明涉及一种根据摆轮游丝机构的摆角检测结果向摆轮游丝机构施加抑制摆轮游丝机构转动的力地构成的具备静电容量式检测部和制动部的机械钟表。
背景技术
在现有的的机械钟表中，如图13和图14所示，机械钟表的机芯(机械体)1100具有构成机芯基板的主夹板1102。上条柄轴1110可转动地组装在主夹板1102的上条柄轴导向孔1102a中。表盘1104(图14中虚线所示)安装在机芯1100上。
通常，主夹板的两侧中具有表盘的一侧被称为机芯的“背面侧”，与具有表盘的一侧相反的一侧被称为机芯的“表面侧”。组装在机芯的“表面侧”上的轮系称为“表轮系”，组装在机芯的“背面侧”上的轮系称为“背轮系”。
通过包含拨日杆1190、离合杆1192、离合杆弹簧1194和拉档压簧1196的切换装置决定上条柄轴1110的轴线方向位置。立轮1112可转动地设置在上条柄轴1110的导向轴部上。当在上条柄轴1110位于沿旋转轴线方向最接近机芯内侧的第一上条柄轴位置(第0级)的状态下使上条柄轴1110旋转时，立轮1112经由离合轮的旋转而旋转。小钢轮1114因立轮1112的旋转而旋转。大钢轮1116因小钢轮1114的旋转而旋转。由于大钢轮1116的旋转，条盒组件1120中收容的发条1122卷紧。带齿轴中心轮1124因条盒组件1120的旋转而旋转。擒纵轮1130经由秒轮部件1128、过轮1126、带齿轴中心轮1124的旋转而旋转。条盒组件1120、带齿轴中心轮1124、过轮1126和秒轮部件1128构成表轮系。
由于控制表轮系旋转的擒纵/调速装置包括摆轮游丝机构1140、擒纵轮1130和擒纵叉1142。摆轮游丝机构1140包括摆轮轴1140a、摆轮1140b和游丝1140c。根据带齿轴中心轮1124的旋转，分轮1150同时旋转。安装在分轮1150上的分针1152表示“分”。在分轮1150上设置有相对于带齿轴中心轮1124的滑动机构。根据分轮1150的旋转，时针轮1154经由分针轮的旋转而旋转。安装在时针轮1154上的时针1156表示“时”。
条盒组件1120可相对于主夹板1102和条盒夹板1160旋转地得到支承。带齿轴中心轮1124、过轮1126、秒轮部件1128和擒纵轮1130可相对于主夹板1102和上夹板1162旋转地得到支承。擒纵叉1142可相对于主夹板1102和叉夹板1164旋转地得到支承。摆轮游丝机构1140可相对于主夹板1102和摆夹板1166旋转地得到支承。
游丝1140c为具有数圈的涡流状(螺旋状)的薄板弹簧。游丝1140c的内端部固定在于摆轮轴1140a上固定的游丝夹1140d上，游丝1140c的外端部经由安装在固定于摆夹板1166上的外桩环1170上的游丝外桩1170a由螺钉加以固定。
快慢针1168可旋转地安装在摆夹板1166上。游丝夹板1168a和游丝棒1168b安装在快慢针1168上。靠近游丝1140c外端部的部分位于游丝夹板1168a和游丝棒1168b之间的位置。
通常，现有的具有代表性的机械钟表中，如图15所示，发条从卷紧的状态(全卷状态)开卷，随着时间的推移，发条的转矩减小。例如，在图15的情况下，发条转矩在卷紧的状态下约为27g·cm，从卷紧状态经过20小时后则约为23g·cm，从卷紧状态经过40小时后则约为18g·cm。
通常，现有的具有代表性的机械钟表中，如图16所示，当发条转矩减小时，摆轮游丝机构的摆角也减小。例如，在图16的情况下，当发条转矩为25～28g·cm时，摆轮游丝机构的摆角约为240～270度，当发条转矩为20～25g·cm时，摆轮游丝机构的摆角约为180～240度。
参照图17，示出了现有的具有代表性的机械钟表中相对于摆角的瞬间日差(表示钟表精度的数值)的推移。在此，“瞬间日差”是指“在维持测定日差时的摆轮游丝机构摆角等的状态或环境的状态下，假设机械钟表已放置了一日，表示一日之内快或慢的值”。在图17的情况下，摆轮游丝机构的摆角为240度以上或200度以下时瞬间日差为慢。
例如，在现有的具有代表性的机械钟表中，如图17所示，当摆轮游丝机构的摆角约为200～240度时，瞬间日差约为0～5秒/日(约一天快0～5秒)，当摆轮游丝机构的摆角约为170度时，瞬间日差约为-20/日(约一天慢20秒)。
参照图18，示出了现有的具有代表性的机械钟表从卷紧状态回卷发条时的经过时间和瞬间日差的推移。在此，在现有的机械钟表中，表示一日之内时针的快、慢的“日差”在图18中是以极细的线表示，是通过以24小时对相对于发条从卷紧状态到放松时的经过时间的瞬间日差进行积分而获得的。
通常，在现有的机械钟表中，随着发条从卷紧状态回卷、经过持续的时间，发条转矩减小，摆轮游丝机构的摆角也减小，所以瞬间日差变缓。因此，在现有的机械钟表中，认为持续时间经过24小时后的钟表偏慢，所以对其进行调整，预先使发条卷紧时的瞬间日差偏快，从而使表示一日之内钟表的快或慢的“日差”为正值。
例如，在现有的具有代表性的机械钟表中，如图18中极细线所示，在卷紧状态下，瞬间日差约为3秒/日(约一天快3秒)，从卷紧状态经过20小时后的瞬间日差约为-3秒/日(约一天慢3秒)，从卷紧状态经过24小时后的瞬间日差约为-8秒/日(约一天慢8秒)，从卷紧状态经过30小时后的瞬间日差约为-16秒/日(约一天慢16秒)。
另外，作为现有的摆轮游丝机构的摆角调整装置，例如在实开昭54-41675号公报中公开了具备在摆轮游丝机构的磁铁摆动接近时产生过流，对摆轮游丝机构施加制动力的摆角调整板的调整装置。
另外，本发明的目的在于提供一种即使在从卷紧状态经过一定时间，日差的变化也很小的高精度机械钟表。
发明的公开
本发明为一种机械钟表，具备构成机械钟表的动力源的发条，通过发条回卷时的旋转力旋转的表轮系，和控制表轮系旋转的擒纵/调速装置，该擒纵/调速装置的结构为，包括交替重复右转和左转的摆轮游丝机构，根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮，和根据摆轮游丝机构的动作控制擒纵轮旋转的擒纵叉，其特征为，具有：为了通过检测与摆轮游丝机构的动作状态相对应地变化的静电容量来检测摆轮游丝机构的摆角而设置的检测部，在检测部检测出的摆轮游丝机构的摆角为预先设定的设定角度以上时，在摆轮游丝机构上施加抑制摆轮游丝机构旋转的力的制动部。
本发明的机械钟表最好是，为了测定摆轮游丝机构的旋转动作，将摆轮静电容量电极部配置在摆轮游丝机构上，检测部包括相对摆轮静电容量电极部有一定间隔地配置、并且经由绝缘部配置在主夹板上的检测用静电容量电极。
本发明的机械钟表最好是，摆轮静电容量电极部经由将摆轮游丝机构和摆轮静电容量电极部加以绝缘的摆轮绝缘部固定在摆轮外周部的侧面上。
本发明的机械钟表也可以是摆轮静电容量电极部固定在摆轮外周部的侧面上。
本发明的机械钟表也可以是摆轮静电容量电极部经由将摆轮游丝机构和摆轮静电容量电极部加以绝缘的摆轮绝缘部配置在摆轮臂部的主夹板一侧的底面上。
本发明的机械钟表也可以是摆轮静电容量电极部配置在摆轮臂部的主夹板一侧的底面上。
本发明的机械钟表最好是，制动部包括可对设置在摆轮游丝机构上的摆轮磁铁的动作进行制动地配置的线圈。
通过采用这种结构的检测部和制动部，可有效地控制机械钟表的摆轮游丝机构的旋转角度，因而能够提高机械钟表的精度。
本发明的机械钟表具备：可对摆轮静电容量电极部上外加的电压进行控制地构成的摆轮旋转检测回路，用于测定摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量变化而设置的静电容量检测回路，输入静电容量检测回路输出的与摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量变化有关的信号、根据摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构的摆角地构成的摆轮旋转控制回路，摆轮旋转控制回路的结构最好为，在摆轮游丝机构的摆角小于一定的临界值的情况下不使线圈导通，在摆轮游丝机构的摆角为上述一定的临界值以上的情况下使线圈导通。
本发明的机械钟表最好还具备使摆轮旋转检测回路、静电容量检测回路和使摆轮旋转控制回路动作的蓄电部。
本发明的机械钟表最好还具备对蓄电部充电的发电部。
本发明为一种机械钟表，具备构成机械钟表的动力源的发条，通过发条开卷时的旋转力旋转的表轮系，和控制表轮系旋转的擒纵/调速装置，该擒纵/调速装置的结构为，包括交替重复右转和左转的摆轮游丝机构，根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮，和根据摆轮游丝机构的动作控制擒纵轮旋转的擒纵叉，其特征为，具有：构成电源的蓄电部，对蓄电部充电的发电部，包括摆轮游丝机构、设置在摆轮游丝机构上的摆轮磁铁、和设置在摆轮游丝机构上的摆轮静电容量电极部的调速部，包括相对摆轮静电容量电极部有一定间隔地配置的检测用静电容量电极、通过检测与摆轮游丝机构的动作状态相对应地变化的静电容量来检测摆轮游丝机构的摆角地设置的检测部，包括可对摆轮磁铁的动作进行制动地配置的线圈的制动部，包括对摆轮静电容量电极部上外加的电压进行控制地构成的摆轮旋转检测回路、用于测定摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量变化而设置的静电容量检测回路、和输入静电容量检测回路输出的与摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量的变化有关的信号、根据摆轮静电容量电极部和检测用静电容量电极之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构的摆角地构成的摆轮旋转控制回路的IC。
本发明的机械钟表的摆轮旋转控制回路的结构为，在摆轮游丝机构的摆角小于一定的临界值的情况下不使线圈导通，在摆轮游丝机构的摆角为上述一定的临界值以上的情况下使线圈导通。
根据以上的结构，可提供从卷紧状态开始随时间推移的日差的变化小、精度高的机械钟表。
附图的简单说明
图1为表示本发明的机械钟表的实施形式中机芯表面侧大致形状的俯视图(图1中省略了一部分部件，夹板部件由虚线所示)。
图2为表示本发明的机械钟表的实施形式中轮系、擒纵/调速装置的局部大致形状的放大局部剖视图。
图3为表示本发明的机械钟表的实施形式中摆轮游丝机构的局部大致形状的放大局部俯视图。
图4为表示本发明的机械钟表的实施形式中摆轮游丝机构未旋转时调速部和检测部的大致形状的放大局部俯视图。
图5为表示本发明的机械钟表的实施形式中调速部和检测部的大致形状的放大局部剖视图。
图6为表示本发明的机械钟表的实施形式中摆轮游丝机构旋转90度时调速部和检测部的大致形状的放大局部俯视图。
图7为表示本发明的机械钟表的其它实施形式中摆轮游丝机构未旋转时调速部和检测部的大致形状的放大局部俯视图。
图8为表示本发明的机械钟表的其它实施形式中调速部和检测部的大致形状的放大局部剖视图。
图9为表示本发明的机械钟表的其它实施形式中摆轮游丝机构旋转90度时调速部和检测部的大致形状的放大局部俯视图。
图10为表示本发明的机械钟表的实施形式中使用的摆轮磁铁的大致形状的立体图。
图11为表示本发明的机械钟表大致结构的方框图。
图12为表示本发明的机械钟表动作的流程图。
图13为表示现有的机械钟表的机芯表面侧大致形状的俯视图(图13中省略了一部分部件，夹板部件由虚线所示)。
图14为现有的机械钟表的机芯示意局部剖视图(图14中省略了一部分部件)。
图15为示意性表示机械钟表中从卷紧到松开的经过时间和发条转矩的关系的曲线图。
图16为示意性表示机械钟表中摆轮游丝机构的摆角和发条转矩的关系的曲线图。
图17为示意性表示机械钟表中摆轮游丝机构的摆角和瞬间日差的关系的曲线图。
图18为示意性表示本发明的机械钟表和现有的机械钟表中从卷紧到松开的经过时间和瞬间日差的关系的曲线图。
实施发明的最佳方式
以下，参照附图对本发明的机械钟表实施形式加以说明。
(1)切换装置和上弦部的结构
参照图1至图3，在本发明的机械钟表实施形式中，机械钟表的机芯(机械体)200具有构成机芯基板的主夹板102。上条柄轴110可旋转地组装在主夹板102的上条柄轴导向孔102a中。表盘104(参照图2)安装在机芯200上。
上条柄轴110具有角部和导向轴部。离合轮(图中未示出)组装在上条柄轴110的角部。离合轮具有与上条柄轴110的旋转轴线相同的旋转轴线。即，离合轮具有方孔，通过将该方孔嵌合在上条柄轴110的角部上，随着上条柄轴110的旋转而旋转地进行设置。离合轮具有甲齿和乙齿。甲齿设置在靠近机芯中心一方的离合轮的端部上。乙齿设置在靠近机芯外侧一方的离合轮的端部上。
机芯200具备用于确定上条柄轴110在轴线方向上的位置的切换装置。切换装置包括拨日杆190、离合杆192、离合杆弹簧194和拉档压簧196。根据拨日杆的旋转确定上条柄轴110在轴线方向上的位置。根据离合杆的旋转确定离合轮在轴线方向上的位置。根据拨日杆的旋转，离合杆被定位于两个旋转方向的位置上。
立轮112可旋转地设置在上条柄轴110的导向轴部上。上条柄轴110的结构为，当在沿旋转轴线方向最接近机芯内侧的第一上条柄轴位置(第0级)的状态下使上条柄轴110旋转时，立轮112经由离合轮旋转。小钢轮114的结构为通过立轮112的旋转而旋转。大钢轮116的结构为通过小钢轮114的旋转而旋转。
(2)动力源和轮系的结构
机芯200是以收容在条盒组件120中的发条122作为动力源。发条122由铁等具有弹性的弹性材料制成。可通过大钢轮116的旋转将发条122卷紧。
带齿轴中心轮124通过条盒组件120的旋转而旋转。过轮126根据带齿轴中心轮124的旋转而旋转。秒轮部件128根据过轮126的旋转而旋转。擒纵轮130根据秒轮部件128的旋转而旋转。条盒组件120、带齿轴中心轮124、过轮126和秒轮部件128构成表轮系。
(3)擒纵/调速装置的结构
机芯200具备用于控制表轮系旋转的擒纵/调速装置。擒纵/调速装置包括以一定的周期重复右转和左转的摆轮游丝机构140、根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮130和根据摆轮游丝机构140的动作控制擒纵轮130旋转的擒纵叉142。
摆轮游丝机构140包括摆轮轴140a、摆轮140b和游丝140c。设有用于连结摆轮轴140a和摆轮140b的四个摆轮臂部140f(称为“amida”)。摆轮臂部140f的数量既可以是两个，也可以是三个，还可以是4个以上。
游丝140c由“埃林瓦尔镍铬合金”等具有弹性的弹性材料制成。即，游丝140c是由金属的导电材料制造的。
分轮150随着带齿轴中心轮124的旋转同时旋转。分轮150上安装的分针152表示“分”。分轮150上设置有相对于带齿轴中心轮124具有指定滑动力矩的滑动机构。
分针轮(图中未示出)随着分轮150的旋转同时旋转。时针轮154随着分针轮的旋转而旋转。安装在时针轮154上的时针156表示“时”。
条盒组件120可相对于主夹板102和条盒夹板160旋转地得到支承。带齿轴中心轮124、过轮126、秒轮部件128和擒纵轮130可相对于主夹板102和上夹板162旋转地得到支承。擒纵叉142可相对于主夹板102和叉夹板164旋转地得到支承。
摆轮游丝机构140可相对于主夹板102和摆夹板166旋转地得到支承。即，摆轮轴140a的上榫140a1可相对于固定在摆夹板166上的摆轮上轴承166a旋转地得到支承。摆轮上轴承166a包括摆轮上孔钻和摆轮上托钻。摆轮上孔钻和摆轮上托钻是由红宝石等绝缘材料制造的。
摆轮轴140a的下榫140a2可相对于固定在主夹板102上的摆轮下轴承102b旋转地得到支承。摆轮下轴承102b包括摆轮下孔钻和摆轮下托钻。摆轮下孔钻和摆轮下托钻是由红宝石等绝缘材料制造的。
游丝140c为具有数圈的涡流状(螺旋状)的薄板弹簧。游丝104c的内端部固定在与摆轮轴140a上固定的游丝夹140d上，游丝140c的外端部经由安装在可旋转地固定在摆夹板166上的外桩环170a由螺钉固定。摆夹板166是由黄铜等金属导电材料制成的。外桩环170是由铁等金属导电材料制造的。
(4)检测部的结构
(4.1)本发明的机械钟表实施形式中的检测部的结构
以下，对本发明的机械钟表的检测部的结构加以说明。
参照图1至图5，为了测定摆轮游丝机构140的旋转动作，将摆轮静电容量电极部240配置在摆轮游丝机构140上。摆轮静电容量电极部240经由摆轮绝缘部242固定在摆轮140b外周部的侧面上。摆轮绝缘部242是为了将摆轮静电容量电极部240和摆轮140b加以绝缘而设置的。摆轮静电容量电极部240是由例如铜等导电材料形成的。摆轮绝缘部242是由例如聚碳酸酯等塑料材料形成的。摆轮静电容量电极部240b通过钎焊等与摆轮140b导通。
在这种情况下，可在形成摆轮静电容量电极部240b，通过钎焊与摆轮140b导通后进行预调整，以便摆轮游丝机构140不会偏重。
作为变形例，也可以不设置摆轮绝缘部242b，而是将摆轮静电容量电极部240b固定在摆轮140b外周部的侧面上。
设置摆轮静电容量电极部240的角度是以摆轮游丝机构140的旋转中心为基准，例如150～210度为好。设置摆轮静电容量电极部240的角度是以摆轮游丝机构140的旋转中心为基准，例如约180度则更好。
为了测定摆轮游丝机构140的旋转动作，将检测用静电容量电极250设置在主夹板102上。检测用静电容量电极250是经由主夹板绝缘部252固定在主夹板102上的。即，检测用静电容量电极250构成检测部。主夹板绝缘部252是用于将检测用静电容量电极250和主夹板102加以绝缘而设置的。检测用静电容量电极250是由例如铜等导电材料形成的。主夹板绝缘部252是由例如聚碳酸酯等塑料材料形成的。
在这种结构中，调速部144包括摆轮游丝机构140、摆轮磁铁140e、摆轮静电容量电极部240和摆轮绝缘部242。对摆轮磁铁140e的详细描述将在以下进行。
这样，摆轮静电容量电极部240的结构为能够以一定的间隔相对于检测用静电容量电极250作旋转动作。一定的间隔例如是0.2～0.3毫米。
参照图4，当摆轮游丝机构处于未旋转的状态时，摆轮静电容量电极部240的表面积的整体与检测用静电容量电极250相对面。而参照图6，当摆轮游丝机构处于旋转90度的状态时，摆轮静电容量电极部240的表面积中约1/2的部分与检测用静电容量电极250相对面。
在图4所示的状态、即摆轮静电容量电极部240的表面积的整体与检测用静电容量电极250相对面的状态下，摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量约为0.6皮可法。在图6所示的状态、即摆轮静电容量电极部240的表面积中约1/2的部分与检测用静电容量电极250相对面的状态下，摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量为0.3皮可法。
静电容量电极250与IC234相连接。为了检测摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的变化，连接用引线282将IC234的检测用端子和检测用静电容量电极250连接起来。
IC234包括摆轮旋转检测回路272，静电容量检测回路273和摆轮旋转控制回路274。摆轮旋转检测回路272进行向检测用静电容量电极250提供电压的控制。静电容量检测回路273是为了检测摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的变化而设置的。摆轮旋转控制回路274输入静电容量检测回路273输出的与静电容量的变化相关的信号，根据摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构140的摆角。
(4.2)摆轮游丝机构摆角的检测
摆轮旋转控制回路274预先存储摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的初始值和摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化后的值与摆轮游丝机构140的摆角之间的关系。因此，摆轮游丝机构140的摆角的计算可采用摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化后的值进行。
即，使摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的值(称为摆轮电容器)为C1，使内置在摆轮旋转控制回路274内的基准静电容量的静电容量的值(称为内置电容器)为C2，在将摆轮电容器和内置电容器串联连接时，使加在该摆轮电容器和内置电容器的串联连接的两端上的电压为V，使加有该电压V的摆轮电容器的端子电压为V1，使内置电容器的端子电压为V2。
在此，串联连接摆轮电容器和内置电容器的部分构成用于求出摆轮电容器的静电容量的值、检测摆轮游丝机构140的摆角的静电容量部。
摆轮电容器和内置电容器中储蓄的电荷Q为，
Q＝C1×V1＝C2×V2
加在静电容量部(摆轮电容器和内置电容器的串联连接部分)两端的电压V为，
V＝V1+V2。
例如，为C1＝0.28[pF]，C2＝1.00[pF]，V＝1.5[V](以摆轮静电容量电极部240的电位为基准，正1.5伏特)。
在摆轮静电容量电极部240的表面积中约1/2的部分与检测用静电容量电极250相对面的状态下(摆轮游丝机构140的摆角为180度时)，成为V＝328[mV]。
可将该328[mV]作为对应于摆轮游丝机构140的摆角为180度时的基准电压的临界值Vth[mV]。
然后，当摆轮电容器的静电容量大于0.28[pF]时，V2大于Vth，当摆轮电容器的静电容量小于0.28[pF]时，V2小于Vth。
通过采用内置在摆轮旋转控制回路274中的定压回路可正确地控制V＝1.5[V]。
同样，计算摆轮游丝机构140的摆角为其它角度时的电压V2，或预先通过实验求出其关系，则可通过求出与摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的变化相对应的电压V2的值，正确地求出摆轮游丝机构140的摆角。
在本发明的机械钟表中，摆轮旋转控制回路274预先存储有摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量的值和电压V2之间的关系。
(4.3)本发明的机械钟表其它实施形式的检测部的结构
以下，对本发明的机械钟表其它实施形式的检测部的结构加以说明。
参照图7和图8，为了测定摆轮游丝机构140的旋转动作，将摆轮静电容量电极部240b配置在摆轮游丝机构140上。摆轮静电容量电极部240b经由摆轮绝缘部242b设置在摆轮臂部140f的主夹板102一侧的底面局部上。摆轮绝缘部242b是为了将摆轮静电容量电极部240b和摆轮臂部140f加以绝缘而设置的。摆轮静电容量电极部240b通过钎焊与摆轮臂部140f导通。
作为变形例，也可以不设置摆轮绝缘部242b，而是将摆轮静电容量电极部240b配置在摆轮游丝机构140上。
设置摆轮静电容量电极部240b的角度是以摆轮游丝机构140的旋转中心为基准，例如150～210度为好。设置摆轮静电容量电极部240b的角度是以摆轮游丝机构140的旋转中心为基准，约180度则更好。
为了测定摆轮游丝机构140的旋转动作，在主夹板102上设置有检测用静电容量电极250b。检测用静电容量电极250b经由主夹板绝缘部252b固定在主夹板102上。即，检测用静电容量电极250b构成检测部。主夹板绝缘部252b是为了将检测用静电容量电极250b和主夹板102加以绝缘而设置的。
在图7所示的状态、即摆轮静电容量电极部240b的表面积的整体与检测用静电容量电极250b相对面的状态下，摆轮静电容量电极部240b和检测用静电容量电极250b之间的静电容量约为0.6皮可法。在图9所示的状态、即摆轮静电容量电极部240b的表面积中约1/2的部分与检测用静电容量电极250b相对面的状态下，摆轮静电容量电极部240b和检测用静电容量电极250b之间的静电容量为0.3皮可法。
这样，摆轮静电容量电极部240b的结构为能够以一定的间隔相对于检测用静电容量电极250b作旋转动作。一定的间隔例如是0.2～0.3毫米。
参照图7，当摆轮游丝机构处于未旋转的状态时，摆轮静电容量电极部240b的表面积的整体与检测用静电容量电极250b相对面。而参照图9，当处于摆轮游丝机构旋转90度的状态时，摆轮静电容量电极部240b的表面积中约1/2的部分与检测用静电容量电极250b相对面。
本发明的机械钟表其它实施形式的其它部分的结构与图1～图6所述的本发明的机械钟表实施形式的结构相同。
(5)发电部和蓄电部的结构
以下，对本发明的机械钟表发电部和蓄电部的结构加以说明。
使IC234动作的2次电池136相对于主夹板102固定。2次电池136构成蓄电部137。即，蓄电部137构成用于使IC234动作的电源。蓄电部137既可以由2次电池构成，也可以由电容器构成。或者，还可以使用1次电池以取代蓄电部137。
在本发明中，主夹板102与2次电池136的一个电极，例如2次电池136的正电极导通。其结果，摆轮140b也与2次电池136的正电极导通。
为了对蓄电部137、即2次电池136充电而设置有发电部150。发电部150既可以是通过上条柄轴102的旋转而产生电压的手动上弦发电机构，也可以是通过摆锤的旋转而产生电压的自动上弦发电机构。
发电部150既可以配置在机芯400的“背面侧”，也可以配置在机芯400的“表面侧”。
作为发电部150的结构，由于可采用与现有结构相同的结构，所以在图1中未表示。
图11中示出由手动上弦发电机构构成发电部150的大致结构。参照图11，发电部150包括：通过上条柄轴102的旋转而动作的上弦机构152，将上弦机构152的旋转增速传递的增速轮系154，通过增速轮系154的旋转而旋转的转子156，具有与转子156的转子磁铁相对向的转子孔的定子157，通过转子156的旋转而产生电动势的发电线圈158，和对发电线圈158中产生的电流进行整流的整流回路160。整流回路160整流的电流流到构成蓄电部137的2次电池136中。也可以采用电容器来取代2次电池136。整流回路160进行的整流既可以是半波整流，也可以是全波整流。整流回路既可以内装在IC234中，也可以与IC234分别设置。
在由自动上弦发电机构构成发电部时，发电部包括摆锤，将摆锤的旋转增速传递的增速轮系，通过增速轮系的旋转而旋转的转子，具有与转子的转子磁铁相对向的转子孔的定子，通过转子的旋转而产生电动势的发电线圈，和对发电线圈中产生的电流进行整流的整流回路。其结构为整流回路整流的电流流入2次电池136中。
例如，带发电装置的电子手表如特开昭61-266989号公报、特开昭61-293143号公报所示，带充电功能的便携式钟表如特开昭61-288192号公报所示。
作为变形例，也可以通过采用银电池、锂电池等的电池(1次电池)而不采用发电机构的结构。
(6)制动部的结构
以下，对本发明的机械钟表制动部的结构加以说明。
参照图1至图3，线圈180a、180b是面向摆轮140b的主夹板侧面地安装在主夹板102的表面侧的面上。线圈108a、108b构成控制部146。线圈的数量如图1～图3所示，例如为2个，但既可以是1个，也可以是2个，还可以是3个，或4个以上。
摆轮磁铁140e是面向主夹板102的表面侧的面地安装在摆轮140b的主夹板侧面上。
如图1、图3所示，在配置多个线圈180a、180b时的线圈180a、180b在圆周方向上的间隔最好为与线圈180a、180b对向配置的摆轮磁铁140e的S极、N极在圆周方向上的间隔的整倍数，但所有线圈在圆周方向上不是相同的间隔也可以。另外，在具备这种多个线圈的结构中，各线圈之间的配线可以是串联配线，以便因电磁感应在各线圈中产生的电流相互抵消。或者，各线圈之间的配线也可以是并联配线，以便因电磁感应在各线圈中产生的电流不相互抵消。
参照图10，摆轮磁铁140e具有圆环状(环状)的形态，沿其圆周方向设置有由例如上下分极的12个S极140s1～140s12和12个N极140n1～140n12构成的磁铁部分。摆轮磁铁140e上圆环状(环状)配置的磁铁部分的数量在图10所示的例子中为12个，但只要是2个以上的多个即可。在此，最好是磁铁部分的一个弦的长度和与其磁铁部分对向设置的线圈的一个外径大致相等。
在摆轮磁铁140e和线圈180a、180b之间设置有间隙。摆轮磁铁140e和线圈180a、180b之间的间隙这样决定，即，在线圈180a、180b导通时，摆轮磁铁140的磁力能够对线圈180a、180b产生影响。
在线圈180a、180b不导通时，摆轮磁铁140e的磁力不会对线圈180a、180b产生影响。摆轮磁铁140e在一个面与摆轮140b的环状轮缘相接触、另一个面与主夹板102的表面侧的面相对向的状态，通过粘接等固定在摆轮140b的主夹板一侧的面上。
第一引线182设置成将线圈180的一端与IC234的第一线圈端子连结起来。第二引线184设置成将线圈180a的一端与IC234的第二线圈端子连接起来。
另外，游丝140c的厚度(摆轮游丝机构半径方向上的厚度)例如为0.021毫米。摆轮磁铁140e例如外径约为9毫米，内径约为7毫米，厚度约为1毫米，磁通密度约为0.02忒斯拉。线圈180a、180b其圈数例如为8圈，线圈线径约为25微米。摆轮磁铁140e和线圈180a、180b之间的间隔例如约为0.4毫米。
(7)检测部和制动部的作用
参照图1～图3，对线圈180a、180b未导通时，即包括线圈180a、180b的回路断开时的摆轮游丝机构140的动作加以说明。
游丝140c根据摆轮游丝机构140旋转的旋转角度沿游丝140c的半径方向伸缩。例如，在图3所示的状态下，摆轮游丝机构140顺时针旋转时，游丝140c沿朝向摆轮游丝机构140中心的方向收缩，而摆轮游丝机构140逆时针旋转时，游丝140c向远离摆轮游丝机构140中心的方向扩张。
在摆轮游丝机构140的旋转角度(摆角)小于一定的临界值、例如180度的情况下，由于摆轮旋转控制回路406的动作，线圈180a、180b不导通。
以下，对线圈180a、180b导通时，即包括线圈180a、180b的回路闭合时的摆轮游丝机构140的动作加以说明。即，当摆轮游丝机构140的摆角为180度以上时，线圈180a、180b导通。
当摆轮游丝机构140的摆角为180度以上时，摆轮旋转控制回路274动作，线圈180a、180b导通，通过摆轮磁铁140e的磁通变化所产生的感应电流，在摆轮游丝机构140上施加抑制摆轮游丝机构140的旋转运动的力。因此，通过摆轮旋转控制回路274和线圈180a、180b以及摆轮磁铁140e作用，在摆轮游丝机构140上施加抑制摆轮游丝机构140旋转的制动力，使摆轮游丝机构140的摆角减小。
当摆轮游丝机构140的摆角减小到超过0度而小于180度的范围时，通过摆轮旋转控制回路274的动作，线圈180a、180b不导通。因此，在摆轮游丝机构140的摆角超过0度而小于180度的范围内，不使线圈180a、180b导通，在摆轮游丝机构140上不施加抑制摆轮游丝机构140的旋转运动的力。
以下，对本发明的机械钟表中检测部和制动部的作用加以说明。
参照图11和图12，通过摆轮旋转检测回路272的动作开始摆轮游丝机构的旋转检测(图12的阶段S21)。
摆轮旋转检测回路272判定检测时间(图12的阶段S22)。检测时间的判定例如通过计时器进行。应进行摆轮游丝机构的旋转检测的设定时间预先储存在摆轮旋转检测回路272中。应进行摆轮旋转检测的设定时间例如约为1小时。应进行摆轮的旋转检测的设定时间约为0.25～6小时较好，约为0.5～3小时更好，约为1～2小时最好。
当摆轮旋转检测回路272判定出已超过设定时间时，摆轮旋转检测回路272对静电容量部外加电压。即，摆轮旋转检测回路272使检测用静电容量电极250与摆轮旋转检测回路272的检测用端子导通，在静电容量部上外加电压(图12的阶段S23)。
这种外加电压例如为负1.5伏的定压。即，摆轮旋转检测回路272进行向静电容量部外加电压的时刻和外加电压的大小的控制。
当摆轮旋转检测回路272判定未经过设定时间时，返回到图12的阶段S22，重复判定检测时间的动作。
当摆轮旋转检测回路272向静电容量部外加电压时，静电容量检测回路273测定摆轮静电容量电极部242和检测用静电容量电极250之间的静电容量的变化。然后，摆轮旋转控制回路274输入静电容量检测回路273输出的与静电容量的变化有关的信号，根据摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构140的摆角。然后，摆轮旋转控制回路274判定摆轮游丝机构140的摆角(图12的阶段S24)。
如上所述，摆轮旋转控制回路274预先存储有摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量初始值和摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化后的值与摆轮游丝机构140的摆角的关系。因此，摆轮游丝机构140的摆角的计算可采用摆轮静电容量电极部240和检测用静电容量电极250之间的静电容量变化后的值进行。
当摆轮旋转控制回路274判定摆轮游丝机构140的摆角为设定角度以上时，摆轮旋转检测回路272使向静电容量部外加电压的动作停止(图12的阶段S25)。在这种情况下，摆轮旋转控制回路274使线圈108、108b导通(图12的阶段S26)。当使线圈108a、108b导通时，因摆轮磁铁140e的磁通量变化而产生感应电流，在摆轮游丝机构140上施加有抑制摆轮游丝机构140的旋转运动的力。这样，由于在摆轮游丝机构140上施加有抑制摆轮游丝机构140旋转的制动力，所以摆轮游丝机构140的摆角减小。当摆轮旋转控制回路174使线圈180a、180b导通，摆轮游丝机构140的摆角减小时，返回到图12的阶段S22，重复判定检测时间的动作。
摆轮旋转控制回路274应使线圈180a、180b导通的时间和摆轮游丝机构140摆角的关系预先通过实验求出，并将其结果储存在摆轮旋转控制回路274中。
摆轮游丝机构140的摆角的设定角度预先储存在摆轮旋转控制回路274中。摆轮游丝机构140的摆角的设定角度例如为180度。摆轮游丝机构140的摆角的设定角度最好为150～210度。
当摆轮旋转控制回路274判定出摆轮游丝机构140的摆角小于设定角度时，摆轮旋转检测回路272向静电容量部外加电压的动作停止(图12的阶段S27)。在这种情况下，摆轮旋转控制回路274不使线圈180a、180b导通(图12的阶段S28)。
然后，返回到图12的阶段S22，重复判定检测时间的动作。
作为变形例，在摆轮旋转控制回路274判定摆轮游丝机构140的摆角为设定角度以上的情况下，摆轮旋转检测回路272向静电容量部外加电压的动作停止，摆轮旋转控制回路274使线圈180a、180b导通，在摆轮游丝机构140上施加抑制使线圈180a、180b导通的摆轮游丝机构140的旋转运动作的力，之后，使摆轮旋转控制回路274再次判定摆轮游丝机构140的摆角。即，在图12中，可于阶段S26后设置返回阶段S24一定次数的回路。
在这种结构中，通过设置反馈回路可进一步正确地调整摆轮游丝机构140的摆角。
由此，在本发明的机械钟表中，能够正确、有效地控制摆轮游丝机构140的摆角。
(8)本发明的机械钟表中采用的回路结构
在本发明的机械钟表的实施形式中，可以在IC内构成执行各种功能的回路，IC也可以是内置有执行各种动作的程序的PLA-IC。
在本发明的机械钟表的实施形式中，可根据需要，与IC一起采用电阻、电容器、线圈、二极管、三极管等外带元件。
(9)本发明的效果
如上所述，本发明为一种擒纵/调速装置包括重复右转和左转的摆轮游丝机构，根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮，和根据摆轮游丝机构的动作控制擒纵轮旋转的擒纵叉地构成的机械钟表，由于具有用于检测摆轮游丝机构的摆角的检测部，和用于控制摆轮游丝机构的旋转角度的制动部，所以不会减少机械钟表的持续时间，并可提高机械钟表的精度。
即，在本发明中，通过着眼于瞬间日差和摆角之间的相互关系而将摆角保持为一定，抑制了瞬间日差的变化，减少一日之内钟表的快、慢地对其进行调节。
而在现有的机械钟表中，由于持续时间和摆角之间的关系，摆角随时间的推移而变化。另外，由于摆角和瞬间日差的关系，瞬间日差随时间的推移而变化。因此，难以维持一定的精度和延长钟表的持续时间。
(10)与瞬间日差有关的模拟
以下，说明对为解决这种现有的机械钟表的问题而开发的本发明的机械钟表进行的、与瞬间日差有关的模拟结果。
参照图18，在本发明的机械钟表中，最初，如图18中x记号的图示和细线所示，将钟表的瞬间日差调节成快的状态。
即，在本发明的机械钟表中，如图18中x记号的图示和细线所示，在发条完全卷紧的状态下瞬间日差约为18秒/日(约一天快18秒)，在从卷紧状态经过20小时后，瞬间日差约为13秒/日(约一天快13秒)，在从卷紧状态经过30小时后，瞬间日差约为-2秒/日(约一天慢2秒)。
在本发明的机械钟表中，当使制动部动作时，如图18中的黑圆圈的图示和粗线所示，从制动部动作、即从发条完全卷紧的状态到经过27小时为止，瞬间日差可维持在约5秒/日(维持在约一天快5秒的状态)，从卷紧状态经过30小时后，瞬间日差约为-2秒/日(约一天慢2秒)。
由于本发明的具有摆轮游丝机构旋转角度控制机构的机械钟表能够通过控制摆轮游丝机构的摆角抑制钟表瞬间日差的变化，所以与图18中四方的图示和虚线所示的现有的机械钟表相比，可延长从瞬间日差约为0～5秒/日的、即从卷紧开始的经过时间。
即，本发明的机械钟表的瞬间日差约为±5秒/日以内的持续时间约为32小时。这种持续时间的值约为现有的机械钟表中瞬间日差约为±5秒/日以内的持续时间约为22小时的1.45倍。
因此，本发明的机械钟表与现有的机械钟表相比，获得了精度非常高的模拟结果。
工业上的应用可能性
本发明的机械钟表适用于实现具有简单的结构，精度非常高的机械钟表。
另外，由于本发明的机械钟表具备光检测式的摆轮游丝机构摆角检测部，所以机械钟表的制造和日差调整非常容易。

Claims (11)

1.一种机械钟表，具备构成机械钟表的动力源的发条，通过发条回卷时的旋转力旋转的表轮系，和控制表轮系旋转的擒纵/调速装置，该擒纵/调速装置的结构为，包括交替重复右转和左转的摆轮游丝机构，根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮，和根据摆轮游丝机构的动作控制擒纵轮旋转的擒纵叉，其特征为，具有：
为了通过检测与摆轮游丝机构(140)的动作状态相对应地变化的静电容量来检测摆轮游丝机构(140)的摆角而设置的检测部(276)，
在检测部(276)检测出的摆轮游丝机构(140)的摆角为预先设定的设定角度以上时，在摆轮游丝机构(140)上施加抑制摆轮游丝机构(140)旋转的力的制动部(146)。
2.根据权利要求1所述的机械钟表，其特征为，为了测定摆轮游丝机构(140)的旋转动作，将摆轮静电容量电极部(240)配置在摆轮游丝机构(140)上，上述检测部(276)包括相对摆轮静电容量电极部(240、240b)有一定间隔地配置、并且经由绝缘部(242)配置在主夹板(102)上的检测用静电容量电极(250、250b)。
3.根据权利要求2所述的机械钟表，其特征为，上述摆轮静电容量电极部(240)经由将摆轮游丝机构(140)和摆轮静电容量电极部(240)加以绝缘的摆轮绝缘部(242)固定在摆轮(140b)外周部的侧面上。
4.根据权利要求2所述的机械钟表，其特征为，上述摆轮静电容量电极部(240)固定在摆轮(140b)外周部的侧面上。
5.根据权利要求2所述的机械钟表，其特征为，上述摆轮静电容量电极部(240b)经由将摆轮游丝机构(140)和摆轮静电容量电极部(240b)加以绝缘的摆轮绝缘部(242b)配置在摆轮臂部(140f)的主夹板一侧的底面上。
6.根据权利要求2所述的机械钟表，其特征为，上述摆轮静电容量电极部(240b)配置在摆轮臂部(140f)的主夹板一侧的底面上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机械钟表，其特征为，上述制动部(146)包括可对设置在摆轮游丝机构(140)上的摆轮磁铁(140e)的动作进行制动地配置的线圈(108a、108b)。
8.根据权利要求7所述的机械钟表，其特征为，
具备：可对摆轮静电容量电极部(240)上外加的电压进行控制地构成的摆轮旋转检测回路(272)，用于测定摆轮静电容量电极部(240)和检测用静电容量电极(250)之间的静电容量变化而设置的静电容量检测回路(273)，输入静电容量检测回路(273)输出的与摆轮静电容量电极部(240)和检测用静电容量电极(250)之间的静电容量变化有关的信号、根据摆轮静电容量电极部(240)和检测用静电容量电极(250)之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构(140)的摆角地构成的摆轮旋转控制回路(274)，
摆轮旋转控制回路(274)的结构为，在摆轮游丝机构(140)的摆角小于一定的临界值的情况下不使线圈(180a、180b)导通，在摆轮游丝机构(140)的摆角为上述一定的临界值以上的情况下使线圈(180a、180b)导通。
9.根据权利要求8所述的机械钟表，其特征为，还具备使摆轮旋转检测回路(272)、静电容量检测回路(273)和摆轮旋转控制回路(274)动作的蓄电部(137)。
10.根据权利要求9所述的机械钟表，其特征为，还具备对蓄电部(137)充电的发电部(150)。
11.一种机械钟表，具备构成机械钟表的动力源的发条，通过发条开卷时的旋转力旋转的表轮系，和控制表轮系旋转的擒纵/调速装置，该擒纵/调速装置的结构为，包括交替重复右转和左转的摆轮游丝机构，根据表轮系的旋转而旋转的擒纵轮，和根据摆轮游丝机构的动作控制擒纵轮旋转的擒纵叉，其特征为，
具有：构成电源的蓄电部(137)，
对蓄电部(137)充电的发电部(150)，
包括摆轮游丝机构(140)，设置在摆轮游丝机构(140)上的摆轮磁铁(140e)，和设置在摆轮游丝机构(140)上的摆轮静电容量电极部(240、240b)的调速部(244)，
包括相对摆轮静电容量电极部(240、240b)有一定间隔地配置的检测用静电容量电极(250、250b)，通过检测与摆轮游丝机构(140)的动作状态相对应地变化的静电容量来检测摆轮游丝机构(140)的摆角地设置的检测部(276)，
包括可对设置在摆轮游丝机构(140)上的摆轮磁铁(140e)的动作进行制动地配置的线圈(180a、180b)的制动部(146)，
包括对摆轮静电容量电极部(240、240b)上外加的电压进行控制地构成的摆轮旋转检测回路(272)，用于测定摆轮静电容量电极部(240、240b)和检测用静电容量电极(250、250b)之间的静电容量变化而设置的静电容量检测回路(273)，和输入静电容量检测回路(273)输出的与摆轮静电容量电极部(240、240b)和检测用静电容量电极(250、250b)之间的静电容量的变化有关的信号、根据摆轮静电容量电极部(240、240b)和检测用静电容量电极(250、250b)之间的静电容量变化的测定结果计算摆轮游丝机构(140)的摆角地构成的摆轮旋转控制回路(274)的IC(234)，
上述摆轮旋转控制回路(274)的结构为，在摆轮游丝机构(140)的摆角小于一定的临界值的情况下不使线圈(180a、180b)导通，在摆轮游丝机构(140)的摆角为上述一定的临界值以上的情况下使线圈(180a、180b)导通。
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