JP5320370B2 - 歯車機構及び時計 - Google Patents

Description

本発明は、歯車機構及び時計に関する。

特許文献１には、複数の歯車が用いられた時計が開示されている。このような歯車機構において回転数を減速、または増速して伝達する場合には、歯車の歯の数を増減するのが一般的である。歯数を増やす場合、モジュールを小さくして１つの歯を小さくしたり、ピッチ円直径を大きくするなど歯車に関する様々な諸元を変更して歯数を増やしていた。

特開平９−２１８８６公報

しかしながら、歯を小さくすると、強度が落ちるとともに歯車の加工が難しくなる。また、ピッチ円直径を大きくすると歯車間の距離が大きくなる。どちらもしたくない場合には複数の歯車よりなる輪列を用いて歯数を増やすことになるが、歯車数を増やすと部品点数が増大する。

そこで本発明は、歯車の強度や歯車間の距離の変化を抑制し、部品点数の増大を抑制した歯車機構及びそれを備えた時計を提供することを目的とする。

上記目的は、ゼネバ歯車である駆動歯車と、前駆駆動歯車の回転が伝達される従動歯車と、を備え、前記駆動歯車及び前記従動歯車の歯の寸法を決定するために選択されるモジュールをＭ、前記駆動歯車の円弧歯厚に相当する歯厚をｓ１、前記駆動歯車の円ピッチに相当するピッチをＣＰとし、モジュールＭで決まる円弧歯厚をｔｘとし、円ピッチをＣＰｘとし、それぞれｔｘ＝π・Ｍ／２、ＣＰｘ＝π・Ｍで表されるときに、前記駆動歯車の前記歯厚ｓ１は、前記円弧歯厚ｔｘに等しく、前記駆動歯車は、前記ピッチＣＰが前記円ピッチＣＰｘよりも小さく設定された隣接する第１及び第２歯、当該駆動歯車の回転中心から前記第１及び第２歯の先端までの距離を半径とし前記第１及び第２歯の間を除いた部分に設けられた外周部、を有し、前記従動歯車は、前記モジュールＭで決定される全歯たけを有した大歯、前記大歯の全歯たけよりも短い全歯たけを有した小歯、を有し、前記大歯及び小歯は、前記従動歯車に交互に複数設けられており、前記小歯は、前記外周部が摺接可能な摺接面を有し、前記小歯の円弧歯厚に相当する歯厚ｓ２は、前記摺接面が前記第１又は第２歯に当接しないが前記摺接面以外の前記小歯の歯面が前記第１又は第２歯に当接可能となるように、前記円弧歯厚ｔｘよりも小さな値に設定され、前記摺接面が前記外周部に当接するまでは前記第１及び２歯と前記外周部と前記大歯及び小歯とにより前記従動歯車の回転が許容され、前記摺接面に前記外周部が摺接することにより前記駆動歯車が回転している場合であっても前記従動歯車の回転が規制される、歯車機構によって達成できる。

上記目的は、上記歯車機構を備えた時計によっても達成できる。

歯車の強度や歯車間の距離の変化を抑制し、部品点数の増大を抑制した歯車機構及びそれを備えた時計を提供できる

図１は、本実施例に係る時計の断面図である。 図２は、正面板と、正面板の正面側に配置されている部品とを示した透視図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面図である。 図３は、中板と、正面板と中板との間に配置された部品とを示した透視図である。 図４は、背面板と、中板と背面板との間に配置されている部品とを示した透視図である。 図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、定荷重ばね周辺の構造の透視図である。 図７は、定荷重ばね周辺の構造の透視図である。 図８Ａは、定荷重ばねの巻取り量と弾性復元力との関係を示した図であり、図８Ｂは、定荷重ばねを用いた場合の日差と巻取り量との関係を示した図であり、図８Ｃは、通常のぜんまいばねを用いた場合の日差と巻取り量との関係を示した図である。 図９Ａ〜９Ｄは、歯車５０周辺の構造を示した模式図である。 図１０Ａ〜１０Ｃは、歯車５０周辺の構造を示した模式図である。 図１１は、歯車１１０、歯車５０、巻取り量表示部６０の関係を示した模式図である。 図１２は、図１１に示す構成の斜視図である。 図１３Ａ、１３Ｂは、歯車１１０、歯車５０、巻取り量表示部６０の設計方法の説明図である。 図１４Ａ、１４Ｂは、歯車１１０、歯車５０、巻取り量表示部６０の設計方法の説明図である。 図１５Ａ、１５Ｂは歯車５０の円ピッチの修正について説明した模式図である。 図１６Ａ、１６Ｂは巻き取り量表示部６０の歯面の修正について説明した模式図である。 図１７Ａ〜１７Ｃは歯車５０と巻取り量表示部６０の歯車の噛み合いについて説明した模式図である。

図１は、本実施例に係る時計１の断面図である。時計１は、正面板１０ａ、中板１０ｂ、背面板１０ｃを含む。正面板１０ａは、時計１の正面側に配置されており、背面板１０ｃは、時計１の背面側に配置され、中板１０ｂは、正面板１０ａと背面板１０ｃとの間に配置されている。図２は、正面板１０ａと正面板１０ａの正面側に配置されている部品とを示した透視図である。図３は、中板１０ｂと、正面板１０ａと中板１０ｂとの間に配置された部品とを示した透視図である。図４は、背面板１０ｃと、中板１０ｂと、背面板１０ｃとの間に配置されている部品とを示した透視図である。

図１、図２に示すように、時計１は、秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃを有している。秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃは、時刻を表示するための時刻表示部に相当する。時針３ｂ、分針３ｃは、同軸状に回転可能に設けられている。秒針３ａは、時針３ｂ、分針３ｃよりも時計１の上方に設けられている。時針３ｂ、分針３ｃよりも下方には、歯車５０、巻取り量表示部６０、歯車１１０が設けられている。巻取り量表示部６０は、詳しくは後述するが定荷重ばねＳの巻取り量を表示する機能を有している。巻取り量表示部６０には、定荷重ばねＳの巻取り量の視認を容易にするための指針６８が固定されている。歯車５０及び歯車１１０は、巻取り量表示部６０を間欠駆動するためのものである。歯車５０、巻取り量表示部６０及び歯車１１０は歯車機構１３０を構成している。

図１、図３に示すように、時計１は、歯車３０ａ〜３０ｅを含む。歯車３０ａ〜３０ｅは、後述する定荷重ばねＳの動力を秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃに伝達する機構である。歯車３０ａ〜３０ｅは、正面板１０ａ、中板１０ｂとの間で回転可能に支持されている。なお、歯車３０ａは、軸２８ａに対して一方向に回転自在に保持されている。また、他方向への回転を防止するために歯車３０ａは、逆回転防止のためのラチェット車４１、係合部材４３を備えている。ラチェット車４１、係合部材４３については、詳しくは後述する。

図１、図４に示すように、時計１は、駆動ドラム２０ａ、保持ドラム２０ｂを含む。駆動ドラム２０ａ、保持ドラム２０ｂは、中板１０ｂと背面板１０ｃとの間に回転可能に支持されている。駆動ドラム２０ａは時計１の下方に配置され、保持ドラム２０ｂは時計１の上方であるとともに駆動ドラム２０ａの上方に配置されている。駆動ドラム２０ａには、軸２８ａが連結されている。この軸２８ａは、正面板１０ａ及び中板１０ｂに設けられた軸受２６ａにより回転可能に支持され、駆動ドラム２０ａの回転に伴って軸２８ａも回転する。軸２８ａは、中板１０ｂ、正面板１０ａに対して回転可能に保持されている。中板１０ｂと背面板１０ｃとの間には軸２６ｂが保持されており、軸２６ｂの中板１０ｂ側端と背面板１０ｃ側端には軸受２６ｃが設けられ、この軸受２６ｃによって保持ドラム２０ｂは、中板１０ｂと背面板１０ｃとの間で回転可能に支持されている。これにより、保持ドラム２０ｂは、中板１０ｂ、背面板１０ｃ間で回転する。

駆動ドラム２０ａは、後述する定荷重ばねＳの弾性復元力により回転する。定荷重ばねＳの弾性復元力によって駆動ドラム２０ａが回転することにより、駆動ドラム２０ａの動力が秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃに伝達される。駆動ドラム２０ａから秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃに駆動力が伝達される構造について説明する。

駆動ドラム２０ａから秒針３ａに駆動力が伝達される構造について説明する。
最初に、駆動ドラム２０ａから歯車３０ａに駆動力が伝達される構造について説明する。図１、図３に示すように、軸２８ａにはラチェット車４１が連結されている。軸２８ａが回転することによりラチェット車４１も回転する。ラチェット車４１は、歯車３０ａと正面板１０ａとの間で軸２８ａに固定されている。ラチェット車４１の外周部には歯部４２が形成されている。

正面板１０ａと対向する歯車３０ａの正面には、係合部材４３が設けられている。係合部材４３の先端部は、ラチェット車４１の歯部４２と係合している。係合部材４３は、歯車３０ａに固定されたピン３４ａにより揺動可能に歯車３０ａに支持されている。詳細には、係合部材４３は、係合部材４３の先端部が歯部４２と係合する位置と歯部４２から退避した位置との間を揺動可能に支持されている。歯車３０ａには線ばね４８が固定されている。線ばね４８は、係合部材４３の先端部が歯部４２と係合するように、係合部材４３をラチェット車４１側に付勢している。具体的には、係合部材４３は、歯車３０ａを貫通した突起部４４を有している。線ばね４８は、歯車３０ａの背面側に固定されている。線バネ４８は、歯車３０ａを貫通した突起部４４に当接して付勢している。

定荷重ばねＳの弾性復元力により駆動ドラム２０ａは、図３、図４では時計方向に回転する。これにより、ラチェット車４１も時計方向に回転する。ラチェット車４１が時計方向に回転すると、歯部４２と係合部材４３の先端部とが噛合うことにより、歯車３０ａが時計方向に回転する。このようにして、駆動ドラム２０ａの時計方向の回転は、歯車３０ａに伝達される。詳しくは後述するが、歯車３０ａが回転することにより、秒針３ａが駆動する。

尚、後述する定荷重ばねＳの巻取り作業の際には、駆動ドラム２０ａは反時計方向に回転させられる。駆動ドラム２０ａが反時計方向に回転するとラチェット車４１も反時計方向に回転するが、この場合、歯車３０ａは停止したままである。係合部材４３が揺動して、係合部材４３の先端部が歯部４２上を摺動するからである。この場合、歯車３０ａは停止したままになるので秒針３ａは駆動しない。このように、ラチェット車４１、係合部材４３は、定荷重ばねＳを巻取る方向に回転した際の駆動ドラム２０ａの動力を秒針３ａに伝達せずに、巻取り方向と逆方向に回転した際の駆動ドラム２０ａの動力を秒針３ａに伝達する機能を有している。これにより、秒針３ａの駆動へ影響を与えずに定荷重ばねＳの巻取りが可能となる。

次に、歯車３０ａから秒針３ａに動力が伝達される構造について説明する。
歯車３０ａの外周部には歯部３１ａが形成されている。歯部３１ａは、歯車３０ｂの歯部３２ｂと噛合う。歯車３０ｂは、歯部３２ｂと、歯部３２ｂよりも径の大きい歯部３１ｂとを有している。歯車３０ｂの歯部３１ｂは、歯車３０ｃの歯部３２ｃと噛合う。歯車３０ｃは、歯部３２ｃと、歯部３２ｃよりも径の大きい歯部３１ｃとを有している。歯車３０ｃの歯部３１ｃは、歯車３０ｄの歯部３２ｄと噛合う。歯車３０ｄは、歯部３２ｄと、歯部３２ｄよりも径の大きい歯部３１ｄを有している。歯車３０ｄの歯部３１ｄは、歯車３０ｅの歯部３２ｅと噛合う。歯車３０ｅは、歯部３２ｅと、歯部３２ｅよりも径の大きい歯部１００ａとを有している。歯部１００ａはクラウン歯車となっており、ガンギ車１０１のガンギ車カナ１０１ａと噛み合っている。図示はしないが、ガンギ車１０１は一般的な機械式時計の調速機構へと動力を伝達しており、この調速機構の備えるテンプの振幅に基づいた回転数で回転する。

歯車３０ｅには、歯部３２ｅと同軸上に、秒針３ａが固定された軸が連結されている。従って、歯車３０ｅが回転することにより、秒針３ａが回転する。このように、歯車３０ａの動力が秒針３ａへと伝達される。

次に、駆動ドラム２０ａから分針３ｃに駆動力が伝達される構造について説明する。
図５は、図２のB―B断面図である。図５に示すように、歯車３０ｃには、回転軸３３ｂが嵌合している。歯車３０ｃが回転することにより、回転軸３３ｂも回転する。回転軸３３ｂは、正面板１０ａの正面側にまで貫通している。回転軸３３ｂの先端側には、筒部３６ｂが嵌合されている。筒部３6ｂには、分針３ｃが連結されている。このように、回転軸３３ｂが回転することにより分針３ｃが回転する。

次に、駆動ドラム２０ａから時針３ｂに駆動力が伝達される構造について説明する。
図５に示すように、筒部３６ｂに設けられた歯部３７ｂは、歯車３０ｇの歯部３１ｇと噛み合っている。歯車３０ｇは歯部３１ｇよりも径の小さい歯部３２ｇを有しており、歯部３２ｇは、筒部３４ｂに嵌合している歯車３０ｆの歯部３１ｆと噛み合っている。筒部３４ｂは筒部３６ｂの外周に対して回転可能に嵌合されている円筒状の部材であり、先端には時針３ｂが連結されている。

歯車３０ｃの回転により、回転軸３３ｂが回転すると、歯部３７ｂ、歯部３１ｇが噛み合い、歯車３０ｇが回転する。歯車３０ｇが回転すると歯部３２ｇ、歯部３１ｆが噛み合い、歯車３０ｆが回転して、筒部３４ｂが回転する。これにより、時針３ｂが回転する。

尚、歯車３０ｇの歯部３１ｇは、歯車３０ｉの歯部３１ｉとも噛合っている。歯部３１ｉは、歯車３０ｊに噛合っている。歯車３０ｉ、３０ｊは、正面板１０ａと支持板３８との間で回転可能に支持されている。歯車３０ｊには、調節軸３３ｊが連結されている、調節軸３３ｊは、正面板１０ａ、１０ｂを貫通して背面板１０ｃ側に延びている。ユーザが調節軸３３ｊを回転させることにより、歯車３０ｊ、３０ｉ、３０ｇを介して、筒部３４ｂ、３６ｂを駆動させることができ、これにより時針３ｂ、分針３ｃの位置の調整をすることができる。

次に、定荷重ばねＳについて説明する。
図６、図７は、時計１を正面側から見た場合の定荷重ばねＳ周辺の構造の透視図である。尚、図６、図７は、駆動ドラム２０ａ、保持ドラム２０ｂや、歯車１１０、歯車５０、巻取り量表示部６０についても示している。定荷重ばねＳは、一定の曲率で曲げられた帯状の板ばねであり、駆動ドラム２０ａ、保持ドラム２０ｂ周りに巻かれる。定荷重ばねＳの一端は、２つのネジ２３ａにより駆動ドラム２０ａに固定されている。定荷重ばねＳの他端側は、保持ドラム２０ｂに巻きつけられているが、保持ドラム２０ｂに固定されていない。図６は、定荷重ばねＳの大部分が保持ドラム２０ｂに巻き付けられた状態を示しており、図７は、定荷重ばねＳの大部分が駆動ドラム２０ａに巻き付けられた状態を示している。定荷重ばねＳは、自身の弾性復元力により、保持ドラム２０ｂに巻き付けられた状態に戻ろうとする。駆動ドラム２０ａは、背面板１０ｃから部分的に露出しており、露出した駆動ドラム２０ａの部分を回転させることにより、定荷重ばねＳを駆動ドラム２０ａに巻取ることができる。

図６に示した状態から、駆動ドラム２０ａを手動により反時計方向に回転させると、定荷重ばねＳの一端はネジ２３ａにより駆動ドラム２０ａに固定されているので、駆動ドラム２０ａは定荷重ばねＳの弾性復元力に抗して定荷重ばねＳを巻取ることができる。保持ドラム２０ｂに巻き付けられた状態に対して定荷重ばねＳの表面と裏面とが逆になるようにして駆動ドラム２０ａに巻き取られる。更に、駆動ドラム２０ａを反時計方向に回転させると、図７に示すように、定荷重ばねＳの大部分が駆動ドラム２０ａに巻取られる。

図７の状態で放置すると、定荷重ばねＳは、自らの弾性復元力により、徐々に保持ドラム２０ｂ側に巻き戻る。この過程で、駆動ドラム２０ａは時計方向に回転する。このようにして定荷重ばねＳは、駆動ドラム２０ａを駆動する。駆動ドラム２０ａが駆動することにより、上述したように秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃが駆動する。このように、定荷重ばねＳは、時刻表示部である秒針３ａ、時針３ｂ、分針３ｃの駆動源として機能する。また、駆動ドラム２０ａは、定荷重ばねＳの弾性復元力に抗して巻取り可能であり、定荷重ばねＳの弾性復元力に従って定荷重ばねＳを巻き取る方向とは逆方向に回転させられて秒針３ａ等を駆動する。尚、駆動ドラム２０ａが回転することにより、歯車５０、巻取り量表示部６０も回転する。歯車５０、巻取り量表示部６０については後述する。

巻取り量表示部６０の構造について説明する。
巻取り量表示部６０は、正面板１０ａの正面側に設けられた軸１２２に対して回転可能に支持されている。巻取り量表示部６０は、円板状である。図１１に示すように、巻取り量表示部６０の外周には、歯部６３が形成されている。なお、図１１は説明のために指針２８を省略した状態で図示している。

歯車５０の構造について説明する。
正面板１０ａの正面側に設けられた軸１２１には歯車５０が回転可能に支持されている。歯車５０には、詳しくは後述するが、歯部６３と噛み合うことでゼネバ機構として機能する歯部５３および歯部５３の背面側に歯部５３よりも径の大きな歯部５４が設けられている。歯部５３と歯部５４とを同軸上に設けることにより、歯部５３と歯部５４とを別に設ける場合と比べて部品点数を減らすことができる。

また、駆動ドラム２０ａと共に回転する軸２８ａの先端側には歯車１１０が固定されている。詳しくは後述するが歯車１１０には、歯車５０の歯部５４と噛み合うことでゼネバ機構として機能する２つの歯部１１３が１８０°対向するように形成されている。駆動ドラム２０ａによる定荷重ばねＳの巻取り作業が行なわれている間は、歯車１１０もそれに伴って反時計方向に回転し、歯車５０を介して巻取り量表示部６０は反時計方向に回転する。定荷重ばねＳの弾性復元力により駆動ドラム２０ａが時計方向に回転すると、歯車１１０も時計方向に回転し、歯車５０を介して巻取り量表示部６０は時計方向に回転する。このように、駆動ドラム２０ａにおける定荷重ばねＳの巻取り量に応じて巻量表示部６０が回転する。巻取り量表示部６０には、図２、図６及び図７に示すように指針６８が固定されており、巻取り量表示部６０の回転に伴って指針６８も回転する。例えば図６に示すように保持ドラム２０ｂに定荷重ばねＳの大部分が巻き取られた状態では指針６８は、時計１を正面から見て左斜め下を指している。この状態では、駆動ドラム２０ａを回転させるための弾性復元力がほとんど働かない状態にある。従ってユーザは、駆動ドラム２０ａを手動により反時計方向に回転させて、定荷重ばねＳを駆動ドラム２０ａに巻き取らなければならないと判断することができる。

一方、図７に示すように、駆動ドラム２０ａに定荷重ばねＳの大部分が巻き取られている状態では、指針６８は時計１を正面から見た場合に、右斜め下を指しており、ユーザは、十分に定荷重ばねＳを駆動ドラム２０ａに巻き取ることができたと判断することができる。

駆動ドラム２０ａに巻き取られた定荷重ばねＳは、やがて弾性復元力により保持ドラム２０ｂに巻き戻っていく。その過程において、指針６８は図７に示す右斜め下を指す位置から、図６に示す左斜め下を指す位置まで移動する。従ってユーザは、指針６８の指す位置を視認することで、定荷重ばねＳが駆動ドラム２０ａに巻き取られている量を概ね把握することができる。すなわちユーザは、指針６８の位置を視認することで定荷重ばねＳの巻取り量を把握することができる。このように、巻取り量表示部６０は、駆動ドラム２０ａに連動し、駆動ドラム２０ａにより巻き取られた定荷重ばねＳの巻取り量を示す。

定荷重ばねＳの巻取りを可能な範囲を制限する構造について説明する。
上述したように本発明においては、巻取り量によらずに弾性復元力が略一定となる領域で定荷重ばねＳを用いている。そのため巻取り量を増やしても弾性復元力が上昇することがないので、一定の負荷で巻取りを行うことができるが、定荷重ばねＳの全長が決まっているので巻き取れる範囲には限界がある。限界に到達した状態で、更に定荷重ばねＳを巻き取ろうとすると、本実施例においては定荷重ばねＳは保持ドラム２０ｂに固定されていないので、定荷重ばねＳが保持ドラム２０ｂから離脱してしまい駆動ドラム２０ａを駆動させることができなくなる。また、仮に定荷重ばねＳが保持ドラム２０ｂに固定されていた場合には、定荷重ばねＳに負荷がかかって破損するおそれがある。従って、いずれの場合であっても定荷重ばねＳの巻取り可能範囲を制限する必要がある。

図１、図２に示すように、本発明における巻取り量表示部６０の背面側には円弧状の係合溝６６が形成されている。係合溝６６は、巻取り量表示部６０の回転方向に延在している。換言すれば、係合溝６６は、巻取り量表示部６０の回転軸心周りに延在している。また、係合溝６６と係合したストッパ１６が正面板１０ａに固定されている。ストッパ１６は、ピン状である。巻取り量表示部６０が回転することにより、係合溝６６はストッパ１６に対して移動する。ストッパ１６は、巻取り量表示部６０の回転範囲を制限している。図６に示した状態では、ストッパ１６は係合溝６６の一端に当接し、巻取り量表示部６０の更なる時計方向への回転を制限している。図７に示した状態では、ストッパ１６は係合溝６６の他端に当接し、巻取り量表示部６０の更なる反時計方向の回転を制限している。

このように、巻取り量表示部６０の回転範囲を制限することにより、駆動ドラム２０ａの回転範囲を制限することができる。巻取り量表示部６０と駆動ドラム２０ａとは、歯車５０、歯車１１０、軸２８ａを介して連動しているからである。これにより駆動ドラム２０ａの回転範囲が制限される。従って、駆動ドラム２０ａによる定荷重ばねＳの巻取り可能範囲が制限されている。

上述したように、巻取り量表示部６０の回転範囲を制限するストッパ１６により、定荷重ばねＳの巻取り量も制限している。このため、巻取り量表示部６０の回転範囲と定荷重ばねＳの巻取り可能範囲とを制限するストッパを個別に設けた場合と比較し、時計１は部品点数が削減されている。

ストッパ１６により制限された定荷重ばねＳの巻取り可能範囲について説明する。
図８Ａは、定荷重ばねＳの巻取り量と弾性復元力との関係を示した図である。ここで巻取り量とは、定荷重ばねＳの弾性復元力に抗してドラムに巻取られた長さである。巻取り量ゼロから所定の巻取り量との間では、定荷重ばねＳの弾性復元力は徐々に増大する。その後、定荷重ばねＳの弾性復元力は、巻取り量に関わらずに略一定となる。弾性復元力が一定となる時の巻取り量をＲ１とする。巻取り量Ｒ１よりも大きく、定荷重ばねＳの全長の長さよりも短い時点での巻取り量を巻取り量Ｒ２とする。

ストッパ１６は、巻取り可能範囲を、定荷重ばねＳの弾性復元力が一定に維持される巻取り量Ｒ１〜Ｒ２の範囲内に制限している。図６は、巻取り量Ｒ１での定荷重ばねＳの状態を示しており、駆動ドラム２０ａには巻取り量Ｒ１に相当するだけの定荷重ばねが巻かれた状態にある。この状態でストッパ１６により駆動ドラム２０ａの更なる時計方向への回転が制限されているため、それ以上、定荷重ばねＳは保持ドラム２０ｂへと巻き取られることはない。従って時計１が弾性復元力一定ではない状態で駆動されることはない。すなわち、すでに駆動ドラム２０ａには所定量の定荷重ばねが巻かれた状態にあるが、見かけ上、時計１において巻取り量表示部６０が巻き取り量ゼロを表示するのは巻取り量Ｒ１の状態である。

図７は、巻取り量Ｒ２での定荷重ばねＳの状態を示している。この状態でストッパ１６により駆動ドラム２０ａの更なる反時計方向への回転が制限されているため、それ以上、定荷重ばねＳが駆動ドラム２０ａに巻き取られることはない。従って定荷重ばねＳが全長を越えて巻き取られようとすることで破損したり、保持ドラム２０ｂから離脱してしまうようなことはない。

図８Ｂは、縦軸を日差ｄとし、横軸を定荷重ばねＳの巻取り量とした場合の、定荷重ばねＳを用いた場合の日差と巻取り量との関係を示した図である。図８Ｂに示した直線Ｌ１は、定荷重ばねＳを用いた場合の日差を示す。ここで、「日差」とは、１日当りにおける、正確な時刻と時計が示す時刻との差を示している。

また、図８Ｃは、縦軸を日差ｄとし、横軸をぜんまいばねの巻取り量とした場合の、日差と巻取り量との関係を示した図である。図８Ｃに示した直線Ｌ２は、ぜんまいばねを用いた場合の日差と巻取り量との関係を示す。

通常のぜんまいばねは、定荷重ばねＳと異なり、巻取り量によって弾性復元力が異なる。具体的には、巻き取り量が少ないうちは巻取り量に伴って弾性復元力が上昇していくが、やがて急激に弾性復元力が上昇して、それ以上巻きとることができなくなる。このように弾性復元力が変化すると、調速機のテンプの振幅が弾性復元力に応じて変化してしまい、ガンギ車１０１の回転数もこれに応じて変化するので、指針の回転速度が変動してしまう。すなわち日差が変動する。一方、定荷重ばねＳは、弾性復元力が略一定であるため、調速機のテンプの振幅は略一定となるから、巻取り量によらずに指針の回転数は略一定となる。従って日差が略一定となる。

図８Ｂにおいて、巻取り量Ｒ１の状態から所定量だけ巻き取った際の巻取り量をＲａとする。そして、Ｒａにおける弾性復元力で駆動される時計１の調速機を既知の方法により時計１の日差を可能な限り小さい状態に調整し、その際の図８Ｂにおけるｄ軸上の位置をｄａ０とする。

上述のように、日差は調速機に伝達される弾性復元力に応じて変化するが、定荷重ばねＳを用いた場合には巻取り量によらず弾性復元力が略一定であるため、テンプの振幅周期が略一定となる。そのため巻取り量Ｒａの状態で調整したにもかかわらず、巻取り量がＲ１からＲ２の範囲内であれば日差は略一定となる。

図８Ｃにおいて、時計が動作できる最小量だけぜんまいばねを巻き取った位置をＲｂ１とし、ぜんまいばねを巻き取ることができなくなる巻取り量をＲｂ２とし、Ｒｂ１の状態から所定量だけ巻き取った状態をＲｂとする。そしてＲｂにおける弾性復元力で駆動される時計の日差を可能な限り小さい状態に調整し、その際のｄ軸上の位置をｄｂ０とする。

図８Ｃに示すように、ぜんまいばねを用いた時計ではぜんまいばねの巻取り量が少ない場合と多い場合とでは弾性復元力が異なるので、ぜんまいばねを用いた時計の日差は略一定とはならず、Ｒｂ２からＲｂ１に向かうに従って日差が減少していき、やがてＲｂに到達すると日差が最も小さくなる。そしてＲｂ１に向かうに従って、再び日差が大きくなっていく。

従って、通常のぜんまいばねを用いた時計と比較して、本実施例の時計１は、巻取り量によらず日差が略一定となる。このため、通常のぜんまいばねを用いた時計と比較して、時計１は、時刻が狂いにくくなっている。

歯車機構１３０の動作について説明する。
図９Ａ〜１０Ｃ及び図１１は、図２の状態にある時計１の歯車５０周辺の構造を示した模式図である。なお、図９Ａ〜１０Ｃは説明のために歯部５４を省略した状態で図示している。

歯車５０は、本体部５２、本体部５２の外周に部分的に設けられた２つの隣接した歯５３ａ、５３ｂからなる歯部５３、本体部５２よりも径が大きく本体部５２よりも軸方向の厚みが薄い外周部５６、外周部５６の背面側に交互に設けられた歯５４ａ、歯５４ｂからなる歯部５４を含む。歯５４ａ、５４ｂの歯底円直径は外周部５６の径よりも大きい。また、歯５４ａの歯底から歯先までの距離である歯たけ５４ａｈは、歯５４ｂの歯底から歯先までの距離である歯たけ５４ｂｈよりも大きい。

図１４Ａ、Ｂは図２の状態にある時計１の歯車５０周辺の構造を示した模式図である。巻取り量表示部６０の歯部６３は、交互に設けられた歯６３ａ、６３ｂからなる歯部６３を含む。図１４Ｂに示すように、歯６３ａの歯底から歯先までの距離である歯たけ６３ａＨは、歯６３ｂの歯底から歯先までの距離である歯たけ６３ｂＨよりも大きい。

次に、歯車１１０から巻取り表示部６０に動力が伝達される構造について説明する。上述のように歯車１１０は、駆動ドラム２０ａと共に回転する軸２８ａの先端側に取り付けられている。従って歯車１１０は駆動ドラム２０ａとともに回転する。

駆動ドラム２０ａによる定荷重ばねＳの巻取り作業が行われている間、歯車１１０は、軸２８ａの回転に伴って反時計方向に回転する。歯車１１０には２つの歯部１１３が１８０°対向するように形成されており、歯車５０の歯部５４と噛み合う。歯部１１３は隣接した２つの歯１１３ａ、１１３ｂより構成されており、歯１１３ａ、１１３ｂが歯車５０の歯部５４を構成する歯５４ａ、５４ｂと噛み合うことで、歯車１１０の動力を歯車５０に間欠的に伝達する。これによって、歯車５０は間欠的に時計方向に回転する。このように歯車１１０はゼネバ歯車として機能する。

歯車５０は歯部５４よりも径の小さな歯部５３を有している。歯部５３は、巻取り量表示部６０の歯部６３と噛み合う。歯部５３は隣接した２つの歯５３ａ、５３ｂより構成されており、歯５３ａ、５３ｂが巻取り量表示部６０の歯部６３を構成する歯６３ａ、６３ｂと噛み合うことで、歯車５０の動力を巻き取り量表示部６０に間欠的に伝達する。従って、歯車５０の回転に伴って、巻取り量表示部６０は間欠的に回転する。このように歯車５０はゼネバ歯車として機能する。歯車１１０、歯車５０及び巻取り量表示部６０は、歯車機構１３０を構成する。

図１１は、歯１１３ａ、１１３ｂと、歯５４ａ、歯５４ｂ及び歯５３ａ、５３ｂと、歯６３ａ、６３ｂとが噛合っていない時の歯車機構１３０を示している。また、図１２は、図１１の状態にある歯車機構１３０の斜視図である。

歯１１３ａ、１１３ｂと、歯５４ａ、５４ｂとが噛み合っていないときには、歯車１１０の外周部１１２の外周面は、歯５４ｂの歯面の一部と摺接する。ここで、図１２に示すように、歯５４ａの歯幅ｂ１は、歯５４ｂの歯幅ｂ２よりも短くなっており、外周部１１２は歯５４ａに摺接しない。これにより、歯５４ａ、５４ｂと、歯１１３ａ、歯１１３ｂとが噛み合っていない時に、歯車５０が不用意に回転することを抑制している。

歯５３ａ、５３ｂと、歯６３ａ、６３ｂとが噛合っていないときは、歯車５０の外周部５６の外周面は、歯６３ｂの歯面の一部と摺接する。ここで、図１２に示すように歯６３ａの歯幅ｂ３は、歯６３ｂの歯幅ｂ４よりも短くなっており、外周部５６は歯６３ａに摺接しない。これにより、歯５３ａ、５３ｂと、歯部６３とが噛合っていない時に、巻取り量表示部６０が不用意に回転することを抑制している。

図１１に示す状態から、歯車１１０が時計方向に回転すると、歯１１３ｂが歯５４ａを押して、歯車５０は反時計方向に回転し始める。さらに歯車１１０が時計方向に回転すると、今度は歯１１３ａと歯５４ｂとが当接し、歯１１３ａが歯５４ｂを押して、歯車５０は反時計方向への回転を継続させられる。さらに歯車１１０が時計方向に回転を続けると、やがて歯車１１０の外周部１１２の外周面と歯５４ｂの歯面の一部とが摺接し、次に１８０°対向した位置に設けられた歯１１３ｂが歯５４ａと当接するまで、歯車５０の回転は中断させられる。このように、歯１１３ａ、歯１１３ｂが歯５４ｂを挟むようにして、歯車１１０と歯車５０とは間欠的に噛み合う。なお、歯車１１０には１８０°対向するように歯部１１３が設けられているので、歯車１１０が時計方向に１回転すると歯車１１０の回転は、歯車５０に２回伝達される。

次に、歯車５０と巻取り量表示部６０との関係について説明する。図１１に示す状態から、歯車１１０が時計方向に回転するにつれて、歯車５０は、間欠的に反時計方向に回転を続け、やがて図９Ａに示すように歯５３ａが歯６３ａに当接する。次に、図９Ｂに示すように歯５３ａが歯６３ａを押して巻取り量表示部６０は時計方向に回転し始める。次に、歯車５０は更に時計方向に回転して図９Ｃに示すように歯５３ｂが歯６３ｂに当接する。次に、図９Ｄに示すように歯５３ａは歯６３ａを押し、歯５３ｂは歯６３ｂを押して巻取り量表示部６０は時計方向に回転する。次に、図１０Ａに示すように、歯５３ａは歯６３ａから離れる。次に、図１０Ｂ、１０Ｃに示すように、歯５３ｂが歯６３ｂを押して巻取り量表示部６０は時計方向に回転する。次に、歯５３ｂが歯６３ｂから離れる。その後、歯車５０が時計方向に回転して、再び図９Ａに示すように、歯５３ａが歯６３ａに当接する。このようにして、歯車５０の回転が間欠的に巻取り量表示部６０に伝達される。以上のように、歯５３ａ、歯５３ｂが、歯６３ｂを挟むようにして、歯車５０、巻取り量表示部６０は噛合う。巻取り量表示部６０は、歯車５０に噛合う従動歯車に相当する。

歯車５０の歯部５３、巻取り量表示部６０の歯部６３の設計方法について説明する。
図１１〜１７を参照しながら、歯車５０、巻取り量表示部６０の設計方法について説明する。駆動歯車としての歯車５０及び従動歯車としての巻取り量表示部６０を設計する際には、図１１に示す歯車５０、巻取り量表示部６０間の中心間距離Ｌを最初に設定する。尚、この設計途中の段階の歯車５０、巻取り量表示部６０について、便宜上歯車５０ｘ、巻取り量表示部６０ｘとして説明する。

次に図１３Ａ、Ｂに示すように中心間距離Ｌに基づいて歯車５０ｘの歯部５３ｘのピッチ円直径Ｄ１及び巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘのピッチ円直径Ｄ２を設定する。続いてインボリュート歯車の歯形及び寸法によって規定されるモジュールを、例えばＪＩＳＢ１７０１−２に記載されている標準値のなかから選択する。これらの初期設定値および公知の公式に基づいて歯車５０ｘの歯部５３ｘの歯数Ｚ１、及び巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘの歯数Ｚ２が決定される。尚、本実施形態では、歯数Ｚ１＜歯数Ｚ２となるように設計する。

尚、歯車５０ｘの歯部５３ｘの歯数とは、実際に歯車５０に設けられる歯部の歯の数を意味するものではなく、巻取り量表示部６０の歯数と噛合うために設計上必要となる歯数である。

次に、図１３Ｂに示すように、巻き取り量表示部６０を間欠的に回転させるため、歯車５０ｘから隣接した２つの歯５３ａｘ、５３ｂｘ以外の歯を除去する。

さらに歯車５０ｘの回転中心から、歯５３ａｘ、５３ｂｘの歯先先端までの距離を半径とする外周部５６を歯５３ａｘ、５３ｂｘの間を除いて、歯車５０ｘの回転中心周りに形成する。このようにして歯車５０ｘの歯部５３ｘが得られる。

図１３Ａに示すように、巻取り量表示部６０ｘには歯６３ａ、６３ｂｘよりなる歯部６３ｘが設けられる。歯６３ａ、６３ｂｘは、同一形状であるが、後述する理由により、便宜上異なる符号を付する。歯６３ａ、６３ｂｘは、交互に並んでいる。

図１３Ｂに示すように、歯６３ｂｘの形状は修正される。具体的には、図１３Ｂに示すように、歯６３ａが巻取り量表示部６０ｘの中心と歯車５０ｘの中心とを結ぶ仮想線６３ｌ上に位置する際における、歯６３ｂｘの、歯車５０ｘの外周部５６との重なり部分を除去し、歯車５０ｘの外周部５６の外周面と歯６３ａの両側に位置する歯６３ｂｘの歯面の一部とが摺接するように、歯６３ｂｘの形状を修正する。尚、歯面の一部とは、図１４Ｂに示す６３ｂ３、６３ｂ４のことである。これにより、巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘと歯車５０ｘの歯部５３ｘとが噛合っていないときに、巻取り量表示部６０ｘが不用意に回転することを防止できる。また、図１３Ｂに示すように、摺接面６３ｂ３、６３ｂ４と歯車５０ｘの外周部５６の外周面とが摺接するときには、当該歯６３ａは巻取り量表示部６０ｘの中心と歯車５０ｘの中心とを結ぶ仮想線６３ｌ上に位置決めされる。尚、この修正により、歯６３ｂｘは歯６３ａよりも全歯たけが短くなる。

尚、図１３Ｂに示した歯車５０ｘにおいて、歯５３ａｘ、５３ｂｘ間の歯底面５３ａｂｘと、歯５３ａｘ、５３ｂｘに挟まれていない歯５３ａｘ側の歯底面５３ａｂ１、歯５３ｂｘ側の歯底面５３ａｂ２とは、歯車５０ｘの回転中心を中心とする同一円周上にある。

上述したような方法によって歯車機構１３０が設計されるが、歯車１１０による歯車５０の回転角に対する巻き取り量表示部６０の回転角度を、上述のとおり初期設定された現在の設計途中段階のものよりも、大きく回転したい場合があったとする。

上述したように、巻取り量表示部６０に固定された指針６８によって、駆動ドラム２０ａに定荷重ばねＳの巻取りの状態をユーザは視認することができるが、本実施形態では歯車１１０の回転に対して巻取り量表示部６０は間欠的にしか回転しないため、歯車１１０の回転数よりも巻取り量表示部の回転数は少なくなる。

例えば、歯車１１０が１回転すると巻取り量表示部６０が１ピッチだけ回転するものとし、定荷重ばねＳの大部分が駆動ドラム２０ａに巻き取られるまで歯車１１０を１０回転させるものとすると、巻取り量表示部６０は１０ピッチだけ回転する。すなわち図６に示す状態から図７に示す状態に至るまでに巻取り量表示部６０が１０ピッチだけ回転するものとする。

仮に巻取り量表示部６０が１ピッチで１°しか回転しないとすると、図６に示す状態から、図７に示す状態に到るまでに巻取り量表示部６０は１０°しか回転しないため、ユーザが定荷重ばねＳの巻取り量を把握しづらい。

それに対して、仮に巻取り量表示部６０が１ピッチで５°回転したとすると、図６に示す状態から、図７に示す状態に到るまでに巻取り量表示部６０は５０°回転することになり、ユーザが定荷重ばねＳの巻取り量を把握することが容易になる。このように本実施形態では、歯車１１０による歯車５０の回転角に対する巻き取り量表示部６０の回転角度は、上述のとおり初期設定された現在の設計途中段階のものよりも、大きく回転することが望ましい。

その場合は、巻き取り量表示部６０の回転数が現在よりも増速されるように設計変更しなければならない。すなわち、歯車１１０の回転数に対して歯車５０を増速するか、歯車５０の回転数に対して巻取り量表示部６０を増速させるなどしなければならない。

ここでは、歯車５０に対して巻取り量表示部６０を増速させる場合の設計変更の方法について以下に説明する。なお、説明を容易にするために、歯車５０ｘ及び巻取り量表示部６０ｘを例にして説明を行うものとする。

本実施形態では外周部５６を設ける前において、歯車５０ｘの歯部５３ｘの歯数Ｚ１＜巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘの歯数Ｚ２という関係にある。この場合、巻取り量表示部６０ｘを現在よりも増速させるためには、歯部６３ｘの歯数Ｚ２を変えずに歯部５３ｘの歯数Ｚ１を現在の歯数よりも多くする。そうすると、巻取り量表示部６０ｘは増速される。

例えば巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘの歯数を一定とした場合にモジュールを小さくすると、巻取り量表示部６０ｘ及び歯車５０ｘの歯部５３ｘのピッチ円直径が小さくなる。ここで中心間距離Ｌ一定とすると、巻取り量表示部６０ｘの歯部６３ｘのピッチ円直径が小さくなるのに応じて、歯車５０ｘの歯部５３ｘのピッチ円直径を大きくすることができるので、歯部５３ｘの歯数を増やすことができる。しかしながら、モジュールを小さくすると、それに伴い歯の強度が低下して、歯が欠損するなどの不具合が発生することが考えられる。また、歯形が小さくなるほど加工も難しくなるので、一定限度以下のモジュールを選ぶことは避けることが望ましい。

あるいは、モジュール一定とした場合に、歯部６３のピッチ円直径は変えずに歯部５３ｘのピッチ円直径を大きくすれば歯数を増やすことができるが、この場合は歯車間の中心間距離Ｌが大きくなってしまい、時計１が大型化する。時計のサイズが大きくなりすぎることは望ましくないことであり、またデザイン上の観点からも、一定限度以上に中心間距離Ｌを大きくすることはできない。

更に図１１、１２を見るとわかるように、本実施形態では歯部５３と歯部５４とを同軸上に設けている。このような構成によって本実施形態では部品点数を減らすことが可能となるが、歯部５３の歯先円直径は歯部５４の歯底円直径よりも大きくすることができない。このことも一定限度以上に中心間距離Ｌを大きくすることができない理由のひとつである。

以上のように、通常の設計方法によって増速をしようという場合には一定の限界があるが、本実施形態によれば、こうした限界以上に増速させることが可能である。以下にその設計方法を説明する。

図１４Ａ、１４Ｂに、通常の設計方法によって得られた歯車５０ｘの歯部５３ｘ及び本実施形態に示す設計方法によって歯車５０ｘの形状を修正した歯車５０の歯部５３を示す。また、図１５Ａ、１５Ｂに図１４Ａ、１４Ｂに示した歯部５３ｘ及び歯部５３の詳細を示す。

歯車の噛み合い部から、その歯車の回転中心までの距離を半径とする円をピッチ円とし、歯車に設けられた１歯と、その隣の歯との間の間隔をピッチ円に沿って測った距離を円ピッチとしたときに、歯車５０ｘのピッチ円の直径（以下ピッチ円直径）をＤ１ｘ、歯車５０ｘにおける円ピッチをピッチＣＰｘとし、歯車５０のピッチ円に相当する円の直径をＤ１、歯車５０の円ピッチに相当する距離をピッチＣＰとする。ここでＤ１ＸとＤ１は等しいものとし、直径Ｄ１についてもピッチ円直径Ｄ１という。

歯車５０ｘのピッチＣＰｘは、選択したモジュールの値をＭとして、ＣＰｘ＝π・Ｍ（ｍｍ）と算出されるが、図１４Ｂに示す歯車５０の歯部５３のピッチＣＰは、モジュールＭによって決定されるＣＰｘよりも小さくなるように修正されている。換言すれば、初期設定の値で算出される歯数Ｚ１よりも歯数が増えるように修正されている。ピッチＣＰが小さく、歯数が多いほど、歯車５０の回転角に対する巻取り量表示部６０の回転角を大きくすることができるからである。

この修正によれば、歯車５０と巻取り量表示部６０の中心間距離Ｌ、歯部５３及び歯部６３のピッチ円直径は変更されずに初期設定の値のままとすることができる。

また、歯形についても初期設定のまま変わらない。例えば、歯車５０ｘの１歯における円周方向の幅をピッチ円直径Ｄ１ｘに沿って測定した距離を円弧歯厚ｔｘ、歯車５０の１歯における円周方向の幅をピッチ円直径Ｄ１に沿って測定した円弧歯厚に相当する距離を歯厚ｔとしたときに、円弧歯厚ｔｘ＝π・Ｍ／２によって算出される値と、修正後の歯厚ｔの値とは等しい。また、歯車５０ｘの全歯たけｈｘと歯車５０の全歯たけに相当する距離ｈの値は等しい。

従って、修正前の歯車５０ｘと比較して、修正後の歯車５０の回転はより増速されて巻取り量表示部６０へ伝達されるが、モジュールを小さくすることなく歯形も変更が無いので、歯車５０の製造が容易となり、また、ピッチ円直径を大きくすることがないので、時計１が大型化することも防ぐことができる。

このように、歯車５０の歯部５３のピッチＣＰを、モジュールＭによって決定される歯車５０ｘのＣＰｘよりも小さくなるように修正した後は、再び、巻き取り量表示部６０を間欠的に回転させるため、歯車５０から隣接した２つの歯５３ａ、５３ｂ以外の歯を除去するとともに、外周部５６を歯５３ａ、５３ｂの間を除いて、歯車５０の回転中心周りに形成すれば、ピッチＣＰが修正されたゼネバ歯車としての歯車５０を得ることができる。

また、図１４Ａ、Ｂに示すように、歯５３ａ、５３ｂ間の歯底面５３ａｂは、歯５３ａｘ、５３ｂｘ間の歯底面５３ａｂｘよりも、回転中心の外側に位置するように修正されている。尚、歯底面５３ａｂ１、５３ａｂ２については修正されていない。従って、歯底面５３ａｂは、歯底面５３ａｂ１、５３ａｂ２よりも歯車５０の回転中心から離れている。この理由を説明する。

図１５Ａに示す修正前のピッチＣＰｘよりも図１５Ｂに示す、修正後のピッチＣＰは小さくなっているので、修正前の歯底面における溝幅をｂｂｘとした場合に、修正後の歯底面における溝幅ｂｂは修正前の溝幅ｂｂｘよりも小さくなる。そうすると歯車を加工するためのホブなどの加工工具自体の形状も細かくなり、強度が低くなるなどして加工が難しくなる。

ところで、図９Ａ〜Ｄおよび図１０Ａ〜Ｃに示すように、歯５３ａと歯５３ｂとの間には必ず歯６３ｂが挟まれるようになっており、歯６３ａが挟まれることは無い。

従って、図１４Ａ、Ｂに示すように歯５３ａと歯５３ｂとの間の歯底面５３ａｂは、歯６３ｂと干渉しない範囲内で歯車５０の回転中心から離れる方向に移動させても歯車５０と表示部６０の回転に支障が生じない。これにより、歯底面５３ａｂｘと比較して歯底面５３ａｂの形状は緩やかなカーブを描くように形成することができる。従って、歯５３ａ、５３ｂの製造の容易性を確保できる。

また、図１４Ａ、１４Ｂに示すように、歯６３ｂの歯面は、歯車５０の歯部５３のピッチＣＰの修正に応じて、歯６３ｂｘの歯面よりも歯の内側に位置するように修正される。即ち、モジュールＭによって決定される歯面の位置よりも内側に位置するように修正される。これにより、歯６３ｂの円弧歯厚に相当する歯厚は、歯６３ａの円弧歯厚よりも小さくなる。歯６３ａは大歯に相当し、歯６３ｂは小歯に相当する。このように、歯６３ｂ１、６３ｂ２の歯面の位置が修正されているのは、歯５３ａ、５３ｂの円ピッチを一般の円ピッチよりも狭く修正した関係上、そのままでは歯車５０から巻取り量表示部６０への回転がスムーズに伝達されないからである。以下に詳細を説明する。

図１６Ａは、歯６３ｂｘを修正する前の歯６３ａ、歯６３ｂｘ周辺の拡大図であり、歯車５０が反時計方向に回転したとき、歯５３ｂの歯面は歯６３ｂｘの歯面６３ｂ２ｘではなく、歯６３ｂｘの摺接面６３ｂ４ｘに当接する。これは、歯５３ａ、５３ｂの円ピッチが狭く修正されているのに対して、歯６３ａ、６３ｂｘの円ピッチは修正されていないためである。このため、歯５３ｂから歯６３ｂｘに伝えられる力は、巻取り量表示部６０の回転軸中心方向に大きく作用してしまい、巻取り量表示部６０はスムーズに回転しなくなる。あるいは回転できなくなる。

そこで、図１６Ｂに示すように、歯５３ａ、５３ｂの円ピッチＣＰｘからの修正に応じて、歯６３ｂの歯面６３ｂ２を、歯６３ｂｘの歯面６３ｂ２ｘよりも内側に位置するように修正し、歯５３ｂの歯面が摺接面６３ｂ４に当接しないようにすると、歯５３ｂから歯６３ｂに伝えられる力は、巻取り量表示部６０の円周方向に大きく作用するため、巻取り量表示部６０はスムーズに回転する。尚、歯車５０が時計方向に回転する場合も同様である。すなわち、歯６３ｂの歯面６３ｂ１を、歯６３ｂｘの歯面６３ｂ１ｘよりも内側に位置するように修正する。

図１４Ｂは、上記の修正が行なわれて製造された歯車５０、巻取り量表示部６０を示している。歯６３ｂの全歯たけ６３ｂＨは、歯６３ａの全歯たけ６３ａＨよりも小さい。また、歯６３ｂは、歯車５０の外周部５６に摺接し得る摺接面６３ｂ３、６３ｂ４を有し、図１１に示すように、摺接面６３ｂ３、６３ｂ４は、巻取り量表示部６０の不用意な回転を防止している。

上述のように、歯車５０は、歯５３ａ、５３ｂの歯先円直径と等しい直径を持つ外周部５６を歯５３ａ、５３ｂの間以外の範囲に備えている。従って歯５３ｂの歯先面から外周部５６の外周面までは連続して繋がっている。同様に歯５３ａの歯先面と外周部５６の外周面までは連続して繋がっている。

例えば、歯車５０が反時計方向に回転した場合に、図１７Ａに示すように歯６３ｂの歯面６３ｂ２と歯５３ｂの歯面５３ｂ１とが当接して、巻取り量表示部６０は時計方向に回転するが、この当接状態は、図１７Ｂに示すように歯５３ｂの歯面５３ｂ１が外周部５６の外周面に達するまで継続し、最終的には図１７Ｃに示すように、摺接面６３ｂ４と外周部５６の外周面とが摺接することで、巻取り量表示部６０は回転を終了し、歯６３ａは仮想線６３ｌ上に位置決めされる。また、このとき、外力によって巻取り量表示部６０が反時計方向に回転させられたとしても、歯６３ａを挟んだ反対側の歯６３ｂの摺接面６３ｂ３が外周部５６の外周面と当接するので、それ以上反時計方向に回転することが妨げられる。すなわち巻取り量表示部６０の不用意な回転を防止している。

このように、歯６３ｂの摺接面６３ｂ４の形状と歯車５０の外周部５６の形状が調整されているので、歯６３ａは巻取り量表示部６０の中心と歯車５０の中心とを結ぶ仮想線６３ｌ上の所定の位置に確実に位置決めされる。

このような構成上の特徴を持つので、歯車５０の歯５３ａ、５３ｂのピッチＣＰが狭く修正されていても、歯車５０の歯５３ａと歯６３ａとが再度当接する際には、巻取り量表示部６０は、再び所定の位置から回転を開始することができる。

ここで、前述したように、歯部５３の歯先円直径と、外周部５６の直径とは一致している。このため、歯車５０が反時計方向に回転している場合には、歯６３ｂには、歯５３ｂと外周部５６の外周面とが当接する。これにより、例えば、歯５３ｂの一部が欠損している場合であっても、外周部５６が歯６３ｂに当接して歯６３ｂを所望の位置へと移動させることができる。これにより、図１７Ｃに示したように、歯６３ａは仮想線６３ｌ上に位置付けることができる。これにより、歯５３ｂの一部、例えば歯先付近が欠損して、歯５３ｂだけでは歯６３ｂを所望の位置に送ることができないような場合であっても、歯車５０の回転を巻取り量表示部６０に伝達することができる。また、歯車５０が時計方向に回転する場合も上述した場合と同様に、歯５３ａの一部が欠損したような場合であっても、外周部５６の外周面が歯６３ｂに当接して、歯６３ｂを所望の位置へと移動させることができる。

また、本実施形態において、図６に示した状態から、駆動ドラム２０ａを手動により反時計方向に回転させると巻取り量表示部６０は時計方向に回転する。やがて、図７に示すように定荷重ばねＳの大部分が駆動ドラム２０ａに巻き付けられた状態になると、ストッパ１６によって巻取り量表示部６０の時計方向への回転が制限される。

図７に示した状態から、駆動ドラム２０ａを更に反時計方向に回転させようとしても、駆動ドラム２０ａは巻取り量表示部６０を介してストッパ１６によって回転を制限されているため回転することはない。このときの回転トルクは、歯車５０と巻取り量表示部６０との間にかかる。具体的には、歯５３ａと歯６３ａに回転トルクがかかる。即ち、この状態においては、歯５３ａは歯６３ａと当接するが歯６３ｂには当接しない。このため、このような回転トルクは歯６３ｂにはかからない。このような回転トルクが歯６３ｂにかかってしまうと、歯６３ｂの歯厚はモジュールMから決定される円弧歯厚よりも小さくなるように修正されているため、歯６３ｂが変形、破損するおそれがある。

また、図６に示すように、保持ドラム２０ｂに定荷重ばねＳの大部分が巻かれた状態では、ストッパ１６によって巻取り量表示部６０がそれ以上反時計方向に回転することを制限されるが、上述したように、本実施形態においては、定荷重ばねＳの荷重が一定となる領域を用いる関係上、巻取り量表示部６０の巻取り量ゼロの位置においても、所定量の定荷重ばねＳが駆動ドラム２０ａに巻かれた状態にある。

そのため、巻取り量ゼロの状態であっても、駆動ドラム２０ａには時計方向に回転しようとする力が働くが、駆動ドラム２０ａは巻取り量表示部６０を介してストッパ１６によって回転を制限されているので、回転することはない。このとき定荷重ばねＳによる回転トルクが歯５３ｂと歯６３ａにかかっている。即ち、この状態においても、歯５３ａは歯６３ａと当接するが歯６３ｂには当接しない。このため、このような回転トルクは歯６３ｂにはかからない。このような力が仮に歯６３ｂにかかってしまうと、やはり歯６３ｂが変形、破損するおそれがある。

しかしながら本実施形態においては、ストッパ１６が巻取り量表示部６０の回転を制限する場合には、歯５３ａ及び歯５３ｂは、歯６３ｂには当接しない。このため、歯６３ｂに負荷はかからず、歯６３ｂが変形、破損することはない。そのため歯車５０と巻取り量表示部６０はスムーズに回転することが可能である。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、本実施形態ではピッチＣＰを修正した歯部５３は歯車５０に一つだけ設けられているが、歯車５０に設ける歯部５３は一つに限られず、二つ以上あってもよい。

また、巻取り量表示部には、針の変わりに、指標となるラインを描いてもよい。巻取り量表示部は、ラックなどを用いて直線状に移動するものであってもよい。ストッパを、巻取り量表示部の背面側に設け、このストッパと係合する係合溝を正面板側に設けてもよい。上記時計１は、置き時計であるが、壁掛け時計や腕時計であってもよい。

１ 時計
３ａ 秒針
３ｂ 時針
３ｃ 分針
１０ａ 正面板
１０ｂ 中板
１０ｃ 背面板
１６ ストッパ
２０ａ 駆動ドラム
２０ｂ 保持ドラム
３０ａ〜３０ｇ、３０ｉ、３０ｊ 歯車
２８ａ 軸
４１ ラチェット車
４３ 係合部材
４８ 線バネ
５０ 歯車
５３ａ、５３ｂ 歯（第１歯、第２歯）
６０ 巻取り量表示部（従動歯車）
６３ 歯部
６３ａ、６３ｂ 歯（大歯、小歯）
６６ 係合溝
６８ 指針
Ｓ 定荷重ばね

Claims (6)

1. ゼネバ歯車である駆動歯車と、
   前駆駆動歯車の回転が伝達される従動歯車と、を備え、
   前記駆動歯車及び前記従動歯車の歯の寸法を決定するために選択されるモジュールをＭ、前記駆動歯車の円弧歯厚に相当する歯厚をｓ１、前記駆動歯車の円ピッチに相当するピッチをＣＰとし、
   モジュールＭで決まる円弧歯厚をｔｘとし、円ピッチをＣＰｘとし、それぞれｔｘ＝π・Ｍ／２、ＣＰｘ＝π・Ｍで表されるときに、
   前記駆動歯車の前記歯厚ｓ１は、前記円弧歯厚ｔｘに等しく、
   前記駆動歯車は、前記ピッチＣＰが前記円ピッチＣＰｘよりも小さく設定された隣接する第１及び第２歯、当該駆動歯車の回転中心から前記第１及び第２歯の先端までの距離を半径とし前記第１及び第２歯の間を除いた部分に設けられた外周部、を有し、
   前記従動歯車は、前記モジュールＭで決定される全歯たけを有した大歯、前記大歯の全歯たけよりも短い全歯たけを有した小歯、を有し、
   前記大歯及び小歯は、前記従動歯車に交互に複数設けられており、
   前記小歯は、前記外周部が摺接可能な摺接面を有し、
   前記小歯の円弧歯厚に相当する歯厚ｓ２は、前記摺接面が前記第１又は第２歯に当接しないが前記摺接面以外の前記小歯の歯面が前記第１又は第２歯に当接可能となるように、前記円弧歯厚ｔｘよりも小さな値に設定され、
   前記摺接面が前記外周部に当接するまでは前記第１及び２歯と前記外周部と前記大歯及び小歯とにより前記従動歯車の回転が許容され、前記摺接面に前記外周部が摺接することにより前記駆動歯車が回転している場合であっても前記従動歯車の回転が規制される、歯車機構。
2. 前記第１及び第２歯は、前記小歯を挟むようにして噛み合う、請求項２に記載の歯車機構。
3. 前記従動歯車の回転範囲を規制するストッパを備え、
   前記ストッパにより前記従動歯車の回転が規制された時には、前記第１及び第２歯は前記小歯に当接しない、請求項１または２に記載の歯車機構。
4. 前記駆動歯車の前記第１及び第２歯に挟まれている側の歯底面は、前記第１及び第２歯に挟まれていない側の前記第１歯の歯底面及び前記第２歯の歯底面よりも、前記駆動歯車の回転中心から離れている、請求項１乃至３の何れかの歯車機構。
5. 請求項１乃至４の何れかの歯車機構を備えた時計。
6. 前記駆動歯車は、指針を駆動するためのぜんまいにより駆動し、
   前記従動歯車は、前記ぜんまいの残量を示す、請求項５の時計。

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