CN1670640A - 手表万年历机构 - Google Patents

Abstract

一种机械的万年历手表结构，由一个有三层拔爪的日历驱动轮(1)分别驱动星期盘(11)、历法计算轮系和一个有三层内齿的日历环(10)的下层内齿(12)。日历环的上层内齿(15)在每月终止时推动月历协调轮(16)和月历盘(17)，并在每年首日由年度拨爪(19)推动年度指针轮(20)。日历环中层的3个内齿(9)在月末通过历法计算协调轮(8)与历法计算轮(7)互相啮合。并由历法计算轮的6齿轮(23)及十字形轮(26)的长短齿所处的位置判断是否被历法计算轮系的杠杆齿轮(5)、转动轴轮(6)推动而推动日历环快速跳至下月的1日。并由十字形轮(26)的长短齿判断每年的2月是有28天还是29天而自动转换月历和日历，年度指针仅作调校基准。

Description

手表万年历机构

                              技术领域

本发明涉及的是手表日历的新结构。正常调整年度指针及月历和日历一次后，只要保持手表的正常走动即能自动调整年度指针及月历和日历，实现万年历的功能。

                              背景技术

由于在历法上的原因；在一年中有5个月的天数是小于31天并且每四年里有一年的二月是29天，其余三年的二月是28天。在普通的机械日历手表里将每个月均定为31天。因此每逢天数是少于31天的月份均要人工调整。现在的机械式石英表万年历是通过电路控制来驱动日历环而实现日历的转动，它的日历机械部分和计时的机械部分是分开的。对于依靠机械传动的机械表没有任何帮助。

                              发明内容

机械表的万年历日历结构、本设计对传统的机械手表日历机构作出改进，能根据每年每月的天数自动作出调整而无须人工调校

1：在本设计中，根据每年最大的月有31天，在最小的月中只有28天，亦即在每一个月中28天是固定不变的。因此通过控制第29日至次月的1日这4天来达到自动准确调整每月的日期。

要实现按照每月的天数控制日期，本设计在普通日历表的日历环上的第29日至1日间增加计算控制开关，亦即在日历环的中层叠加3个内齿(9)。数理上应是4齿、但在本设计中3齿即能历法计算令协调轮前进4格。又因为要通过月历的显示才知道当前的月份，所以在日历环上层再增加一个内齿(15)。在每月的首日推动一个十字形的月历协调轮(16)，该月历协调轮同时亦推动月历盘(17)。因为一年有12个月，所以该月历盘下层有十二个外齿(36)。在月历盘上印有1-12的数字(37)，每个数字表示当前对应的一月。该月历盘每年转动一周；并且在月历盘上增加一个年度拔爪(19)，在每年首日推动年度指针轮(20)前进，并通过表盘的年度指针(21)指示年份。该年度指针仅表示四年。其用意是指示四年中在2月有29天的年份，亦即只起到调较的作用。月历协调轮和月历盘由一根弹簧(38)同时定位，年度指针轮由另一根弹簧(39)定位。

2：根据每年有12个月、每月控制4天。因此制作一个48齿的齿轮即能实现1年内每月天数的计算控制基础。在该轮一侧设有一个定位止逆弹簧(28)装置令该轮只能单向转动及定位。在48齿轮上方叠加一个同步轮构成同轴同步齿轮组，因为该同步齿轮组主要是用来控制每月的天数转换所以取名为历法计算轮(7)。因为1年中有4个月是30天，而在2月最多是29天。因而在1年内在只有30天的月份突出1齿、在2月突出2齿。因此该历法计算轮上层轮有6个固定突出齿。该6齿轮(23)的直径大于下层的48齿轮(22)，由一个48齿的齿轮去掉42齿制成。每1齿代表当月需要略过的1天。

3：在历法计算轮(7)的6齿轮(23)中增加2个十字形齿轮，该齿轮亦是同轴齿轮。在两个十字形轮的中轴位由一可转动轴分别置于历法计算轮上层的6齿轮(23)的表示二月的一侧的上、下方联结成同轴同步。2个十字形齿轮共同组成为同轴同步齿轮。其作用在于解决每4年中有1年的2月是29天的问题。位于上方的十字形齿轮(24)的一侧设有一个定位止逆弹簧(25)，令该十字形同轴同步轮只能单向转动及定位，该十字形同轴同步轮随历法计算轮(7)前进。在历法计算轮转动前进方向的外侧设一个与上方十字形齿轮(24)等高的突出定点(27)，该突出的定点的突出位在上方十字形轮(24)的其中的一个向外的齿的前进通道中，当十字形同轴同步轮随历法计算轮前进至该点时受到该点的阻挡而转动1齿。这样历法计算轮旋转4周而十字形同轴同步轮旋转1周。位于下方的十字形齿轮(26)有3个长齿及1个短齿，每齿围绕十字形轮的中轴按90度分布。并且长齿突出、其突出位在历法计算轮上层6齿轮(23)表示2月的2齿的前1齿位置。每1个突出齿代表1天，突出齿的齿长及齿宽符合历法计算轮上层6齿轮(23)的突出齿并且十字形轮的长齿突出齿的齿端位置符合历法计算轮上层6齿轮(23)的突出齿的齿端位置。从而令到历法计算轮(7)表示2月的齿数在只有28天的年份达到3齿而在2月有29天的年份只有2齿。完成每4年中2月份的28天和29天的自动转换。

以上三点构成万年历的基本核心。

本设计中，通过一个历法计算协调轮(8)来传递及协调转动。该历法计算协调轮有8齿(35)及8轮瓣(34)，其中的8轮瓣(34)与历法计算轮(7)的下层48齿(22)处于同一通道并互相啮合。历法计算协调轮(8)的8齿(35)每齿的齿距与日历环的中层内齿(9)齿距相等及令历法计算协调轮(8)的8齿(35)其中的两齿位于日历环上的中层内齿(9)的前进通道，这样当日历环上的3个中层内齿(9)与历法计算协调轮(8)的齿相会时令历法计算协调轮(8)每月前进4格。与此同时历法计算协调轮(8)的轮瓣(34)同时亦令历法计算轮(7)前进4格。相反地历法计算轮(7)亦可通过历法计算协调轮(8)及日历环的中层内齿(9)令日历环(10)前进，这取决于动力是由日历环传递还是由历法计算轮传递。

动力由手表的一个24小时旋转一周的日历驱动齿轮(1)提供。在该齿轮的上方设有3个拨爪，底层拨爪(2)每天推动日历环(10)前进一步。

中层拨爪(3)的两格拨爪每天推动星期盘(11)的14齿的其中2齿，令星期盘每天前进2步。

在上层拨爪(4)的通道靠历法计算轮(7)的一侧设置一个杠杆齿轮(5)和转动轴轮(6)。杠杆齿轮(5)是在一个24齿的齿轮中轴的上方安装杠杆(29)并与下层轮(30)同轴。杠杆的一端(29)与上层拨爪(4)等高并伸入上层拨爪通道中，杠杆齿轮的下层齿轮(30)联结1个底层为6齿(32)上层是由6齿去掉连续3齿的转动轴轮(6)，转动轴轮的上层3齿(33)的齿距与历法计算轮(7)上层的6齿轮(23)中表示2月的齿的齿距吻合。当上层拨爪(4)推动杠杆齿轮(5)时，令转动轴轮转动4齿。杠杆齿轮由一定位弹簧(31)复位，即上层拨爪通过后由复位弹簧将杠杆端再次置于上层拨爪通道、转动轴轮反向转动4齿。转动轴轮上层的3齿(33)与历法计算轮上层的6齿轮(23)等高并且当转动轴轮(6)转动时上层3齿伸入历法计算轮(7)上层的6齿轮(23)的突出齿的通道。转动轴轮上层的3齿(33)的齿高可容纳历法计算轮上的十字形同轴同步轮的下层轮(26)及历法计算轮(7)上层的6齿轮(23)。这样当历法计算轮上层的6齿轮(23)和十字形同轴同步轮下层的十字形轮(26)的其中1齿与转动轴轮上层齿(33)相会时，在24小时日历驱动齿轮(1)的上层拨爪(4)推动下通过杠杆齿轮(5)、转动轴轮(6)、历法计算轮(7)及历法计算协调轮(8)推动日历环的中层内齿(9)令日历环(10)前进1格。

在本设计中，当24小时日历驱动齿轮的日历拨爪首先推动日历环前进后，再由上层拨爪推动杠杆齿轮。

                              附图说明

图1是历法计算轮(7)的放大正向示意图；其中下层十字形轮(26)的长齿指向外端，突出齿的外端符合6齿轮(23)的突出齿的外端。短齿指向历法计算轮中轴。

图2是图1的剖面图。

图3是转动轴轮(6)的放大正向示意图。

图4是图3的剖面图。

图5是杠杆齿轮(5)的放大正向示意图。

图6是图5的剖面图。

图7是历法计算协调轮(8)的放大正向图。

图8是图7的剖面图。

图9是年、月、日及星期通过表盘显示。

图10是去掉表盘的俯视图。

图11是去掉历法计算轮的底层48齿轮及上层十字形轮在2月有29天的2月28日位置示意图。历法计算轮的下层十字形轮(26)的短齿指向外端并且没有突出。历法计算轮(7)上层的六齿轮(23)在表示2月的位置只有2齿。

图12是去掉历法计算轮的底层48齿轮及上层十字形轮在2月只有28天的2月28日位置示意图。历法计算轮的下层十字形轮(26)的长齿突出。十字形轮长齿突出的齿长、齿宽及齿外端位置与6齿轮(23)的突出齿的齿长、齿宽及齿外端位置相符。历法计算轮(7)上层的六齿轮(23)加上下层十字形轮(26)的长齿令到历法计算轮(7)在表示2月的位置有3齿。

图13是具体实施方式例中在2月只有28天的2月29日去掉历法计算轮(7)的上层十字形轮的俯视图，日历环(10)的中层内齿(9)已和历法计算协调轮(8)啮合，历法计算轮上的下层十字形轮(26)的长齿已置于转动轴轮(6)的上层3齿的旋转通道。同时日历驱动轮(1)的上层拔爪(4)已触及杠杆齿轮(5)的杠杆端(29)。

图14是具体实施方式例中在2月只有28天的2月30日去掉历法计算轮(7)的上层十字形轮的俯视图，日历驱动轮(1)的上层拔爪(4)经过杠杆齿轮(5)已推动转动轴轮(6)转动、转动轴轮(6)的上层3齿轮通过推动历法计算轮上的下层十字形轮(26)的长齿将历法计算轮(7)已推前1齿，同时6齿轮(23)表示2月的第1齿已置于转动轴轮的上层3齿轮的转动通道。历法计算轮(7)同时通过推动历法计算协调轮(8)已将日历环的中层内齿(9)推前1齿令日历环(10)同齿前进。

图15是具体实施方式例中在2月31日去掉历法计算轮(7)的上层十字形轮的俯视图。

图16是具体实施方式例中在3月1日去掉历法计算轮(7)的上层十字形轮的俯视图。

图17是具体实施方式例中的年度及月份转动前的齿轮位置图。

图18是具体实施方式例中的年度及月份转动后的齿轮位置图。

图19是具体实施方式例中历法计算轮(7)的上层十字形轮(24)随历法计算轮(7)前进到突出定点(27)的阻挡位置。

图20至图21是具体实施方式例中的历法计算轮(7)的上层十字形轮(24)受到突出定点(27)的阻挡正在转动的示意图。

图22是具体实施方式例中历法计算轮(7)的上层十字形轮(24)受到突出定点(27)的阻挡已转动1齿。

图23是位于2月只有28天的2月28日的位置示意局部图。

图24是图23的轴向示意图。

图25是日历环和星期盘的局部示意图。

图26是图25的轴向示意图。

                              具体实施方式

以下再简要说明万年历的运作次序。以只有28天的二月为例：在二月28日将成过去，当24小时日历驱动齿轮的底层拨爪(2)首先推动日历环(10)前进一步，并通过表盘的日历窗(14)显示为29日，与此同时在日历环上的中层第一齿(9)亦推动历法计算协调轮(8)前进一步、历法计算协调轮同步推动历法计算轮(7)前进一步，并将历法计算轮(7)上的下层十字形轮(26)的突出齿置于转动轴轮(6)的上层三齿轮(33)的转动通道中。这时24小时日历驱动齿轮(1)的上层拨爪(4)推动杠杆齿轮(5)令转动轴轮(6)旋转一齿同时亦令历法计算轮(7)前进一步并将历法计算轮上层的六齿轮(23)的表示二月的第一齿置于转动轴轮上的三齿轮(33)的转动通道中。同时推动历法计算协调轮(8)前进一步、历法计算协调轮(8)同时推动日历环上的中层内齿(9)前进一齿令日历环(10)同齿前进。并通过表盘的日历窗(14)显示为30日。这时24小时日历驱动齿轮(1)的上层拨爪(4)继续推动杠杆齿轮(5)令转动轴轮(6)旋转，同时转动轴轮上的三齿轮(33)的第二齿将位于转动通道中的历法计算轮(7)上层的六齿轮(23)的表示二月的第一齿推前一步并将表示二月的第二齿置于旋转通道，同时通过历法计算协调轮(8)推动日历环上的中层内齿(9)令日历环(10)再前进一步、并通过表盘的日历窗(14)显示为31日。这时24小时日历驱动齿轮(1)的上层拨爪(4)继续推动杠杆齿轮(5)令转动轴轮(6)旋转，同时转动轴轮(6)上的三齿轮(33)的第三齿将位于转动通道中的历法计算轮(7)上层的六齿轮(23)的表示二月的第二齿推前一步。同时历法计算轮(7)通过历法计算协调轮(8)推动日历环上的中层内齿(9)令日历环(10)再前进一步，并通过表盘的日历窗(14)显示为1日。此时24小时日历驱动齿轮的上层拨爪已通过杠杆齿轮的杠杆端，杠杆齿轮由复位弹簧将杠杆端再次置于上层拨爪通道、转动轴轮同时复位。而同时日历环上的中层3齿亦与历法计算协调轮脱离。至此日历环完成2月29日至3月1日的转换。

在日历环从2月31日前进到3月1日的同时，日历环的上层内齿(15)亦同步推动月历协调轮(16)旋转前进一步、月历协调轮同步推动月历盘(17)前进一步，并通表盘的月历窗(18)显示为3月。

而在每年的12月31日，在24小时日历驱动齿轮(1)的推动下日历环(10)前进一步、并通过表盘的日历窗(14)显示为1日，同时日历环上的上层内齿(15)同步推动月历协调轮(16)、月历协调轮同步推动月历盘(17)前进一步，并通过表盘的月历窗(18)显示为1月。在同一时刻，月历盘上的年度拔爪(19)推动年度指针轮(20)前进一步，并通过年度指针(21)在表盘上显示。

在5月29日，日历环的中层内齿(9)将历法计算协调轮(8)及历法计算轮(7)推前一齿，历法计算轮(7)上的上层十字形轮(24)由于受到固定突出点(27)的阻挡而开始转动、至6月1日转动一齿。由于与下层十字形轮(26)是同轴同步关系因此下层十字形轮(26)亦同时转动一齿。在四年内随着下层十字形轮(26)的三长齿和一短齿的依次递出完成2月的28天或29天的转换。

本设计可用于机械及机械式石英日历钟表上；本设计的优点在于对原手表的机芯所做的改动极小，只是将时、分、秒轮增高、及改动日历环和星期盘。所增加的新元件较小。但带来的却是全自动的日历机构。

Claims (10)

1、一种具有按照每四年内每月的天数自动转换日期及月份的万年历手表机械结构，所述机械结构包含：用时、分、秒轮系驱动一个每24小时转动一周的日历驱动齿轮，在日历驱动轮(1)上有三个拨爪，分别对应为下层日历环驱动(2)、中层星期盘驱动(3)及上层杠杆拨爪驱动(4)。上层拨爪通过杠杆齿轮(5)、转动轴轮(6)驱动历法计算轮(7)，并且该历法计算轮(7)在日历环(10)上所表示的每月的第29日至下月的1日之间通过历法计算协调轮(8)与日历环的中层内齿(9)相啮合，并可在2、4、6、9、11月通过日历环的中层内齿(9)推动日历环(10)；中层拨爪每天推动星期盘(11)前进二步。底层拨爪和日历环的31个内齿(12)处于等高位置。并且日历环的31个内齿的其中1内齿在日历驱动齿轮的底层拨爪的一侧的前进通道中，当底层拨爪与日历环的其中1内齿相会时，推动日历环前进一步。同时将日历环的另1内齿同步置于拨爪通道中；该机构还包含：经日历环上层内齿(15)通过月历协调轮(16)推动的月历盘指示机构及通过月历盘(17)上的年度拔爪(19)推动年度指针轮(20)的年度指示机构。

2、根据权利要求第一点所述机构、特徵是：日历环设有3层内齿，在日历环的底层内侧设有31个内齿(12)，在日历环上有1-31的数字(13)，每个数字表示月份中的对应一天。并通过表盘的日历窗(14)按当月对应的一天显示对应的数字；在日历环的中层内侧设有3个内齿(9)，在有31天的月份的第29日至下一月份的第1日间通过历法计算协调轮(8)推动历法计算轮(7)前进4齿、在只有30天的4、6、9、11月通过历法计算协调轮(8)推动历法计算轮(7)前进3齿、在只有28天的2月通过历法计算协调轮(8)推动历法计算轮(7)前进1齿、在有29天的2月通过历法计算协调轮(8)推动历法计算轮(7)前进2齿；在日历环内侧上层设有1个内齿(15)，在每月首日推动月历协调轮(16)前进1齿。

3、根据权利要求第一点所述机构，特徵是：月历协调轮(16)，是在十字形轮片的中轴位安装一转动轴，其齿长可被日历环上层的内齿(15)推动、在每月第1日推动月历盘(17)前进一格。

4、根据权利要求第一点所述机构，特徵是：历法计算轮(7)，由底层为48齿(22)的轮片和上层带有6个固定突出齿的轮片由中轴合成同轴同步轮以及2个十字形轮组成。上层6个固定突出齿分别在表示2月的位置有2齿，4、6、9、11月各有1齿。该6齿轮(23)的直径大于下层的48齿轮，由一个48齿的齿轮去掉42齿制成。每一突出齿代表当月需要略过的1天。二个十字形轮在十字形轮的中轴位由一可转动轴分别置于历法计算轮上层的6齿轮(23)的表示2月一侧的上、下方联结成同轴同步。该十字形同轴同步轮在外力作用下每4年转动1周。在上方的十字形轮(24)有4只长齿，并且在上方十字形轮(24)的内一侧有一止逆定位弹簧(25)，止逆定位簧的一端固定在6齿轮(23)的轮片上。十字形同轴同步轮只能绕可转动中轴单向在历法计算轮(7)上转动。位于下方的十字形齿轮(26)有3只长齿及1短齿、每1只长齿代表2月需要略过的1天。并且在4年中有3年突出1只长齿，其长齿的突出位置在历法计算轮上层6齿轮(23)的在表示2月的2齿的前1齿位置的下方。十字形轮的长齿所突出的齿长、齿宽符合历法计算轮上层6齿轮(23)的突出齿，并且十字形轮(26)的长齿突出齿的齿最外端位置符合历法计算轮(7)上层6齿轮(23)的突出齿的齿最外端位置。从而令到历法计算轮(7)在表示2月的齿数在只有28天的年份有3齿。历法计算轮(7)每年旋转1周、每月前进4齿。

5、根据权利要求第四点所述机构，特徵是：历法计算轮(7)安装在日历环和时针轮之间并由中轴定位。历法计算轮的最大直径不能阻挡日历环和时针轮的转动。并且在历法计算轮前进方向的外侧有一个与上方十字形轮(24)等高的固定突出点(27)，该突出的定点的突出位置在历法计算轮的上方十字形轮(24)的其中的一个向外的齿的前进通道中，当十字形同轴同步轮随历法计算轮前进至该点时受到该点的阻挡而转动一齿。并且在历法计算轮底层的48齿轮(22)的一侧有一定位弹簧(28)防止其自由转动。

6、根据权利要求第一点所述机构，特徵是：杠杆齿轮(5)是在一个24齿的齿轮中轴的上方安装杠杆(29)并与下层轮(30)同轴，然后在安装杠杆的一侧去掉下层轮(30)的连续13齿、杠杆(29)的一端与日历驱动轮(1)在表内的安装位的上层拨爪(4)等高并伸入上层拨爪(4)的通道中。该杠杆齿轮(5)在同轴位定位并可在一定范围内左右摆动，并由一弹簧(31)将杠杆齿轮控制在摆动距离的中点：齿轮端(30)与一个转动轴轮的底层轮(32)啮合。杠杆齿轮(5)在日历驱动轮(1)的上层拨爪(4)推动下每天摆动一次，然后由弹簧(31)复位。

7、根据权利要求第一点所述机构、特徵为：转动轴轮(6)底层为6齿(32)、上层是由6齿去掉连续3齿的轴形齿轮；转动轴轮上层3齿(33)的齿距符合历法计算轮(7)上层的6齿轮(23)中表示2月的齿的齿距。转动轴轮上层的3齿(33)与历法计算轮上层的6齿轮(23)等高并且当转动轴轮转动时上层3齿(33)伸入历法计算轮上层的6齿轮(23)的突出齿的通道。转动轴轮上层的3齿(33)的齿高可容纳历法计算轮上的十字形同轴同步轮的下层十字形轮(26)及历法计算轮上层的6齿轮(23)。并且当历法计算轮的6齿轮(23)及十字形同轴同步轮下层的十字形轮(26)的任意1齿置于转动轴轮上层3齿(33)的转动通道时，在24小时日历驱动轮(1)的上层拨爪(4)推动下通过杠杆齿轮(5)、转动轴轮(6)、历法计算轮(7)及历法计算协调轮(8)推动日历环的中层内齿(9)令日历环(10)前进1格。转动轴轮的下层6齿(32)与杠杆齿轮的轮齿(30)互相啮合，在杠杆齿轮的推动下每天转动4齿并且随杠杆齿轮复位。

8、根据权利要求第一点所述机构、特徵为：历法计算协调轮(8)是由8齿(35)及8瓣(34)组成的同轴轮，其轮瓣(34)与历法计算轮底层的48齿轮(22)的轮齿啮合。历法计算协调轮的轮齿(35)和日历环(10)的中层内齿(9)吻合，并且在日历环(10)上所表示的每月的第29日与下月的1日间与日历环(10)的中层内齿(9)啮合。

9、根据权利要求第一点所述机构特，特徵是：月历盘(17)底层轮片有12齿(36)，上层轮片外侧有1个年度拨爪(19)并且在上层轮片上印有1至12的数字(37)每个数字表示年份中的对应一月。在每月第1日被月历协调轮(16)推前1齿，。并通过表盘的月历窗(18)按当年对应的月份显示对应的数字；并且底层轮齿和月历协调轮共同由一弹簧定位(38)。

10、根据权利要求第一点所述机构，特徵是：年度指针轮(20)是在十字形轮片的中轴位安装一轴，并可在其轴上端安装一支年度指针及有一定位弹簧(39)、在每年第1日被月历盘上的年度拨爪(19)推前1齿。并通过表盘的年度指针(21)表示。

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