JP3125584B2 - アナログ電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ電子時計、特
に使用者の動作にともない発生する運動エネルギーを用
いて発電し、２次電源を充電するアナログ電子時計に関
する。特に、アナログ電子時計の部品配置構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアナログ電子時計には、特開昭６
２−４９７８５号公報のように、回転錘の動きにより小
型発電機で発電し、それを２次電源に充電し、そのエネ
ルギーで時計を駆動する自動巻発電時計が開示されてい
る。

【０００３】この従来例では、小型発電機部を時計輪列
部・回路部などの異なる機能部と平面的に独立させ配置
している。又、輪列など軸受部に容易に係合させること
が難しいものは、傾き防止のダボを地板に設けている。
又、コイルの断線を防ぐため、歯車などの駆動する部品
と平面的に重ねないようにしていた。

【０００４】さらに、アナログ電子時計には、特開昭５
６−１０７７７３号公報，実開平６−２２９８９号公報
のように、ステータ、磁心のつぶし形状により時計を薄
型化できる考案が発明されている。

【０００５】発電コイルが巻かれている発電磁心は、板
厚の２乗に比例するうず電流損失を軽減する為、上下同
形状の二層磁心構造とし、発電ステータとの接触部はネ
ジ固定を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、時計の小
型、薄型化を実現しようとすると、以下のような問題が
生じてくる。

【０００７】前述したように小型発電機付アナログ電子
時計を携帯して動かし続けるためには、又、エネルギー
蓄積に余裕を持たせるにはモータ消費電力を極力小さく
し、かつ、発電電力を極力大きくし、消費量より発電量
をより多く確保する必要がある。この為に時計用コイル
・回転錘・発電用コイルなどは性能を満足するサイズが
必要であり、ムーブメント体積に占める割合が大きくな
り、他部品サイズ及び配置に制約をあたえる。回路部
は、回路基板へＩＣ・水晶などの電気素子を実装した部
品であり、最低でも電気素子サイズ、導通部・パターン
部・固定部など以上の外形サイズを確保する必要があ
る。

【０００８】発電輪列は、地板を除く他部品と平面的に
重なることとなり、地板から傾き防止のダボが設けるこ
とができず組立性が非常に困難となる。又、発電輪列と
発電コイルを重ねることで、コイルの断線を防ぐ構造を
必要とする。

【０００９】発電ステータと発電コイルの接触、固定部
においては、地板・発電ステータ・発電磁心及びネジを
積み重ねた総厚以下に抑えることはできない。

【００１０】本発明のアナログ電子時計はこのような課
題を解決するものであって、その目的とするところは、
発電機を有するアナログ電子時計において、より一層の
小型、薄型化を実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転
自在に取付けられ使用者の動作に伴い発生する運動エネ
ルギーを回転運動に変換する回転錘と、前記回転錘の回
転運動を伝達する発電輪列と、伝達された回転運動によ
り回転駆動される発電ロータと、前記発電ロータからの
磁束を流して充電用電気エネルギーとしての充電電圧を
出力する発電コイルと、前記回転錘を軸支する回転錘受
と、時計輪列と、前記時計輪列を軸支する輪列受とを有
し、前記発電輪列の中で、前記回転錘受よりも下部に位
置する発電輪列と、前記輪列受を平面的に重ねて配置し
たアナログ電子時計であることを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１のアナログ電
子時計において、前記回転錘受よりも下部に位置する発
電輪列は前記発電ロータに前記回転錘の回転を伝達する
発電ロータ伝え車の歯車部であり、前記歯車部は前記輪
列受の上部に配置されていることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１のアナログ電
子時計において、前記発電ロータと前記発電コイルと共
に磁気回路を形成する発電ステータを設け、前記発電輪
列の下側軸部が前記発電ステータを貫通していることを
特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項３のアナログ電
子時計において、前記発電ステータと前記輪列受の前記
発電輪列の下側軸部による逃げ穴径が近似することを特
徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４のアナログ電
子時計において、前記輪列受の逃げ穴周辺部が斜面形状
になっていることを特徴とする。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項６の発明は、請求項１のアナログ電
子時計において、前記輪列受は、前記発電コイルと平面
的に重ねて配置したことを特徴とする。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【実施例】図１、図２は、本発明実施例の組立平面図、
図３は図１のI−Iにおける主要部の組立断面図、図４は
同じく図１のII−IIにおける主要部の組立断面図を示
す。

【００２４】図において、１はムーブメントのベースを
なす地板、２は時計用コイル、３はステータ、４はロー
タを示す。ロータ４の回転は、五番車５を介して四番車
７、三番車８、二番車９、日の裏車１０、筒車１１へと
伝達される。又、日の裏車１０は小鉄車１２と噛み合っ
ている。これら輪列群は、輪列受け１３により軸支され
ている。

【００２５】片重りの回転錘２０は、回転錘受２１に固
着されたボールベアリング２２に回転錘ネジ２３で、固
定されている。回転錘２０の下には、回転錘車２４が有
り、同様に固定されている。回転錘車２４は、かな部２
５ａと歯車部２５ｂを持つ発電ロータ伝え車２５のかな
部と噛み合い、又、歯車部２５ｂは発電ロータ２６のか
な部２６ａと噛み合い、回転錘の回転を伝達する。回転
錘車２４から発電ロータ２６までの輪列は、３０から２
００倍程度に増速されており、回転錘２０の回転により
発電ロータ２６は高速で回転することになる。尚、増速
比は発電機の性能や、時計の仕様により、自由に設定す
ることが可能である。

【００２６】発電輪列において、発電ロータ伝え車２５
は、発電ステータ２８の上部へ配置された輪列受１３の
上部に配置している。これは、発電回転中の発電ロータ
伝え車２５の歯車部と接蝕しない程度の小さなスキマを
設け、発電ロータ伝え車２５の傾きを防止し、発電ロー
タ伝え車２５の上側軸部を軸支する回転錘受２１の組立
性を向上するためである。

【００２７】又、発電コイル２９は、発電ロータ伝え車
２５と輪列受１３に平面的に重なっている。これは、前
述したように輪列受１３により、発電ロータ伝え車２５
の傾き防止及び発電ロータ伝え車２５の歯車部と発電コ
イル２９の断線を防ぐためである。

【００２８】又、発電ロータ伝え車２５の下側の軸部
は、発電ステータ２８を貫通するか、発電ステータ２８
の側近に配置されている。輪列受１３の発電ロータ伝え
車２５の軸部が貫通する穴形状は、発電ステータ２８の
貫通穴と近似しており、発電ロータ伝え車２５の歯車側
へ斜面形状を設けている。これは、発電ステータ２８
は、発電ロータ２６、発電コイル２９と共に磁気回路を
形成しており、又、発電コイル２９への鎖交磁束量は、
磁気回路断面の最小飽和磁束量で決まる為、磁束を抵抗
なく、漏れなく通すよう磁気回路内の断面積を十分確保
する必要があり、発電ステータ２８の貫通穴は、極力小
さくしたい。この為、発電ロータ伝え車２５を発電ステ
ータ２８の貫通穴へ組み込みずらい。この解決案として
本案は、輪列受１３に斜面を設け発電ロータ伝え車２５
の軸部を拾い易くし、組立性の向上を図っている。又、
本例では、発電コイル２９と発電ロータ伝え車２５軸部
が近傍の為、組み込みの際、発電コイル２９に軸部にあ
たり断線の恐れがある。この断線防止の為、輪列受１３
を発電コイル２９の上部に覆うように配置してある。

【００２９】輪列受１３の発電ロータ２６が組み込まれ
る穴形状は、発電ロータ２６の最外径より大きな穴とな
っている。これは、前述のように本案が、発電ロータ伝
え車２５の下部に輪列受１３が配置され、図３のよう
に、発電ロータ伝え車２５歯車と噛み合う発電ロータ２
６かなが磁石径よりも小さいので、ムーブメント組み込
み順番が、輪列受１３、発電ロータ２６、発電ロータ伝
え車２５の順となる為である。

【００３０】発電ロータ２６には、永久磁石２７が固着
されているので、回転のたびに方向の異なる磁束が発電
ステータ２８を経由し、発電コイル２９に流れ、コイル
に誘起電圧が発生する。発電コイル２９の端末は、コイ
ルリード基板３９のパターンに接続され、止めねじ４４
で回路押え板３８を介して回路基板３７と圧接し、回路
と導通されている。発電コイル２９と発電ステータ２８
は止めねじ４６、４７で圧接され、磁気経路を形成して
いる。

【００３１】図４のように、発電ステータ２８は、発電
コイル２９との接触、固定部近傍で曲げ部を設け、さら
に発電コイル２９の接触面と反対側にサライ加工、圧延
加工などの薄肉形状を設けている。また、発電コイル２
９と共に接触、固定される発電ステータ２８の地板１と
の接触面（以降発電ステータ２８固定部下面と呼称す
る）が、発電ロータ２６近傍の下面と同じか、又は下面
より下部に位置している。

【００３２】ただし、この配置では、ステップモータの
ステータで構成されているが、基本的に構成が同じ為、
発電機の発電ステータで説明する。これは、発電回転中
側圧の加わる発電輪列の上下ほぞ部にボールベアリング
などの軸受構造を採用することは、軸受負荷を減らし発
電性能をアップさせる効果がある。この為、穴石に比べ
部品数の多く、サイズの大きいボールベアリングなどを
組み込むには、発電ステータ２８下部にそのスペースを
確保する必要があり、発電ロータ２６近傍の発電ステー
タ２８下面は、ある程度高い位置にある。又、発電ステ
ータ２８の発電コイル２９の接触、固定部は、薄肉形状
である。発電ステータ２８固定部下面の地板１の肉厚
は、発電ステータ２８、発電コイル２９を固定するネジ
ピン３０を保持するだけの最小肉厚とし、ムーブメント
の薄型化を図っている。又、発電ステータ２８の薄肉部
を発電コイル２９との接触面とは反対側に設けること
で、接触面が薄肉加工により、ひずみ、傾き、凹凸を生
じず安定して磁気導通可能となる。

【００３３】発電ステータ２８の固定部と発電ロータ２
６近傍部との中間の発電ステータ２８の下面は、発電ス
テータ２８固定部下面よりも下部に位置している。これ
は、前述のように、発電ステータ２８固定部と発電ロー
タ２６近傍部は、断面的にある程度の高さを必要とする
が、中間部においては、磁束を磁気抵抗なく通す必要が
ある為、地板１の肉厚は薄くても問題はない。この為、
地板１の肉厚は、機能上必要な部分は付け、不必要な部
分は他部品を配置する効率的な部品レイアウトとなる。

【００３４】発電コイル２９は、図１、４のように、発
電磁心２９ａ，２９ｂの２層磁心構造で、かつ上下層の
発電磁心が異形状である。ただし、少なくともコイル巻
き線部の磁心形状は、同じである。また、発電コイル２
９の発電ステータ２８との接触部は、上層磁心の発電磁
心２９ａのみが、発電ステータ２８と接触している。こ
れは、２層磁心とすることにより、磁心の板厚の２乗に
比例するうず電流損失を軽減し、発電性能のアップを図
り、さらに、発電ステータ２８と１層磁心のみで接触す
ることで、ムーブメントの薄型化が可能となっている。
また、つぶし加工をせず、発電ステータ２８との接触部
を薄型化しているため、接触面が凸凹せず、安定して磁
気導通可能となる。当然、発電コイル２９は、２層磁心
に限ることなく、３層以上の多層磁心構造においても適
用され、また本例の発電コイルに限ることなくモータの
時計用コイルにおいても適用される。また、最下層の磁
心を平面的に異形状とはせず、発電ステータとの接触部
を薄肉形状としてもムーブメントの薄型化は可能とな
る。

【００３５】本案の発電磁心２９ａは、発電ステータ２
８の薄肉部及び厚肉部まで接触している。これは、前述
したように、接触部において磁束を抵抗なく、漏れなく
通す為、発電ステータ２８の厚肉部分から発電磁心２９
ａへ導通し、発電性能を劣化させないようにしている。

【００３６】本案の発電コイル２９のコイル枠２９ｃ
は、発電磁心２９ａの１層のみでコイル長手方向の位置
決めを行っている。これは、磁心の貼り付け時、部品及
び治具の公差により当然貼り付けズレが生じ、コイル長
手方向にズレるとコイル巻き長さが短くなり、巻数の少
ない、又は抵抗値の大きいコイル特性の悪いコイルとな
る。一方の磁心のみで位置決めを行えば、磁心貼り付け
ズレに左右されることなくコイルを巻くことができ、結
果として発電性能の向上が図れる。

【００３７】次に回路関係として、３１が水晶ユニッ
ト、３２がＭＯＳＩＣチップ、３３が補助コンデンサ、
３４が整流のためのダイオード、３５、３６は昇圧コン
デンサを示す。これら素子は、フレキシブルな回路基板
３７に実装されている。回路基板３７は、ばね部を有し
た回路押え板３８で上から押さえられ、ねじ固定されて
いる。４０は２次電源のキャパシタであり、それぞれの
電極はプラス端子、マイナス端子により、回路基板３７
のパターンと電気接続されている。本例の回路は、２次
電源４０の電圧を昇圧コンデンサ３６で昇圧し、補助コ
ンデンサ３３に蓄え時計を駆動する特開昭６０ー２０３
８８７の方式を採用している。

【００３８】図３において、回路基板３７は、回転錘受
２１よりも断面的に下部に配置されている発電ロータ２
６、発電ロータ伝え車２５、発電ステータ２８及び発電
コイル２９などの発電機部品と平面的に重ねることで回
路基板サイズを広げ、パターンの引き回し、電気素子の
レイアウトを可能としている。また、発電輪列などはム
ーブメントの中央に位置しているため、発電輪列の平面
範囲が、回路基板となるとパターンの引き回しも容易と
なる。さらに、パターンの引き回しが容易となることに
より、回路基板サイズも小さくすることができる。

【００３９】１４は外部操作部材で、この操作を制御す
るおしどり１５は、外部操作部材１４の溝と係合し、か
んぬき１６により位置規制されている。カンヌキ１６
は、外部操作部材１４に案内されたつづみ車１７の溝と
係合している。又、外部操作部材１４の動きに連動し
て、輪列を規正すると共に、回路をリセットする規正レ
バーを所有しているが、図示はしていない。おしどり１
５とかんぬき１６は、止めねじ４５で固定されたおしど
り押え１８により、上方向を決められている。これら切
換の作動については、周知であるので説明を省く。

【００４０】前述において、回転錘２０は外周部に厚肉
部２０ａを有し、ムーブメントを構成するほとんどの内
臓部品の外側を回転する軌跡をとっている。その厚肉部
に対し、発電コイル２９は少なくとも一部が、本案では
コイル巻線部が平面的に重なっている。又、発電コイル
２９の巻線部は、発電ロータ伝え車２５の歯車２５ｂと
重なっている。又、回路を構成するＭＯＳＩＣチップ３
２及び回路基板３７と重なっている。

【００４１】図３において、発電輪列を構成する発電ロ
ータ伝え車２５の上ほぞは、回転錘受２１に固着された
軸受ボールベアリング５０により、案内されている。軸
受ボールベアリング５０は、外輪５０ａが回転錘受２１
と固定され、複数のボール５０ｂが直に発電ロータ伝え
車２５の上ほぞと係合している。発電ロータ伝え車２５
の上方向の位置決めは、外輪５０ａに固定された押え輪
５０Ｃにより行われている。又、外輪５０ａは、非磁性
の材料で作られている。これは、発電機に及ぼす磁気的
影響を減少させるためであるが、影響の無視できる場合
はスチールなどの磁性材でも良い。又、影響の大きい場
合には、外輪だけでなく他の部分についても非磁性材に
変えることも考えられる。又、発電ロータ２６の下ほぞ
側にも軸受ベアリング５１を使用している。こちらも材
料については、前述同様磁性材、非磁性材を使い分ける
必要があるが、磁石近傍ということもあり、少なくとも
外輪は非磁性材にすることが、望ましい。軸受ベアリン
グ５１は外輪５１ａ，ボール５１ｂ、押え輪５１Ｃから
なり、外輪５１ａで発電ロータ２６のアガキを決めてい
る。

【００４２】軸受ベアリング５０、５１は共にリテーナ
を使用せず、小型化、低コスト化を狙っているが、リテ
ーナを使用しても問題ない。軸受けベアリング５０は、
外輪５０ａの穴付近がボール５０ｂ側に突出し、押え輪
５０ｃとのスキマがボール５０ｂの外径より小さくなっ
ている。そのため、発電ロータ伝え車２５の組み込み前
であっても、ボール５０ｂが外れてしまうことはない。
又、発電ロータ伝え車２５の組み込み前、ボールがある
程度ずれるので、外輪５０ａとのスキマがあき、洗浄で
汚れが落ち易くなっている。軸受ベアリング５１につい
ても、外輪５１ａ、押え輪５１ｃにあいている穴が、ボ
ール５１ｂの外径より小さいので、ボールの外れはなく
同様の効果を持つ。前記ベアリングは両方とも径方向の
効果を主としているので、上下方向のガタは大きくても
良い。

【００４３】本例では、発電ロータ伝え車２５の上と、
発電ロータ２６の下にベアリングを使用しているが、こ
れは以下の理由による。発電ロータ伝え車２５は、回転
錘車２４と噛み合わせるために、回転錘受け２１の上側
にかな部２５ａが飛び出している。従って、受と地板で
上下から案内する一般の構成をとるには、軸受部径をか
な外径より大きくすることになり、軸受負荷が増大す
る。又、発電ロータ２６と磁石２７が発電ステータ２８
に引きつけられており、その力が下ほぞ側に加わるの
で、負荷が増大する。これらの部分にベアリングを用い
ることにより、軸受負荷を減らし発電効率をアップさせ
る効果がある。尚、発電ロータ伝え車の下や、発電ロー
タの上についても採用すれば、より効率よくなる。

【００４４】

【発明の効果】以上の発明により、以下の効果を有す
る。

【００４５】本発明は、まず請求項１のように、発電輪
列と輪列受の特徴ある配置は、スペースを有効に活用し
効率的な部品配置を可能とする。

【００４６】以上によりムーブメントの小型化を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施例の平面図。

【図２】 本発明実施例の平面図。

【図３】 図１のＩ−Ｉにおける主要部の組立断面図。

【図４】 図１のII−IIにおける主要部の組立断面図。

【符号の説明】

１ 地板 ２ 時計用コイル ３ ステータ ４ ロータ ５ 五番車 ７ 四番車 ８ 三番車 ９ 二番車 １０ 日の裏車 １１ 筒車 １２ 小鉄車 １３ 輪列受 １４ 外部操作部材 １５ おしどり １６ かんぬき １７ つづみ車 １８ おしどり押え ２０ 回転錘 ２１ 回転錘受 ２２ ボールベアリング ２３ 回転錘ねじ ２４ 回転錘車 ２５ 発電ロータ伝え車 ２６ 発電ロータ ２７ 磁石 ２８ 発電ステータ ２９ 発電コイル ３０ ネジピン ３１ 水晶ユニット ３２ ＭＯＳＩＣチップ ３３ 補助コンデンサ ３４ ダイオード ３５、３６ 昇圧コンデンサ ３７ 回路基板 ３８ 回路押え板 ４０ ２次電源 ４１ マイナス端子 ４５、４６、４７ 止めねじ ５０、５１ 軸受ボールベアリング

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に取付けられ使用者の動作に伴
   い発生する運動エネルギーを回転運動に変換する回転錘
   と、前記回転錘の回転運動を伝達する発電輪列と、伝達
   された回転運動により回転駆動される発電ロータと、前
   記発電ロータからの磁束を流して充電用電気エネルギー
   としての充電電圧を出力する発電コイルと、前記回転錘
   を軸支する回転錘受と、時計輪列と、前記時計輪列を軸
   支する輪列受とを有し、 前記発電輪列の中で、前記回転錘受よりも下部に位置す
   る発電輪列と、前記輪列受を平面的に重ねて配置したこ
   とを特徴とするアナログ電子時計。
2. 【請求項２】 請求項１のアナログ電子時計において、
   前記回転錘受よりも下部に位置する発電輪列は前記発電
   ロータに前記回転錘の回転を伝達する発電ロータ伝え車
   の歯車部であり、前記歯車部は前記輪列受の上部に配置
   されていることを特徴とするアナログ電子時計。
3. 【請求項３】 請求項１のアナログ電子時計において、
   前記発電ロータと前記発電コイルと共に磁気回路を形成
   する発電ステータを設け、前記発電輪列の下側軸部が前
   記発電ステータを貫通していることを特徴とするアナロ
   グ電子時計。
4. 【請求項４】 請求項３のアナログ電子時計において、
   前記発電ステータと前記輪列受の前記発電輪列の下側軸
   部による逃げ穴径が近似することを特徴とするアナログ
   電子時計。
5. 【請求項５】 請求項４のアナログ電子時計において、
   前記輪列受の逃げ穴周辺部が斜面形状になっていること
   を特徴とするアナログ電子時計。
6. 【請求項６】 請求項１のアナログ電子時計において、
   前記輪列受は、前記発電コイルと平面的に重ねて配置し
   たことを特徴とするアナログ電子時計。