JP2013542443A - 回転半径方向移動方式表示装置を備える時間目印の表示機構 - Google Patents
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Abstract
ほぼ平坦な軌跡に沿った単一回転方向に従う主軸(3)の周囲の少なくとも一部分に時刻順に配置された目印の表示機構(1)。少なくとも1つのポインタホイール(17)により回動駆動される表示装置(5)の支持体(15)は、前記主軸(3)の周囲を回転する。ポインタホイールは、表示装置(5)に固設されたフォロワ(35)により非円形プロファイルが読まれるカム(30)を、前記支持体(15)の速度とは異なる速度で回転させるようになされた減速可動部(20)と噛合している。この装置は案内手段(25)によりその支持体(15)上に半径方向移動可能に取り付けられる。この装置(5)はまた、カム(30)に常時接触するよう、弾性復元手段(26)の力により保持される。
【選択図】図2
【選択図】図2
Description
本発明は、特に時計部品、好ましくは腕時計の表示部に装着するようになされた目印表示機構を対象とする。この機構は、腕時計の文字盤の中心からの距離を変えながら、この文字盤上に配置された複数の目印を連続的に指すことができる回転半径方向移動方式表示装置を備えるという特徴を有する。
日付などのカレンダー情報の表示は、その最も使用されているモデルでは、外周に日付が配置されたディスクを介して行われる。日付をより見やすくするため可能な限り大きく表示されるようにするために、通常、腕時計の側の中に収納できる最大直径に近いディスクが支持体として用いられる。日付は中央のポインタで示すか、より一般的には、文字盤の3時のところに位置することが最も多い小窓の中に表示することができるようになっている。しかしながら、日付となる数の最大幅は、支持体の役割を果たすディスクの周囲に位置する帯状部分の区域を31等分することによって得られる表面積に制限される。
曜日名または月名表示は、日付表示よりもその数は少ないが、支持体の周囲に配置しなければならなくなるアルファベット文字数が多いため、一部が欠け、かつ小寸法となるという欠点を有することが多い。
この問題は、小型の時計、特に懐中時計または腕時計であればなおさら顕在することは明白である。
しかしながら、腕時計の文字盤に表示される情報の読み取りにともなう別の問題が発生することがあり、しかもこれは文字盤の寸法とは無関係である。たとえば文字盤の周囲に等間隔に配置された指針であって、そのそれぞれに一日の24時間を示すための一対の数字が組み合わされた指針の使用を挙げることができよう。12時間の間隔があるすべての時間目盛(たとえば10時と22時)は同じ指針で示される。もちろん各個人は昼と夜の区別はできるが、この生理学的感覚以外には、2つの数字のどちらが読み取られる必要があるかの区別を可能にするものは何もない。この問題を解決するために、読み取るべき数字がどちらであるかを明らかにする昼/夜タイプの補足の表示を追加する方法が知られている。
一日を構成する24時間分割を表示する別の方法は、一周の文字盤を24個の部分に分割し、1時間に相当する目印を形成する指針を各部分に割り当てるという方法である。この種の表示は主な欠点は、基本的に、おのおのが従来の針方式腕時計の読み取りの際に有する習慣に由来するものである。事実、その場合、最初の12個の時間目盛の配置は360°にわたって行われるのではなく文字盤の半周にだけわたって行われるので、特別な努力をしない限り時刻をすばやく読み取ることはほぼ不可能になる。
本発明の目的は、それに限定されるものではないが特に一周以上の文字盤に配置された一連の目印の中から1つの指針すなわち目印を直接かつ確実に指示することが可能な表示機構を提案することにより、前出の問題を少なくとも部分的に解決することである。この一周以上の文字盤の場合、鋭角の、さらに言えば少なくとも頂点が螺旋の中心の近傍に位置するような強鋭角の同一扇形内に複数の目印が位置づけられるよう、目印を螺旋状に配置することができる。
本発明によれば、そのような目印の表示専用の機構は、文字盤上に記載された前記各目印を正確に指すことができるよう、たとえば伸長/収縮の伸縮効果を発生する動きなど半径方向の動きと、回転運動とを有することができる、通常、指針方式の表示装置を使用する。好ましくは、表示装置の半径方向の動きはこの装置が支持体上を移動することによって得られ、支持体の回転により前出の回転運動が生じる。
本発明の実施形態によれば、半径方向の動きは、表示装置に固設されたフォロワによりプロファイルが読まれるカムにより得られる。表示装置の支持体をポインタホイールの回転軸に結合させることにより回転運動が発生する。ポインタホイールはある速度で動くが、その速度は、表示する時間目印の種類ならびに文字盤上でのこれら目印の配置によって変わる。実際、これら目印が一日の24時間または一ヶ月のうちの何日目かを示す場合、これらを示す装置の回転速度は明らかに異なることが容易に理解できよう。また、そのような目印が360°の4倍の展開を有する螺旋状に配置される場合、表示装置の回転速度は360°の2倍のところに同じ目印が配置される場合に必要となるであろう速度の2倍としなければならないことが理解できよう。
表示装置の半径方向移動速度とその回転速度の比は2つのパラメータによって変わる。
第1のパラメータはカムのプロファイルの形状に関する。より詳細には、このカムが螺旋形プロファイルを有する場合、この第1のパラメータは、ある所与の点におけるこのプロファイルでの接線と、この接点と曲線の中心とを結ぶ直線との交点が形成する極接線角に直接依存する。この角度が直角から離れれば離れるほど半径方向移動量は大きくなる。換言すれば、曲線の中心を通る直線を垂直面内に配置することにより、半径方向の移動量は上記接線の傾斜に応じて変化する。したがって、同じ回転数が与えられている場合、きつく巻かれた螺旋形に従う必要がある表示装置の半径方向移動速度は、この螺旋をそれ自体の上により緩く巻いた場合とは同じではないことに留意されたい。
より簡単には、第2のパラメータは、カムの回転速度と表示装置の回転運動の速度の間に存在する速度差に依存する。本発明によれば、後者の速度はポインタホイールの回転によって与えられ、少なくともポインタホイールに依存する。より具体的には、この速度比は、ポインタホイールとカムの間、好ましくはポインタホイールと、あるホイール、いわゆるこのカムに固設されたカムホイールとの間に間置された減速可動部によって得られる。この速度比から、カム上での、(表示装置に結合された)フォロワの真の滑動が生じる。
有利には、本発明の装置により、目印および/または対応する情報を高精度で表示するようになされた表示装置の回転点を基準として様々な距離のところにある多数の目印および/または対応する表示情報を連続的に表示することができ、その結果、当該目印および/または表示情報の直接ポインティングを介する読み取りでのあらゆるあいまいさが軽減される。そのような表示機構により、これらの目印の表示装置の役割を果たすポインタの回転中心を基準とした距離のいくつかの段階にわたって前記目印/表示情報を配置することにより、腕時計の文字盤上でより広い面積を活用することが可能になる。したがってこれらの目印/表示情報の寸法の拡大化をはかることができるので、読み取りがより容易になる。
典型的には、たとえば文字盤を2回転する螺旋の2つの巻線に目印/表示情報を配分するなど、文字盤の周囲に2段で目印/表示情報を配置することにより、日付表示の寸法を倍にすることが可能になる。また、より広い面積を活用することにより曜日または月などの表示情報を部分的に削らなければならないという事態を回避することができ、機構は一つ一つの情報を明瞭に表示することができ、読み取りの混乱も軽減される。表示情報を示すポインタの旋回点を基準として様々な距離のところにそのような表示情報を配分することにより、有利にはこれらの表示情報を略さずに記載することが可能になる。
例としてさらに、本発明の対象となるものにより、その機構およびその伸縮型表示装置のおかげで、ある日付での月相が19年毎に一致するメトン周期など長期間にわたる天文学的周期の完全な表示が可能になることについて言及しておく。例としてさらに、これによって周期が規定され、また18年11日8時間に相当する周期的再現性を有する月食および日食を予測するのに用いられるサロス周期の表示も可能であることについても言及しておく。
総括すれば、本発明の表示機構により、有利には文字盤を小型化すること、特に腕時計の寸法と同等の寸法にすること、が可能になるよう、表示情報を1つの文字盤上にまとめることにより、目印および/または表示情報の数、寸法、それらの情報の品質または精度に影響を与えることなく、これら情報を表示することが可能になると言えよう。
その他の長所および特徴は、非限定的例として略図で示し添付の図面を例として示す本発明の対象の好ましい実施形態を参照する以下の説明から明らかになろう。
図1aおよび図1bは、異なる2つの状態における本発明の機構1の時間目印Rの表示システムを示す。
目印Rは、例としてこれらの図に示されているように、日付と同様に31個あり、曲線から成る部分により示され、端部と端部を接して配置され、全体としてアルキメデスの螺旋を形成する。目印Rの配置はそのような螺旋の図になんら限定されるものではないため、より一般的には、少なくとも、機構1の主軸3を中心とする部分においてはこれらの目印は時間順に配置されているということ、およびそれらの配置は、非円形であるか、円形であって主軸3から偏心しているほぼ平坦な軌跡に沿った単一回転方向に従うということが言える。
目印Rは、ここではポインタとして図示してある表示装置5により示され、ポインタは、機構1により回転駆動され、主軸1を基準として半径方向に移動するよう駆動される。ポインタが時間と分の指針を指して時刻を表示できるようにする時計機構にならって、機構1も、表示装置5の運動と、時間の経過において表示装置が連続的に指し示す目印Rの種類との間に完全な対応が発生するよう適応される(conformer)。
図1aは、ある所与の瞬間t1において機構1によって得られる表示を図示したものである。この第1の構成によれば、表示装置5は19日、より正確には同日の後半、を示していることに留意されたい。比較として、図1bは、第1の瞬間より後の第2の瞬間t2における同様の図であり、そこでは表示装置5が、今度は、25日、より詳細には同日の終わり、を示している。瞬間t1およびt2においてポインタは前出の2つの日付の間のすべての日を順次指し、また、それを行うために、2倍の動き、すなわち時計方向に一回転の回転運動と、それと同時に主軸3を基準として半径方向への移動を行っており、その結果、ポインタの先端、今の場合その突起端が、螺旋のピッチ、すなわち隣接する2つの巻線間の距離と同価な値分だけこの軸から遠ざかっている。
本発明の以下の説明では、そのような表示が得られる機構についてより詳細に記述する。
図2および図3を参照すると、これらの図は、その表示を示す目印Rから離れている機構1の、単純化した、それぞれ上面からの斜視図および対応する下面からの斜視図である。図4および図5は、図3に示すそれぞれ線分IV−IV、線分V−Vによる垂直断面図である。図2に示すように、表示装置5はプレートの形状を有する支持体15によって支持される。プレートは、表示装置5の両側に配設され案内手段25を構成する2対のローラを含む摺動面を含む。
図4に詳細に示すように、支持体15は、支持体25を介して表示装置15に結合されるためポインタホイールと呼ばれる少なくとも1つのポインタホイール17により、主軸3に取り付けられた時針歯車16を介して回転駆動される。このポインタホイール自身も、機構1の回転に必要なエネルギの発生源である駆動可動部18により回転される。
図3ならびに図4の断面図を参照すると、ポインタホイール17が、減速可動部20、より正確には歯車22に固設されたホイール21に噛合されていることがわかる。可動部20のホイール21および歯車22は回転軸2に対して同心である。この減速可動部20はカム30を回転させるようになされ、その非円形プロファイルは、支持体25の速度とは異なる速度で図2および図3に示してある。このカムのプロファイルは、ピンの形状を有しカムの読み取りフィンガの役割を果たすフォロワ35によって読まれる。このフォロワ35は表示装置5に固設され、この装置の長さのおよそ1/3のところ、より詳細には、目印Rを示すのに用いられるその端部から1/3のところ、に位置する。
フォロワが取り付けられた表示装置5は、フォロワ35とカム30との間に常時接触を得るための弾性復元手段26の力を受ける。この復元手段26は表示装置5に固設された保持装置27に押圧される。その端部は、ねじ28などの固定手段により支持体15に固定される。好ましい実施形態によれば、保持手段27は、フォロワ25の役割を果たすピンの自由端で構成されることが有利である。添付の図面に示すように、弾性復元手段26は少なくとも1つのばね、より詳細には、定数が経時変化、特に数十年もの期間における変化の影響をほとんど受けないようなばね、で構成される。
添付の図面に示す好ましい実施形態によれば、減速可動部20の歯車22は、カム30に固設されたカムホイール23を介してカム30を回転させるようになされている。有利には、カムホイール23およびポインタホイール17が時針歯車16を中心として相互に同心に配設され、したがって回転軸として主軸3を有する。この軸に対して別のリンクがない場合には、カムホイール23は空転状態で時針歯車16に取り付けられることがわかる。
変形形態においては、機構の厚さを減少させ、その分、機構1の駆動系の配置ができるよう場所を確保するために、別の異なる軸を中心としてカムホイール23を回転させることが可能であろう。
上面部分略図により機構の駆動部を示す図6を参照すると、カム30のプロファイルは、前記プロファイルの開始点31と終点32の間におけるフォロワ35によるこのプロファイルの読み取りの間、表示装置5が常時、主軸3から遠ざかるよう適応されるのが好ましい。
しかしながら、可動カム30のプロファイルは、その角度方向推移時に、主軸3を基準とする一連の遠位方向への移動および接近する動きを表示装置5が行えるよう適応させることもできる。
次に、上で説明した機構の動作を特に図4および図5を使って説明する。駆動可動部18により回転するポインタホイール17は、今度は、これら2つの装置を動的に連結する時針歯車16があることにより、支持体15を駆動する。好ましい実施形態によれば、チューブすなわち時針歯車16は、一方がポインタホイール17にリベット固定され、他方は表示装置5の支持体15上に押し出される。
ポインタホイール17はそのホイール21を介して減速伝達可動部20を回転駆動する。次にこの可動部の歯車22は、時針歯車16上で自在に旋回するカムホイール23を駆動する。このカムホイール23は、カムホイールに対するカムの位置の微調整も可能にするねじ33(図5および図6)により、カム30に固設されるようになる。図2に示すように、表示装置5はローラ対25により支持体15上に保持される。ローラ対により、支持体を基準として、表示装置5の長手方向である方向に表示装置の移動が可能になる。主軸3に対し直角なこの軸方向移動の動きは、表示装置に載架して同装置に後退運動を付与する弾性復元手段26により生じる反力を受ける。この力からフォロワ35とカム30の側面の間に常時接触が生じる。
支持体15に固設された表示装置5は、ポインタホイール17の回転速度と等しい速度の第1の回転運動により駆動される。同時に表示装置5は、フォロワ35へのカムの回転作用により、第2の半径方向運動によっても駆動される。したがってこの半径方向移動の長さはカムのプロファイルの形状およびその回転速度によって変わる。回転速度は、ポインタホイール17の速度に依存する比率内において、減速可動部20によって、特にホイール21と歯車22の間に存在する直径比によって決まる。
機構1は、その第1の応用例において示してあるように、表示装置に固設されたポインタホイール17とカム30に固設された可動部23の間の歯車比により、軸3を中心とする表示装置5の回転数が決まるよう、その寸法が決められる。
例として、前記歯車比が0.8に等しいとき、カム30は1回転しかしないのに表示装置5は5回転する。言い換えれば、この場合、表示装置5はカム30の速度より20%速い速度で前進すると推論することができる。その結果、表示装置の回転中、フォロワ35はカムの側面上を滑動する。したがって、ここで例として示した値によれば、表示装置に固設されたフォロワが、たとえばカムのプロファイルの始点31から終点32までの距離(図6)などカムの側面の全長を走破するためには、表示装置は5回転しなければならない。いったんフォロワが終点32に到達すると、表示装置5は弾性復元手段26の作用により、始点31へのフォロワ35の位置決めに相当する当初位置に復帰する。この瞬間復帰は、図6に示すように、瞬間跳躍カムであるカム35の特性により可能になる。
機構が表示装置の通常の回転方向とは反対方向の運動を受けたときの同機構のあらゆる損傷を防止するために、カムの側面が描く軌跡をフォロワ35が切断するのを防止し、フォロワを始点31にすばやく戻すショートカットとなる第2の経路(図6)を採用することができる安全手段を表示装置に組み込むようにもなっている。
この目的のため、図2および図6に示すように、フォロワは柔軟部材40に結合され、柔軟要素40は、図1aおよび図1bに示す目印Rが配置された面に対しほぼ直角な方向における屈曲自由度をフォロワに付与する。好ましい実施形態によれば、表示装置5を横断するスリット41を設けることによりサスペンション40が得られる。このスリット41はフォロワ35の外周を通り、フォロワの近傍において、表示装置35の側面上で外部に開口する。
さらにカム30は、フォロワが第2の経路36によりカムのプロファイルの始点31により速く戻ることができるようにするために、回避装置(37)によりフォロワ35が前出のほぼ直角な方向に移動された後、フォロワ35が通ることができる少なくとも1つの溝、いわゆる安全溝34、34’を備える。好ましい実施形態によれば、回避装置37は単純に傾斜面で構成することができる。
一般的に、カム30のプロファイルは表示装置の一定遠位方向移動運動の再現にも、アルキメデスの螺旋による目印Rの配置の場合と同じようなこの遠位方向移動の線形増加にもなんら限定されないことが理解できよう。
カムのプロファイルを変更することにより、表示装置に対し強制的に、別の形状の螺旋、すなわち(非直線)極接線角ゆえ等角螺旋とも呼ばれ、さらに可変ピッチゆえ成長螺旋とも呼ばれる特に対数螺旋に従うようすることもまた可能であろう。
きわめて一般的には、かつ特に理論的見地からすれば、機構1により、原点が主軸3に位置する極座標系により、任意の目印を、ある単一の回転方向に従って古い順に示すことが可能であると言えよう。そのような系の2つの極座標はこの原点を基準とする角度および隔たりの距離によって定義されるので、表示装置に組合せ合力を付与する同装置の回転および軸方向移動により、これらの極座標に到達することができる
カム30のプロファイルについて規則的な表面として説明したが、連続する2つの目印Rを通過する際に生じる短時間の加速として定期的に発生する跳躍効果を表示装置5に付与するよう、このプロファイルを複数段化することもまた可能であろう。
変形形態によれば、収縮/伸長効果を表示装置に付与する目的で、真の意味で伸縮可能な装置、すなわち相互に入れ子になり滑動できる複数の要素で形成された装置を介することにより同様な半径方向運動を得ることもまた可能であるということに留意されたい。この場合、表示装置の支持体を用いないようにすることも可能であり、その場合、表示装置はたとえば、主軸を中心として直接回動取り付けすることができる。
本発明は、同一文字盤または別の平面支持体上で360°以上にわたって配置された目印Rを表示するための機構1の使用も対象としているが、より正確には、目印の配置はそのような値の範囲にはなんら限定されず、文字盤の一周分、さらには一周のうちの一部分だけで配置を行うことも可能であると言うことができる。
個別の使用においては、本発明による機構は、時計部品の文字盤2回転分に等間隔に分布する一日の24時間に対応する24個の目盛すなわち目印を表示するのにも用いることができよう。
別の変形形態においては、同機構を、曜日、一年を構成する月、または特にサイクルが10年以上に及ぶ周期的な天文学的現象を表示するためにも用いることができよう。
したがって本発明による機構は、限られた表面積上に目印を表示する際にこの機構によってもたらされる長所のため、腕時計と組み合わせて特権的な使用が可能である。しかしながら、本発明の対象とするところは時計のムーブメントと組み合わせる必要があることになんら限定されるものではなく、他の種類の動きと完璧に組み合わせること、さらには全く別の対象を構成することが可能であることに留意されたい。
Claims (17)
- ほぼ平坦な軌跡に沿った単一回転方向に従う主軸(3)の周囲の少なくとも一部分に時刻順に配置された目印(R)の表示機構(1)であって、前記主軸(3)の周囲に回動取り付けされた支持体(15)と、前記支持体(15)の駆動手段(17、18)と、表示装置(5)と、前記支持体(15)に固設され前記表示装置(5)と噛合する移動案内手段(25)と、可動カム(30)と、前記可動カム(30)を前記支持体(15)に動的に結合するための減速手段(20)と、前記表示装置(5)を常に前記可動カム(30)のプロファイルと接触した状態に保持するために前記装置と噛合した弾性復元手段(26)とを備え、前記表示装置が所望の速度で前記目印(R)を移動するよう選択された、前記支持体(15)と前記カム(30)の相対移動の組合せにより、前記表示装置(5)の移動が生じることを特徴とする機構。
- 前記可動カム(30)の前記プロファイルが、前記時間目印(R)の移動サイクル全期間中、前記表示装置(5)が前記主軸(3)から遠ざかるように適応されることを特徴とする、請求項1に記載の機構。
- 前記可動カム(30)の前記プロファイルが、線形増加に従って前記表示装置(5)の遠位方向への移動が生じるように適応されることを特徴とする、請求項2に記載の機構。
- 前記可動カム(30)の前記プロファイルが、前記表示装置(5)がその角度方向移動時、前記主軸(3)に対し一連の遠位方向への移動および接近を行うことができるように適応されることを特徴とする、請求項1に記載の機構。
- 前記減速手段(20)が、前記駆動手段(17、18)によって駆動される第1の可動部(21)と、前記第1の可動部(21)と同軸にある、好ましくは前記可動カム(30)に固設された可動部(23)を介して前記可動カム(30)と噛合する第2の可動部(22)とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の機構。
- 表示装置に固設された前記可動部(17)と前記可動カム(30)に固設された前記可動部(23)との間の歯車比により、前記軸(3)を中心とする前記表示装置(5)の回転数が決まることを特徴とする、請求項5に記載の機構。
- 前記可動カム(30)により描かれるサイクルの両端部が、前記表示装置の瞬間跳躍を生じさせる部材により結合されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の機構。
- 前記弾性復元手段(26)が、一方の前記端部が前記表示装置(5)の前記支持体(15)に固定され、他方の前記端部が前記表示装置(5)に噛合され、好ましくは、前記表示装置(5)を前記可動カム(30)の前記プロファイルに噛合させるためにフォロワ(35)の自由端(27)に押圧される少なくとも1つのばねで構成されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の機構。
- 前記表示装置(5)の支持体(15)上の前記表示装置(5)の前記案内手段(25)が摺動面であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の機構。
- 前記摺動面が複数のローラで形成されることを特徴とする、請求項9に記載の機構。
- 前記表示装置(5)を前記可動カム(30)の前記プロファイルと噛合させるための前記フォロワ装置(35)が、前記目印(R)が配設された面に対してほぼ直角な方向の屈曲自由度をフォロワに与える柔軟部材(40)に結合されることを特徴とし、また前記フォロワ装置(35)が第2の回避経路(36)により前記カム(30)の前記プロファイルの始点(31)に復帰できるようにするために、回避装置(37)により前記フォロワ装置が前記ほぼ直角な方向に移動されたときに前記フォロワ装置(35)が安全溝と噛合するように適応された少なくとも1つの安全溝(34、34’)を前記カム(30)が備えることを特徴とする、請求項1に記載の機構。
- 前記フォロワ装置(35)の近傍で前記フォロワ装置の外周を通り、前記表示装置(5)の側面上で外部に開口し前記サスペンション(40)を形成するスリット(41)が、前記表示装置(5)を横断することを特徴とする、請求項11に記載の機構。
- 前記回避装置(37)が傾斜面で構成されることを特徴とする、請求項11に記載の機構。
- 1つの同じ文字盤上に、360°またはそれ以上にわたって配分される目印(R)を表示させるための、請求項1から13のいずれか一項に記載の機構の使用。
- 360°の2倍にわたって配分される一日の24時間に対応する24個の目印(R)を表示するための、請求項14に記載の使用。
- 曜日、月、または特に10年以上のサイクルの周期的な天文学的現象を表示するための請求項14に記載の使用。
- 腕時計と組み合わせる、請求項1から16のいずれか一項に記載の使用。
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