JP2004301636A

JP2004301636A - 時計構造体および時計

Info

Publication number: JP2004301636A
Application number: JP2003094426A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takahashi; 雅明高橋
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】回転錘の軸線方向振動をエネルギ源として活用し得る時計構造体を提供すること
【解決手段】時計構造体１は、支持体２と、回転中心軸線Ｃのまわりで支持体２に対して回転可能で且つ回転中心軸線Ｃの延在方向Ｆ１，Ｆ２に沿って支持体２に近接離間可能な回転錘２０と、支持体２と回転錘２０との間に形成された回転錘回転駆動機構５０，６０であって、回転錘２０の支持体２に対するＦ１，Ｆ２方向の近接離間運動を回転錘２０のＣ１方向の回転運動に変換するものとを有する。回転錘回転駆動機構５０，６０は、回転錘２０及び支持体２のうちの一方の部材２に回転錘２０の回転中心軸線Ｃに関して周方向に形成され且つ該周方向に傾斜した斜面６３を備えた多数の凹凸部６０と、回転錘２０及び支持体２のうちの他方の部材２０に設けられ他方の部材２０から一方の部材２に向かって延びた板バネの如き延設部５０とを有する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は時計構造体及び時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転中心軸線のまわりで地板に対して往復回動可能な回転錘を備え、時計を装着した腕の動きに伴う加速度運動によって往復回動される回転錘の運動エネルギを利用してぜんまいをまく自動巻時計は、知られている。
【０００３】
このような自動巻時計において、回転錘が軸線方向に振動する可能性を考慮することは、提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１１１６１号公報（第６−７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１における提案は、回転錘の軸線方向の振動を極力減衰させるべく、回転錘が軸線方向に振動した際に回転錘を緩衝材で受けるようにすることにとどまり、回転錘の軸線方向振動を活用しようとするものではない。
【０００６】
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、回転錘の軸線方向運動をエネルギ源として活用し得るようにした時計構造体及び時計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の時計構造体は、前記目的を達成すべく、回転中心軸線のまわりで該支持体に対して回転可能で且つ少なくとも一部が回転中心軸線の延在方向に沿って該支持体に近接離間可能な回転錘と、支持体と回転錘との間に形成された回転錘回転駆動機構であって、回転錘の支持体に対する近接離間運動を回転錘の回転運動に変換するものとを有する。
【０００８】
本発明の時計構造体では、回転錘が少なくとも一部において支持体に対して近接離間可能であるから、時計構造体を腕などに装着して腕などを例えば不規則に振ると、回転錘の前記少なくとも一部が支持体に対して近接離間され得る。また、本発明の時計構造体では、回転錘の前記少なくとも一部の支持体に対する近接離間運動を回転錘の回転運動に変換する回転錘回転駆動機構が設けられているので、回転錘の前記少なくとも一部の支持体に対する近接離間運動が回転錘の回転運動に変換され得るから、時計構造体を腕などに装着して腕などを例えば不規則に振るだけで、回転錘の回転運動を生起させ得る。
【０００９】
なお、回転錘が偏心錘であるときには、回転錘の実際上どのような運動も回転錘の回転運動を生じさせ得ることになるから、時計構造体を腕などに装着して腕などを振ると、その振り方に係らず、回転錘には回転運動がせいきせしめられ得ることになる。
【００１０】
支持体に対して回転可能な回転錘の回転運動は、時計構造体では、典型的には、ぜんまいの巻上げに用いられて、時計の駆動エネルギとして用いられ得る。このぜんまいに蓄えられた機械的なエネルギは直接的に時計の針の駆動エネルギとして用いられても（狭義の自動巻時計）、この機械的エネルギが発電機の発電エネルギとして用いられてもよい。なお、所望ならば、回転錘の回転運動は、二次電池の充電など他のエネルギ源として利用してもよい。
【００１１】
いずれの場合でも、回転錘の少なくとも一部の近接離間運動のエネルギが仕事として利用されるから、近接離間運動によって回転錘の中心のベアリング部に過度な軸線方向力がかかる虞れが低減され、ベアリング部の損傷の虞れも低減され得る。
【００１２】
回転錘は、典型的には、その慣性モーメントが高くなるように、回転中心軸線から遠い外周部に回転重錘として働く錘部分を備える。また、回転錘は、典型的には、回転中心軸線に垂直な面内での加速度運動が回転錘の回転運動に変換されやすいように、回転中心軸線に関して偏心した形状・構造を有する。但し、回転錘の回転中心軸線の延在方向に沿う（平行な）方向への運動ないし速度変化を回転錘の回転運動として取出すことに限れば、所望ならば、回転中心軸線のまわりにおいて回転錘が偏心していなかったり偏心の程度が低くてもよい。
【００１３】
本発明の時計構造体では、典型的には、回転錘及び支持体のうちの一方の部材に回転錘の回転中心軸線に関して周方向に形成され且つ該周方向に傾斜した斜面を備えた多数の凹凸部と、回転錘及び支持体のうちの他方の部材に設けられ回転錘の前記少なくとも一部が支持体に近接せしめられる際に前記一方部材の斜面に押付けられるように該他方の部材から前記一方の部材に向かって延びた延設部とを有する。
【００１４】
この場合、回転錘の前記少なくとも一部が支持体に対して軸線方向に近接せしめられる毎に、延設部の延在端が対向位置にある周方向に傾いた斜面に押付けられるので、回転錘が回転され得る。
【００１５】
ここで、凹凸部の斜面は、典型的には、周方向の一方の向きに向いている。これにより、回転錘の前記少なくとも一部の近接運動が常に回転錘の一方の向きへの回転に変換され得る。但し、回転錘の回転（回動）の向きに係らずぜんまいを一方の向きにまくような動力伝達機構を備えるような場合には、斜面が、一方のみに向く代わりに、ある範囲の領域では一方の向きを向き別の範囲の領域では他方の向きを向いていてもよい。例えば、回転錘の往復回動範囲が限られている場合であって延設部が回転錘に設けられている場合、回転錘が回動範囲のうちの一方の側に偏している領域では回動範囲の中央に回転錘を戻すように周方向の一方の向きに傾斜した斜面を支持体が備え、回転錘が回動範囲のうちの他方の側に偏している領域では回動範囲の中央に回転錘を戻すように周方向の反対の向きに傾斜した斜面を支持体が備えていていもよい。
【００１６】
本発明の時計構造体では、典型的には、延設部が弾性手段からなる。この場合、弾性手段が軸線方向の衝撃力を緩和し得るので、関連部材が損傷を受ける虞れを最小限にするのにも、役立ち得る。
【００１７】
本発明の時計構造体では、斜面が一方の向きに傾斜している場合、延設部が、典型的には、「く」の字状の折曲部を備えた板バネからなる。この場合、「く」の字状の板バネ部が、凹凸部の凸部を乗り越える際の案内としても働き得る。
【００１８】
以上において、凹凸部は、典型的には、回転中心軸線から出来るだけ離れたところに形成される。これによって、大きな回転駆動力ないしトルクを発生し易くなるだけでなく、回転錘がその慣性モーメントが高くなるように回転中心軸線から離れた外周部に質量の大きい部分を備え該大質量部分が中心部分と比較して軸方向に変位し易いような場合に、その軸線方向変位を最大限に回転駆動力として取出すことが可能になる。
【００１９】
但し、所望ならば、本発明の時計構造体において、回転錘回転駆動機構が、他の構造を有していてもよく、回転錘回転駆動機構が、例えば、回転錘及び支持体のうちの一方の取付けられ該一方から他方に向かって延びた螺旋状弾性手段であって螺旋のピッチが変動する際に回転力を付与するものと、回転錘及び支持体のうちの他方に対して一方向に回転自在に該他方に一端側で装着されたピン状駆動手段であって他端部が螺旋状弾性手段の延在端部に取付けられたものとを有していてもよい。このような場合でも、回転錘が支持体に対して近接又は離間される毎に、回転錘及び支持体のうちの一方の取付けられた螺旋状弾性手段の螺旋のピッチが変動することに伴い螺旋状弾性手段が延在端部においてピン状駆動手段に回転力を及ぼし、該ピン状駆動手段を介して回転錘及び支持体のうちの他方を相対回転させるから、回転錘が支持体に対して回転され得る。
【００２０】
本発明の時計は、これらの時計構造体と、前記時計構造体を内部に包みこむ胴と、前記胴の上面側に配置して前記胴に固定するガラスと、前記前記胴の下面側に配置して前記胴に着脱可能に固定する裏蓋とからなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
図１から図３には、本発明による好ましい一実施例の時計構造体としての機械式自動巻時計１が示されている。
【００２２】
自動巻時計１は、地板２及び一番受１１を備え、地板２には、香箱３及び一番巻上車１０の下側軸部１３の下端部１４が、夫々、軸受部４及び１５を介して回転中心軸線Ａ，Ｂのまわりで回転自在に支持され、一番受１１には、香箱３の香箱真の上端部５及び一番巻上車１０の下側軸部１３の上端部１６が、夫々、軸受部６及び１７を介して回転中心軸線Ａ，Ｂのまわりで回転自在に支持されている。
【００２３】
一番受１１には、また、ボールベアリング２１を含む回転錘２０及び二番巻上車４０が、夫々、回転中心軸線回転Ｃ及びＤのまわりで回転自在に支持されている。回転錘２０は、ボールベアリング２１に加えて、ボールベアリング２１の外側軸受部２２を支える半円形ないし扇形の薄板状の回転錐体２３と、回転錐２０に十分な大きさの慣性モーメントを付与するように回転錐体２３の半円形の外周部に沿って該回転錐体２３に固定された回転重錘２４と、回転錐体２３の下面側において外側軸受部２２に嵌着された歯車部２５とを有し、歯車部２５は、一番巻上車１０の歯車部１８に噛合している。従って、回転錘２０が、中心軸線ＣのまわりでＣ１，Ｃ２方向に往復回動されると、一番巻上車１０が中心軸線ＢのまわりでＢ１，Ｂ２方向に往復回動される。
【００２４】
また、回転錘２４の回転重錘２４は、質量が最大限大きくなり且つ質量の割には中心軸線Ｃのまわりの慣性モーメントが大きくなるように、軸線Ｃの延在方向Ｆ１の厚さが半径方向の外側ほど厚くなっており、最外周部では地板２の面６１に比較的近接して対面する半円状の対面部５１を有する。回転錘２０は、その外周部の回転重錘２４に質量の大半が配置されていることから、外部衝撃が加わると、回転重錘２４のところが地板２に対して多少なりともＦ１，Ｆ２方向に近接離間されるように変位し易い。従って、このＦ１，Ｆ２方向の近接離間運動は、回転錘２０自体のＦ１，Ｆ２方向の軸線方向移動だけでなく、比較的薄い板状部材からなる回転錐体２３の湾曲により多少なりとも生じる。なお、回転錘２０の軸線方向Ｆ１，Ｆ２の往復並進（振動）が実際上生じ難いように、回転中心となるボールベアリング部２１のところで回転錘２０の軸線方向位置が実質的に規定されていても、その逆に、回転錘２０のＦ１，Ｆ２方向の往復並進運動が、ボールベアリング部２１のところで、ある程度の範囲内で自由に行われ得るようになっていてもよい。
【００２５】
一番巻上車１０は、更に、偏心した大径ボス部１９を備え、該ボス部１９には、つめレバー３０が基端側のリング状部３１で嵌着されている。つめレバー３０の二つの爪部３２，３３は、二番巻上車４０の歯部ないし突起部４１に係合し、一番巻上車１０が中心軸線ＢのまわりでＢ１，Ｂ２方向に往復回動されると、つめレバ−３０が二番巻上車４０を中心軸線Ｄのまわりで巻上方向Ｄ１に回動させる。
【００２６】
二番巻上車４０には、中心軸線Ｄのまわりで回転自在な小歯車４３が一体的に形成され、この小歯車４３は、ぜんまい９の内終端が取付けられた香箱真と一体化されるように香箱３の上側軸部５に固定された角穴車７のラチェット歯８に噛合している。従って、二番巻上車４０のＤ１方向回転に伴う小歯車４３のＤ１方向回転に応じて、角穴車７が中心軸線ＡのまわりでＡ１方向に回転され、軸部５を介して、香箱３内のぜんまい９をＡ１方向に巻き上げる。５ａは角穴ネジである。
【００２７】
なお、ここでは、回転錘２０のＣ１方向運動のみが香箱３のぜんまい９を巻き上げる例について説明しているけれども、例えば、相互に噛合された一対の切換車のうちの一方が回転錘２０の歯車に噛合され該二つの切換車の両方が一方向クラッチとして働く伝え車に係合されることにより、回転錘２０の回動方向Ｃ１，Ｃ２に応じて一方又は他方の切換車を介して伝え車が一方の向きに回転されて角穴車を巻上方向に回転させる等の手段により、回転錘２０の回動方向Ｃ１，Ｃ２にかかわらず角穴車が巻上方向に回転されるようになっていてもよい。
【００２８】
回転錘２０の回転重錘２４のうち地板２に対面する外周縁部分５１には、板バネ５０が取付けられており、地板２のうち板バネ５０に対面する環状表面６１には、多数の凹凸部からなるカム６０が形成されている。
【００２９】
カム６０は、図３及び図２からわかるように、地板２のうち回転重錘２４の該周縁部の面５１にあるバネ５０に対向ないし対面する環状面６１に形成された多数の実質的に同一形状の凹凸部、換言すれば凹部に挟まれた凸部即ち突起部６２からなる。ここで、各突起部６２は、傾斜が小さく長い単位カム面６３と、隣接する単位カム面６３をつなぐべく実質的に軸線方向に延びた接続面６４とからなる（面６３，６４は、凸部の両側を規定する面とみなしても、凹部の両側を規定する面とみなしてもよいから、ここでは、凸部すなわち突起部として説明するけれども、そのまま凹部について説明しているものと読み替え得、一般的には、凹凸部ともみなし得る）。接続面は、バネ５０のＣ１方向移動を妨げない限り、どのように傾斜していてもよいけれども、バネ５０の先端が確実に単位カム面６３に当接し得るようにするためには、実際上軸線方向に延びていることが好ましい。
【００３０】
回転錘２０のＣ１，Ｃ２方向の回動範囲が限られていて、回転錘２０に取付けられた板バネ５０のＣ１，Ｃ２方向の回動範囲が限られている場合には、カム６０は、地板２の全周に形成される代わりに、カム６０に対向する可能性がある範囲に形成されていてもよい。
【００３１】
板バネ５０は、回転重錘２４の面５１に取付けられた基部５２と、該基部５２からカム６０のほうへ延びたほぼ「く」の字状の板バネ本体部５３とからなり、板バネ本体部５３は、湾曲端部５４で基部５２につながった基部側バネ部５５と、基部側バネ部５５の反対側の端部に湾極部５６を介してつながった先端側バネ部５７とを有し、回転錘２０の回転重錘２４の面５１が地板２の環状面６１に近接されるようにＶ１方向に変位される際、板バネ５０のうちの先端側バネ部５７の先端部５８がカム６０の単位カム面ないし主カム面６３に押し付けられ得る。
【００３２】
板バネ５０の本体部５３の先端側バネ部５７が先端部５８で地板２のカム６０の主カム面６３に押付けられると、板バネ５０が「く」の字状湾曲部５６の周辺で折り曲げられる。このとき、回転錘２０には、カム面６３から該板バネ５０を介してＣ１方向の回転力が加えられ、回転錘２０がＣ１方向に回転されることになる。以上において、回転錘回転駆動機構は、板バネ５０と凹凸部６０とからなる。
【００３３】
以上の如く構成された自動巻時計１では、時計１がＦ１，Ｆ２方向に振られたり時計１にＦ２方向の衝撃ないしＦ１方向の慣性力がかかった場合、回転錘２０の回転重錘２４が地板２の対向表面６１に近接せしめられるようにＦ１方向に変位されるので、回転錘２０に取付けられた板バネ５０が地板２のカム６０のカム面６３に当接し更に湾曲されつつ該カム面６３にＦ１方向に押し付けられる。従って、バネ５０が実質的に緩衝材になることから、回転錘２０が最大限の慣性モーメントを有するように回転重錘２４が半径方向外側程極力厚く形成されても、回転錘２０の回転重錘２４が地板２にぶつかったりする虞れがないだけでなく、回転錘２０に軸線方向Ｆ１の過度な力がかかる虞れも少なく、ボールベアリング部２１が損傷を受けたり、ベアリング部２１や該ベアリング部２１と回転錘体２３との接合部ないし連結部や薄板状の回転錐体２３自体が損傷を受けたりする虞れが少ない。
【００３４】
なお、板バネ５０がカム面６３にＦ１方向に押し付けられる際、板バネ５０は、カム面６３から傾斜カム面６３にほぼ垂直なＧ１方向の反作用を受けて、Ｃ１方向に回転駆動される。また、板バネ５０がＦ１方向に押付けられる際に、基部側バネ部５３がＣ１方向に逃げる向きに湾曲されるから、板バネ５０にはＣ１方向の力がかかり易い。このＣ１方向の回転駆動力により、回転錘２０がＣ１方向に回転駆動され、該回転錘２０のＣ１方向回転が、一番巻上車１０及び二番巻上車４０の回転を介して香箱３に伝達されて、香箱３のぜんまい９がＡ１方向に巻き上げられる。なお、板バネ５０は、その先端側バネ部５７がカム６０の突起部６２の先端６５に対して斜めに当たるから、板バネ部５０が回転錘２０と共にＣ１方向に地板２に対して回転変位される際に、板バネ部５０がカム６０の突起先端６５に接触しても、先端側バネ部５７が突起部６２の先端６５に斜めに接触するから、該先端側バネ部５７がＣ２方向に逃げるように撓むことにより、そのＣ１方向変位が妨げられるのを避け得る。但し、回転錘２０の地板２に対する近接方向Ｆ１の変位に伴ってカム６０に押し付けられることによりＣ１方向の力を受けて回転錘２０に回転力を付与し得る限り、板バネ５０はどのような形状でもよく、板バネの代わりに他の種類の弾性部材でもよい。また、カム面６３からのＣ１方向の力を回転錘２０に伝え得る限り、場合によっては、弾性部材の代わりに、他のカムフォロワでもよい。
【００３５】
更に、カム６０は、傾斜面６３を備える限り、滑らかな湾曲面でつながっていてもよい。また、単位となるカム面が単一の面である代わりに、複数の傾斜面からなっていてもよい。加えて、カム６０は、典型的には、多数個の同一の単位カム面６３からなるけれども、傾斜面６３と同効の面を備える限り、各面が同一でなくてもよい。例えば、回転錘２０の往復回動範囲が限られ且つ該往復回動範囲内の位置に応じて往復回動のし易さが変動することが好ましい場合には、単位となるカム面６３の傾斜や長さ（場合によっては高さも）は、Ｃ１，Ｃ２方向の位置によって異なっていてもよい。更に、前述のように回転錘２０がＣ１，Ｃ２方向のいずれに回動された場合にも、ぜんまい９を巻き上げるように中間の動力伝達機構が形成されているような場合には、例えば、カム面６３が、往復回動範囲を規定する円弧の一方の側では該円弧の中央に向かうように一方の向きに傾斜し、円弧の他方の側では該円弧の中央に向かうように他方の向きに傾斜していてもよい。また、凹凸部６０は、回転錘２０に対面し時計の枠体に対して静置された部材である限り、地板２の代わりに、他の部材でもよく、場合によっては複数の部材にまたがって形成されていてもよい。
【００３６】
更に、ここでは、バネ５０が一つだけ設けられた例について説明したけれども、場合によっては、複数の同様なバネが間隔をおいて設けられていてもよい。その場合、回転錘２０に対する力を回転錘２０の軸に対して斜めにかかるのを最低限に抑え回転トルクとして取出し易い。
【００３７】
以上のようにして、自動巻時計１に加わるＦ１，Ｆ２方向の振動や衝撃が、時計１のぜんまい９の巻上に活用され得、時計１の駆動時間が長くされ得る。
【００３８】
なお、この自動巻時計１では、時計１の延在面内での揺動や振動は、通常の自動巻時計と同様に、回転錘２０をＣ１，Ｃ２方向に回動させ、回転錘２０のＣ１方向の回動をぜんまい９の巻上げ力として働かせ得る。従って、この自動巻時計１では、該時計１がどの方向に振動されたり揺動されたり衝撃力を受けても、それらの動きが、実際上全て、ぜんまい９の巻上に活用され得る。
【００３９】
以上においては、板バネ５０が回転錘２０に取付けられ凹凸部６０が地板２に形成される例について説明したけれども、板バネ５０の如き延設部が地板２に取付けられ凹凸部６０が回転錘２０に形成されてもよい。
【００４０】
以上においては、回転錘２０のＣ１，Ｃ２方向の往復回動がぜんまい９の巻上に利用される例について説明したけれども、巻上げられたぜんまい９の機械的エネルギを直接機械的な回転駆動に用いる代わりに、発電などにより電気エネルギなどの他のエネルギに変換しても、回転錘２０の回転エネルギを直接的に他のエネルギとして利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例の時計構造体としての自動巻時計の自動巻機構部分の断面説明図。
【図２】図１の時計のうち回転錘回転駆動機構の部分を示したもので、（ａ）は側面説明図、（ｂ）はカムに対する板バネの動きを示した拡大説明図。
【図３】図１の時計の自動巻機構の部分を説明するためのもので、（ａ）は斜め下から見た斜視説明図、（ｂ）は（ａ）の部分の分解斜視説明図。
【符号の説明】
１自動巻時計
２地板
３香箱
２０回転錘
２１ボールベアリング
２３回転錐体
２４回転重錘
５０板バネ
５３板バネ本体部
５５基部側バネ部
５７先端側バネ部
５８先端部
６０カム（凹凸部）
６２突起部
６３カム面
Ａ１巻上方向
Ｃ１，Ｃ２回転方向
Ｆ１，Ｆ２衝撃方向

Claims

支持体と、
回転中心軸線のまわりで該支持体に対して回転可能で且つ少なくとも一部が前記回転中心軸線の延在方向に沿って該支持体に近接離間可能な回転錘と、
前記支持体と前記回転錘との間に形成された回転錘回転駆動機構であって、前記回転錘の前記少なくとも一部の支持体に対する近接離間運動を回転錘の回転運動に変換するものと、
を有してなる時計構造体。
前記回転錘回転駆動機構が、前記回転錘及び前記支持体のうちの一方の部材に前記回転錘の回転中心軸線に関して周方向に形成され且つ該周方向に傾斜した斜面を備えた多数の凹凸部と、前記回転錘及び前記支持体のうちの他方の部材に設けられ前記回転錘の前記少なくとも一部が前記支持体に近接せしめられる際に前記一方部材の斜面に押付けられるように該他方の部材から前記一方の部材に向かって延びた延設部とを有する請求項１に記載の時計構造体。
多数の斜面が前記周方向のうちの一方の方向に向いている請求項２に記載の時計構造体。
延設部が弾性手段からなる請求項２又は３に記載の時計構造体。
延設部が「く」の字状の折曲部を備えた板バネからなる請求項２又は３に記載の時計構造体。
前記回転錘が自動巻機構の回転錘である請求項１から５までのいずれか一つの項に記載の時計構造体。
請求項１乃至６のいずれかに記載の時計構造体と、
前記時計構造体を内部に包みこむ胴と、
前記胴の上面側に配置して前記胴に固定するガラスと、
前記前記胴の下面側に配置して前記胴に着脱可能に固定する裏蓋と、
を有する時計。