JP4472798B2 - 小型の機構を駆動する振動おもりの加速度を制限する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の機構、特に小型の機器にパワーを供給するパワー発生器を駆動または巻くために可動支持部材に偏心させて取り付けられてケージ内で回転する振動おもりの加速度を制限する装置に関する。
【０００２】
特に本発明は、機械式ムーブメントを巻くか、電子回路に電力を供給するために腕時計内に配置されたそのような装置に関する。同様に、本発明は、電磁信号の受信及び送信の両方またはいずれか一方を行う手段と組み合わせた電子装置に関する。
【０００３】
【従来の技術と課題】
以上の包括的定義に答える制限装置は既知であり、そのような装置は自動巻き形時計または電子時計のいずれにも取り付けられている。
【０００４】
自動巻き形時計に関しては、スイス特許第Ａ−２８１，４９０号を引用することができる。この特許では、時計に設けられた巻き振動おもりを薄い弾性アームで支持して、おもりが受ける軸方向衝撃を減衰できるようにしている。このアームは、歯付きセクターと噛み合ったピニオンに取り付けられている。歯付きセクターは、バレルラチェットと協働する爪を担持している。２つの減衰ばねがおもりの振動を制限する。弾性アームは直線的ではなく、おもりが受ける半径方向衝撃を減衰できるようにジグザグ状に延びている。しかし、この特許は、おもりの加速度が腕時計の通常の使用状態で発生する加速度を超える時に振動おもりを制動することを提案していない。
【０００５】
機械式腕時計の場合、スイス特許第Ａ−３３１，２７５号も引用することができる。この自動巻き形腕時計は振動おもり内にストッパが組み込まれている。ストッパは、おもりの表面から突出した少なくとも１つの丸みを付けた部分を備えて、おもりの回転軸線の方向の激しい衝撃の際に、おもりがケースの裏蓋とプレートの上部で形成されたケージに接触しないようにしている。しかし、この構造では、半径方向衝撃の際におもりによって発生する機械力の変動を制限するための対策がとられていない。
【０００６】
上記２つの特許で提供されている衝撃防止装置の主要目的は、振動おもりを支持している軸の破損を防止することであることがわかる。
【０００７】
電子時計に関しては、ヨーロッパ特許第Ａ−０，３２６，３１２号を引用することができる。この特許は、スーパーキャパシタに電圧を供給する発電機を駆動する装置を開示している。これを行うために装置は、発電機のロータを駆動できるように発電機に機械的に連結された振動おもりまたはフライホィールを備えている。衝撃の際に歯車列の歯が過大な応力を受けないように機構を保護してそれらの歯の破損を回避するために、振動おもりと発電機ロータの間に摩擦連結部が設けられている。提案されている構造では、中間ホィールとピニオンが振動おもりとロータの間に挿入されている。おもりはその移動を中間ホィールとピニオンのピニオンに伝達し、この中間ホィールとピニオンに設けられたホィールはホィールとピニオンの軸上に摩擦嵌着されて、発電機ロータのピニオンと噛み合っている。衝撃がおもりに加わった時、またはロータに加わるトルクが許容値を超えた時、ホィールが軸の上を滑るように摩擦が計算されている。これによって機構の破損が完全に回避される。しかし、大量生産では、一定値の摩擦を確保することは困難であり、従って時間のかかる取り付け作業が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記不都合または欠点を解決するために、本発明は、ケージが機器内に設けられたケースの一部を形成する支持軌道を含み、この支持軌道は振動おもりの移動経路からわずかに離して配置されており、またおもりが機器の通常の使用状態で発生する加速度をはるかに超える加速度を受けた時、支持軌道に接触しておもりを制動するように、振動おもりは可動支持部材に弾性的に取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態及びそれを図示した図面の以下の説明を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、中間部材１５、スナップはめ付け式裏蓋１７及びガラス蓋２３を含む腕時計ケースを示している。このケースは、文字盤２２を取り付けたムーブメント２０を包囲している。ムーブメント２０の代わりに、例えばページャに使用される電子装置を用いることができることに注意されたい。また、特にヨーロッパ特許第Ａ−０，５６９，８６８号に記載されているように、この装置を腕時計ムーブメントと組み合わせることもできることに注意されたい。
【００１１】
図１は、ケースによって形成されたケージ内で回転する振動おもり１を示しており、このおもりは可動支持部材４（図２も参照）に偏心させて取り付けられている。図示されていないが、可動支持部材４は、例えば時計またはページャ、または前述したようにその２つを組み合わせたものにすることができる小型の機器にパワーを供給することができるパワー発生器を駆動する。
【００１２】
パワー発生器は、自動巻き時計からよく知られているように、バレル内に取り付けられたぜんまいにすることができる。そのようなケース内で、振動おもりとバレルの間に存在する機械的連結を、例えばスイス特許第Ａ−１４３，７６３号に記載されているように行うことができる。
【００１３】
パワー発生器は、例えばヨーロッパ特許第Ｂ−０，５４７，０８３号に記載されているように電圧を発生する発電機にすることができ、その特許にはおもりと発電機の間の機械的連結が説明されている。
【００１４】
図１及び本発明の特徴による機構に戻ると、ケースによって形成されたケージは支持軌道２を含み、この軌道は振動おもり１の移動経路からわずかに離して配置されている。振動おもり１は詳細に後述するように、可動支持部材４に弾性的に取り付けられているので、おもりが機器の通常の使用状態で発生する加速度をはるかに超える加速度を生じた時、このおもりは支持軌道２と接触し、この支持軌道によって制動される。従って、振動おもりによって与えることができる機械的パワーの変動は、本説明の前文に述べたように、おもりを支持している軸の破損か、動力伝達機構の歯車列の歯の破損のいずれかによる機構の損傷が不可避になる値より低い値に制限される。
【００１５】
振動おもり１を可動支持部材４に弾性的に取り付ける１つの方法が図２と図３に示されている。ここでは、可動支持部材４は、外周に互いに逆向きに延びる２つのアーム６及び７を配置または切り欠いたリング５である。双方のアーム６及び７の始点にスタッド８が配置されており、おもり１はこのスタッドの回りに回動することができる。さらに、おもり１はスタッド１０及び１１によって所定位置に保持されており、スタッド１０は１つのアーム６の端部１２に配置され、スタッド１１は他のアーム７の端部１３に配置されている。最後になるが、支持リング５内には、既知のようにしてパワー発生器を駆動する機構と噛み合うホィール（図示せず）が配置されており、ホィールはバレルを巻くぜんまいか、電圧を発生する発電機である。
【００１６】
振動おもり１は重い材料、例えば鋳鉄製であり、支持リング５は、それに固定されたアーム６及び７と共にプラスチック材製にすることができる。スタッド８、１０及び１１はリング５と一体化することができる。それらがプラスチック材製である場合、おもり１をリング５に載置した後、スタッド１０及び１１の端部を加熱することによっておもり１をリング５にリベット留めすることができることは理解されるであろう。
【００１７】
機器ケースの平面の方向に加えられる半径方向衝撃が加えられる場合、これらの衝撃によって振動おもり１は機器の通常の使用状態で与えられる機械的パワーをはるかに超える機械的パワーを発生し、おもり１はスタッド８（図２）の回りに回動する。その際、リング５が矢印Ｇ１の矢印の方向に移動した場合、おもり１の端部３０は矢印Ａ１の方向に沿ってリング５の中心に向かって移動し、おもり１の端部３１は矢印Ｂ１の方向に沿ってリング５の中心から離れるように移動する。振動おもり１の外周の移動経路はケースの一部を形成している支持軌道２からわずかに離れている（図１及び図４を参照）ので、おもり１の端部３１の領域３２が支持軌道２と接触しておもり１を制動する。同様に、リングの移動が矢印Ｇ２の方向に発生した場合、おもり１の端部３１は矢印Ｂ２の方向に沿ってリングの中心に向かって移動する一方、端部３０は矢印Ａ２の方向に沿ってリングの中心から離れるように移動する。支持軌道２と接触しておもりを制動するのはおもり１の端部３０の領域３３である。
【００１８】
おもり１を支持リング５に弾性的に取り付ける方法は、図２及び図３に示されている実施形態に制限されない。例えば、リング５上に回動ピボット８だけを設けて、アーム６及び７の各々の代わりに、おもり１のそれぞれの端部３０または３１を半径方向に取り付けたばねでリングに取り付けることもできる。いずれの構造を選択した場合でも、振動おもりが受ける加速度が通常の使用状態で発生する加速度を超え、従って一定の限界値を超えると直ぐに、おもりの制動が起きるように、アームまたはばねの弾性定数を選択する。限界値として５００ｇのおもり加速度を好適な例として挙げることができる。
【００１９】
以上の説明は接線方向の制動、すなわち半径方向衝撃の際におもりに対してその側方周縁部の接線方向に加えられる制動に関するものであった。この制動は特に、支持リング５に取り付けられたホィール（図示せず）が発電機を駆動する時のそのホィールの歯の破損を防止する。この発電機がその端子間に十分な電圧を発生するためには、ホィールと発電機の間に約１００の歯車比が得られるようにする必要がある。衝撃の際に、発電機のロータは、発電機とフライホィールの間に挿入された中間ホィールとピニオンと同様に、ロックされると考えることができる（上記ヨーロッパ特許第Ａ−０，３２６，３１２号を参照）。このため、運動連鎖のホィールとピニオンの１つの歯における応力が発電機ロータの慣性のために非常に高くなり、おもりによって発生する力の変動を制限できるものがなにも準備されていない場合、これらの歯が破損する。
【００２０】
接線方向及び側方制動を可能にするために、おもりの移動経路は機器のケージの一部を形成している支持軌道からわずかに離して配置されており、大きい衝撃の際に支持リングに弾性的に取り付けられたおもりは支持リングと接触する。
【００２１】
機器のケージの一部を形成する支持軌道は様々な方法で形成することができる。第１の方法が図１に示されている。この場合、支持軌道２はケース５の中間部材１５の一部を形成している第１支持リング１４と、同ケースの裏蓋１７の一部を形成している第２リング１６を含む。２つのリング間に空間１８が設けられており、この空間内でおもり１の外縁部に設けられた突起１９が回転することができる。要求された制動効果を確保するために、おもり１は、突起１９の各側にそれぞれ第１支持リング１４と接触できる第１円弧形領域４０と、第２支持リング１６と接触できる第２円弧形領域４１を備えている。突起１９が２つのリング間に挿入されているのは、軸方向の、すなわちおもりが回転する軸の長手方向の衝撃の際におもりに生じる振動を制限するためのものであり、この制限が存在しなかった場合、これらの衝撃はおもりを支持している軸の破損を招くであろう。
【００２２】
図１は、第１リング１４をムーブメント２０用のケースリングとしても使用できることも示している。
【００２３】
支持軌道２を準備する第２の方法が図４に示されている。この場合、この支持軌道を形成する部分は直線状の両側にウィング２５、４３を形成させた形をしており、その中でおもり１が振動することができる。この構造では、おもり１は周辺突起を備えておらず、その外縁部は直線的である。半径方向衝撃の際に、この縁部は支持軌道を形成している部分の底部と接触しておもりの制動を行う。ウィング４２及び４３の目的は、前述したように軸方向衝撃の際におもり１に生じる振動を制限することである。支持軌道内へのおもりの取り付けを容易にするために、ウィング４３をスターラップに後から付け加えるか、ケースの裏蓋１７の一部として形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 支持軌道と組み合わせた振動おもりの第１実施形態を示す腕時計ケースの断面図である。
【図２】 本発明に従った可動支持部材に取り付けられた振動おもりの斜視図である。
【図３】 振動おもりを省いた図１の可動支持部材の斜視図である。
【図４】 支持軌道と組み合わせた振動おもりの第２実施形態を示す腕時計ケースの断面図である。
【符号の説明】
１ おもり、 ２ 支持軌道、 ４ 可動支持部材

Claims (8)

1. 小型の機器にパワーを供給するパワー発生器を駆動または巻くために可動支持部材（４）に偏心させて取り付けられている、ケージ内で回転する振動おもり（１）の加速度を制限する装置であって、前記ケージは機器内に設けられたケースに取り付けられた支持軌道（２）を含み、その支持軌道は振動おもり（１）の移動経路からわずかに離して配置され、前記機器の通常の使用状態で発生する加速度を超える加速度を受けた時に前記支持軌道（２）に接触して前記振動おもり（１）を制動できるように、前記振動おもりが前記可動支持部材（４）に弾性的に取り付けられ、
   前記振動おもり（１）は、弾性を有し互いに逆方向に延びる２つのアーム（６，７）間に配置されたスタッド（８）によって前記可動支持部材（４）に回転可能に取り付けられ、前記各アーム（６，７）の端部（１２，１３）に保持されていることを特徴とする装置。
2. 前記パワー発生器は、バレル内に取り付けられたぜんまいであることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記パワー発生器は、電圧を発生する発電機であることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記可動支持部材（４）はリング（５）であることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記支持リング（５）は弾性材から成り、前記振動おもり（１）は重い材料から成ることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 支持軌道（２）は、ケースの中間部材（１５）の一部を形成する第１リング（１４）と、同ケースの裏蓋（１７）の一部を形成する第２リング（１６）によって定められており、２つのリング間に空間（１８）が設けられ、振動おもり（１）の外縁部には空間（１８）内に配置される突起（１９）を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 第１リング（１４）は機器のムーブメント（２０）用のケースリングとして使用されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 支持軌道（２）は、振動おもり（１）の周辺部分が内部で振動できるようにした両側にウィングを有する直線状の底部で定められていることを特徴とする請求項１記載の装置。

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