JP2002250781A - 特にウォッチにおいて振動重錘により発電器を駆動するためのアンチショック伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦制動装置を使用せず、一定強度の衝撃を
受けた際にスプリングまたはその付属品の損傷を回避し
得る簡潔で安価な構造のアンチショック伝達装置を創生
すること。 【解決手段】 回転速度を増速することによって振動重
りから発電器ロータを駆動するために、回転する振動重
りと超小型発電器の間に挿入された伝達装置を開示す
る。伝達装置の中間歯車およびピニオンはバレル（２
７）を含み、その中軸（２４）がバレルのドラム（４
１）に螺旋状スプリング（３０）により連結される。ス
プリングの内側端が曲折部分（３４）を有し、それが中
軸のいくつかの中空部（５１）のいずれか１つに弾性に
より係合し、中軸により所定回転方向に掛かるトルクが
過大となったときに傾斜側部（５２）を摺動経過して解
放可能とする。この構成により、特にウォッチにおける
衝撃による損傷が摩擦システムを使用することなく防止
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可搬装置の発電器
のロータを振動重錘によって駆動するためのアンチショ
ック伝達装置であって、一方を振動重錘の運動により回
転駆動可能とし、他方を発電器ロータに運動接続により
連結し、共通の回転軸を有する中軸および中間歯車と、
中軸に連結された内側端および中間歯車に連結された外
側端を有する螺旋状スプリングとを含む伝達装置に関す
る。本発明はまた、そのような伝達装置を介し振動重錘
により駆動される発電器を含む腕時計にも関する。

【０００２】

【従来の技術】そのような装置は、特に使用者が着用す
る小型装置で、使用者の運動によって振動重錘が振れ、
通常は回転する装置において使用され得る。その装置
は、たとえばウォッチ・ムーブメントおよび／または他
の作動要素が発電器により充電されるエネルギー蓄積装
置によって動作する腕時計等であるが、これに限るもの
ではない。振動重錘は一般に通常動作ではかなり低速で
回転し、発電器ロータは十分な電圧を生成するために高
速回転しなければならないため、増速伝達機構をそれら
の要素間に使用する必要がある。発電器ロータに１個の
自転する永久磁石を含む場合には、必要な速度伝達比は
１００程度であり、通常は２段歯車伝達装置によって得
られる。

【０００３】そのような構成は、たとえば装置が偶然に
落下し、振動重錘の甚だしい加速の発生による衝撃のあ
った場合には損傷を被ることがある。ロータおよび第２
の伝達段階の質量が小さいのに拘わらず、その慣性によ
り、速度伝達比が大きいために、無視できない抵抗トル
クが生じる。そのような衝撃はまた、伝達装置および発
電器に永続的に損傷を与える。それ故に、この種の伝達
装置用の様々なアンチショック装置が提案されてきた。

【０００４】ヨーロッパ特許第０３２６３１２号は、振
動重錘と発電器ロータの間の摩擦伝達装置を提案してい
る。摩擦は、伝達されるべきトルクが可容値を超えたと
きに中間歯車およびピニオンがその軸を滑走するように
計算される。しかしながら、そのような摩擦装置では、
一方では大規模製造で定常値の摩擦を得ることが困難な
ため、他方では使用中の摩擦条件の変化が不可避である
ため、限界トルク値が相当に変化する可能性がある。

【０００５】ヨーロッパ特許第０７９１８６７号は、こ
こでプリアンブルに示したタイプの伝達装置を提案して
いる。その引用した書類の図１６から１８に示された実
施形態では、フラットな螺旋状スプリングの内側端が振
動重錘により駆動される中軸に剛性取り付けられ、同時
にその外側端が発電器ロータのピニオンに噛合される中
間歯車に剛性取り付けられる。スプリングは、正規作動
では実質的に変形しない十分な剛性を有する。振動重錘
が通常より僅かに大きく駆動されたとき、たとえば腕に
着用したウォッチが突然に動かされたとき等には、スプ
リングが歯車への損傷を回避するのに十分な程度変形す
ることができる。振動重錘のさらに著しい加速があった
とき、たとえばウォッチが地面に落下したとき等は、螺
旋状スプリング固定部が抵抗する可能性が大きい。しか
し、螺旋状スプリング自体が受ける応力がスプリングま
たはその付属品の不可逆的な損傷または破損を招来する
おそれが多分にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
種のアンチショック伝達装置を完成し、同時に摩擦制動
の使用を回避し、たとえば、ＩＳＯ１４１３規格に規定
された値５０００ｇまで（但し、これに限定せず）の一
定強度の衝撃を装置が受けた際にスプリングまたはその
付属品の損傷を回避する簡潔で安価な構造を創生するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、したがってプ
リアンブルに示したタイプのアンチショック伝達装置で
あって、中軸にその周囲に配分された一連の中空部を含
み、かつスプリングの内側端が前記中空部のいずれか１
つにスプリングの弾性により係合し、伝達装置の少なく
とも一方の回転方向に十分な力を受けたときに中空部か
ら解放可能とすることとを特徴とする装置に関する。

【０００８】したがって、内側端をスプリング自体の弾
性による爪機構により中軸に連結することが考察され、
この爪機構はスプリングの巻回が中軸の一方向回転によ
り十分に外向きに押し戻され、スプリングの内側端が噛
合していた中空部に留まり得なくなったとき解放可能と
される。一種の爪を形成するこの端部は、中空部から外
れ、次いで条件が許容次第、次の中空部に再び係合す
る。スプリング端部の解放をし易くするため、各中空部
に傾斜側部を含めることが好ましく、かつスプリングの
内側端には内向きに突出し、前記傾斜側部に当接可能で
前記力を受け前記力が限界値を超えるまで傾斜側部を摺
動できる部分を含めることができる。

【０００９】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
を参照して以下の好ましい実施形態の説明に記載する
が、本発明はそれに限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１で分かるように、ウォッチ・
ムーブメントのプレート３に搭載された回転する振動重
錘２を備える機構１は、回転速度を増速するアンチショ
ック伝達装置５を介して超小型発電器のロータ４を回転
駆動する。

【００１１】機構１は、従来からの形態で構成される。
ねじ７および管状ナット８によりプレート３に取り付け
られた中央ベアリング・サポート６により玉軸受１１を
介して歯付きホイール１０が支持される。半円形の振動
重錘２がリング１２を介して歯付きホイール１０に取り
付けられ、ウォッチの中心軸１３周囲に回動可能とされ
る。

【００１２】発電器のロータ４は、ピニオン１６付きの
軸１５に取り付けられた永久磁石１４を含む。軸１５端
部のピボットは、それぞれ石１７および１８によってプ
レート３およびブリッジ１９に取り付けられ、ブリッジ
１９は、脚部２１により発電器のステータ２０に取り付
けられる。ロータ・マグネット１４はステータのリセス
２２内で回転する。

【００１３】伝達装置５は、ピニオン２５が設けられか
つホイール１０の歯２６に噛合する中軸２４と、ロータ
４のピニオン１６に噛合する外側歯２８が設けられたバ
レル２７により形成される中間歯車と、軸２４およびバ
レル２７を回転中に弾性状態に連結する螺旋状スプリン
グ３０とを担持する。中軸２４は、それぞれ石３１およ
び３２によりプレート３およびブリッジ１９に回動自在
に取り付けられ、軸３３を中心にして回動する。

【００１４】バレル２７について図２から６を参照しさ
らに詳細に説明する。図３は、バレル２７に取付前の休
止状態にある螺旋状スプリング３０の形状を示す。その
内側端の曲折部３４は、スプリングの第１の内側巻回３
６の隣接部と約１３５°の鈍角度３５を形成する。曲折
部３４は自由端３７を有する。スプリングの外側端３８
は、固定プレート３９に溶接される。この例では、スプ
リング３０は断面０．０４ｍｍ×０．５ｍｍのスチール
帯により形成され、休止時には内外端間で８．５巻回あ
り、巻回間はギャップにより相互に離間している。休止
時の内側巻回３６の径は約１．３ｍｍであり、外側巻回
４０の径は約３．４ｍｍである。このタイプの螺旋状ス
プリングは、一般に休止時巻回間の所望ギャップを得る
ために３グループで製作されることに留意されたい。ス
プリングは、スプリングの内側端を保持する３つのクラ
ンプが設けられたチャックの周囲で３つの対応する帯を
圧延し、次いで内側応力を熱処理により除去することに
よって形成される。この方法によって、各スプリング端
部に曲折部３４が自動的に製作され、この端部形状を得
るための追加作業を要しない。

【００１５】図２から４に関し、バレル２７には、円筒
状ドラム４１を含む成形プラスチック部と、中軸２４の
円筒状ショルダ４３のまわり回転する平らな底部４２
と、バレル４１周囲の歯２８と、バレルの上面を構成す
るとともに中軸２４のショルダ４６のまわりを回転する
カバー４５を取り付けるために使用される３つの脚部４
４とが含まれることが分かる。このカバーは、図５およ
び６ではバレルの内側が見えるように省かれている。ス
プリング３０の固定プレート３９はドラム４１のリセス
４７にロックされている。

【００１６】バレル２７の内側では、中軸２４の拡大部
分５０に一連の中空部５１が設けられ、その中空部５１
が拡大部分周囲に配分されている。本例においては、４
つの中空部５１が設けられ、中軸２４に垂直な面におい
てほぼＶ字形の非対称形状を成し、その最長の分岐部は
傾斜側部５２を形成し（図５）、他方の側部５３はほぼ
半径方向に中空部の端縁５４に至る。中空部５１同士の
間で、スプリング３０はこれを案内する２つのリム５６
（図２）が端縁を成す円弧状の支承面５５に静止するこ
とができる。ショルダ５５の径は休止時スプリングの第
１の巻回３６の径より僅かに大きく、そのためにスプリ
ングの弾性によってスプリングの曲折端３４が中空部５
１のいずれか１つに係合しやすく、それによって第１の
巻回３６が中軸の支承面５５に軽く圧着する。

【００１７】ウォッチが動いていないときは、振動重錘
２は停止し、伝達装置５は発電器ロータ４にトルクを伝
えず、あるとすればステータ２０に対する磁石１４への
僅かな位置決めトルクであろう。次いで伝達装置５は図
４に示す平衡状態となる。ウォッチに運動が掛かったと
き、振動重錘２はいずれかの方向に回転を始め、中軸２
４を歯２６およびピニオン２５を介して回転駆動する。
次いでスプリング３０が緊張してトルクをバレル２７に
伝え、次いでバレル２７も回転を始めてロータ４を歯２
８およびピニオン１６を介して急速回転駆動する。

【００１８】中軸２４によってスプリング３０に対しト
ルクが図５、７および８の矢印Ａで表す第１の方向に掛
けられたとき、発電器抵抗トルクが十分であれば、スプ
リング巻回の径が増大し、巻回が順次バレルのドラム４
１に掛かる。実際には、図５に示すように第１の巻回の
一部を除いてすべての巻回がドラム４１に掛かるスプリ
ングの終末状態には、たとえばウォッチに対する衝撃に
よって振動重錘２が急速に加速中の場合等にのみ到達し
得る。この配置は、スプリング３０が方向Ａに伝達し得
る最大トルクに相当する。次いでスプリングの自由端３
７が中空部５１の傾斜側部５２に当接する。

【００１９】中軸２４に掛かるトルクがさらに増加しよ
うとする場合には、伝達装置は図７に示す配置に達し、
傾斜側部５２によって力Ｆが、側部５２にほぼ垂直に、
スプリングの端部３７に掛けられる。力Ｆが端部３７を
外側に押し戻し可能な一定限度を超えた場合には、端部
３７が傾斜側部５２を外部方向に摺動し、図８の位置か
ら中空部を外れ、それによってスプリングおよびバレル
が中軸より緩慢に回転する。スプリングの弾性により、
スプリングの端部３７は次の中空部５１の１つに自動的
に係合し、動的条件が許せばそこで係合を維持して再び
スプリングにトルクを伝達する。トルクがスプリングの
バレル内への拡張により変形するキャパシティを超える
値に到達次第、伝達装置は自動的に切り離され、それに
よってスプリング３０はもとより他のホイールおよびピ
ニオンの歯およびベアリングへの損傷を防止し得る。さ
らに、連結は自動的に回復され、伝達装置は以後通常に
作動することができる。

【００２０】振動重錘２が反対方向に回転するときに
は、それによって中軸２４が図６の方向Ｂに駆動され、
そのため伝達されるトルクによってスプリング３０の巻
回が順次中軸の拡大部分５０に掛かる。そのようなクラ
ンプによってスプリングの曲折部３４が係合中の中空部
５１内に維持される。次いでスプリングの角３５が中空
部の端縁５４に静止する。

【００２１】図６は、中軸２４によってスプリングに方
向Ｂに掛かるトルクの値がきわめて大きく、そのために
スプリングの外側巻回の端部を除いてすべての巻回が中
軸に掛かった状況を示す。そのトルクの絶対値は図５に
示す場合とほぼ同じである。その結果スプリングの外側
端３８と固定プレート３９の間の力は、中軸表面５５の
レベルに同じトルクを掛けるために伝達すべき力の小部
分にすぎない。なぜならば、力は一段と大きなレバー・
アームにより作用するからである。したがって、要素３
８と３９の間の溶接が伝達すべきそのような値のトルク
によって破損するおそれはない。しかし、スプリングの
外側固定部が破損するリスクに対して真剣に備えたいな
らば、機械式時計のムーブメントを駆動するバレル用と
して周知のタイプのブレーキ・スプリングを使用するこ
ともできる。

【００２２】必要であれば、図６に示す状況における損
傷のリスクに備える別の方法として、振動重錘２と伝達
装置５の間に一方向機構を挿入することにより中軸２４
を図５に示す方向Ａにのみ駆動することも考えられよ
う。しかし、その場合には機構の複雑さおよび嵩が増大
することになろう。

【００２３】本発明の用途はウォッチに限らず、特に発
電器を備えるあらゆる可搬装置、たとえば可搬電話、測
定器あるいは医療機器等にも広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアンチショック伝達装置を振動重
錘機構と超小型発電器の間に挿入した、ウォッチ用発電
器アセンブリの縦断面図である。

【図２】図４のＩＩ−ＩＩ線に沿った伝達装置の拡大断
面図である。

【図３】休止状態のスプリングを示す図である。

【図４】図２の物体のバレル・カバーを外した後の平衡
状態の伝達装置を示す平面図である。

【図５】最大トルクを第１の方向に伝達中の伝達装置を
示す図４と同様の図である。

【図６】最大トルクを反対方向に伝達中の伝達装置を示
す図４と同様の図である。

【図７および図８】最大トルクが第１の方向に超過する
傾向にあるときの伝達装置の作動を示す図５と同様の図
である。

【符号の説明】

２４ 中軸 ２７ バレル ３０ スプリング ３４ 曲折部 ３７ 自由端 ４１ ドラム ５０ 拡大部分 ５１ 中空部 ５２ 傾斜側部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可搬装置の発電器のロータ（４）を振動
   重錘（２）を介して駆動するためのアンチショック伝達
   装置であって、 一方が振動重錘の運動によって回転駆動可能とし、他方
   が発電器運動接続によってロータに連結し、共通の回転
   軸（３３）を有する中軸（２４）と中間歯車（２８）
   と、 中軸に連結された内側端および中間歯車に連結された外
   側端を有する螺旋状スプリング（３０）とを含む伝達装
   置において、 中軸（２４）がその周囲に配分された一連の中空部（５
   １）を含み、および、スプリングの内側端が前記中空部
   （５１）のいずれかにスプリングの弾性により係合する
   ように配置され、かつ装置の回転方向の少なくとも一方
   （Ａ）に十分な力を受けたときに中空部から解放可能な
   ことを特徴とする伝達装置。
2. 【請求項２】 各中空部（５１）が傾斜側部（５２）を
   含むこと、および、スプリングの内側端に内向きに突出
   する部分（３４）で前記傾斜側部に当接して前記力を受
   けかつ前記力が限界値を超えたときに傾斜側部から外れ
   ることができる部分を含むことを特徴とする請求項１に
   記載の装置。
3. 【請求項３】 スプリングの突出部分が前記傾斜側部に
   当接可能な自由端（３７）を有する曲折部分（３４）に
   よって形成されることを特徴とする請求項２に記載の装
   置。
4. 【請求項４】 曲折部分（３４）がスプリングの隣接部
   分と鈍角（３５）を形成し、前記角の内面が中空部の端
   縁（５４）に当接するように配置されることを特徴とす
   る請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 各中空部（５１）が、中軸に垂直な面
   に、ほぼＶ字形の非対称形状を有し、その最長の分岐部
   が前記傾斜側部（５２）を形成することを特徴とする請
   求項２に記載の装置。
6. 【請求項６】 中軸に噛合により振動重錘に連結される
   ピニオン（２５）を設け、および、中間歯車（２８）が
   噛合により発電器ロータに連結されることを特徴とする
   請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
7. 【請求項７】 スプリング（３０）が底部およびカバー
   を備えるドラム（４１）を含むバレル（２７）内に格納
   され、スプリングの外側端（３８）がドラムに取り付け
   られ、および、中間歯車が前記ドラムの外側歯（２８）
   によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の
   装置。
8. 【請求項８】 中軸（２４）が、バレル内側に拡大部分
   （５０）を含み、その拡大部分に前記中空部（５１）が
   配置され、かつ中空部の間にスプリングを支持する円弧
   状支承面（５５）を含むことを特徴とする請求項７に記
   載の装置。
9. 【請求項９】 スプリングの第１の内側巻回（３６）の
   径が、スプリング休止時およびスプリングが中軸から外
   れているときには、前記支承面（５５）の径より小さい
   ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 中軸が振動重錘によって（Ａ）および
    （Ｂ）両方向に駆動可能なことを特徴とする請求項１な
    いし９のいずれかに記載の装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の伝達装置（５）を介して振動重錘によって駆動される
    発電器を含む腕時計。