JP5623918B2 - 指針位置検出機能付時計 - Google Patents

Description

本発明は、指針位置検出機能を有する時計に関する。

近年、針の基準位置を自動的に検出し、検出された針位置情報を集積回路で制御し、針を基準位置に修復可能な、指針位置検出機能付時計である電子制御式パーペチャルカレンダー時計や、電波時計等が数多く商品化されている。

前記指針位置検出機能は、時計に衝撃が加わった時の針飛びや、ステッピングモーターを動力にする時計において外部から強い磁界を受けて時刻が狂った時に、針の位置を自動的に修復する機能であり、ユーザーの利便性を向上させるために必要不可欠な機能である。

上記指針位置検出機能の構造に関する内容が特許文献１に開示されている。
特許文献１には、位置検出対象である四番車を直接検出する代わりに、四番車と同じ形状に作られ五番車に噛み合う検出専用の検出車により、秒針の位置検出を行う技術が開示されている。

特許文献１で開示されている検出車を使用する構造は、四番車を直接検出するよりも時計の厚みを薄く出来るが、検出車を配置する分、平面積が増大する欠点を有する。

また、ＬＥＤを実装する基板と、前記基板を保持する基板押えも兼ねる耐磁板が輪列受に重なるように配置されるため、時計全体が厚くなる欠点を有する。

まず、特許文献１と同様の構造である従来技術について説明する。
図３は、従来の指針位置検出構造の一実施例の断面図である。

１２３は図示しない秒針が取り付けられた四番車であり、位置検出の対象となる歯車である。四番車１２３は、四番カナ１２３ｂに四番歯車１２３ａが圧入固定されている。

２２１は四番車１２３を駆動する五番車であり、五番カナ２２１ｂに五番歯車２２１ａが圧入固定される。
２２２は四番車１２３の位置をモニタする検出専用の秒検出車であり、四番車１２３同様五番車２２１に駆動される。秒検出車２２２は、秒検出車真２２２ｂに秒検出歯車２２２ａが圧入固定される構造である。
２１０は金属またはプラスチック部材（以下プラ部材）の地板である。２１１は、金属製の輪列受である。地板２１０と輪列受２１１は、五番車２２１と秒検出車２２２を回転可能に保持している。

１３０は、検出手段としての、光を発光するＬＥＤである。
２３１は、ＬＥＤ１３０が実装された基板（３）であり、プリント基板で作成される。

図３より明らかなように、秒検出歯車２２２ａと輪列受２１１との間にＬＥＤ１３０並びに基板（３）２３１を配置するスペースが無いので、基板（３）２３１は輪列受２１１と基板押え板２１４の間に配置され、図示しないねじにて固定される。また、ＬＥＤ１３０は輪列受２１１と断面的に重なるため、輪列受２１１に設けられた穴または切り欠き内に配置される。

１３２は、検出手段としての、ＬＥＤ１３１から発光された光を受光するフォトトランジスタである。

１３３はフォトトランジスタ１３２を実装した基板（２）であり、プリント基板で作成される。１１３は、金属またはプラ部材の筒車押えである。

基板（２）１３３は地板２１０と筒車押え１１３の間に配置され、図示しないねじにて固定される。また、フォトトランジスタ１３２は地板２１０と断面的に重ねて、地板２１０に設けられた穴または切り欠き内に配置することで、時計の厚みを低減している。

ａ´は筒車押え１１３下面から輪列受２１１上面迄のムーブメントの厚みを表した寸法であり、ｂは、基板（３）２３１と基板押え板２１４の厚みを表す。ｃは、筒車押え１２３の下面から時計裏蓋側のムーブメント全体の厚みを表す。

１２１ｄは、五番歯車２２１ａに１個空いている五番歯車検出穴であり、１２２ｄは、秒検出歯車２２２ａに１個空いている秒検出歯車検出穴である。

五番歯車検出穴１２１ｄと秒検出歯車検出穴１２２ｄは、四番車１２３の位置をモニタする検出専用の穴であり、前記各検出穴は五番車２２１が駆動すると６０秒毎に一回重なる構造である。

検出手段であるＬＥＤ１３０とフォトトランジスタ１３２の平面配置は、五番歯車２２１ａと秒検出歯車２２２ａの検出専用の穴の重なる厚み方向の延長線上に配置される。

前記各歯車の検出穴が重なると、ＬＥＤ１３０の発光する光は前記検出穴を通過し、フォトトランジスタ１３２で受光される。前記各歯車の検出穴の重なる間隔６０秒は、図示しない秒針が取付けられた四番車１２３の1回転に要する時間である。
したがってフォトトランジスタ１３２がＬＥＤ１３０の発光する光を受光するタイミングは、図示しない文字板の１２時を秒針が指示するタイミングに、一致させておくことにより、フォトトランジスタ１３２が、ＬＥＤ１３０の発光した光を受光したタイミングで、秒針の特定の運針位置、すなわち図示しない文字板の１２時を秒針が指示したタイミングを検出できる。

図４は、従来の指針位置検出構造の一実施形態にかかる平面図である。
１２０は図示しないステッピングモーターのローターで、五番車２２１を駆動する。
位置検出の対象となる四番車１２３の四番歯車１２３ａの歯数は６０枚で、四番歯車１２３ａを駆動する五番カナ２２１ｂの歯数は１２枚である。よって四番歯車１２３ａと五番カナ２２１ｂの噛み合う減速比（Ｂ）は、１／５（１２／６０)である。

四番車１２３の位置をモニタする秒検出車２２２の秒検出歯車２２２ａの歯数も６０枚で、五番カナ２２１ｂの歯数１２枚である。よって秒検出歯車２２２ａと五番カナ２２１ｂの噛み合う減速比（Ｃ）は、１／５（１２／６０)である。

四番歯車１２３ａと秒検出車２２２は、同じ五番カナ２２１ｂと噛み合い減速比も同じため、四番歯車１２３ａと、秒検出歯車２２２ａは、同じ歯車径となる。すなわち、四番歯車１２３ａと秒検出歯車２２２ａは、同一形状の歯車を使用可能である。図４の四番歯車１２３ａには検出穴が開いていないが、秒検出歯車２２２ａをそのまま転用することも可能である。

特開２００７−２３２６８０号公報（段落００４８〜００６３、図６）

上記の如く、従来技術は、四番歯車１２３ａと秒検出歯車２２２ａは、同一形状の歯車を使用可能であるため、コスト面で有利であるが、秒検出歯車が大きくなり、平面積が増大している問題があった。

また、従来の指針位置検出構造は、図３に示すとおり、四番歯車１２３ａと秒検出車２２２が、同じ五番カナ２２１ｂと噛み合うためＬＥＤ１３０を配置するスペースが確保できないため、輪列受２１１とＬＥＤ１３０とが厚み方向で重なり、ＬＥＤ１３０と基板（３）２３１は輪列受２１１の上面側に配置されるため、基板押え２１４が必要であった。

よって筒車押え１１３の下面から時計の裏蓋側のムーブメント全体の厚みは、基板押え板２１４の上面までとなり、薄型化に限界があった。

しかしながら、時計は常に薄型化、小型化の要望がある。また多機能化のため同じ機能であれば小型化し、他の機能を追加するスペースとして利用される。

本発明は、特許文献１記載の指針位置検出構造よりも、さらに小型化の構造を実現し、指針位置検出機能付時計の小型化、薄型化を目的とする具体的な配置構造を提案する。

上記目的を達成するため、本発明は、
位置検出の対象となる対象車の対象歯車と、該対象歯車を駆動し、自身が駆動されるための駆動歯車を有する駆動車と、前記対象歯車とは別に前記駆動車のカナと噛み合う検出歯車を有し、前記対象歯車の位置検出を実行するための検出車と、前記検出歯車と、前記駆動歯車の位置を検出するための検出手段とを有し、
前記駆動車における前記対象歯車と噛合うカナ（以下駆動カナ）と、前記検出歯車と噛合うカナ（以下検出カナ）が別体で形成され、該駆動カナと該検出カナが、厚み方向で前記駆動歯車の上下に配置される構成を特徴とする。

さらに、前記駆動車と、前記検出車を保持する地板と輪列受を有し、厚み方向において、前記地板−前記駆動歯車間に前記検出歯車が配置され、前記輪列受−前記駆動歯車間に、前記検出手段が配置されることを特徴とする。
さらに、前記検出カナと前記検出歯車の減速比が、前記駆動カナと前記対象歯車の減速比より小さく設定され、前記検出歯車が、前記対象歯車よりも小径になることを特徴とする。
さらに、前前記駆動車が、前記駆動歯車と駆動車軸を兼ねる前記駆動カナから構成され、該駆動車軸と前記検出カナが別体で構成されることを特徴とする。
さらに、前記検出手段を実装する回路基板を有し、該回路基板が、前記輪列受−前記駆動歯車間に配置されることを特徴とする。
さらに、前記駆動車が、前記駆動歯車と駆動車軸も兼ねる前記駆動カナ、前記検出カナが一体で構成されることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）前記駆動車における前記対象歯車と噛合うカナと、前記検出歯車と噛合うカナが別体で形成され、該駆動カナと該検出カナが、厚み方向で前記駆動歯車の上下に配置される事により、前記検出カナと前記検出歯車の減速比（Ａ）を、前記駆動カナと前記対象歯車の減速比（Ｂ）より小さく設定し、前記検出歯車を前記対象歯車より小径にできるため、指針位置検出構造を小型化できる。
また、該駆動カナと該検出カナが、厚み方向で前記駆動歯車の上下に配置される事は、後述の（２）の構成よりも、減速比及び歯車径の設定において、自由度が増し、指針位置検出構造を小型化に向け最適な平面配置ができる。

（２）従来のように前記駆動車における前記対象歯車と噛合うカナと、前記検出歯車と噛合うカナが同一の構造においても、前記検出カナと前記検出歯車の減速比（Ａ）を、駆動カナと前記対象歯車の減速比（Ｂ）より小さく設定し、前記検出歯車を前記対象歯車より小径にできるため、指針位置検出構造を小型化できる。
（３）前記駆動車における前記対象歯車と噛合うカナと、前記検出歯車と噛合うカナが別体で形成され、該駆動カナと該検出カナが、厚み方向で前記駆動歯車の上下に配置されることにより、前記駆動車の厚み方向にて前記検出歯車が位置するのと反対側の前記輪列受−前記駆動歯車間に、前記検出手段が配置できる。
また検出手段の上面側の保持が前記輪列受で兼ねられるため、基板押え板が不要となる。
以上の事から筒車押え下面から時計裏蓋側のムーブメント全体の厚みを薄くできる。

（４）前記駆動車が、前記駆動歯車と駆動車軸を兼ねる前記駆動カナから構成され、該駆動車軸と前記検出カナが別体で構成において、前記検出カナは、負荷がかからない前記検出歯車と噛み合うため、前記検出カナを安価なプラスチック製にできる。
（５）また前記駆動車の前記駆動歯車と、駆動車軸も兼ねる前記駆動カナ、前記検出カナからなる構成は、前述（４）の通り負荷のかからない輪列のため、駆動車全体を安価なプラスチック製で一体化もできる。

本発明の第１実施形態による指針位置検出構造を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による指針位置検出構造を示す平面図である。 従来の一実施形態による指針位置検出構造を示す断面図である。 従来の一実施形態による指針位置検出構造を示す平面図である。 本発明の正転時の検出穴の重なりを示す状態図である。

以下、図面を参照して、この発明にかかる指針位置検出構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる断面図である。図３と同じ構成については、同一番号を付し、説明を省略する。

１２１は、図示しない秒針が取り付けられた四番車１２３を駆動する五番車である。
１２２は、四番車１２３の位置をモニタする検出専用の秒検出車であり、四番車１２３同様五番車１２１に駆動される。秒検出車１２２は、秒検出車真１２２ｂに秒検出歯車１２２ａが圧入固定されている。

１１０は金属またはプラ部材の地板であり、１１１は金属製の輪列受である。

五番車１２１と秒検出車１２２は、地板１１０と輪列受１１１に回転可能に保持されている。

１３０は検出手段であるＬＥＤ、１３２はやはり検出手段であるフォトトランジスタであり、検出用の穴１２１ｄ、１２２ｄの重なる厚み方向の延長線上に配置される。

１３１は薄いプリント基板、またはＦＰＣ基板であり、ＬＥＤ１３０が実装された基板（１）である。基板（１）１３１の断面配置は、輪列受１１１の下面側と五番歯車１２１ａの間に配置され、図示しないプラ部材で保持されている。

１３３はフォトトランジスタ１３２を実装した基板（２）であり、地板１１０と筒車押え１１３の間に配置され、図示しないねじにて保持される。

ａは、筒車押え１１３の下面から時計裏蓋側のムーブメント全体の厚みである。
寸法指示部ａは筒車押え１１３の下面から輪列受２１１上面までを示し、図３のａ´と同寸法である。

図３に示す従来技術の五番車２２１に対し、本発明の五番車１２１は、四番歯車１２３ａと噛み合う五番カナ（１）１２１ｂとは別に、秒検出歯車１２２ａと噛み合う五番カナ（２）１２１ｃを有する点が異なっている。
本発明の五番車１２１は、五番カナ（１）１２１ｂに五番歯車１２１ａが圧入固定され、更に五番カナ（２）１２１ｃが圧入固定され、
五番車１２１の厚み方向は、五番カナ（１）１２１ｂと五番カナ（２）１２１ｃが、五番歯車１２１ａの上下に別体に配置される。

これにより、図３で四番歯車１２３ａと同じ高さにあった秒検出歯車１２２ａ（図３では、２２２ａ）は、図１に示すように五番歯車１２１ａの下に位置するようになり、五番歯車１２１ａの検出穴１２１ｄの上部に、スペースを確保することが出来る。このスペースにＬＥＤ１３０および基板（１）１３１を配置することで、図３のｂに示す分の厚みを減らすことが可能となる。

図２は、本発明の第１実施形態にかかる平面図である。
１２０は図示しないステッピングモーターのローターで、五番車１２１を駆動する。
五番車１２１はローター１２０と噛み合い６０秒間で５回転し、秒検出車１２２は、五番車１２１と噛み合い６０秒で２回転し、五番歯車検出穴１２１ｄと秒検出歯車検出穴１２２ｄ穴は、五番車２２１が駆動すると６０秒毎に一回重なる構造である。

検出の対象となる四番車の四番歯車１２３ａの歯数は６０枚で、四番歯車１２３ａを駆動する五番カナ（１）１２１ｂの歯数は１２枚である。

よって四番歯車１２３ａと五番カナ（１）１２１ｂが噛み合う減速比（Ｂ）は、１／５（１２／６０)となる。

秒検出歯車１２２ａの歯数は６０枚で、秒検出歯車１２２ａを駆動する五番カナ（２）１２１ｃの歯数は２４枚である。

よって秒検出歯車１２２ａと五番カナ（２）１２１ｃの噛み合う減速比（Ａ）は、１／２．５（２４／６０)となり、四番歯車１２３ａと五番カナ（１）１２１ｂの噛み合う減速比（Ｂ）より小さくて良い。

このように、秒検出歯車１２２ａと噛み合う五番カナ（２）１２１ｃを四番歯車１２３ａと噛み合う五番カナ（１）１２１ｂと別体としたことにより、秒検出歯車１２２ａと五番カナ（２）１２１ｃとの減速比を自由に設定可能となった。

これにより、従来技術（図４）に比べ、秒検出歯車１２２ａの径を小さく作ることが可能となり、ひいては、時計の小型化が可能となる。

図５は、本発明の正転時の各検出穴の重なりを示す状態図である。
図５（ａ）〜（ｈ）は、検出用の穴１２１ｄ、１２２ｄの６０秒間の所定位置での配置を表している。また図５（ａ）〜（ｃ）は、検出用の穴１２１ｄ、１２２ｄが重なる前後の１秒毎の各検出穴の位置を示しており、中でも図５（ｂ）は、検出用の穴１２１ｄ、１２２ｄが、重なった状態を示している。前記状態を検出手段で検出し、対象車である四番歯車の針位置を検出している。

図５（ｂ）前後１秒の状態である（ａ）及び（ｃ）では各検出穴は重ならない。図５（ｄ）〜（ｈ）は６０秒間における途中段階の各検出穴位置を示していて、このうち図５の（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｈ）は、五番歯車検出穴１２１ｄが、６０秒のサイクルの中で図５（ｂ）と同じ平面位置になる状態図であるが、図５(ｂ)のみが各検出穴が重なる。

図５の（ｂ）と（ｆ）は、秒検出歯車１２２ｄが、６０秒のサイクルの中で同じ平面位置になる状態図であるが、図５（ｂ）のみが各検出穴が重なる。

このように、６０秒間の間に秒検出歯車１２２ａは２回周回し、五番歯車１２１ａは５回周回するが、検出用の穴１２１ｄ、１２２ｄが重なるのは１回しかなく、秒検出車１２２ａの減速比を小さくしても検出動作に問題は無いことがわかる。

本第１実施例は、以下のような効果を有する。
［１］時計の小型化
従来の指針位置検出構造は、秒検出歯車２２２ａと五番カナ２２１ｂの噛み合う減速比（Ｃ）が１／５（１２／６０)で、四番歯車１２３ａと五番カナ２２１ｂの噛み合う減速比（Ｂ）と同じため、従来の秒検出歯車２２１ａの歯車径は、四番歯車１２３ａと同じ歯車径になり、平面積が増大していた。

しかし本発明においては、図２に示すように、秒検出歯車１２２ａと五番カナ（２）１２１ｃの噛み合う減速比（Ａ）は、１／２．５（２４／６０)で、四番歯車１２３ａと五番カナ（１）１２１ｂの噛み合う減速比（Ｂ）より小さいため、秒検出歯車１２２ａの歯車径は、四番歯車１２３ａより小径にでき、平面積を小さくできる。

また図１に示すように、五番車１２１は、五番カナ（１）１２１ｂと五番カナ（２）１２１ａが五番歯車１２１ａの上下に別体に配置されているため、秒検出歯車１２２ａは減速比（Ａ）において、最も小径の歯車径に容易に調整ができる。

以上の効果から本発明の指針位置検出構造は、従来の構造より平面的に小型化できる効果がある。

［２］時計の薄型化
従来の指針位置検出構造は、図３に示すとおり、輪列受２１１とＬＥＤ１３０とが厚み方向で重なり、基板（３）２３１は輪列受２１１の上面側に配置されるため、基板押え板２１４が必要となる。

しかし本発明においては、図１に示すように、輪列受１１１の下側にＬＥＤ１３０と、基板（１）１３１が配置できるため基板押え部材が不要となり、基板（１）１３１が輪列受１１１の下面側に配置されると、輪列受１１１で基板押え部材を兼ねることができるため、筒車押え１１３の下面から時計裏蓋側のムーブメント全体の厚みを、輪列受１１１の上面側までにできる。

よって、本発明は図３の図示ｃ寸法分である基板（３）２３１と基板押え板２１４分はムーブメント全体の厚みを薄くできる効果がある。
また輪列受１１１は、ＬＥＤ１３０と基板（１）を断面的に逃げるため、従来の輪列受２１１の様に穴や切り欠きを設ける必要が無い。そのため輪列受１１１を安価に製作できる効果がある。

なお、本発明は、上述の実施例の他、幾つかの変形例が実施可能である。

（変形例１）
減速比は、その時計の特性に合わせ、適宜設定すれば良い。例えば、実施例では、秒検出歯車１２２ａと五番カナ（２）１２１ｃの噛み合う減速比をわかりやすく、１／２．５（２４／６０)としたが、１／３（２０／６０)でも成り立つ。これにより、さらに小型化が可能である。

（変形例２）
本実施例の五番カナ（２）１２１ｃは、秒検出車１２２を駆動させるだけのため負荷がかからない。よって、圧入時の固定力が金属製より小さいプラスチック製でも成り立つ。五番カナ（２）１２１ｃを、プラスチック製にすることにより、五番車１２１が安価にできる効果を得られる。

（変形例３）
また、強度的にもてば、本実施例の五番車１２１をプラスチック製で一体成形しても良い。これにより、材料面で五番車１２１が安価に製造できる上、五番カナ（２）１２２ｃを圧入固定する必要がないので、より安価に製造できる。

（変形例４）
図３に示すような従来の一実施例の構成においても、秒検出車２２２と五番カナ２２１ｂの減速比を、四番車２３と五番カナ（１）２１ｂの減速比より、小さくできる。具体的には本発明第一の実施例の減速比（Ａ）の１／２．５（２４／６０)も、本第１実施の変形例１の減速比１／３（２０／６０)も可能である。

但し、五番カナ（２）１２１ｃを使用しない分、減速比の設定の自由度は小さくなる。

なお、上述してきた実施例、変形例はあくまで一例であり、本実施例はこれに限定されない。本実施例では、秒検出機構において説明してきたが、もちろん、分針や時針の位置検出への適用も可能である。

検出方式として透過型光検出で説明したが、反射型光検出にも適用可能である。この場合、ＬＥＤ１３０の場所にフォトリフレクタが配置される。
地板や輪列受等の材質も、本発明の主旨を達成できる範囲で、任意に選択可能である。

１１０ 本発明で使用の地板
１１１ 本発明で使用の輪列受
１１２ 中受
１１３ 筒車押え
１２０ ローター
１２１ 本発明で使用の五番車
１２１ａ 五番歯車
１２１ｂ 五番カナ（１）
１２１ｃ 五番カナ（２）
１２１ｄ 五番歯車検出穴
１２２ 本発明で使用の秒検出車
１２２ａ 秒検出歯車
１２２ｂ 秒検出車真
１２２ｄ 秒検出歯車検出穴
１２３ 四番車
１２３ａ 四番歯車
１２３ｂ 四番カナ
１２５ 中心車
１２７ 筒車
１３０ ＬＥＤ
１３１ 基板（１）
１３２ フォトトランジスタ
１３３ 基板（２）
２１０ 従来例で使用の地板
２１１ 従来例で使用の輪列受
２１４ 基板押え板
２２１ 従来例で使用の五番車
２２１ａ 五番歯車
２２１ｂ 五番カナ
２２２ 従来例で使用の秒検出車
２２２ａ 秒検出歯車
２２２ｂ 秒検出車真
２３１ 基板（３）

Claims (6)

1. 位置検出の対象となる対象車の対象歯車と、
   該対象歯車を駆動するカナと、自身が駆動されるための駆動歯車を有する駆動車と、
   前記対象歯車とは別に前記駆動車のカナと噛み合う検出歯車を有し、
   前記対象歯車の位置検出を実行するための検出車と、
   前記検出歯車と、前記駆動歯車の位置を検出するための検出手段とを有し、
   前記駆動車のカナと前記検出歯車の減速比が、
   前記駆動車のカナと前記対象歯車の減速比より小さく設定され、
   前記検出歯車が、前記対象歯車よりも小径になる
   ことを特徴とする指針位置検出機能付時計。
2. 前記駆動車における前記対象歯車と噛合うカナ（以下駆動カナ）と、
   前記検出歯車と噛合うカナ（以下検出カナ）が別体で形成され、
   該駆動カナと該検出カナが、厚み方向で前記駆動歯車の上下に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の指針位置検出機能付時計。
3. 前記駆動車と、前記検出車を保持する地板と輪列受を有し、
   厚み方向において、前記地板−前記駆動歯車間に前記検出歯車が配置され、
   前記輪列受−前記駆動歯車間に、前記検出手段が配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の指針位置検出機能付時計。
4. 前記駆動車が、前記駆動歯車と駆動車軸を兼ねる前記駆動カナから構成され、
   該駆動車軸と前記検出カナが別体で構成される
   ことを特徴とする請求項２ないし３のいずれか１つに記載の指針位置検出機能付時計。
5. 前記検出手段を実装する回路基板を有し、
   該回路基板が、前記輪列受−前記駆動歯車間に配置される
   ことを特徴とする請求項３ないし４のいずれか１つに記載の指針位置検出機能付時計。
6. 前記駆動車の前記駆動歯車と、駆動車軸も兼ねる前記駆動カナと、前記検出カナが、
   一体で構成される
   ことを特徴とする請求項２ないし３のいずれか１つに記載の指針位置検出機能付時計。

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