JP5050756B2 - ゼンマイ装置および時計 - Google Patents

Description

本発明は、ゼンマイ装置およびこの駆動装置を備えた時計に関する。

従来、機械時計や電子制御式機械時計などの動力源としてゼンマイが使用されている。ここで、ゼンマイの機械エネルギー体積は、巻数が同一の場合、最大出力トルクが大きいほど大きいことが知られている。従って、より大きいトルクのゼンマイを使用するか、輪列の駆動に必要なトルクを小さくすることによってゼンマイの持続時間を延ばすことができるが、出力トルクが大きなゼンマイを使用することで、香箱車から二番車への増速比を大きくしたり、歯車の径や歯のモジュールをより小さくするなどの設計変更が生じてしまう。このような設計、部品の製造は難しい。

そこで、本件出願人は、香箱歯車と角穴車とが奇数の歯車列によって連結されたゼンマイトルク出力装置を開発した（特許文献１）。歯車列により角穴車の回転を香箱車に減速して伝達することによってゼンマイの出力トルクの一部がゼンマイに返還され、この返還されたトルクによってゼンマイが巻上げられる。すなわち、特許文献１の構成により、通常とは異なる特殊なモジュールや径の歯車を設計・製造することなくゼンマイの持続時間を延ばすことが可能となる。

特許第３５８２３８３号

しかしながら、特許文献１の構成では、香箱車と角穴車とが歯車列を介して連結されているため、ゼンマイの出力が小さくなった際にゼンマイの出力が巻上げに消費されてしまい、時計の駆動に十分なトルクを確保できなくなるおそれがある。ここで、ゼンマイの最大出力トルクを大きくすれば良いが、時計のような小型機器では香箱車の体積を大きくしてゼンマイの最大出力を大きくすることは難しい。このため、特許文献１の構成では、これ以上ゼンマイの持続時間を延ばすことが難しい。

そこで、本発明の目的は、小型化を阻害することなく、ゼンマイの持続時間をさらに延ばすことができるゼンマイ装置および時計を提供することにある。

本発明のゼンマイ装置は、ゼンマイの内端に連動する内端側車と、前記ゼンマイの外端に連動する外端側車と、前記内端側車および前記外端側車のいずれか一方から他方に向かって前記ゼンマイの出力トルクの一部を伝達するトルク返還部と、前記内端側車と前記外端側車との両方に連動して前記ゼンマイの巻数を示す巻数指標部と、前記ゼンマイが解けて前記巻数指標部が所定の基準巻数を示した際に前記トルク返還部による前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達を係脱するトルク伝達係脱部と、を備えることを特徴とする。

この発明では、ゼンマイの巻数が基準巻数に対して大きいときにのみ、内端側車と外端側車とがトルク返還部を介して連結され、駆動輪列等に伝達されるゼンマイの出力トルクの一部がトルク返還部を介してゼンマイに返還されることによってゼンマイが巻上げられる。一方、ゼンマイの巻数が基準巻数に対して小さいときには、トルク伝達係脱部によって内端側車と外端側車との連結が解除されるので、ゼンマイの出力トルクの全部が駆動輪列等の駆動に充てられる。

ここで、基準巻数は、ゼンマイのトルク特性や、駆動対象の駆動に必要なトルク、トルク返還部による内端側車と外端側車との減速比などに応じて適宜設定できる。
なお、内端側車と外端側車との減速比を適宜調整することにより、ゼンマイから駆動輪列等に出力されるトルクを調整できる。

本発明では、巻数が基準巻数に対して大、つまり駆動対象を駆動するのに必要なトルクを超える余剰のゼンマイ出力トルクがゼンマイの巻上げに利用されるとともに、巻数が基準巻数に対して小のときはトルク返還部によるトルク伝達が中断されてゼンマイの巻上によるトルク消費が節減される。これにより、ゼンマイの解け始めから駆動対象が停止するまでの時間、つまりゼンマイの持続時間を長くすることができる。

加えて、巻数が基準巻数に対して大のときにゼンマイが巻上げられる分、ゼンマイの持続時間を延ばせるうえ、このように余剰のトルクをゼンマイの巻上げに消費することにより、駆動輪列等に過大なトルクが伝達されることを抑制できる。これによって駆動輪列等の耐久性を向上させることができる。

本発明のゼンマイ装置では、前記トルク返還部は、前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達方向とは逆方向へのトルク伝達を規制していることが好ましい。

この発明によれば、竜頭や回転錐などの巻上用部材が回転することによってゼンマイが巻上げられる際に、この巻上用部材の回転によるトルクがトルク返還部を介して駆動輪列等に伝達されないので、駆動輪列や巻数指標部などが誤動作しない。

本発明のゼンマイ装置において、前記トルク返還部は、前記ゼンマイのトルクを受け取るトルク受取車と、前記トルク受取車に同軸に設けられ前記ゼンマイのトルクを前記ゼンマイに向かって戻すトルク戻し車と、前記トルク受取車および前記トルク戻し車にそれぞれ同軸に設けられ、軸方向に相対移動することで結合する一対のクラッチ部材と、前記一方のクラッチ部材に同軸に設けられ前記他方のクラッチ部材の側に螺旋階段状に立ち上がるクラッチ操作カムと、前記一方のクラッチ部材を前記他方のクラッチ部材に向かって付勢して前記一対のクラッチ部材を結合させる付勢部材とを有し、前記トルク伝達係脱部は、前記クラッチ操作カムに係合する係脱レバーを有し、前記係脱レバーは、前記ゼンマイが解けて前記巻数指標部が前記基準巻数を示した際に前記クラッチ操作カムに係合し、前記一対のクラッチ部材の結合は、前記係脱レバーが前記クラッチ操作カムに係合した状態で前記トルク受取車が回転することによって解除されることが好ましい。

この発明では、巻数指標部が基準巻数を示した際に、ゼンマイを格納する香箱車の回転と略同様にゆっくりとしたトルク受取車の回転に伴ってクラッチの結合が解除されることで、内端側車と外端側車との連結が切離される。このように香箱車の回転と略同様にゆっくりと切離し動作が行われることにより、切離し動作に必要となるゼンマイの負荷を小さくできる。

そのうえ、トルク返還部を構成するトルク受取車、トルク戻し車、クラッチ部材、クラッチ操作カム、および付勢部材の各部品は小さく、これらの各部品を効率よく配置することが可能となるので、ゼンマイ装置が大型化しない。
一般にゼンマイの持続時間を長くするためには、ゼンマイの幅、厚み、巻数を増加させてゼンマイの体積を大きくしたり、複数のゼンマイを使用したりすることが行われるが、このような方策ではゼンマイが組み込まれる装置および機器が大型化してしまう。これに対して、本発明ではトルク返還部をスペース効率良く構成できるため、ゼンマイ装置が大型化することなくゼンマイの持続時間を向上させることができる。

本発明のゼンマイ装置において、前記巻数指標部には、前記ゼンマイの巻上用部材による巻上時に動作する巻上部と、前記ゼンマイが解ける際に動作する巻解け部とが設けられ、前記巻数指標部は、前記トルク伝達係脱部を構成するレバーを動作させる第一作用部と、前記ゼンマイが上限巻数まで巻上げられた際に前記巻上部をロックする巻上規制部材を動作させる第二作用部と、前記ゼンマイが下限巻数まで解けた際に前記巻解け部をロックする駆動規制部材を動作させる第三作用部とを有することが好ましい。

この発明では、トルク伝達係脱部、巻上規制部材、および駆動規制部材のそれぞれに係る三つの機能の制御が巻数指標部により集約的に行われるので、構成がさほど複雑とならない。
なお、第二作用部と巻上規制部材とによってゼンマイの巻上げ過ぎによるゼンマイの耐久性低下などが防止され、第三作用部と駆動規制部材とによってゼンマイ出力トルク低下時の誤動作などが防止される。

本発明のゼンマイ装置において、前記巻数指標部には、前記ゼンマイの巻上用部材による巻上時に動作する巻上部と、前記ゼンマイが上限巻数まで巻上げられた際に前記巻上部をロックする巻上規制部材とが設けられ、前記トルク返還部は、同軸上に連結される第一軸および第二軸を有して構成される連結軸と、前記第一軸に連動し前記ゼンマイのトルクを受け取る第一軸側受取車と、前記第二軸に連動し前記ゼンマイのトルクを前記ゼンマイに向かって戻す第二軸側戻し車と、を有し、前記第一軸は、前記ゼンマイの解け始めから前記巻上規制部材によるロックが解除されるまでの間、前記第二軸に対して相対回転可能な所定のバックラッシを有することが好ましい。

この発明では、連結軸が二体とされており、巻上規制部材によるロック状態からゼンマイが解けてロック状態が解除されるまで第一軸と第二軸とが係合しないため、第一軸側受取車の回転が第二軸側戻し車に伝達されない。この状態ではトルク返還機能は働かず、第一軸と第二軸とが係合して一体となってはじめて、トルク返還機能が働く。
ここで仮に、巻上規制部材によるロック時にトルク返還機能を働かせると、トルク返還部はゼンマイを巻上げることができず、また、ゼンマイも解けることができないため、ゼンマイ装置は停止してしまう。つまり、本発明のように巻上規制部材によるロックが解除されるまでトルク返還機能を働かせないことにより、巻上規制機能とトルク返還機能とをそれぞれ有効に両立できる。

本発明のゼンマイ装置において、前記巻数指標部の回転を減速する巻数表示車と、前記巻数表示車に取り付けられる指示部材とを備え、前記トルク伝達係脱部により前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達が係合状態にある際の前記巻数指標部と前記巻数表示車との減速比は、前記トルク伝達係脱部により前記トルク伝達が離脱状態にある際の前記巻数指標部と前記巻数表示車との減速比よりも小さいことが好ましい。

この発明によれば、トルク伝達係脱部による切離し前（係合状態）に指示部材の駆動速度が遅くなることなく、切離し前（係合状態）と切離し後（離脱状態）とで指示部材の駆動速度を均一にできる。これにより、指示部材の指示位置からゼンマイの残りの巻数を容易に把握できる。

本発明のゼンマイ装置において、前記巻数表示車および前記巻数指標部のそれぞれは、前記トルク伝達係脱部により前記係合状態にある際に互いに噛合する第一減速比の歯形と、前記トルク伝達係脱部により前記離脱状態にある際に互いに噛合する第二減速比の歯形とを有し、
前記巻数表示車には、前記巻数指標部と前記巻数表示車とのバックラッシを詰める付勢部材が設けられていることが好ましい。

この発明によれば、巻数表示車および巻数表示車を複数の歯形で構成することによって巻数指標部と巻数表示車との減速比を簡易な構成で切り替えることができるとともに、このような構成に伴って大きくなりがちなバックラッシを付勢部材で詰めることにより、指示部材のふらつきを防止できる。これにより、ゼンマイの巻数の増減に応じて異なる歯形間で指示部材が正転および逆転を繰り返しても指示部材を正確な位置に駆動できる。

本発明の時計は、前述のゼンマイ装置を備え、前記ゼンマイを動力源として動作することを特徴とする。

この発明によれば、前述のゼンマイ装置を備えることにより、前述した作用及び効果を享受できる。すなわち、小型を維持しつつ、ゼンマイの最大持続時間を延ばすことが可能となる。
ここで、前述のようにゼンマイの出力トルクが大きいときにはゼンマイの出力トルクの一部がゼンマイの巻上げに消費されるため、駆動輪列等に過大なトルクが掛からない。このため、歯車列や軸受などの耐久性が向上する。なお、脱進器を備える機械時計の場合、過大なトルクによる外乱が防止されることで計時精度が向上し、電子制御式機械時計の場合、過大なトルクが作用しないことで発電機の電磁ブレーキ必要量を低減できるので発電機を小型化できる。

以上の本発明によれば、ゼンマイの出力トルクの一部がゼンマイに返還されてゼンマイが巻上げられる構成において、ゼンマイの持続時間をより一層延ばすことが可能となる。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態の時計について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した構成と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
なお、本実施形態の時計は、電子制御式機械時計とされ、以下にそれぞれ説明する巻数表示機構（パワーリザーブ機構）、巻上規制機構、運針停止機構、およびトルク返還機構を有している。

〔１．電子制御式機械時計の基本機構〕
本実施形態の時計の基本機構に係る構成について簡略に説明する。
図１〜図３は、本実施形態の時計の縦断面図である。本実施形態の時計の時計体（ムーブメント）は、動力源としてのゼンマイを格納する香箱車１（図１）と、各番車２〜６（図１〜図３）と、ローター７を有して構成される発電機３０（図３）と、発電機３０からの電力供給により駆動する図示しない回路基板とを備えている。
香箱車１や各番車３〜６、ローター７は、地板１００と輪列受１０１とに支持されている。二番車２は地板１００と二番受１０２とに支持されている。地板１００には文字板１０３が取り付けられている。

香箱車１は、図１に示すように、ゼンマイ１Ａ、香箱歯車１Ｂ、香箱真１Ｃおよび香箱蓋１Ｄを有している。
ゼンマイ１Ａの外端は外端側車としての香箱歯車１Ｂに固定され、ゼンマイ１Ａの内端は香箱真１Ｃに固定されている。香箱真１Ｃは、角穴ネジ１１１によって地板１００に固定され、内端側車としての角穴車１１と一体で回転する。
香箱車１に格納されるゼンマイ１Ａのトルクは、香箱歯車１Ｂを介して二番車２に出力される。香箱歯車１Ｂに対する二番かな２Ａの増速比は９．８とされており、香箱車１は９．８時間で一周し、二番車２は１時間で一周する。

二番車２（図１）と、三番車３（図２）と、四番車４（図１）と、五番第一中間車５Ａ（図１）と、五番第二中間車５Ｂ（図１）と、五番車５（図３）と、六番車６（図３）と、ローター７（図３）とは、香箱歯車１Ｂから出力されるトルクが順次伝達される増速輪列を形成しており、ローター７は１秒で８周する。二番車２からローター７までの増速比は２８，８００であり、香箱車１からローター７までの増速比は２８２，２４０である。

上記の二番車２からローター７までは、指針を駆動する駆動輪列を構成している。図１に示すように、二番車２に固定された筒かな２０には分針２６が固定されており、四番車４には秒針２５が固定されている。また、筒かな２０の回転が日の裏車２２を介して１／１２に減速されて伝達される筒車２３には、時針２７が固定されている。

発電機３０は、図３に示すように、軸周りに永久磁石７１が固定されたローター７と、ステータ部３１１および巻線部３１２（図２）を有するコイルブロック３１とを備えている。ローター７は、ローターかな７Ａと、永久磁石７１と、ローター７の回転数変動を抑制するための円形状の慣性板７２とを有している。

図示しない回路基板に実装された電子回路は、発電機３０からの電力供給によって駆動される。この電子回路により、正確な時間標準が作られ、この時間標準に基づいてローター７の回転が制御される。
電子回路は、発電機３０からの交流出力を昇圧および整流する昇圧整流回路、整流された電力を充電するコンデンサ、時間標準を作る水晶発振回路および分周回路、発電波形からローター７の回転を検出する回転検出回路、時間標準とローター７の回転とを比較する回転数比較回路、回転数比較結果に基づいて電磁ブレーキの時間間隔を制御する電磁ブレーキ制御回路などを含んで構成されている。

電磁ブレーキ制御回路は、回転数比較回路による比較結果に基づいてコイルブロック３１をショートする電磁ブレーキの時間間隔を制御する。この電磁ブレーキの制動力によって、発電機３０の回転周期は一定に保たれる。つまり、電磁ブレーキが必要となる速度でローター７を回転させるゼンマイのトルク領域でのみ、駆動輪列の回転速度が一定となり、時針２７、分針２６、および秒針２５が正確に運針される。
以上のように、電子制御式機械時計では、ゼンマイの機械エネルギーにより駆動輪列および指針が駆動されるとともに、ゼンマイの機械エネルギーの一部が変換された電気エネルギーにより調速が行われる。

〔２．ゼンマイ巻上げ機構〕
次に、図４を参照してゼンマイ１Ａの巻上げ機構について説明する。
角穴車１１は、図示しない巻上用部材としての竜頭に接続された巻真１２の操作によって、巻真１２と四角い穴で案内されるつづみ車１３、つづみ車１３と噛合うキチ車１４、丸穴車１５、角穴第一中間車１６、角穴第二中間車１７を介して回転する。この角穴車１１の回転により香箱真１Ｃ（図１）が回転することでぜんまい１Ａが巻上げられる。
角穴車１１には、角穴車１１を時計回り方向（文字板とは反対側から見た場合）には回転させるが反時計回り方向には回転させないこはぜ（図示せず）が設けられている。こはぜがワンウェークラッチの役目を果たすので、ゼンマイ１Ａが巻き解ける方向には角穴車１１が回転しない。

〔３．巻数表示機構〕
次に、巻数表示機構（パワーリザーブ機構）について説明する。
図５は、巻数表示機構を文字板１０３とは反対側から見た平面図であり、図６、図７は巻数表示機構の縦断面図である。この巻数表示機構は、ゼンマイ１Ａの巻上げ量とゼンマイ１Ａが解けた量とを加減算する加減算用輪列（図５〜図７）と、加減算用輪列により算出されるゼンマイ１Ａの巻数を表示する巻数表示部（図９、図１０）とを備えている。
図５〜図７に示した加減算用輪列は、角穴車１１からのトルクを伝達する巻上部としての巻上輪列と、香箱歯車１Ｂからのトルクを伝達する巻解け部としての巻解け輪列とを備えている。以下、これら巻上輪列と駆動輪列とについてそれぞれ説明する。

〔３−１．巻上輪列の構成〕
巻上輪列は、図５、図６に示すように、角穴車１１、第一遊星伝え車８５、第二遊星伝え車８４、第二太陽車８３、遊星車８２、太陽歯車８１０と一体に係合する巻数指標部としての太陽真８１を有している。
遊星車８２は、遊星中間車８６に設けられたピン８６１に軸支されており、第二太陽車８３のかな８３Ａと太陽歯車８１０とにそれぞれ噛み合っている。

図８は、太陽真８１の上面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、および下面図（Ｃ）である。太陽真８１は、丸軸をカットした断面トラック形状の軸部８１１と、巻数指標部としての太陽カム８１２と、太陽かな８１３とを有して構成されている。
太陽真８１は、太陽歯車８１０（図６）に形成されたトラック形状の孔に挿通されており、これによって太陽真８１と太陽歯車８１０とは一体に係合している。
太陽カム８１２の周面には、第一作用部８１２Ａ、第二作用部８１２Ｂ、および第三作用部８１２Ｃが形成されている。また、太陽カム８１２の周面には、後述する巻数制限レバー４０およびトルク伝達係脱レバー５９がそれぞれ圧接されている。

〔３−２．巻解け輪列の構成〕
巻解け輪列は、図５、図７に示すように、香箱歯車１Ｂ、第三遊星伝え車８９、第四遊星伝え車８８、第五遊星伝え車８７、遊星中間車８６を有している。

〔３−３．巻数表示部の構成〕
図９は巻数表示部を文字板側から見た平面図、図１０は巻数表示部の縦断面図である。
巻数表示部は、図１０に示すように、太陽かな８１３の回転を減速する巻数表示車としての巻印車８０と、巻印車８０に取り付けられる指示針２８（図１０）とを有している。
太陽真８１の回転は太陽かな８１３によって巻印車８０に伝えられ、指示針２８により、ゼンマイ１Ａの残りの巻数が表示される。

巻印車８０は、太陽かな８１３に噛み合う扇形の巻印車ラック８０１を有している。
本実施形態では、図９に示すように、太陽かな８１３および巻印車８０のそれぞれの歯形は減速比の異なる３種の歯形で構成されている。これら３種の歯形の減速比は、第一減速比としてのＡ群が15：72、Ｂ群が15：80、Ｃ群が15：90となっている。
このように減速比の異なる歯形を有する歯車同士を噛ませる場合、噛み合う箇所に隣接する歯への接触を避けるためバックラッシを大きくする必要がある。このため、本実施形態では地板１００に設けられたバネ８０２によって巻印車ラック８０１を図９の反時計回り方向に付勢し、バックラッシを詰めている。これによって指示針２８のふらつきを防止できる。バネ８０２の先端部は巻印車ラック８０１に固着されたピン８０１Ａに係止されている。

〔３−４．巻上時の動作〕
ゼンマイ１Ａの巻上げ操作により角穴車１１（図６）が回転すると、角穴車１１の回転は、順次、第一遊星伝え車８５、第二遊星伝え車８４、第二太陽車８３に減速されて伝達される。ここで、香箱歯車１Ｂの回転が遅いことから、香箱歯車１Ｂに連動し巻解け輪列を構成する遊星中間車８６は停止状態とみなせるため、第二太陽車８３の回転は遊星車８２から太陽歯車８１０に伝達される。これによって太陽真８１が回転し、太陽真８１に連動して指示針２８が図９の矢印方向（反時計回り方向）に回動する。

〔３−５．巻解け時の動作〕
一方、ゼンマイ１Ａが解ける際には、巻上時に動作する角穴車１１から第二太陽車８３までは停止している。ゼンマイ１Ａが出力するトルクは、香箱歯車１Ｂ（図７）から順次、第三遊星伝え車８９、第四遊星伝え車８８、第五遊星伝え車８７、遊星中間車８６へと減速されて伝達される。この際、遊星中間車８６のピン８６１に設けられた遊星車８２は、第二太陽車８３のかな８３Ａの周りを自転しながら公転する。この遊星車８２の遊星運動によって太陽歯車８１０および太陽真８１が巻上時とは逆方向に回転し、指示針２８が図９の時計回り方向に回動する。

以上のように、ゼンマイ１Ａの巻上時には巻上輪列（図６）によって太陽真８１が所定方向に回転し、ゼンマイ１Ａが解ける際には巻解け輪列（図７）によって太陽真８１が巻上時とは逆方向に回転する。このような巻上輪列および巻解け輪列により加減算された太陽真８１の回転位置から、ゼンマイ１Ａの巻数を読み取ることが可能である。つまり、ゼンマイ１Ａの巻数は巻数指標部としての太陽真８１の回転位置によって規定される。

〔４．巻上げ規制機構〕
次に、図１１を参照し、ゼンマイ１Ａの巻上を所定の上限巻数に制限する巻上規制機構について説明する。
この巻上規制機構は、巻数制限レバー４０が動作することで機能する。巻数制限レバー４０は、前述の太陽真８１の太陽カム８１２によって制御される。
ここで、巻数制限レバー４０は、地板１００に支持される軸部４０Ａと、係止ピン１００Ａに係止されるＵ字状のバネ部４０Ｂと、バネ部４０Ｂの付勢力により太陽カム８１２に圧接されるカム係合部４１と、ゼンマイ１Ａの巻上を規制する巻上規制部４２と、後述する運針規制部４３とを有している。なお、本実施形態では巻上規制部４２と運針規制部４３とを一体に有する巻数制限レバー４０が設けられているが、巻上規制部を有するレバーと運針規制部を有するレバーとがそれぞれ太陽カム８１２により制御されていても良い。
巻数制限レバー４０に形成された長孔４４には、第五遊星伝え車８７の軸が挿通されている。

図１１は、ゼンマイ１Ａがフルに巻上げられる前の所定の上限巻数（本実施形態では「７．７」）までゼンマイ１Ａが巻上げられた際に、巻数制限レバー４０のカム係合部４１が太陽カム８１２の第二作用部８１２Ｂに係合した状態を示す。このとき、巻数制限レバー４０の巻上規制部４２が第一遊星伝え車８５の歯形に入ることで第一遊星伝え車８５の回転がロックされるので、それ以上のゼンマイ１Ａの巻上は規制される。
以上の巻上規制機構により、竜頭を回転させる操作をゼンマイ１Ａが最後まで巻上げられた後も続けた際に、竜頭から伝わるそのトルクがローター７の回転周期に作用して指針が進み調速制御不能となったり、ゼンマイ１Ａの耐久性が落ちたりすることを防止できる。

〔５．運針停止機構〕
次に、図１２を参照し、ゼンマイ１Ａが解けるのを所定の下限巻数に制限する運針停止機構について説明する。
図１２は、図１１の状態から太陽真８１が時計回り方向に約２４５度回転し、巻数制限レバー４０のカム係合部４１が太陽カム８１２の第三作用部８１２Ｃに係合した状態を示す。このとき、太陽真８１はゼンマイ１Ａの巻数が下限巻数「２．１」であることを示しており、巻数制限レバー４０の運針規制部４３が第三遊星伝え車８９の歯形に入ることで第三遊星伝え車８９の回転がロックされる。これにより、第三遊星伝え車８９と輪列を構成する香箱歯車１Ｂの回転が停止し、各番車２〜６などの駆動輪列および指針の運針も停止する。
このような運針停止機構により、ゼンマイ１Ａの出力トルクがローター７を毎秒８回転させる必要量を下回る前に運針が停止するので、指針の遅れによる時刻の誤表示を防止できる。

以上述べた巻上規制機構および運針停止機構により、太陽カム８１２の回転は、巻数制限レバー４０のカム係合部４１が第二作用部８１２Ｂに係合する位置と、カム係合部４１が第三作用部８１２Ｃに係合する位置との間の範囲に制限される。これによってゼンマイ１Ａの使用巻数が２．１巻〜７．７巻の範囲に設定されている。

〔６．トルク返還機構〕
次に、トルク返還機構を構成するトルク返還部について説明する。
〔６−１．トルク返還機構の基本構成〕
図１３は、前述の巻数制限レバー４０等とトルク返還部９０とを示す平面図である。また、図１４は、トルク返還部９０の縦断面図である。なお、図１４の左右両側に同一の香箱車１を示す。
トルク返還部９０は、香箱歯車１Ｂと角穴車１１とを連結する３つの歯車からなる歯車列を有している。この歯車列は具体的に、香箱歯車１Ｂに噛み合うトルク返還車５０、ＴＲ第一伝え車９６、角穴車１１に噛み合うＴＲ第二伝え車９７から構成されている。トルク返還部９０を構成する歯車の数は、奇数とすることによって香箱歯車１Ｂと角穴車１１とを同じ回転方向にする必要がある。

本実施形態における香箱歯車１Ｂから角穴車１１までの減速比は５．０であり、香箱歯車１Ｂから出力されるゼンマイ１Ａのトルクの一部がトルク返還車５０、ＴＲ第一伝え車９６、ＴＲ第二伝え車９７を介して角穴車１１へ伝達される。これによってゼンマイ１Ａが巻上げられる。
以下に具体的な減速比を示す。括弧内は歯数を示す。
香箱歯車（147枚） −トルク受取車（37枚） 減速比：0.25
トルク返還かな（10枚） −ＴＲ第一伝え歯車（39枚） 減速比：3.9
ＴＲ第一伝えかな（10枚）−ＴＲ第二伝え歯車（22枚） 減速比：2.2
ＴＲ第二伝え歯車（22枚）−角穴車（51枚） 減速比：2.3
香箱歯車１Ｂが１回転する間、角穴車１１が0.2回転巻上げられる。
つまり、１／０．８＝１．２５から、トルク返還部９０によってゼンマイ１Ａの持続時間は１．２５倍となる。

〔６−２．トルク伝達係脱部の構成〕
ここで、本実施形態では、ゼンマイ１Ａのトルクを常時返還するのではなく、ゼンマイ１Ａの巻数が所定の基準巻数（本実施形態では「５巻」）より大のときにのみトルク返還を実施し、ゼンマイ１Ａの巻数が基準巻数よりも小のときに香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結を解除するトルク伝達係脱機構を備えている。
このトルク伝達係脱機構は、前述した太陽カム８１２（図８）と、図１３に示すトルク伝達係脱レバー５９と、トルク返還車５０とを有して構成されている。

〔６−２−１．トルク返還車の構成〕
トルク返還車５０は、図１４に示すように、香箱歯車１Ｂと噛み合うトルク受取車５１、トルク受取車５１に圧入される略角筒状の軸５２、軸５２に挿入される第一クラッチ部材５３、第一クラッチ部材５３に圧入されるクラッチ操作カム５４、トルク戻し車としてのトルク戻しかな５５、トルク戻しかな５５に圧入される第二クラッチ部材５６、第一クラッチ部材５３を第二クラッチ部材５６に付勢する皿状のバネ５７の７体構造である。

図１５は、軸５２の上面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。軸５２は断面略四角形の角軸部５２１を有し、この角軸部５２１の軸方向に沿って第一クラッチ部材５３が案内される。

図１６は、第一クラッチ部材５３の斜視図である。第一クラッチ部材５３は、６枚の三角歯５３１と、軸５２が挿入される略四角形の孔５３２と、軸周りに沿って形成された溝５３３とを有している。ここで、第二クラッチ部材５６も第一クラッチ部材５３と同様の６枚の三角歯を有しており、バネ５７の付勢力によって第一、第二クラッチ部材５３，５６は三角歯同士は噛み合わせられている。
香箱歯車１Ｂからトルク受取車５１にトルクが伝達される際には、第一、第二クラッチ部材５３，５６の三角歯同士が互いに係合し、これによって香箱歯車１Ｂからのトルクは角穴車１１に伝達される。一方、竜頭操作などによるゼンマイ１Ａの巻上時、角穴車１１からの回転が第一クラッチ部材５３に伝達された際には、第一、第二クラッチ部材５３，５６の三角歯が滑り合い第一クラッチ部材５３が上下するため、香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結が解除される。すなわち、第一、第二クラッチ部材５３，５６によって巻上げ時の角穴車１１からのトルク伝達を断つスリップ機構が構成されている。
図１７は、クラッチ操作カム５４の斜視図である。クラッチ操作カム５４は３６０度の螺旋階段形状に形成されている。

〔６−２−２．トルク伝達係脱レバーの構成〕
本実施形態のトルク伝達係脱レバー５９は、図１３に示すように、太陽カム８１２に係合する太陽係合レバー部５９１と、クラッチ操作カム５４（図１４）に係合するクラッチ係合レバー部５９２との二体構造である。これらの太陽係合レバー部５９１とクラッチ係合レバー部５９２とはピン５９Ａで固定されるとともに、軸部５９Ｂで地板１００に軸支されている。
太陽係合レバー部５９１は、係止ピン１００Ａに係止されるバネ部５９１Ｃと、バネ部５９１Ｃの付勢力により太陽カム８１２に圧接される係合部５９１Ａ，５９１Ｂとを有している。

〔６−２−３．ＴＲ第一伝え車の構成〕
図１４を参照し、ＴＲ第一伝え車９６を説明する。ＴＲ第一伝え車９６は、第一軸９６１と、第一軸９６１が内部に挿入される筒状の第二軸９６２との二体で構成される連結軸と、第一軸９６１に固定されトルク戻しかな５５と噛み合う第一軸側受取車としての第一軸側受取車９６３と、第二軸９６２に固定されＴＲ第二伝え車９７に噛み合う第二軸側戻し車９６４とを有している。
第一軸９６１には伝え車９６１０が固着されており、この伝え車９６１０の周方向の一部（ここでは９０度の範囲）には、第二軸９６２側に向かって突出する突出部９６１Ａが形成されている。一方、第二軸９６２の端部における周方向の一部（ここでは９０度の範囲）にも、第一軸９６１側に向かって突出する突出部９６２Ａが形成されている。

図１８は、図１４のXVIII−XVIII線における第一軸９６１、第二軸９６２の断面図である。第一軸、第二軸の突出部９６１Ａ，９６２Ａは、図１４のXVIII−XVIII線断面の両側から反対方向に突出しており、これによって第一軸９６１と第二軸９６２とは１８０度のバックラッシＢＫを有している。
なお、このようなバックラッシＢＫは、ＴＲ第一伝え車９６に設けられている必要はなく、トルク返還部９０を構成するトルク返還車５０、ＴＲ第一伝え車９６、ＴＲ第二伝え車９７のいずれかに設けられていれば良い。

竜頭操作などによるゼンマイ１Ａの巻上げ時に角穴車１１が回転すると、ＴＲ第二伝え車９７、第二軸側戻し車９６４が順次回転し、第二軸９６２が図１８の時計回り方向に回転する。これにより、図１８のように突出部９６１Ａ，９６２Ａ同士が係合するため、ＴＲ第一伝え車９６からトルク返還車５０に回転が伝達される。但し、竜頭操作などでゼンマイ１Ａを巻上げた際には前述のトルク返還車５０におけるスリップ機構が働くため、角穴車１１の回転は香箱歯車１Ｂには伝達されない。
そして、図１８の状態からゼンマイ１Ａが解けて運針される際には、トルク返還車５０のトルク戻しかな５５から第一軸９６１に回転が伝達され、第二軸９６２の位置はそのままで第一軸９６１だけが図１８の時計回り方向に回転する。図１８の状態から第一軸９６１が１８０度回転して、図１９のように第一軸、第二軸の突出部９６１Ａ，９６２Ａ同士が係合するまでの４．８時間は第一軸側受取車９６３と第二軸側戻し車９６４とのトルク伝達が切離されているため、トルク返還機構は働かない。

〔６−３．トルク伝達状態の係脱〕
以下、本実施形態におけるトルク返還部９０によるトルク伝達の係脱について説明する。図１３は、竜頭操作などでゼンマイ１Ａが巻上げられ、巻数制限レバー４０の巻上規制部４２が第一遊星伝え車８５をロックした状態を示す。この状態では、太陽カム８１２の第二作用部８１２Ｂに巻数制限レバー４０のカム係合部４１が係合している。また、太陽カム８１２の第一作用部８１２Ａには、トルク伝達係脱レバー５９の太陽係合レバー部５９１の係合部５９１Ａが係合している。この状態では、クラッチ係合レバー部５９２の先端部は図１３、図１４に示すようにトルク返還車５０から離れており、第一、第二クラッチ部材５３，５６は結合している。つまり、トルク返還車５０はトルク伝達可能な状態にあるが、ＴＲ第一伝え車９６の第一軸、第二軸９６１，９６２のバックラッシＢＫにより（図１８参照）、トルク返還部９０による香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結は解除されている。
この状態からゼンマイ１Ａが解けて運針が行われる際に、太陽真８１は１時間で約５度、図１３の時計回り方向に回転するため、巻上規制部４２が約２時間で第一遊星伝え車８５から外れる。このようにゼンマイ１Ａの巻上げが規制されていない状態となった後、ＴＲ第一伝え車９６の第一軸９６１と第二軸９６２とが係合する。これによってトルク返還部９０による香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結が行われる。すなわち、トルク返還部９０によってゼンマイ１Ａのトルクの一部がゼンマイ１Ａに返還されることにより、ゼンマイ１Ａが巻上げられる。

図１３のようにトルク伝達係脱レバー５９の第一係合部５９１Ａが太陽カム８１２の第一作用部８１２Ａに位置している状態から、太陽カム８１２が図１３の時計回り方向に回転すると、太陽カム８１２との接点は第一係合部５９１Ａから第二係合部５９１Ｂに切り替わり、図２０のように第二係合部５９１Ｂが太陽カム８１２の第一作用部８１２Ａに圧接された状態となる。この図２０の状態でも、クラッチ係合レバー部５９２の先端部はトルク返還車５０から離れており（図１４）、トルク返還部９０によるトルク伝達状態が係合状態に維持されている。

その後、図２０の状態から太陽カム８１２がさらに時計回り方向に回転して基準巻数「５巻」を示すと（図１３の状態から１２０度回転した状態）、図２１のように太陽係合レバー部５９１の係合部５９１Ｂが太陽カム８１２の第一作用部８１２Ａから降り、トルク伝達係脱レバー５９が図２０の反時計回り方向に回動する。この際、クラッチ係合レバー部５９２の先端部が図１４の矢印方向に移動してクラッチ操作カム５４の螺旋階段形状における最も低い部分（図１７のＬ）に載る。これにより、クラッチ係合レバー部５９２による第一、第二クラッチ部材５３，５６の切離し操作が開始する。その後、香箱歯車１Ｂのゆっくりとした回転に連動してクラッチ操作カム５４が回転することにより、図２２および図２３のようにクラッチ係合レバー部５９２に対してクラッチ操作カム５４が下降する。このクラッチ操作カム５４と共に第一クラッチ部材５３がバネ力に抗して下降することにより、第一、第二クラッチ部材５３，５６の結合が解除され、トルク返還部９０による香箱歯車１Ｂと角穴車１１とのトルク伝達が離脱状態に切離される。なお、下降した第一クラッチ部材５３の溝５３３にクラッチ係合レバー部５９２の先端部が入ることにより、第一、第二クラッチ部材５３，５６は離間した状態に維持される。
そして、図２１の状態からさらに太陽カム８１２が時計回り方向に回転してゼンマイ１Ａの巻数が下限巻数「２．１」になると、図１２のように運針規制部４３が第三遊星伝え車８９をロックする。これによって運針が停止される。

〔６−４．巻数指示針の運針〕
前述のように、太陽真８１が基準巻数に対して大きいとき、つまりトルク伝達係脱レバー５９による切離し前、トルク返還部９０によってゼンマイ１Ａは香箱歯車１Ｂが１回転する毎に０．２巻、巻上げられる。一方、太陽真８１が基準巻数に対して小さいとき、つまりトルク伝達係脱レバー５９による切離し後には、ゼンマイ１Ａは巻上げられない。このため、切離し前ではゼンマイ１Ａを巻上げる分、太陽真８１の回転が巻数が切離し後に比べて２割遅い。ここで、太陽かな８１３および巻印車ラック８０１のＡ群の歯形とＣ群の歯形（図９）とではＡ群の歯形の方が減速比が２割小さい。これにより、指示針２８がゼンマイ１Ａの持続時間において均等に運針される。
なお、本実施形態ではＢ群の歯形が設けられていることにより、太陽かな８１３と巻印車ラック８０１との噛み合いにおいてＡ群の歯形からＣ群の歯形へと円滑に移行する。但しこのＢ群の歯形は設けられていなくてもよい。
また、このように減速比が異なる歯形を設けることは必ずしも必要ではなく、例えば指示針２８が示す文字板の目盛を太陽かな９１３の回転速度に応じて振ってもよい。

〔７．ゼンマイ持続時間〕
図２４は、ゼンマイ１Ａの巻数（横軸）とゼンマイ１Ａから出力され駆動輪列（二番車２〜ローター７）に伝達されるトルク（縦軸）との関係を示す。駆動輪列を駆動するために必要なトルクは、経時劣化や衝撃等を考慮すると例えば約０．００６９（Ｎ・ｍ）であり、このトルク約０．００６９（Ｎ・ｍ）に対応する下限巻数２．１巻から、ゼンマイ１Ａを最後まで巻上げきらない上限巻数７．７巻までが、本実施形態のゼンマイ１Ａの使用範囲に設定されている。
図２４におけるトルク約０．０１１８（Ｎ・ｍ）からトルク０までの曲線（実線）は、ゼンマイ１Ａを上限まで巻上げた状態（７．７巻）からトルク返還部９０を機能させないで駆動輪列を駆動し、ゼンマイ１Ａが解け終えるまでの巻数およびトルクを示している。ゼンマイ１Ａの持続時間は、巻数と、香箱歯車１Ｂおよび二番車２の増速比９．８とを掛けることで求められるから、次式により、トルク返還部９０を機能させない場合の持続時間は54.9時間となる。
（上限巻数（7.7）−下限巻数（2.1））×9.8＝54.9時間

ここで、本実施形態のようにゼンマイ１Ａの巻数が基準巻数「５巻」より大きいときにトルク返還部９０を機能させると、香箱歯車１Ｂが１回転する毎に角穴車１１が０．２回転巻上げられるので、トルク返還部９０が機能している間の持続時間は１．２５倍となる。このトルク返還機能中のトルクカーブを図２４に破線で示した。なお、図２４では、ＴＲ第一伝え車９６におけるバックラッシＢＫによりトルク返還部９０が機能しない時間は考慮していない。

トルク返還機能中に駆動輪列に伝達されるトルクは、次式により求められる。
ゼンマイ出力トルク − ゼンマイ出力トルク／（減速比・効率）
＝トルク返還機能中に駆動輪列に伝達されるトルク
なお、本実施形態では減速比５、効率７０％とする。
トルク伝達係脱レバー５９による切離し前（７．７巻〜５巻）の持続時間と、トルク伝達係脱レバー５９による切離し後（５巻〜２．１巻）の持続時間とはそれぞれ次のようになる。
切離し前 2.7巻×1.25×9.8＝33.1時間
切離し後 2.9巻×9.8＝28.4時間
これらの合計時間から、本実施形態におけるゼンマイ１Ａの最大持続時間は61.5時間となり、トルク返還機構を機能させていない際の持続時間54.9時間よりも6.6時間増加する。

本実施形態において仮に、トルク返還部９０を巻数７．７巻からゼンマイが解け終えるまで常時機能させた際のトルクカーブを図２４に二点鎖線で示す。この場合、駆動輪列の駆動に必要なトルク約０．００６９（Ｎ・ｍ）以上で動作するように、ゼンマイを厚くしたり、ゼンマイの巻数を増やしたりしてゼンマイの最大出力トルクを大きくする必要が生じる。つまり、香箱車が大型化してしまう。

本実施形態では、ＴＲ第一伝え車９６のバックラッシＢＫにより、ゼンマイ１Ａが解けて第一軸９６１、第二軸９６２が係合するまではトルク返還部９０が働かないため、トルク返還部９０によるゼンマイの持続時間の増加分６．６時間のうち１．２時間が短縮されるが、それでもゼンマイ１Ａの最大持続時間は６０．３時間となる。
ここで、平日に時計を装着し、土曜および日曜に時計を装着しない時計の使われ方において、ゼンマイの最大持続時間が６０時間超のため、金曜日の夜７時から月曜の朝７時までの６０時間、竜頭の巻上げ操作を不要にできる。つまり、週末に竜頭の巻上げ操作を行うことなく、月曜朝に時計が動作しているため、月曜朝の針合わせが不要となる。すなわち、ゼンマイの最大持続時間が６０時間を越えることは、６０時間以下に対して大きな有意差を持つ。

〔８．本実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）ゼンマイ１Ａの出力トルクの一部をゼンマイ１Ａに戻すトルク返還部９０を備える構成において、太陽真８１の太陽カム８１２により制御されるトルク伝達係脱レバー５９が設けられているので、ゼンマイ１Ａの巻数が基準巻数（５巻）に対して大、つまり駆動輪列を駆動するのに必要なトルクを超える余剰のゼンマイ出力トルクがゼンマイ１Ａの巻上げに利用されるとともに、巻数が基準巻数に対して小のときはトルク返還部９０によるトルク伝達が中断されてゼンマイ１Ａの巻上によるトルク消費が節減される。これにより、ゼンマイ１Ａの解け始めから駆動輪列および指針が停止するまでの時間、つまりゼンマイ１Ａの持続時間を長くすることができる。

（２）加えて、巻数が基準巻数に対して大のときにゼンマイ１Ａが巻上げられる分、ゼンマイ１Ａの持続時間を延ばせるうえ、このように余剰のトルクをゼンマイ１Ａの巻上げに消費することにより、駆動輪列に過大なトルクが伝達されることを抑制できる。これによって駆動輪列の耐久性を向上させることができる。
さらに、駆動輪列に過大なトルクが作用しないことで発電機３０の電磁ブレーキ必要量を低減できるので、発電機３０を小型化できる。

（３）トルク返還車５０の第一、第二クラッチ部材５３，５６がスリップ機構を構成し、角穴車１１と香箱歯車１Ｂとの減速方向とは逆方向へのトルク伝達が規制されているので、竜頭操作によりゼンマイ１Ａが巻上げられる際に、この竜頭の回転によるトルクがトルク返還部９０を介して駆動輪列等に伝達されない。このため、竜頭操作時に指針が誤動作しない。また、太陽真８１が示すゼンマイ巻数を正確に維持できる。

（４）トルク返還車５０は前述した７体構造とされ、トルク伝達係脱レバー５９がクラッチ操作カム５４に係合した状態でトルク受取車５１が回転することによって第一、第二クラッチ部材５３，５６の結合が解除される。つまり、香箱車１の回転と略同様にゆっくりとしたトルク受取車５１の回転に伴って角穴車１１と香箱歯車１Ｂとの連結が切離されることにより、切離し動作に必要となるゼンマイ１Ａの負荷を小さくできる。

（５）そのうえ、トルク返還車５０を構成する各部品は小さく、これらの各部品を効率よく配置することが可能となるので、ゼンマイ装置が大型化することなくゼンマイ１Ａの持続時間を向上させることができる。

（６）太陽カム８１２が第一〜第三作用部８１２Ａ，８１２Ｃを有しており、トルク伝達係脱レバー５９、巻上規制部４２、および運針規制部４３のそれぞれに係る三つの機能の制御が太陽カム８１２により集約的に行われるので、構成がさほど複雑とならない。

（７）仮に、巻上規制部４２によるロック時にトルク返還機能を働かせると、トルク返還部９０はゼンマイ１Ａを巻上げることができず、また、ゼンマイ１Ａも解けることができないため、ゼンマイ装置は停止してしまう。このため、ＴＲ第一伝え車９６の軸が第一軸９６１および第二軸９６２の二体で構成され、これらの第一軸９６１と第二軸９６２とがバックラッシＢＫを有している。この構成により、巻上規制部４２によるロック状態からゼンマイ１Ａが解けてロック状態が解除されるまでトルク変換機能が働かないので、ゼンマイの巻上規制機構と、トルク返還機構とをそれぞれ有効に両立できる。

（８）トルク伝達係脱レバー５９による切離し前における太陽かな８１３と巻印車ラック８０１との減速比は、トルク返還部９０によってゼンマイ１Ａが巻上げられる分、トルク伝達係脱レバー５９による切離し後の前記減速比よりも小さいため、切離し前と切離し後とで指示針の運針速度を均一にできる。これにより、指示針２８の指示位置からゼンマイ１Ａの残りの巻数を容易に把握できる。

（９）巻印車ラック８０１および太陽かな８１３を複数の歯形（Ａ群、Ｃ群）で構成することによって太陽かな８１３と巻印車８０との減速比を簡易な構成で切り替えることができるとともに、このような構成に伴って大きくなりがちなバックラッシをバネ８０２で詰めることにより、指示針２８のふらつきを防止できる。これにより、ゼンマイ１Ａの巻数の増減に応じて異なる歯形間で指示針２８が正転および逆転を繰り返しても指示針２８を正確な位置に駆動できる。

〔第二実施形態〕
図２５は、本発明の第二実施形態に係る時計の部分平面図である。第一実施形態の時計は水晶発振回路を備える電子制御式機械時計であったが、本実施形態の時計は、駆動輪列に連動する調速器により機械的に時間標準を作る機械時計である。
本実施形態の時計体（ムーブメント）は、香箱車１と、図示を省略するが指針を駆動する駆動輪列を形成する各番車と、ガンギ車、アンクルによる脱進器、およびテンプを有する調速器とを備えている。このような機械時計において、第一実施形態と同様の巻数表示機構（パワーリザーブ機構）と、巻上規制機構と、運針停止機構と、トルク返還機構とが搭載されている。

巻数表示機構における巻数指標部は、前述の太陽かな８１２により構成されている。
巻数制限機構は、巻数制限レバー４０を有して構成されている。
トルク返還機構は、香箱歯車１Ｂと角穴車１１とを連結するトルク返還部９０と、この香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結を係脱するトルク伝達係脱レバー５９とを有している。

このような本実施形態においても、第一実施形態と同様に、太陽かな８１２の位置に基づいてトルク伝達係脱レバー５９が動作し、これによってトルク返還車５０による香箱歯車１Ｂと角穴車１１との連結が係脱される。これにより、ゼンマイ１Ａの体積を大きくするなどの方策をとらずに、ゼンマイ１Ａの持続時間を延ばすことができる。そのほか、本実施形態の構成により、第一実施形態と同様の効果が得られる。

〔第三実施形態〕
図２６は、本発明の第三実施形態に係る機械時計の部分平面図である。本実施形態では巻上規制機構および運針停止機構が設けられていない。この点を除いて、本実施形態の機械時計の構成は第二実施形態の機械時計の構成と同様である。
本実施形態では、巻上規制機構および運針停止機構に係る巻数制限レバー４０（図２４）と、太陽カム８１２´の第二作用部８１２Ｂおよび第三作用部８１２Ｃとが設けられていない。また、本実施形態では、ＴＲ第一伝え車９６´の軸が第一実施形態とは異なり、一体に形成されている。

ここで、前述の電子制御式機械時計では高い運針精度が求められるとともに、竜頭操作による巻上げ過ぎによってロータが早回しされたり、ゼンマイ出力トルクが電磁ブレーキによる制動が必要となるトルク領域を下回ると運針が正確でなくなるという問題があるため、巻上規制機構および運針停止機構により、ゼンマイの巻数を一定範囲に制限していた。これに対して機械時計では、竜頭操作によるゼンマイ１Ａの巻上げ過ぎによりテンプが振動できる範囲を超える振り当り現象を起こしても、脱進器の周期が大きくずれることはなく、大きな時刻狂いが発生しにくい。また、ゼンマイ１Ａの出力トルクが低下した場合も、振動周期は大きくずれることはなく、大きな時刻狂いは発生しにくい。つまり、機械時計では電子制御式機械時計よりも巻上規制機構および運針停止機構の必要性が低い。
但し、ゼンマイ１Ａの巻上げ過ぎによるゼンマイ１Ａの耐久性低下を防止するため、機械時計においても、第二実施形態のように巻上規制機構を設ける意義は十分にある。

本実施形態においても、第一、第二実施形態と同様に太陽カム８１２´の回転位置に応じてトルク返還部９０´およびトルク伝達係脱レバー５９が機能するため、第一、第二実施形態と同様の効果が得られる。ここで、本実施形態ではＴＲ第一伝え車９６´の軸にバックラッシがないため、ゼンマイ１Ａの巻解け開始時からトルク返還部９０´が機能する。このため、第一実施形態のようにＴＲ第一伝え車９６のバックラッシによってゼンマイ１Ａの持続時間が短縮されることなく、ゼンマイ１Ａの持続時間をより延ばすことが可能となる。また、巻解け開始時の大きなトルクがゼンマイの巻上に消費され、駆動輪列に作用しないので、歯車列や軸受の耐久性が向上する。

〔本発明の変形例〕
本発明のゼンマイ装置は、前記各実施形態で例示した時計以外にも、オルゴールや玩具等、ゼンマイを動力源にした機器に適用できる。オルゴールの場合、ゼンマイの内端が内端側車としての軸に固定されている構成のものが一般的であり、ゼンマイの内端に連動する軸とゼンマイの外端に連動する外端側車とを連結するトルク返還部と、トルク返還部による内端側車と外端側車との連結を係脱するトルク伝達係脱部とを備えることにより、前記各実施形態と同様の効果が得られる。

なお、トルク伝達係脱部による切離し動作が行われる基準巻数は、ゼンマイの最大出力トルク、駆動輪列の駆動に必要なトルク、トルク返還部による内端側車と外端側車との減速比などを考慮して適宜決められる。

以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。
上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の第一実施形態に係る時計の香箱車および駆動輪列等を示す縦断面図。 前記時計の香箱車および駆動輪列等を示す縦断面図。 前記時計の駆動輪列およびローター等を示す縦断面図。 前記時計の巻上部等を示す縦断面図。 前記時計が具備する巻数表示機構を文字板とは反対側から示す平面図。 前記巻数表示機構を構成する巻上輪列を示す縦断面図。 前記巻数表示機構を構成する巻解け輪列を示す縦断面図。 前記巻数表示機構が有する太陽真を示す図。 前記巻数表示機構を構成する巻数表示部を文字板側から示す平面図。 前記巻数表示部を示す縦断面図。 前記時計が具備する巻数制限機構を説明するための平面図（巻上規制時）。 前記時計が具備する巻数制限機構を説明するための平面図（運針停止時）。 前記時計が具備するトルク返還機構を説明するための平面図（伝達状態）。 前記トルク返還機構が備えるトルク返還部を示す縦断面図（伝達状態）。 前記トルク返還部が有するトルク返還車の軸を示す図。 前記トルク返還車が有する第一クラッチ部材を示す斜視図。 前記トルク返還車が有するクラッチ操作カムを示す斜視図。 図１４のXVIII−XVIII線におけるＴＲ第一伝え車の第一軸および第二軸の断面図（非係合時）。 図１４のXVIII−XVIII線におけるＴＲ第一伝え車の第一軸および第二軸の断面図（係合時）。 トルク伝達係脱レバーによって前記トルク返還部のトルク伝達状態が切り替わる直前の状態を示す平面図。 トルク伝達係脱レバーにより前記トルク返還車によるトルク伝達が解除された状態を示す平面図。 前記トルク返還部を示す縦断面図（非伝達状態）。 図２２とは異なる方向から前記トルク返還部を示す縦断面図（非伝達状態）。 ゼンマイの巻数（横軸）とゼンマイから出力され駆動輪列に伝達されるトルク（縦軸）との関係を示すグラフ。 本発明の第二実施形態に係る機械時計の要部を示す平面図。 本発明の第三実施形態に係る機械時計の要部を示す平面図。

符号の説明

１Ａ・・・ゼンマイ（動力源）、１Ｂ・・・香箱歯車（外端側車）、１１・・・角穴車（内端側車）、２８・・・指示針（指示部材）、４０・・・巻数制限レバー、４１・・・カム係合部、４２・・・巻上規制部（巻上規制部材）、４３・・・運針規制部（駆動規制部材）、５０・・・トルク返還車、５１・・・トルク受取車、５３・・・第一クラッチ部材、５４・・・クラッチ操作カム、５５・・・トルク戻しかな（トルク戻し車）、５６・・・第二クラッチ部材、５７・・・バネ（付勢部材）、５９・・・トルク伝達係脱レバー（トルク伝達係脱部）、８０・・・巻印車（巻数表示車）、８１・・・太陽真（巻数指標部）、９０，９０´・・・トルク返還部、９６，９６´・・・ＴＲ第一伝え車、９７・・・ＴＲ第二伝え車、５９１・・・太陽係合レバー部、５９２・・・クラッチ係合レバー部、８０１・・・巻印車ラック、８０２・・・バネ（付勢部材）、８１２，８１２´・・・太陽カム、８１２Ａ・・・第一作用部、８１２Ｂ・・・第二作用部、８１２Ｃ・・・第三作用部、９６１・・・第一軸、９６２・・・第二軸、９６３・・・第一軸側受取車、９６４・・・第二軸側戻し車、ＢＫ・・・バックラッシ。

Claims (8)

1. ゼンマイの内端に連動する内端側車と、
   前記ゼンマイの外端に連動する外端側車と、
   前記内端側車および前記外端側車のいずれか一方から他方に向かって前記ゼンマイの出力トルクの一部を伝達するトルク返還部と、
   前記内端側車と前記外端側車との両方に連動して前記ゼンマイの巻数を示す巻数指標部と、
   前記ゼンマイが解けて前記巻数指標部が所定の基準巻数を示した際に前記トルク返還部による前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達を係脱するトルク伝達係脱部と、を備える
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
2. 請求項１に記載のゼンマイ装置において、
   前記トルク返還部は、前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達方向とは逆方向へのトルク伝達を規制している
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
3. 請求項１または２に記載のゼンマイ装置において、
   前記トルク返還部は、前記ゼンマイのトルクを受け取るトルク受取車と、前記トルク受取車に同軸に設けられ前記ゼンマイのトルクを前記ゼンマイに向かって戻すトルク戻し車と、前記トルク受取車および前記トルク戻し車にそれぞれ同軸に設けられ、軸方向に相対移動することで結合する一対のクラッチ部材と、前記一方のクラッチ部材に同軸に設けられ前記他方のクラッチ部材の側に螺旋階段状に立ち上がるクラッチ操作カムと、
   前記一方のクラッチ部材を前記他方のクラッチ部材に向かって付勢して前記一対のクラッチ部材を結合させる付勢部材とを有し、
   前記トルク伝達係脱部は、前記クラッチ操作カムに係合する係脱レバーを有し、
   前記係脱レバーは、前記ゼンマイが解けて前記巻数指標部が前記基準巻数を示した際に前記クラッチ操作カムに係合し、
   前記一対のクラッチ部材の結合は、前記係脱レバーが前記クラッチ操作カムに係合した状態で前記トルク受取車が回転することによって解除される
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のゼンマイ装置において、
   前記巻数指標部には、前記ゼンマイの巻上用部材による巻上時に動作する巻上部と、前記ゼンマイが解ける際に動作する巻解け部とが設けられ、
   前記巻数指標部は、前記トルク伝達係脱部を構成するレバーを動作させる第一作用部と、前記ゼンマイが上限巻数まで巻上げられた際に前記巻上部をロックする巻上規制部材を動作させる第二作用部と、前記ゼンマイが下限巻数まで解けた際に前記巻解け部をロックする駆動規制部材を動作させる第三作用部とを有する
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のゼンマイ装置において、
   前記巻数指標部には、前記ゼンマイの巻上用部材による巻上時に動作する巻上部と、前記ゼンマイが上限巻数まで巻上げられた際に前記巻上部をロックする巻上規制部材とが設けられ、
   前記トルク返還部は、同軸上に連結される第一軸および第二軸を有して構成される連結軸と、前記第一軸に連動し前記ゼンマイのトルクを受け取る第一軸側受取車と、前記第二軸に連動し前記ゼンマイのトルクを前記ゼンマイに向かって戻す第二軸側戻し車と、を有し、
   前記第一軸は、前記ゼンマイの解け始めから前記巻上規制部材によるロックが解除されるまでの間、前記第二軸に対して相対回転可能な所定のバックラッシを有する
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のゼンマイ装置において、
   前記巻数指標部の回転を減速する巻数表示車と、前記巻数表示車に取り付けられる指示部材とを備え、
   前記トルク伝達係脱部により前記内端側車と前記外端側車とのトルク伝達が係合状態にある際の前記巻数指標部と前記巻数表示車との減速比は、前記トルク伝達係脱部により前記トルク伝達が離脱状態にある際の前記巻数指標部と前記巻数表示車との減速比よりも小さい
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
7. 請求項６に記載のゼンマイ装置において、
   前記巻数表示車および前記巻数指標部のそれぞれは、前記トルク伝達係脱部により前記係合状態にある際に互いに噛合する第一減速比の歯形と、前記トルク伝達係脱部により前記離脱状態にある際に互いに噛合する第二減速比の歯形とを有し、
   前記巻数表示車には、前記巻数指標部と前記巻数表示車とのバックラッシを詰める付勢部材が設けられている
   ことを特徴とするゼンマイ装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のゼンマイ装置を備え、
   前記ゼンマイを動力源として動作する
   ことを特徴とする時計。

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