JP2019138895A - ムーブメントおよび時計 - Google Patents

Abstract

【課題】歯先まで十分な導電性を確保して輪列ユニットの帯電を防止し、回転動作によるモーター停止を効果的に抑制することができるムーブメントおよび時計を提供する。【解決手段】ムーブメント２は、電池の電力で駆動されるモーターと、モーターの駆動力を伝達し、導電性ポリマーとカーボン粉末とを含む材料で構成された第１歯車９１と、モーターの駆動力を伝達し、金属材料で構成された第２歯車９３と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ムーブメントおよび時計に関する。

例えば、電池が内蔵され、この電池の電力によって秒針等の指針を回転させることによって時刻を報知する時計が知られている。この時計のムーブメントは、指針を駆動する輪列ユニットと、駆動モーターと、を有している。輪列ユニットは、例えば、駆動モーターの歯車と噛合する第１歯車と、指針が固定された第２歯車とを有している。駆動モーターの回転力は、第１歯車を介して第２歯車に伝達される。これにより、指針が回転する。

第１歯車は、その慣性モーメントを抑制するために比較的軽量な材料である樹脂材料で構成されている。一方で、第２歯車は、針が固定されているので、十分な強度を有する材料である金属材料で構成されている。また、輪列ユニットは、第１歯車と第２歯車の軸をそれぞれ両側から保持する地板と輪列受けで歯車の位置を保持するよう構成されている。

さらに、第１歯車および第２歯車は、厚さが薄く、また、地板と輪列受けとの距離も短い。なお、地板と輪列受けは比較的軽量な材料である樹脂材料で構成されている。

このような輪列ユニットにおいて、樹脂材料で構成された第１歯車と、金属材料で構成された第２歯車とが噛合して共に回転する場合、両歯車の歯同士の摩擦や、噛合していた歯同士が互いに剥離したとき等に、第１歯車と第２歯車に静電気が生じる。このような現象が発生すると、歯車に蓄積された電荷により、歯車の側面に近い地板や輪列受けは分極しやすく、特に、距離が近い輪列受けとの間に生じるクーロン力によって、各歯車が輪列受けに貼り付き摩擦抵抗が大幅に上昇する。そして、その程度によっては、モーターが停止してしまう不具合が生じる。

輪列ユニットの電荷を放電するためには、樹脂材料の電気抵抗が低いことが重要である。そこで、従来では、樹脂材料の電気抵抗を低下させるために、例えば、特許文献１に記載された技術が提案されている。この特許文献１に記載の装置では、歯車の樹脂材料中に炭素繊維を混在させている。また、特許文献２には、樹脂材料で構成された基板と、炭素繊維とホウ素を樹脂材料中に混在させた歯車とを用いる技術が提案されている。

特開平３−０８１３７０号公報 ＷＯ２００３／５４６３６

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の炭素繊維は、歯車の歯先まで入り込まないので、十分な導電性を得られないという課題があった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、歯先まで十分な導電性を確保することができるムーブメントおよび時計を提供することを目的とする。

この発明にかかるムーブメントは、電池の電力で駆動されるモーターと、前記モーターの駆動力を伝達し、導電性ポリマーとカーボン粉末とを含む材料で構成された第１歯車と、前記モーターの駆動力を伝達し、金属材料で構成された第２歯車と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、第１歯車が薄く小型であっても、粉末状のカーボンと導電性ポリマーが全ての歯先まで充填され、第１歯車の導電性を効果的に確保することができる。また、第１歯車と第２歯車とが噛合して共に回転する際に発生する摩擦による静電気を効果的に抑制することができる。そして、第１歯車および第２歯車を、例えば、駆動モーター電源の電極（正極または負極）や、外装ケース等、第１歯車および第２歯車に発生する静電気に対して静電容量が十分に大きい構造体と電気的に接続することにより、第１歯車および第２歯車の剥離で発生する静電気を放電することができる。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車および前記第２歯車を支持する導電性の輪列受けを有するのが好ましい。

これにより、輪列受けと、第１歯車および第２歯車を同電位とすることができる。よって、第１歯車と第２歯車と輪列受けの間にクーロン力のみならず、ジョンソンラーベック力、グラジエント力が発生するのを防止することができる。その結果、第１歯車および第２歯車を駆動するモーターが停止してしまったりする不具合をさらに効果的に防止することができる。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車および前記第２歯車を支持する導電性の地板を有するのが好ましい。

これにより、輪列受けと、第１歯車および第２歯車を同電位とすることができる。よって、第１歯車と第２歯車と輪列受けの間にクーロン力のみならず、ジョンソンラーベック力、グラジエント力が発生するのを防止することができる。その結果、第１歯車および第２歯車を駆動するモーターが停止してしまったりする不具合をさらに効果的に防止することができる。

本発明のムーブメントでは、前記導電性ポリマーは、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンからなる群のうちの少なくとも１種に不純物をドーピングしたものであるのが好ましい。

これにより、第１歯車は、導電性を十分に確保しつつ、耐摩耗性、耐衝撃性に優れる。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車における前記導電性ポリマーの含有量は、９０ｗｔ％以上９９．９ｗｔ％以下であるのが好ましい。

これにより、導電性を十分に確保しつつ、第１歯車の十分な強度を確保することができる。

本発明のムーブメントでは、前記カーボン粉末の平均粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。

これにより、導電性を十分に確保しつつ、第１歯車の十分な強度を確保することができるとともに、さらに成形性を高めることができる。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車における前記カーボン粉末の含有量は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのが好ましい。

これにより、導電性を十分に確保しつつ、第１歯車の十分な強度を確保することができる。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車は、前記第２歯車と噛合するのが好ましい。

第１歯車と第２歯車とが噛合する場合、第１歯車に静電気が生じやすいが、この場合であっても、本発明の効果がより有効に発揮される。

本発明のムーブメントでは、前記第１歯車は、前記モーターの回転軸に固定された歯車と噛合するのが好ましい。

これにより、第１歯車の軽量化がなされ、第１歯車の慣性モーメントを抑制することができる。

本発明のムーブメントは、互いに噛合する複数の前記第１歯車を有していてもよい。

ムーブメントが、導電性を有する複数の第１歯車を有していた場合、複数の第１歯車のうちの１つを接地電極と接続することにより、複数の第１歯車の放電を行うことができる。

本発明のムーブメントでは、前記第２歯車は、前記第１歯車よりも従動側に位置しているのが好ましい。

このような構成では、第２歯車は、第１歯車に比べトルクの影響を受けやすいが、金属材料で構成されているので、強度が高く、耐久性に優れる。

本発明のムーブメントでは、前記第２歯車に秒針が固定されているのが好ましい。

秒針を駆動する輪列ユニットでは、各歯車の回転速度が比較的速く、静電気が蓄積され易い構成となっているので、本発明の効果がより有効に発揮される。

輪列ユニットは、樹脂材料で構成された第１歯車と、金属材料で構成された第２歯車とが噛合して共に回転する輪列ユニットであって、前記第１歯車は、導電性ポリマーとカーボン粉末とを含む材料で構成され、電池を電源として駆動するモーターの駆動力を伝達することを特徴とする。
これにより、上記効果を発揮する輪列ユニットが得られる。

本発明の時計は、本発明のムーブメントと、前記ムーブメントを収納するケーシングと、を備えることを特徴とする。
これにより、上記効果を発揮する時計が得られる。

第１実施形態の時計の正面図である。 図１に示す時計の断面図である。 図１に示す時計が備えるムーブメントの平面図である。 図１に示す時計が備えるムーブメントの拡大断面図である。 図３中の輪列ユニットを示す模式図（平面図）である。 第２実施形態のムーブメントの拡大断面図である。 第３実施形態の輪列ユニットを示す模式図（断面図）である。

以下、本発明のムーブメントおよび時計を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の時計である電子時計の正面図である。図２は、図１に示す時計の断面図である。図３は、図１に示す時計が備えるムーブメントの平面図である。図４は、図１に示す時計が備えるムーブメントの拡大断面図である。図５は、図３中の輪列ユニットを示す模式図（平面図）である。

以下、図１〜図５を参照して、本発明のムーブメントおよび時計の実施形態について説明する。また、文字板側を「上」または「表側」とも言い、裏蓋側を「下」または「裏側」とも言う。

図１および図２に示すように、電子時計１０は、筐体１と、ムーブメント２と、文字板３と、発電手段４と、を備える。また、筐体１の外縁には、一対のベルトが設けられており、腕に装着することができる。

筐体１は、外装ケース１１と、カバーガラス１２と、裏蓋１３とを備えている。外装ケース１１は、金属で形成された円筒状のケース１１１に、例えばセラミックで形成されたベゼル１１２が嵌合されている。このベゼル１１２の内周部に、文字板３が時刻表示部分として配置されている。

ムーブメント２は、地板２１と、地板２１に支持される駆動機構２２と、回路基板２３と、を備える。

地板２１は、駆動機構２２等を支持する機能を有する。この地板２１は、後述する支持部材６に取り付けられている。

駆動機構２２は、主に地板２１の下側（裏蓋側）の面に取り付けられている。この駆動機構２２に関しては、後に詳述する。

回路基板２３は、駆動機構２２の裏側を覆っている。また、回路基板２３は、受信部（ＧＰＳモジュール）２３１、制御部２３２および電池２３３を備えている。電池２３３は、リチウムイオン電池などの二次電池や酸化銀電池等で構成されている。本実施形態では、電池２３３は、後述する太陽電池５が発電した電力で充電される。また、この回路基板２３は、接続ピンを介してアンテナ（図示せず）等と接続されている。
回路基板２３は、導電性を有する回路押さえ２５によって裏側から覆われている。

図１に示すように、文字板３は、時刻表示部３１と、カレンダー表示部３２と、曜日表示部３３と、マルチインジケーター３４と、デュアルタイム表示部３５とを有している。

時刻表示部３１は、指針軸４１が挿通されている。また、指針軸４１は、例えば、同心的に設けられた三重筒構造をなし、各軸には、秒針である針４１１と、分針である針４１２と、時針である針４１３とが互いに独立して回転するよう固定されている。

カレンダー表示部３２は、文字板３に設けられた窓部３２１を介して１から３１までの数字が印刷されたカレンダー車４２の一部が表示されることによって、日にちを報知する機能を有する。

曜日表示部３３は、指針軸４３が挿通されており、指針軸４３に固定された針４３１が指す位置によって、曜日を報知する機能を有する。

マルチインジケーター３４は、指針軸４４が挿通されており、指針軸４４に固定された針４４１が指す位置によって、例えば、電池２３３の電力残量を報知する機能を有する。

デュアルタイム表示部３５には、指針軸４５が挿通されており、指針軸４５に固定された針４５１が指す位置によって、例えば、他国の時刻を報知する機能を有する。

また、指針軸４１は、後述する駆動機構２２Ａおよび２２Ｂによって駆動される。具体的には、針４１１は駆動機構２２Ａによって駆動され、針４１２と針４１３とは、駆動機構２２Ｂによって駆動される。カレンダー車４２は、後述する駆動機構２２Ｃによって駆動され、指針軸４３は、後述する駆動機構２２Ｄによって駆動され、指針軸４４は、後述する駆動機構２２Ｅによって駆動され、指針軸４５は、後述する駆動機構２２Ｆによって駆動される（図３参照）。

また、文字板３は、太陽電池５の分光感度に対して有効な波長域で良好な光透過性を有し、例えば、透明となっている。その構成材料としては特に限定されず、例えば、各種ガラス材料、各種プラスチック材料が挙げられる。特に、軽量、加工の容易性等の観点からプラスチック材料が好ましく、中でも、ポリカーボネートがより好ましい。電子時計１０では、文字板３を透過した光が太陽電池５に到達して、これにより、前述したように電力が生じる。

文字板３は、光を拡散する機能を有するのが好ましい。これにより、文字板３の裏側にある太陽電池５が文字板３を介して視認されるのを防止または抑制することができる。一般的に腕時計では、太陽電池５を外部からできる限り視認されないようにするのが好ましい。電子時計１０のように太陽電池５に対する視認性が抑制された場合、電子時計１０の審美性が向上する。

なお、文字板３に光拡散機能を担持させる方法としては、特に限定されず、例えば、文字板３の表側の面および裏側の面のうちの少なくとも一方に、拡散剤を含む拡散層を形成する方法、偏光フィルムを設置する方法、プリズムとして機能する微小な凹凸を多数形成する方法等が挙げられる。

このような文字板３は、平面視で、略円形をなしている。地板２１、カバーガラス１２および太陽電池５も同様に、平面視で円形をなしている。

図２に示すように、発電手段４は、太陽電池５と、支持部材６と、を有している。
太陽電池５は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有する。太陽電池５で変換された電気エネルギーは、ムーブメント２の駆動等に利用される。

太陽電池５は、基板５１と、基板５１上に積層された太陽電池膜５２とを有している。
基板５１は、太陽電池膜５２を支持する機能を有している。この基板５１は、樹脂材料で構成されている。樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の各種硬化性樹脂が挙げられる。

太陽電池膜５２は、例えば、非単結晶シリコン薄膜にｐ型の不純物とｎ型の不純物とが選択的に導入され、さらにｐ型の非単結晶シリコン薄膜とｎ型の非単結晶シリコン薄膜との間に不純物濃度の低いｉ型の非単結晶シリコン薄膜を備えたｐｉｎ構造を有している。

なお、図示はしないが、太陽電池５には、電極が形成されており、この電極と接続された配線を介して、太陽電池５が発電した電力が電池２３３に供給される。

図２に示すように、支持部材６は、地板２１の外周側であって、文字板３の裏面側に配置されている。また、支持部材６は、枠状をなす部材で構成されており、図示しない固定手段によって、太陽電池や文字板３と固定されている。そして、支持部材６は、文字板３および太陽電池５を支持した状態で、地板２１に固定されている。

図３に示すように、駆動機構２２は、指針軸４１を駆動する駆動機構２２Ａおよび駆動機構２２Ｂと、カレンダー車４２を駆動する駆動機構２２Ｃと、指針軸４３を駆動する駆動機構２２Ｄと、指針軸４４を駆動する駆動機構２２Ｅと、指針軸４５を駆動する駆動機構２２Ｆと、を有する。

これらは、略同様の構成であるので、以下では、駆動機構２２Ａについて詳細に説明する。駆動機構２２Ａは、図３中破線で囲んだ部分である。

図４は、駆動機構２２Ａ付近の拡大断面図である。図５は、駆動機構２２Ａの模式図（平面図）である。図４および図５に示すように、駆動機構２２Ａは、モーター８と、モーター８によって駆動される輪列ユニット９と、を有する。

モーター８は、ステッピングモーターであり、ローター収容用穴を有するステーター８４と、ローター収容用穴に回転可能に配設されたローター８２と、ステーター８４と接合された磁心と、磁心に巻回されたコイル８３を備えている。また、ローター８２は、ローター歯車８１を備える。

ローター歯車８１は、例えば、金属材料で構成されており、その外周部に歯８１１を有する。この歯８１１は、樹脂歯車９１の歯９１１と噛合している。これにより、モーター８の回転力がローター８２のローター歯車８１を介して樹脂歯車９１に伝達される。

また、モーター８内のコイル８３は、両端に端子を有している。各端子は制御部２３２に電気的に接続されている。ローター８２は、２極（Ｓ極およびＮ極）に着磁されている。ステーター８４は磁性材料によって形成されている。制御部２３２から駆動パルスがコイル８３の両端の端子間に供給されて電流が流れると、ステーター８４に磁束が発生する。これにより、ステーター８４に生じた磁極とローター８２の磁極との相互作用によって、ローター８２は１ステップ分（１８０度）回転する。

輪列ユニット９は、ローター歯車８１と噛合する第１歯車である減速歯車である樹脂歯車９１と、針４１１が固定され、樹脂歯車９１と噛合する第２歯車である金属歯車９３と、これらを支持する輪列受け９４と、を有する。これら樹脂歯車９１および金属歯車９３は、主動側からこの順で並んで配置されている。

なお、輪列ユニット９の減速比は、駆動機構２２Ａ〜駆動機構２２Ｆごとに異なるが、５以上１００以下程度とされる。

樹脂歯車９１は、円板状をなし、その外周部に歯９１１を有する大歯車９１０と、大歯車９１０の一方の面の中心部に固定され、同軸回転する小歯車９１２（かな）とを有する。

大歯車９１０の歯９１１は、ローター歯車８１の歯８１１と噛合している。これにより、ローター歯車８１の回転力が樹脂歯車９１に伝達される。小歯車９１２（かな）は、円板状をなし、その外周部に歯９１３を有する。この小歯車９１２は、金属歯車９３と噛合している。

金属歯車９３は、円板状をなし、その外周部に歯９３１を有する。この歯９３１は、小歯車９１２の歯９１３と噛合している。これにより、中間歯車９２の回転力が金属歯車９３に伝達される。また、金属歯車９３の天面の中心部には、針４１１が固定されている。
これにより、金属歯車９３の回転とともに針４１１が回転する。

このような樹脂歯車９１および金属歯車９３は、地板２１の反対側から輪列受け９４によって支持されている。

また、図４に示すように、輪列受け９４と回路基板２３との間には、接続手段９６が設けられている。この接続手段９６は、本実施形態では、導電性を有する長尺な板バネで構成されている。接続手段９６は、その一端部（図４中左側の端部）が、指針軸４１の文字板３の反対側の軸端と接触しており、指針軸４１をその軸方向に付勢している。また、接続手段９６は、その他端部（図４中右側の端部）が、回路基板２３と接触している。また、回路基板２３は、電池２３３の正極または負極に電気的に接続されている。このため、金属歯車９３は、接続手段９６と回路基板２３とを介して電池２３３の正極または負極に電気的に接続されている。なお、電池２３３は、樹脂歯車９１および金属歯車９３に発生する静電気に対し、静電容量が十分に大きい。

以上のような輪列ユニット９によれば、モーター８の回転力は、輪列ユニット９を介して針４１１に伝達される。樹脂歯車９１は、樹脂材料であって導電性ポリマーとカーボンフィラーとを含む材料で構成されているので、樹脂歯車９１および中間歯車９２の軽量化がなされ、樹脂歯車９１および中間歯車９２の慣性モーメントを抑制することができる。一方で、金属歯車９３は、金属材料で構成されているため、金属歯車９３の強度を高めることができる。よって、針４１１の回転によって生じるトルクを受けても破損するのを防止することができる。

ところで、樹脂材料で構成された歯車と、金属材料で構成された歯車が噛合して、共に回転する構成では、両歯車に、摩擦や剥離によって静電気が生じ電荷が蓄積される。帯電列で知られるように、樹脂材料の歯車が負極に、金属材料の歯車が正極に帯電する。

また、両歯車と対向する輪列受け９４は、樹脂材料で構成されているので、両歯車の電荷からの電界によって誘電分極し、両歯車と輪列受け９４との間にクーロン力が生じる。
また、隣り合う歯車同士での電位が異なるので、グラジエント力も生じ、歯車は軸方向に沿って移動するので、歯車と輪列受け９４が貼り付く。その結果、両歯車に摩擦抵抗が生じ、両歯車の回転が阻害される不具合が生じる。

また、輪列受け９４が導電性を有する材料で構成され、かつ、輪列受け９４が接地されていない場合、隣り合う電位の異なる歯車によって、ジョンソンラーベック力が生じる。
また、輪列受け９４が導電性を有する材料で構成され、かつ、輪列受け９４が接地されていたとしても、両歯車の側面の電荷の鏡像電荷が輪列受け９４に生じるので、クーロン力に相当する力が発生する。すなわち、いずれの場合も、歯車が軸方向に沿って移動する方向に力が働き、歯車と輪列受け９４が貼り付き摩擦抵抗を生じて、各歯車の回転が阻害される不具合を生じる。

また、歯車の導電化において一般的なカーボンフィラーである炭素繊維やカーボンナノチューブなどを用いる場合、カーボンフィラーの長さが長いほど有利である。具体的には、７０〜２００μｍ以上の長さが必要である。この長さのカーボンフィラーは、例えば０．３ｍｍ以下の小さな歯車の歯先まで入り込まないので、時計に用いられる歯車では十分な導電性が得られないという問題がある。また、薄い歯車では歯の根元でフィラーが詰まりやすく、歯先が形成できないという問題がある。また、歯車の導電化においてカーボンフィラーにホウ素をドープして、ホウ素が樹脂材料内に分散した場合、ホウ素は体積抵抗率が高いので、十分な導電性を得られず静電気防止効果を十分に発揮できないという問題がある。この場合ホウ素は主に歯先に充填されるので、特に歯先において十分な導電性を得られない。

そこで、本実施形態では、以下のような構成とすることにより、このような不具合を解消することができる。以下、このことについて説明する。

本実施形態では、樹脂歯車９１は、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ＡＢＳなどの耐磨耗性、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂に加え、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成されている。具体的には、大歯車９１０および小歯車９１２は、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成されている。このため、樹脂歯車９１が薄く小型であっても、粉末状のカーボンと導電性ポリマーが全ての歯先まで充填され、歯先を含めた歯車全体が導電性を有する。

ここで、前述したように、金属歯車９３は、接続手段９６と回路基板２３とを介して電池２３３の正極または負極に電気的に接続されている。よって、金属歯車９３と噛合する樹脂歯車９１は、金属歯車９３、接続手段９６、回路基板２３を介して電池２３３に電気的に接続することができる。電池２３３は、樹脂歯車９１および金属歯車９３に発生する静電気に対し、静電容量が十分に大きい。このため、金属歯車９３に発生した静電気を、放電することができる。

また、金属歯車９３と噛合する樹脂歯車９１は、導電性を有しているので、金属歯車９３、接続手段９６、回路基板２３を介して電池２３３に電気的に接続された状態となる。

以上より、輪列ユニット９では、樹脂歯車９１および金属歯車９３の放電を行うことができ、樹脂歯車９１および金属歯車９３に静電気が蓄積されて前述したような不具合が発生するのを防止することができる。

導電性ポリマーは、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンからなる群のうちの少なくとも１種に、スルホン酸またはヨウ素等の不純物をドーピングしたものであるのが好ましい。これにより、樹脂歯車９１は、導電性を十分に確保しつつ、軽量性、耐摩耗性、耐衝撃性に優れる。

これらの中でも、導電性ポリマーは、ポリチオフェンに不純物をドーピングしたものであるのが好ましい。これにより、樹脂歯車９１は、さらに、導電性に優れる。

このような樹脂歯車９１の表面抵抗率（表面電気抵抗率）は、１０^７Ω／□以上１０^１１Ω／□以下であるのが好ましく、１０^８Ω／□以上１０^１０Ω／□以下であるのがより好ましい。これにより、本実施形態の効果がより顕著に得られる。

また、樹脂歯車９１の体積抵抗率（体積電気抵抗率）は、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１１Ω・ｃｍ以下であるのが好ましく、１０^８Ω・ｃｍ以上１０^１０Ω・ｃｍ以下であるのがより好ましい。これにより、本実施形態の効果がより顕著に得られる。

また、樹脂歯車９１における導電性ポリマーの含有量は、９０ｗｔ％以上９９．９ｗｔ％以下であるのが好ましく、９３ｗｔ％以上９７ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、本実施形態の効果を十分に得られるとともに、樹脂歯車９１の十分な強度を確保することができる。

カーボン粉末としては、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、グラファイトやハードカーボン類等の導電性を有するものが挙げられる。これにより、樹脂歯車９１を補強することができるとともに、導電性を高めることができ、本実施形態の効果をより確実に得ることができる。

カーボン粉末を構成する粒子は、特に限定されないが、例えば、鱗片状、球状等が挙げられる。

また、カーボン粉末の各粒子の平均アスペクト比は、１以上３以下であるのが好ましく、１．３以上２．７以下であるのがより好ましい。このようにカーボン粉末が含まれていることにより、樹脂歯車９１の強度を高めることができる。さらに、カーボン繊維等を導電性ポリマーに含有する場合に比べて、成形性を高めることができる。特に、歯９２１等の微細な部位では、繊維が飛び出したり、また、残留応力が高くなりやすいので、全体として真円度が低下するが、粉末であることにより、このようなことを防止することができる。さらに、粉末状であることにより、歯の根元で詰まりを起こすことなく、カーボン粉末と導電性ポリマーを含む樹脂を歯先まで充填することができ、歯先まで十分な導電性を確保することができる。そして、成形時に、型の歯先の部分まで導電性ポリマーを充填することができ、成形性に優れる。

カーボン粉末の平均粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、２μｍ以上３０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂歯車９１の導電性を十分に確保しつつ、樹脂歯車９１の十分な強度を確保することができるとともに、さらに成形性を高めることができる。

また、樹脂歯車９１におけるカーボン粉末の含有量は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのが好ましく、０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂歯車９１の導電性を十分に確保しつつ、樹脂歯車９１の十分な強度を確保することができる。

このように、輪列ユニット９は、金属歯車９３と噛合する樹脂歯車９１を有しており、この樹脂歯車９１が、導電性ポリマーとカーボンフィラーとを含む材料で構成されている。樹脂歯車９１と金属歯車９３とが噛合する場合、樹脂歯車９１に静電気が生じやすいが、この場合であっても、本実施形態の効果がより有効に発揮される。樹脂歯車９１は第１歯車の一例であり、金属歯車９３は第２歯車の一例である。

また、輪列ユニット９は、モーター８の回転軸に固定されたローター歯車８１と噛合する樹脂歯車９１を有する。これにより、樹脂歯車９１の軽量化がなされ、樹脂歯車９１の慣性モーメントを抑制することができ、さらに、ローター歯車８１は、金属材料で構成されており、樹脂歯車９１に静電気が蓄積され易い構成となっている。そのため、本実施形態の効果がより有効に発揮される。

また、前述したように、輪列ユニット９は、時計の秒針（針４１１）を駆動するものであり、金属歯車９３に秒針が固定されている。秒針を駆動する駆動機構２２Ａの輪列ユニット９では、樹脂歯車９１および金属歯車９３の回転速度が比較的速く、静電気が蓄積され易い構成となっている。そのため、本実施形態の効果がより有効に発揮される。

また、金属歯車９３は、樹脂歯車９１よりも従動側、すなわち、モーター８の遠位側に位置している。このような構成では、金属歯車９３が針４１１からのトルクの影響を受けやすいが、金属材料で構成されているので、強度が高く、耐久性に優れる。

なお、本実施形態では、駆動機構２２Ａ〜駆動機構２２Ｆの全ての輪列ユニット９において、樹脂歯車９１が導電性を有しているので、駆動機構２２Ａ〜駆動機構２２Ｆの全てにおいて上記効果を得ることができる。

また、輪列ユニット９では、樹脂歯車９１と金属歯車９３との間に中間歯車を有していてもよい。この中間歯車が金属材料で構成されていない場合には、樹脂歯車９１と同様に、ポリアセタール(ＰＯＭ)、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ＡＢＳなどの耐磨耗性、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂に加え、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成されている。この場合、樹脂歯車９１は中間歯車を介して金属歯車９３と接するので、電池２３３等、静電容量が十分に大きい構造体と電気的に接続され、樹脂歯車９１および中間歯車の双方の放電を行うことができる。

また、樹脂歯車９１には、カーボン粉末以外の粉末が含まれていてもよい。この粉末としては、金属粒子等の導電性を有する粉末や、ガラス粒子等の導電性を有していない粉末等を用いることができる。

また、本実施形態では、接続手段９６は、指針軸４１の端面に接続されている場合について説明したが、これに限定されず、例えば、樹脂歯車９１および金属歯車９３のうちの少なくとも一方に接続されていてもよい。

また、接続手段９６によって接続される基準電極としては、本実施形態では、電池２３３の正極または負極であったが、各歯車に発生する静電気に対して静電容量が十分に大きければこれに限定されず、例えば、外装ケース１１に接続されていてもよい。この場合、導電経路内に回路基板２３を含んでいてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、輪列ユニット９（歯車列）は、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成された第１歯車である樹脂歯車９１、金属材料で構成された第２歯車とである金属歯車９３と、を備え、電池を電源として駆動するモーター８の駆動力を伝達する。

このような構成によれば、樹脂歯車９１および中間歯車９２は、全ての歯先まで導電化させることができ、また、歯車をより薄肉化しても安定して歯先の成形が可能である。中間歯車９２は、第１歯車の一例である。また、樹脂歯車９１が金属歯車９３と常に同電位となり、摩擦や剥離による帯電を防止するだけでなく、樹脂歯車９１、金属歯車９３および輪列受け９４にジョンソンラーベック力、グラジエント力のいずれの発生も防止することができる。さらに、指針軸４１と接続手段９６によって電池２３３の正極または負極に接続されて電位的に安定するので、樹脂歯車９１および金属歯車９３と輪列受け９４にクーロン力の発生も防止することができ、樹脂歯車９１および金属歯車９３の貼り付きによる不具合が発生するのを防止することができる。

また、ムーブメント２は、輪列ユニット９を備える。これにより、上記効果を発揮するムーブメント２が得られる。

また、電子時計１０は、ムーブメント２と、ムーブメント２を収納する筐体１（ケーシング）と、を備える。これにより、上記効果を発揮する電子時計１０が得られる。

なお、本実施形態では、樹脂歯車９１では、大歯車９１０および小歯車９１２が一体的に形成されている場合について説明したが、これに限定されず、大歯車９１０および小歯車９１２が別体で構成され、別体同士が接合（例えば、接着、融着、圧入）されたものであってもよい。この場合、大歯車９１０および小歯車９１２のうちの一部が金属材料で構成されていてもよい。

また、本実施形態では、発電手段４の発電機能として太陽電池を用いた構成について説明したが、これに限定されず、回転錘を用いた発電機能等であってもよい。また、発電機能を有しない電池２３３だけで構成されていてもよい。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態のムーブメントの拡大断面図である。

以下、この図を参照して本発明のムーブメントおよび時計の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、主として、輪列受けが導電性を有し、かつ、接続手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

樹脂歯車９１は、軸方向に移動可能であるので、輪列受け９４と接触したり、剥離したりする。このため、輪列受け９４の樹脂歯車９１や金属歯車９３との対向面が帯電してクーロン力が発生し、樹脂歯車９１や金属歯車９３が輪列受け９４に貼り付く。その結果、樹脂歯車９１と輪列受け９４との間に摩擦抵抗が生じ、樹脂歯車９１や金属歯車９３の回転が阻害される不具合が生じる。樹脂歯車９１は第１歯車の一例であり、金属歯車９３は第２歯車の一例である。

樹脂歯車９１は、前記第１実施形態で述べたように、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成されている。すなわち、大歯車９１０および小歯車９１２は、導電性ポリマーと、カーボン粉末とを含む材料で構成されている。

本実施形態では、輪列受け９４も、導電性を有している。この輪列受け９４は、樹脂材料と、カーボンフィラーまたは微小な繊維状金属とを含む材料で構成されている。これにより、導電性を十分に確保しつつ、軽量性、耐摩耗性、耐衝撃性に優れる。

樹脂材料としては、例えば、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等が挙げられる。カーボンフィラーとしては、カーボン粉末、炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられる。繊維状金属としては、銅、ステレンス、若しくはガラス繊維や針状セラミックにアルミや銅をコーティングしたメタライズ繊維等が挙げられる。

また、図６に示すように、本実施形態では、輪列受け９４が接続手段９６によって電池２３３（図示せず）の正極または負極に接続されている。本実施形態では、接続手段９６は、例えば、導線等により構成されている。

このような構成によれば、樹脂歯車９１、金属歯車９３および輪列受け９４が同電位となり、摩擦や剥離による帯電を防止するだけでなく、樹脂歯車９１、金属歯車９３および輪列受け９４にクーロン力、ジョンソンラーベック力、グラジエント力のいずれの発生も防止することができる。さらに、接続手段９６に長尺な板バネ構造など複雑な形状を用いて指針軸４１と接続することなく、輪列受け９４に接する樹脂歯車９１と金属歯車９３を、輪列受け９４と接続手段９６によって電池２３３の正極または負極に接続することができる。その結果、電位的に安定し、歯車の貼り付きによる不具合を防止することができる。さらに、接続手段９６が各歯車の軸の端面と接する構造を省略することができ、各歯車が円滑に回転することができる。

また、地板２１も輪列受け９４と同じ導電性を有する材料で構成され、導電性を有していてもよい。この場合、地板２１のみ導電性を有し、輪列受け９４は第一実施形態と同様に導電性を有さない材料で構成されていてもよいし、地板２１および輪列受け９４の双方が導電性を有していてもよい。これにより、上述したような効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の輪列ユニットを示す模式図（断面図）である。

以下、この図を参照して本発明のムーブメントおよび時計の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、主として、輪列ユニットの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図７に示すように、本実施形態では、輪列ユニット９は、樹脂歯車９１の小歯車９１２と噛合する検出歯車９５（秒検出歯車）を有している。検出歯車９５は、金属歯車９３と同じ歯数を有し、金属歯車９３と同じ回転周期で回転する。

樹脂歯車９１と検出歯車９５とには、それぞれ貫通孔が形成され、検出歯車９５が一回転する間の１箇所で、検出歯車９５の貫通孔と樹脂歯車９１の貫通孔とが平面視で重なるように形成されている。検出歯車９５および樹脂歯車９１と、地板２１との間には図示しない光センサ用回路基板が配置され、光センサ用回路基板には、各貫通孔が重なる位置と平面視で同じ位置に、発光ダイオード（ＬＥＤ）や発光ポリマー（ＯＬＥＤ）、無機ＥＬなどの発光素子が設けられる。また、回路基板２３には、各貫通孔が重なる位置と平面視で同じ位置に、フォトダイオードやフォトトランジスタ、硫化カドミウムセル（Ｃｄｓ）などの受光素子が設けられる。発光素子からの光が、重なり合った各貫通孔を通過し、受光素子で検出されることによって、針４１１が基準位置に位置したことを検出することができる。

また、検出歯車９５は、前記実施形態で述べたような導電性ポリマーおよびカーボン粉末を含む材料で構成されている。これにより、例えば、検出歯車９５の回転軸（中心軸）に配線を接続することなく、検出歯車９５を、樹脂歯車９１を介して金属歯車９３に電気的に接続することができ、検出歯車９５を、電池２３３の正極または負極に電気的に接続することができる。その結果、検出歯車９５の放電を行うことができ、検出歯車９５に静電気が蓄積されて、前述したような不具合が発生するのを防止することができる。検出歯車９５は、第１歯車の一例である。

以上、本発明のムーブメントおよび時計を図示の実施形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、輪列ユニット、ムーブメントおよび時計を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前記実施形態では、電子時計の一例として、腕時計型のものについて説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、置時計、ペンダント型時計、懐中時計等にも適用することができる。

また、輪列ユニットは、上記のような電子時計に限定されず、例えば、スマートグラス、スマートフォン、タブレット端末、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、カーナビゲーション装置、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレータ等に適用することができる。

１…筐体、２…ムーブメント、３…文字板、４…発電手段、５…太陽電池、６…支持部材、８…モーター、９…輪列ユニット、１０…電子時計、１１…外装ケース、１２…カバーガラス、１３…裏蓋、２１…地板、２２…駆動機構、２２Ａ…駆動機構、２２Ｂ…駆動機構、２２Ｃ…駆動機構、２２Ｄ…駆動機構、２２Ｅ…駆動機構、２２Ｆ…駆動機構、２３…回路基板、２５…回路押さえ、３１…時刻表示部、３２…カレンダー表示部、３３…曜日表示部、３４…ａｍ／ｐｍ表示部、３４…マルチインジケーター、３５…デュアルタイム表示部、４１…指針軸、４２…指針軸、４３…指針軸、４４…指針軸、４５…指針軸、４６…指針軸、５１…基板、５２…太陽電池膜、８１…ローター歯車、８２…ローター、８３…コイル、８４…ステーター、９１…樹脂歯車、９２…中間歯車、９３…金属歯車、９４…輪列受け、９５…検出歯車、９６…接続手段、１１１…ケース、１１２…ベゼル、２３２…制御部、２３３…電池、４１１…針、４２１…針、４３１…針、４４１…針、４５１…針、４６１…針、８１１…歯、９１０…大歯車、９１１…歯、９１２…小歯車、９１３…歯、９２０…大歯車、９２１…歯、９２２…小歯車、９２３…歯、９３１…歯

Claims (13)

1. 電池の電力で駆動されるモーターと、
   前記モーターの駆動力を伝達し、導電性ポリマーとカーボン粉末とを含む材料で構成された第１歯車と、
   前記モーターの駆動力を伝達し、金属材料で構成された第２歯車と、
   を備えることを特徴とするムーブメント。
2. 前記第１歯車および前記第２歯車を支持し且つ導電性の輪列受けを有する請求項１に記載のムーブメント。
3. 前記第１歯車および前記第２歯車を支持し且つ導電性の地板を有する請求項１または２に記載のムーブメント。
4. 前記導電性ポリマーは、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンからなる群のうちの少なくとも１種に不純物をドーピングしたものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載のムーブメント。
5. 前記第１歯車における前記導電性ポリマーの含有量は、９０ｗｔ％以上９９．９ｗｔ％以下である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のムーブメント。
6. 前記カーボン粉末の平均粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のムーブメント。
7. 前記第１歯車における前記カーボン粉末の含有量は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のムーブメント。
8. 前記第１歯車は、前記第２歯車と噛合している請求項１ないし７のいずれか１項に記載のムーブメント。
9. 前記第１歯車は、前記モーターの回転軸に固定された歯車と噛合する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のムーブメント。
10. 互いに噛合する複数の前記第１歯車を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のムーブメント。
11. 前記第２歯車は、前記第１歯車よりも従動側に位置している請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のムーブメント。
12. 前記第２歯車に秒針が固定されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のムーブメント。
13. 電池と、
    前記電池の電力で駆動されるモーターと、
    前記モーターの駆動力を伝達し、導電性ポリマーとカーボン粉末とを含む材料で構成された第１歯車と、
    前記モーターの駆動力を伝達し、金属材料で構成された第２歯車と、
    前記電池、前記モーター、前記第１歯車および前記第２歯車を収納するケーシングと、を備えることを特徴とする時計。

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