JP4188589B2 - 特にウォッチにおいて振動重錘により発電器を駆動するためのアンチショック伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬装置の発電器のロータを振動重錘によって駆動するためのアンチショック伝達装置であって、一方を振動重錘の運動により回転駆動可能とし、他方を発電器ロータに運動接続により連結し、共通の回転軸を有する中軸および中間歯車と、中軸に連結された内側端および中間歯車に連結された外側端を有する螺旋状スプリングとを含む伝達装置に関する。本発明はまた、そのような伝達装置を介し振動重錘により駆動される発電器を含む腕時計にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような装置は、特に使用者が着用する小型装置で、使用者の運動によって振動重錘が振れ、通常は回転する装置において使用され得る。その装置は、たとえばウォッチ・ムーブメントおよび／または他の作動要素が発電器により充電されるエネルギー蓄積装置によって動作する腕時計等であるが、これに限るものではない。振動重錘は一般に通常動作ではかなり低速で回転し、発電器ロータは十分な電圧を生成するために高速回転しなければならないため、増速伝達機構をそれらの要素間に使用する必要がある。発電器ロータに１個の自転する永久磁石を含む場合には、必要な速度伝達比は１００程度であり、通常は２段歯車伝達装置によって得られる。
【０００３】
そのような構成は、たとえば装置が偶然に落下し、振動重錘の甚だしい加速の発生による衝撃のあった場合には損傷を被ることがある。ロータおよび第２の伝達段階の質量が小さいのに拘わらず、その慣性により、速度伝達比が大きいために、無視できない抵抗トルクが生じる。そのような衝撃はまた、伝達装置および発電器に永続的に損傷を与える。それ故に、この種の伝達装置用の様々なアンチショック装置が提案されてきた。
【０００４】
ヨーロッパ特許第０３２６３１２号は、振動重錘と発電器ロータの間の摩擦伝達装置を提案している。摩擦は、伝達されるべきトルクが可容値を超えたときに中間歯車およびピニオンがその軸を滑走するように計算される。しかしながら、そのような摩擦装置では、一方では大規模製造で定常値の摩擦を得ることが困難なため、他方では使用中の摩擦条件の変化が不可避であるため、限界トルク値が相当に変化する可能性がある。
【０００５】
ヨーロッパ特許第０７９１８６７号は、ここでプリアンブルに示したタイプの伝達装置を提案している。その引用した書類の図１６から１８に示された実施形態では、フラットな螺旋状スプリングの内側端が振動重錘により駆動される中軸に剛性取り付けられ、同時にその外側端が発電器ロータのピニオンに噛合される中間歯車に剛性取り付けられる。スプリングは、正規作動では実質的に変形しない十分な剛性を有する。振動重錘が通常より僅かに大きく駆動されたとき、たとえば腕に着用したウォッチが突然に動かされたとき等には、スプリングが歯車への損傷を回避するのに十分な程度変形することができる。振動重錘のさらに著しい加速があったとき、たとえばウォッチが地面に落下したとき等は、螺旋状スプリング固定部が抵抗する可能性が大きい。しかし、螺旋状スプリング自体が受ける応力がスプリングまたはその付属品の不可逆的な損傷または破損を招来するおそれが多分にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、この種のアンチショック伝達装置を完成し、同時に摩擦制動の使用を回避し、たとえば、ＩＳＯ１４１３規格に規定された値５０００ｇまで（但し、これに限定せず）の一定強度の衝撃を装置が受けた際にスプリングまたはその付属品の損傷を回避する簡潔で安価な構造を創生することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、したがってプリアンブルに示したタイプのアンチショック伝達装置であって、中軸にその周囲に配分された一連の中空部を含み、かつスプリングの内側端が前記中空部のいずれか１つにスプリングの弾性により係合し、伝達装置の少なくとも一方の回転方向に十分な力を受けたときに中空部から解放可能とすることとを特徴とする装置に関する。
【０００８】
したがって、内側端をスプリング自体の弾性による爪機構により中軸に連結することが考察され、この爪機構はスプリングの巻回が中軸の一方向回転により十分に外向きに押し戻され、スプリングの内側端が噛合していた中空部に留まり得なくなったとき解放可能とされる。一種の爪を形成するこの端部は、中空部から外れ、次いで条件が許容次第、次の中空部に再び係合する。スプリング端部の解放をし易くするため、各中空部に傾斜側部を含めることが好ましく、かつスプリングの内側端には内向きに突出し、前記傾斜側部に当接可能で前記力を受け前記力が限界値を超えるまで傾斜側部を摺動できる部分を含めることができる。
【０００９】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明に記載するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１で分かるように、ウォッチ・ムーブメントのプレート３に搭載された回転する振動重錘２を備える機構１は、回転速度を増速するアンチショック伝達装置５を介して超小型発電器のロータ４を回転駆動する。
【００１１】
機構１は、従来からの形態で構成される。ねじ７および管状ナット８によりプレート３に取り付けられた中央ベアリング・サポート６により玉軸受１１を介して歯付きホイール１０が支持される。半円形の振動重錘２がリング１２を介して歯付きホイール１０に取り付けられ、ウォッチの中心軸１３周囲に回動可能とされる。
【００１２】
発電器のロータ４は、ピニオン１６付きの軸１５に取り付けられた永久磁石１４を含む。軸１５端部のピボットは、それぞれ石１７および１８によってプレート３およびブリッジ１９に取り付けられ、ブリッジ１９は、脚部２１により発電器のステータ２０に取り付けられる。ロータ・マグネット１４はステータのリセス２２内で回転する。
【００１３】
伝達装置５は、ピニオン２５が設けられかつホイール１０の歯２６に噛合する中軸２４と、ロータ４のピニオン１６に噛合する外側歯２８が設けられたバレル２７により形成される中間歯車と、軸２４およびバレル２７を回転中に弾性状態に連結する螺旋状スプリング３０とを担持する。中軸２４は、それぞれ石３１および３２によりプレート３およびブリッジ１９に回動自在に取り付けられ、軸３３を中心にして回動する。
【００１４】
バレル２７について図２から６を参照しさらに詳細に説明する。図３は、バレル２７に取付前の休止状態にある螺旋状スプリング３０の形状を示す。その内側端の曲折部３４は、スプリングの第１の内側巻回３６の隣接部と約１３５°の鈍角度３５を形成する。曲折部３４は自由端３７を有する。スプリングの外側端３８は、固定プレート３９に溶接される。この例では、スプリング３０は断面０．０４ｍｍ×０．５ｍｍのスチール帯により形成され、休止時には内外端間で８．５巻回あり、巻回間はギャップにより相互に離間している。休止時の内側巻回３６の径は約１．３ｍｍであり、外側巻回４０の径は約３．４ｍｍである。このタイプの螺旋状スプリングは、一般に休止時巻回間の所望ギャップを得るために３グループで製作されることに留意されたい。スプリングは、スプリングの内側端を保持する３つのクランプが設けられたチャックの周囲で３つの対応する帯を圧延し、次いで内側応力を熱処理により除去することによって形成される。この方法によって、各スプリング端部に曲折部３４が自動的に製作され、この端部形状を得るための追加作業を要しない。
【００１５】
図２から４に関し、バレル２７には、円筒状ドラム４１を含む成形プラスチック部と、中軸２４の円筒状ショルダ４３のまわり回転する平らな底部４２と、バレル４１周囲の歯２８と、バレルの上面を構成するとともに中軸２４のショルダ４６のまわりを回転するカバー４５を取り付けるために使用される３つの脚部４４とが含まれることが分かる。このカバーは、図５および６ではバレルの内側が見えるように省かれている。スプリング３０の固定プレート３９はドラム４１のリセス４７にロックされている。
【００１６】
バレル２７の内側では、中軸２４の拡大部分５０に一連の中空部５１が設けられ、その中空部５１が拡大部分周囲に配分されている。本例においては、４つの中空部５１が設けられ、中軸２４に垂直な面においてほぼＶ字形の非対称形状を成し、その最長の分岐部は傾斜側部５２を形成し（図５）、他方の側部５３はほぼ半径方向に中空部の端縁５４に至る。中空部５１同士の間で、スプリング３０はこれを案内する２つのリム５６（図２）が端縁を成す円弧状の支承面５５に静止することができる。ショルダ５５の径は休止時スプリングの第１の巻回３６の径より僅かに大きく、そのためにスプリングの弾性によってスプリングの曲折端３４が中空部５１のいずれか１つに係合しやすく、それによって第１の巻回３６が中軸の支承面５５に軽く圧着する。
【００１７】
ウォッチが動いていないときは、振動重錘２は停止し、伝達装置５は発電器ロータ４にトルクを伝えず、あるとすればステータ２０に対する磁石１４への僅かな位置決めトルクであろう。次いで伝達装置５は図４に示す平衡状態となる。ウォッチに運動が掛かったとき、振動重錘２はいずれかの方向に回転を始め、中軸２４を歯２６およびピニオン２５を介して回転駆動する。次いでスプリング３０が緊張してトルクをバレル２７に伝え、次いでバレル２７も回転を始めてロータ４を歯２８およびピニオン１６を介して急速回転駆動する。
【００１８】
中軸２４によってスプリング３０に対しトルクが図５、７および８の矢印Ａで表す第１の方向に掛けられたとき、発電器抵抗トルクが十分であれば、スプリング巻回の径が増大し、巻回が順次バレルのドラム４１に掛かる。実際には、図５に示すように第１の巻回の一部を除いてすべての巻回がドラム４１に掛かるスプリングの終末状態には、たとえばウォッチに対する衝撃によって振動重錘２が急速に加速中の場合等にのみ到達し得る。この配置は、スプリング３０が方向Ａに伝達し得る最大トルクに相当する。次いでスプリングの自由端３７が中空部５１の傾斜側部５２に当接する。
【００１９】
中軸２４に掛かるトルクがさらに増加しようとする場合には、伝達装置は図７に示す配置に達し、傾斜側部５２によって力Ｆが、側部５２にほぼ垂直に、スプリングの端部３７に掛けられる。力Ｆが端部３７を外側に押し戻し可能な一定限度を超えた場合には、端部３７が傾斜側部５２を外部方向に摺動し、図８の位置から中空部を外れ、それによってスプリングおよびバレルが中軸より緩慢に回転する。スプリングの弾性により、スプリングの端部３７は次の中空部５１の１つに自動的に係合し、動的条件が許せばそこで係合を維持して再びスプリングにトルクを伝達する。トルクがスプリングのバレル内への拡張により変形するキャパシティを超える値に到達次第、伝達装置は自動的に切り離され、それによってスプリング３０はもとより他のホイールおよびピニオンの歯およびベアリングへの損傷を防止し得る。さらに、連結は自動的に回復され、伝達装置は以後通常に作動することができる。
【００２０】
振動重錘２が反対方向に回転するときには、それによって中軸２４が図６の方向Ｂに駆動され、そのため伝達されるトルクによってスプリング３０の巻回が順次中軸の拡大部分５０に掛かる。そのようなクランプによってスプリングの曲折部３４が係合中の中空部５１内に維持される。次いでスプリングの角３５が中空部の端縁５４に静止する。
【００２１】
図６は、中軸２４によってスプリングに方向Ｂに掛かるトルクの値がきわめて大きく、そのためにスプリングの外側巻回の端部を除いてすべての巻回が中軸に掛かった状況を示す。そのトルクの絶対値は図５に示す場合とほぼ同じである。その結果スプリングの外側端３８と固定プレート３９の間の力は、中軸表面５５のレベルに同じトルクを掛けるために伝達すべき力の小部分にすぎない。なぜならば、力は一段と大きなレバー・アームにより作用するからである。したがって、要素３８と３９の間の溶接が伝達すべきそのような値のトルクによって破損するおそれはない。しかし、スプリングの外側固定部が破損するリスクに対して真剣に備えたいならば、機械式時計のムーブメントを駆動するバレル用として周知のタイプのブレーキ・スプリングを使用することもできる。
【００２２】
必要であれば、図６に示す状況における損傷のリスクに備える別の方法として、振動重錘２と伝達装置５の間に一方向機構を挿入することにより中軸２４を図５に示す方向Ａにのみ駆動することも考えられよう。しかし、その場合には機構の複雑さおよび嵩が増大することになろう。
【００２３】
本発明の用途はウォッチに限らず、特に発電器を備えるあらゆる可搬装置、たとえば可搬電話、測定器あるいは医療機器等にも広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアンチショック伝達装置を振動重錘機構と超小型発電器の間に挿入した、ウォッチ用発電器アセンブリの縦断面図である。
【図２】図４のＩＩ−ＩＩ線に沿った伝達装置の拡大断面図である。
【図３】休止状態のスプリングを示す図である。
【図４】図２の物体のバレル・カバーを外した後の平衡状態の伝達装置を示す平面図である。
【図５】最大トルクを第１の方向に伝達中の伝達装置を示す図４と同様の図である。
【図６】最大トルクを反対方向に伝達中の伝達装置を示す図４と同様の図である。
【図７および図８】最大トルクが第１の方向に超過する傾向にあるときの伝達装置の作動を示す図５と同様の図である。
【符号の説明】
２４ 中軸
２７ バレル
３０ スプリング
３４ 曲折部
３７ 自由端
４１ ドラム
５０ 拡大部分
５１ 中空部
５２ 傾斜側部

Claims (4)

1. 可搬装置の発電器のロータ（４）を振動重錘（２）を介して駆動するためのアンチショック伝達装置であって、
   一方が振動重錘の運動によって回転駆動可能とし、他方が発電器運動接続によってロータに連結し、共通の回転軸（３３）を有する中軸（２４）と中間歯車（２８）と、
   中軸に連結された内側端および中間歯車に連結された外側端を有する螺旋状スプリング（３０）と
   を含む伝達装置において、
   中軸（２４）がその周囲に配分された一連の中空部（５１）を含み、および、スプリングの内側端が前記中空部（５１）のいずれかにスプリングの弾性により係合するように配置され、中軸（２４）が振動重錘（２）によって、スプリングの巻回径が増大する第１方向（Ａ）およびスプリングの巻回が中軸（２４）に掛かる方向（Ｂ）の両方向に駆動可能であって、かつ、中軸の回転方向の少なくとも前記第１方向（Ａ）に十分な力を受けたときに中空部から解放可能なことを特徴とする伝達装置。
2. 各中空部（５１）が傾斜側部（５２）を含むこと、および、スプリングの内側端に内向きに突出する部分（３４）で前記傾斜側部に当接して前記力を受けかつ前記力が限界値を超えたときに傾斜側部から外れることができる部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 中軸に噛合により振動重錘に連結されるピニオン（２５）を設け、および、中間歯車（２８）が噛合により発電器ロータに連結されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の伝達装置（５）を介して振動重錘によって駆動される発電器を含む腕時計。

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