JP3033147B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の電子時計は、超音波モータを用いた電子時計
のムーブメント構造に関する。

〔従来の技術〕

従来は、実開平１−87287、実開平１−93589の様に、
指針表示位置である時計体の中心位置に、圧電素子を添
付したステータを配置し、振動を加えられたステータに
押圧した摩擦力で回転駆動するロータを、指針表示車で
ある四番車、分車に一体形成したものが、提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のように時計体中心部に、圧電素子を添
付したステータを配し、かつ、ロータも時計体中心に位
置する指針表示車に、一体で形成された場合、ロータ形
状に針取付け部が付加されるため、共振が起こしにくく
なり、また、指針表示車であるところの四番車、分車に
ロータを付加させるため、従来の電子時計のように一周
60ステップの駆動をさせようとした場合、駆動の分割精
度を出すことが困難となる。さらに、落下などの外乱に
対しても、ロータに取り付けられた針が、回転力をも
ち、針位置ズレを生ずるが、従来の構造においては、そ
の回転力に打ち勝つために、ロータとステータの摩擦力
を強くする必要があった。このため、必要トルクを発生
するために、低電圧化、低消費電圧化が困難となる。

構造上からも、時計体中心部に、圧電素子を添付した
ステータ、指針表示車に形成されたロータを、断面的に
重ねて配置する必要があった。そのため、時計体厚みが
厚くなり、現在の時計のドレス化傾向における薄型ムー
ブメントを実現するために大きな妨げとなる問題点も有
していた。

そこで、本発明の目的は、超音波モータを変換器に用
いる時計において、ロータから一定の減速を与え指針表
示し、高トルク、高精度、低消費電力化、低電圧化を実
現し、さらに、薄型のムーブメントを提供でき、従来の
問題点を解決するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電子時計は、圧電素子を添付したステータを
超音波で振動させ前記ステータに押し圧されたロータを
回転駆動させる超音波モータ、時刻表示用の指針を駆動
する輪列、前記超音波モータに電気的信号を与えるICを
有する回路基板、前記回路基板の駆動源としての電源、
外部操作部材により時刻修正を行うための修正部材を有
する電子時計において、 前記ロータはロータ板とロータかななり前記ロータか
なと一定の減速比をもって噛み合う歯車を有し、時計体
の中心に配置された秒表示用四番車及び分表示用輪列の
二番車、前記四番車から二番車への伝達輪列であるとこ
ろの三番車、時表示用輪列の時計体中心位置に配置され
た筒車、前記二番車から筒車への伝達輪列であるところ
の日の裏車からなり、 前記四番車はステータ及びロータと平面的に重なり、
かつ断面的には異なる高さには位置され、 前記三番車及び日の裏車は前記ステータと平面的に異
なる位置に配置されていることを特徴とする。

また、前記ロータかなと一定の減速比をもって噛み合
う分歯車、時計体の中心位置に配置された表示用筒車、
前記分車から前記筒車への伝達輪列であるところの日の
裏車からなり、 前記分歯車がステータ及びロータと平面的に重なり、
かつ断面的には異なる高さに配置されており、前記ステ
ータと平面的に異なる位置に配置されていることを特徴
とする。

また、電源であるところのボタン型電池が、前記ステ
ータと平面的に重なり合わない位置に配置したことを特
徴とする。

また、前記回路基板は断面的に圧電素子を添付したス
テータの圧電素子側に配置されていることを特徴とす
る。

〔実 施 例〕

第１図は、本実施例を示す平面図である。第２図から
第５図は、本実施例を示す要部断面図である。

１は、時計体の基枠であることろの地板である。その
上部にフレキシブルな材質より成り、電気信号を発生す
るIC24と、時間基準発生源であるところの水晶振動子25
が実装された回路基板５が載置されている。また、21
は、電源であるところのボタン型電池であり、最上部に
配置された回路押え板４に形成されたばね部が、前記ボ
タン型電池21の側面を押圧し、固定されている。この電
池より、地板に形成されたダボにより案内された、弾性
部材よりなるマイナス端子22により、電池21の陰極缶を
押圧しマイナス導通がとられている。また、このマイナ
ス端子は、上部に、回路基板のマイナスパターンが、接
触し、さらに、その上部に、第二輪列受３、回路押え板
４を、ねじ26により締めつけることにより、回路基板と
の導通をとっているものである。プラス導通は、回路押
え板４に形成された電池固定ばね部より、陽極缶側面を
押圧し、電池固定とともに、そのプラス導通がとられて
いる。また、電池21は、超音波モータ体を構成するステ
ータ７と平面的に重なりあわない位置に配置されてい
る。これにより、ムーブメント厚みに対して、薄型化が
可能となった。前記水晶振動子は、地板１に形成された
Ｖ字型の傾面部に、回路基板よりオーバーハング形成さ
れたプラスパターンを介して配置されており、回路押え
板４より出たばね部に押圧され、固定されるとともに、
下部プラスパターンより、回路へのプラス導通がとられ
ているものである。

変換器であるところの超音波モータは、ステータ７、
圧電素子８、ロータ板6a、ロータかな6bより成るロータ
により、構成されている。

ステータ７に、振動子としての圧電素子８が接着固定
されており、電圧を印加することにより、ステータへの
振動が誘起できるものである。また地板１に打込み固定
されたねじピン27に、ステータ７は、案内され、さらに
フランジ部をねじ26により固定されている。ステータ７
の外周部には、振動を増幅するための突起部が複数形成
されており、その上部にロータ板6bが載置されている。
また、ロータは、前記ロータ板6bとロータかな6aがアッ
センブルされており、ロータかな6aに形成されたホゾを
輪列受２に打込まれた軸受石2aにより平面位置決めされ
ている。また、ロータ板6bは、外周部に平面方向の突起
が、４ヶ所に形成されており、この部分がステータ７に
形成された突起の振動により回転するものである。

本実施例の超音波モータは、特願平１−273082で周知
のとおり、ステータに誘起された振動の節を移動するこ
とにより、節部に安定したロータを随時移動することに
よる波動ステップモータである。圧電素子８は、12の振
動要素に分割されており、面的に４分割（節部）した対
向する６つの振動要素には、同一の駆動波形が印加され
ている。前記駆動波形を、毎秒、30゜毎移動することに
より、節部が同様に30゜移動し、それに追従するロータ
が毎秒30゜のステップモータとなる。

前記のとおり、ステップ駆動するロータは、ロータか
な6aに形成されたホゾが、輪列受を貫通し、上部よりね
じ26により固定されたロータ押えばね33により押圧し、
ロータの回転力にかかわるステータとロータの摩擦力を
得ている。

また、断面的に、圧電素子８側に位置し、地板１に載
置した回路基板５に、ねじピン27と同心でかつ、径大の
穴を設け、この穴部にオーバハングした弾性材からなる
パターン5aを、前記圧電素子８の12ヶの振動要素にばね
接触させ、回路導通をとるものである。振動体である圧
電素子への導通は、振動状態への影響を極力減少させる
ため、振動に多く寄与しない、中心部で行なうことが周
知である。そのため、本発明のごとく、回路基板を圧電
素子側に配置することにより、従来、考案されたリード
線等によるハンダ付けなどの複雑な構造を必要とせず、
本実施例のようなばね接触による簡略な構造が可能とな
る。さらに、簡略構造のため、その構成部品も減少で
き、ムーブメント厚みを薄くすることが可能となる。

ステップ駆動するロータは、1/5の減速比をもって四
番歯車9aと噛み合っている。四番歯車9aは、ステータ７
と平面的に、重なる位置にあり、かつ、断面的には、上
部に一定のすきまを持って配置されている。本実施例の
ように四番歯車とステータを平面的に重ねることは、一
回の減速で伝達することである。これに対し、複数の減
速により四番車に伝達した場合、伝達用輪列が増加し、
ムーブメントの平面サイズを増大させてしまうことにな
る。また、時計体の中心位置に超音波モータ体を配置し
てダイレクトで駆動させることは、明らかにムーブメン
ト厚みを増大させてしまうものであり、本発明の構造
が、ムーブメントサイズへの最適構造であると言える。
また、本来、超音波モータは高トルク発生が可能である
が、減速をすることにより、さらに高トルクを得られる
ものである。

四番歯車9aをアッセンブルし、一体となる四番かな9b
は、毎秒のステップ駆動で秒表示をしている。さらに、
地板１に打込み固定された軸受石1aと、第二輪列受３に
打込み固定された軸受石3aに軸支された三番車10は、二
番かな9aと噛み合い、三番かなに噛みあった二番歯車に
伝達を行なうものである。三番車10は、前記ステータ７
と平面的に重なりあわない位置にある。三番車をステー
タ下部に配置した場合、本実施例に対して、三番車10
と、第二輪列受３の厚み分が増加し、結果的にムーブメ
ント厚みを増大させてしまうことになる。

二番車10からの分表示用二番車11、日の裏車14を介し
て、時表示用筒車12に伝達されている。三番車、同様
に、日の裏車14は、ステータ７と平面的に重なり合わな
い位置にあり、そのムーブメント厚みを減少させること
を可能としている。

外部操作部材である巻真16は、地板２に形成された横
穴に支持されている。この巻真16に係合、連動し、地板
１に打込み固定されたおしどり軸32を回転中心に回転す
るおしどり18は、地板のダボを回転中心に回転するかん
ぬき19と、かんぬきのばね部の反力をもって係合し、共
に位置決めされている。また、巻真16に形成された角部
に案内されたつづみ車17の溝部に、前記かんぬきが、係
合し、その位置決めがされている。さらに、地板ダボを
回転中心に回転する規正レバー20が、かんぬき19のつづ
み車係合部先端で、平面的に係合している。時刻修正時
に、巻真16を引き出し操作することにより、おしどり18
の回転移動に連動し、かんぬき19も、作動し、クリック
感を発生するとともに、つづみ車17を時計体中心方向に
作動させ、小鉄車15と噛み合う。また、かんぬき19に係
合した規正レバー20も回転移動し、四番歯車9aを規正
し、時刻修正可能とする。また同時に規正レバー20の一
部に形成されたばねで回転基板パターンと接触し、回路
リセットがかかる。この状態で、巻真16を回転操作する
ことにより、つづみ車17が回転させられ、さらに小鉄車
15、日の裏車14を介して、二番歯車の回転修正が可能と
なる。また、これらの時刻修正部材は、第二輪列受３に
より、アガキ決めがされており、さらに第二輪列受３
は、地板に打込み固定されたねじピン28、29に案内さ
れ、輪列受２を介して、ねじ26で固定されている。本実
施例の時刻修正手段は、機械式の構成であるが、電子修
正による時刻修正手段も可能である。

以上の構成により、超音波モータの回転を減速して秒
表示させるため、その回転の位置決め精度も向上し、さ
らに高トルクが得られるため、落下等の衝撃に対しても
十分な安全率が得られるものである。また、１回の減速
で構成されているため、時計体のムーブメント厚み及
び、平面サイズを減少させることができる。同様に、ム
ーブメント厚みについては、伝達輪列及び、電池を超音
波モータ体のステータとオフセット配置したことによ
り、さらに減少させることが可能となった。また、回路
基板の配置を、圧電素子側にしたことにより、圧電素子
と回路基板の導通構造の簡略化ができ、部品数の低減、
部品加工工程の削減、信頼性の向上がはかられた。

本実施例は、三針時計について述べたが、四番車を分
車とし、分車から日の裏車を介して、筒車に伝達する構
造と考えることによって二針時計においても、同様の効
果が得られるものである。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、超音波モータより、
減速し秒表示を行なうため、高精度の指示が可能とな
り、さらに高トルクが得られることにより、低電圧化、
低消費電力化がはかられるとともに耐衝撃性も格段に向
上した。また、三番車、日の裏車、電池を、ステータと
重なりあわない位置に配置したことと併せて、ムーブメ
ントの小型薄型化が実現でき、時計のデザインバラエテ
ィーを豊富にする効果も得られた。また、回路基板の圧
電素子側への配置により、簡略化した導通構造が可能と
なり、部品削減、高信頼化、ローコストがはかられると
いう大きな効果も得られるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の電子時計の実施例を示す平面図。 第２図は、本発明の電子時計の超音波モータ部、輪列部
を示す断面図。 第３図は、本発明の輪列及び、時刻修正部を示す断面
図。 第４図は、本発明の時刻修正部を示す断面図。 第５図は、本発明の電池、回路部を示す断面図。 １……地板 ２……輪列受 ３……第二輪列受 ４……回路押え板 ５……回路基板 6a……ロータかな 6b……ロータ板 ７……ステータ ８……圧電素子 9a……四番歯車 9b……四番かな 10……三番車 11……二番車 12……筒車 14……日の裏車 15……小鉄車 16……巻真 17……つづみ車 18……おしどり 19……かんぬき 20……規正レバー 21……電池 22……電池マイナス端子 24……ICチップ 25……水晶振動子 26……ねじ 33……ロータ押えばね

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子を添付したステータを超音波で振
   動させ前記ステータに押圧されたロータを回転駆動させ
   る超音波モータ、 時刻表示用の指針を駆動する輪列、 前記超音波モータに電気的信号を与えるICを有する回路
   基板、 前記回路基板の駆動源としての電源、 外部操作部材により時刻修正を行うための修正部材を有
   することを特徴とする電子時計において、 前記ロータはロータ板とロータかなよりなり、 前記ロータかなと一定の減速比をもって噛み合う歯車を
   有し、 時計体の中心に配置された秒表示用四番車及び分表示用
   輪列の二番車、 前記四番車から二番車への伝達輪列であるところの三番
   車、 時表示用輪列の時計体中心位置に配置された筒車、 前記二番車から筒車への伝達輪列であるところの日の裏
   車からなり、 前記四番車はステータ及びロータと平面的に重なり、か
   つ断面的には異なる高さに配置され、 前記三番車及び日の裏車は前記ステータと平面的に異な
   る位置に配置されていることを特徴とする電子時計。
2. 【請求項２】前記ロータかなと一定の減速比をもって噛
   み合う分歯車、 時計体の中心位置に配置された表示用筒車、 前記分歯車から前記筒車への伝達輪列であるところの日
   の裏車からなり、 前記分歯車がステータ及びロータと平面的に重なり、か
   つ断面的には異なる高さに配置されており、前記ステー
   タと平面的に異なる位置に配置されていることを特徴と
   する請求項１記載の電子時計。
3. 【請求項３】電源であるところのボタン型電池が、前記
   ステータと平面的に重なり合わない位置に配置されたこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の電子時計。
4. 【請求項４】前記回路基板は断面的に圧電素子を添付し
   たステータの圧電素子側に配置されていることを特徴と
   する請求項１又は２記載の電子時計。