JP5935269B2 - 指針式表示装置 - Google Patents
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Description
このような表示装置においては、時計文字板等の中心部等に立設された軸部材に指針の基端を支持させ、モータ等の動力を軸部材に伝達して軸部材を回転させる。これにより軸部材を中心として指針を回転動作させて、指針の自由端側で時刻等を指示させるようになっている。
すなわち、指針の先端部の重量が大きくなると、アンバランスモーメントや指針の慣性力が大きくなり、運針に必要なトルクが大きくなる。また衝撃が加わった際に針ズレ等が生じたり、撓みや変形が生じやすく、高い衝撃性能を持たせるためには、指針の先端を細くせざるを得ない等、デザイン上の自由度が低くなったり、指針を形成する材料として軽量のものを用いざるを得ない等の制約があった。
また、指針を軸部材に固定された基端のみで支持させた場合には、指針の先端部が重量で撓んでしまうという問題がある。このため、秒針、分針、時針等、複数の指針を重ねて設けた場合には、高さ方向に十分な間隔を確保しなければ指針同士の先端が干渉し合うおそれがあり、時計等の表示装置の厚み方向の寸法が大きくなる要因となっていた。
また、指針を基端のみで軸部材に支持させた場合には、軸部材に傾きがあると指針の先端部で煽りが生じてしまう。このため、指針を支持する軸部材は文字板等表示装置表面に対して垂直であることが望ましい。しかし、加工、組み立てには公差を含むため、軸部材を厳密に垂直に設けることは困難であり、複数の指針を重ねて設けた場合に、軸部材の僅かな傾きが指針同士の先端が干渉し合う原因となってしまう。
さらに、ステップモータを使用して指針を回転駆動させる場合、例えば180度のステップ角を1度程度の運針角度にするためには、多くの歯車(ギア)を重ねて減速する必要があり、ギアの加工・組立てのコストが大きくなる。また、特に、秒針、分針、時針等の複数の指針を中央の軸部材で支持する場合には、歯車等の実装密度が中心の軸部材周辺に集中するため、装置の厚み方向の寸法が大きくなってしまうとの問題があった。
また、このように指針を支持する軸部材の近傍に実装密度が集中すると、歯車と小歯車(ピニオンギア)との干渉を防ぐために、歯車の受け部材が必要となる場合が多く、装置コストの上昇や、装置の厚み方向の寸法が大きくなる要因となっていた。
また、複数の指針を中央の軸部材で支持する従来の手法の場合には、2番車、4番車、筒車に大きな負担がかかり、これらの軸間で大きな摩擦が生じてしまう。このため、複数の指針を独立に運針する場合には、軸間の摩擦の影響を軽減するために、センターチューブ等の間材を設けることが必要不可欠であり、間材の加工・組立コストがかかるとともに、装置が大型化するとの問題もあった。
このような構成とすれば、枠状部材を回転させるための機構を装置の中央部近傍を避けて配置することができ、指針を支持する軸部材の近傍における歯車等の実装密度の集中を解消することが可能となる。
指針の撓み等を防ぐためには、装置の外周に近いほど指針の太さを太くする等、指針の固定端側の強度を上げる必要があり、一般的にユーザによって求められているような先端(すなわち、時計等における装置外周側)に行くほど細くなる形状の指針とすることができない等、デザイン上の制約が大きいという問題がある。
環状に形成された外周車と、
前記外周車の歯車を下方から支持する鍔状の支持部が設けられた下面支持車と、
前記外周車の環状中心に立設された軸部材と、
一端が前記外周車に固定され他端が前記軸部材に係止され、少なくとも一部分が指針として機能するブリッジ部材と、
前記外周車を回転させることにより前記軸部材の軸心を中心として前記ブリッジ部材を回転動作させる針回転機構と、
前記外周車の歯車を上方から支持する鍔状の支持部が設けられた上面支持車と、
を備えていることを特徴としている。
このように、指針として機能するブリッジ部材が両端において支持されているため、衝撃に強く、安定した運針を可能とすることができる。また、指針として機能するブリッジ部材の形状、大きさ、重さ等の制約が少なく、デザイン等の自由度を高めることができるという効果を奏する。
先ず、図1から図5を参照しつつ、本発明に係る指針式表示装置の第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態における指針式表示装置を適用した時計本体の外観を示す平面図であり、図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。また、図3は、図2における右側部分を拡大した要部拡大図であり、図4は、図2における中央部分を拡大した要部拡大図である。また、図5は、図1のV−V線に沿う断面図である。
図1、図2等で示す時計本体100は、例えば中空の短柱形状に形成された外装ケース(図示せず)内に収容されて腕時計等として用いられるものである。
なお、以下では、本発明に係る指針式表示装置が、秒針、分針及び時針等といった複数の針を備え、これらの針を電気的な駆動により回転させて時刻等の表示を行うアナログ式の時計本体に適用される場合について説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではなく、指針を備える各種機器に適用することも可能である。
なお、本実施形態では、時計本体100が、指針として秒針、分針及び時針を備え、このうち、秒針のみがブリッジ式回転針1を備える秒針用の指針式表示装置10により構成されている場合を例として示している。
メインプレート71は、後述するブリッジ式回転針1及び針回転機構2の歯車等を支持する支持部材として機能するものである。
メインプレート71のほぼ中央部には、ブリッジ式回転針1の軸部材12が挿通される軸孔713が設けられている。また、メインプレート71の表面(すなわち、時計本体100の表側の面、図2等において上側面)には、針回転機構2の歯車等が配置される位置には、歯車等を収容するとともに歯車の軸を受ける凹部712(712a〜712c)が形成されており、針回転機構2を構成する輪列機構等を支持するようになっている。
ブリッジ式回転針1は、環状(リング状)に形成された外周車11、この外周車11の環状中心に立設された軸部材12、及び外周車11と軸部材12との間を架橋するブリッジ部材13を備えている。
図2及び図3に示すように、外周車11の内周面の下側には、その周方向に沿ってラック(歯車)111が形成されている。このラック111は、各歯が外周車11の中心に向かって突出しており、後述する針回転機構2の第1の歯車23の小歯車(ピニオンギア)23aと噛み合うようになっている。
また、外周車11には、ブリッジ部材13を固定するための外周側固定部112が設けられている。本実施形態において、外周側固定部112は、外周車11の上端面よりも上側(図2等において上側)に突出している。なお、外周側固定部112の高さ(時計本体100の厚み方向の寸法)は特に限定されず、外周車11の上端面と同じ等でもよい。
軸部材12には、ブリッジ部材13の一端が圧入固定されている。なお、本実施形態において、軸部材12は、メインプレート71に対して回転可能となっており、ブリッジ部材13が回転した際に、ブリッジ部材13とともに回転するようになっている。
本実施形態において、ブリッジ部材13の一端には孔部132が形成されており、この孔部132に外周車11の外周側固定部112の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材13が外周車11に固定されている。また、ブリッジ部材13の他端には孔部133が形成されており、この孔部133に軸部材12の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材13が軸部材12に固定されている。なお、ブリッジ部材13を外周車11及び軸部材12に固定する構成は圧入固定に限定されず、例えば溶接固定等、他の手法によって固定してもよい。
また、本実施形態では、ブリッジ部材13の全体が指針としての秒針として機能する指針部131となっており、ブリッジ部材13における外周車11に固定されている側の端部が図示しない目盛等を指し示すことにより秒を示すようになっている。なお、ブリッジ部材13と外周車11との固定部分が外部から視認できないように、時計本体100を外装ケース等に収容した際には、外周車11を被覆するように外周車11の上方に図示しない見切り部材等を配置することが好ましい。なお、外周車11を被覆する構成はこれに限定されない。例えば、文字板を内側文字板と外側文字板の2枚により構成し、両者を重ね合わせて固定して溝部を設け、この溝部から外周車11の外周側固定部112のみを突出させることにより外観に影響を与えない構成としてもよい。
このように、ブリッジ部材13の一部分を指針として機能させる場合には、指針として機能しない部分(例えば外周車11に固定される先端部分等)を指針として機能する部分よりも細くしたり、透明な材料で形成する等により、外観に影響を与えないように構成してもよい。
なお、本実施形態では、ブリッジ式回転針1と針回転機構2とにより秒針用の指針式表示装置10が構成されている(図2参照)。
第1のモータ21は、例えば2極のステータと2極のロータとを有するステップモータである。なお、第1のモータ21の構成はここに例示したものに限定されない。
第1のモータ21の回転運動をブリッジ式回転針1の外周車11まで伝達する輪列機構は、第1のモータ21に設けられているロータ22の小歯車(ピニオンギア)22aと噛み合ってその回転を伝える第1の歯車23で構成されている。
この第1の歯車23に設けられている小歯車(ピニオンギア)23aは、外周車11のラック111と噛み合って外周車11に回転を伝えるようになっており、第1の歯車23が回転することによりブリッジ式回転針1が軸部材12(すなわち、外周車11の環状中心)を中心として回転駆動するようになっている。
図3に示すように、本実施形態において、筒車押え板72は、メインプレートとの間に針回転機構2のロータ22や第1の歯車23を挟み込んで支持するとともに、筒車押え板72の周縁部が外周車11のラック111部分の上方に位置するように配置されることにより、外周車11の浮き上がりを規制する浮き防止手段として機能する。
時針筒車771の中心には、中空管状に構成され時針筒車771と軸中心を同じくする分針筒状軸751が挿通されている。さらに、この分針筒状軸751の中には、ブリッジ式回転針1を構成する軸部材12が挿通されている。分針筒状軸751の上端部には指針としての分針75が支持されている。また、分針筒状軸751の下端部には歯車である二番車751aが圧入固定されている。なお、分針筒状軸751及び二番車751aの構成はここに示したものに限定されない。例えば二番車751aが圧入以外の手法で分針筒状軸751に固定されていてもよいし、二番車751aが分針筒状軸751と一体的に構成されていてもよい。
分針筒状軸751及び時針筒車771は、筒車押え板72及び文字板73の貫通孔721、731を通してメインプレート71側から上方向(図2等において上側方向)に向かって突出している。
分針駆動機構76は、第2のモータ761と、この第2のモータ761の回転運動を分針75に伝達する分針輪列機構とを備えている。なお、第2のモータ761は、例えば前記第1のモータ21と同様にステップモータである。
第2のモータ761の回転運動を分針75に伝達する分針輪列機構は、第2のモータ761に設けられているロータ762の小歯車(ピニオンギア)762aと噛み合ってその回転を伝える中間車763、中間車763の小歯車(ピニオンギア)763aと噛み合ってその回転を伝える三番車764、三番車764の小歯車(ピニオンギア)764aと噛み合ってその回転を伝える二番車751aで構成されている。
第2のモータ761の回転運動が順次伝達されて、二番車751aが固定された分針筒状軸751が軸心を中心として回転することにより、分針75が回転駆動するようになっている。
時針駆動機構78は、第3のモータ781と、この第3のモータ781の回転運動を時針77に伝達する時針輪列機構とを備えている。なお、第3のモータ781は、例えば前記第1のモータ21等と同様にステップモータである。
第3のモータ781の回転運動を時針77に伝達する時針輪列機構は、第3のモータ781に設けられているロータ782の小歯車(ピニオンギア)782aと噛み合ってその回転を伝える第1の中間車783、第1の中間車783の小歯車(ピニオンギア)783aと噛み合ってその回転を伝える第2の中間車784、第2の中間車784の小歯車(ピニオンギア)784aと噛み合う歯車部771aが一体に形成された時針筒車771で構成されている。
第3のモータ781の回転運動が順次伝達されて、歯車部771aが形成された時針筒車771が軸心を中心として回転することにより、時針77が回転駆動するようになっている。
具体的には、第1のモータ21が回転すると、その回転運動が第1のモータ21のロータ22の小歯車22aと噛み合って回転する第1の歯車23に伝えられ、第1の歯車23が回転すると、第1の歯車23の小歯車23aと噛み合うラック111を有する外周車11が回転する。このとき、筒車押え板72の周縁部が、外周車11のラック111を上方から支持することにより外周車11の上下方向の浮きを防止する。外周車11が回転すると、外周車11に一端が固定され秒針(指針)として機能するブリッジ部材13が軸部材12(すなわち、外周車11の環状中心)を中心として回転し、文字板73上で秒を示す目盛等を指し示す。
このため、秒針については、指針として機能するブリッジ部材13が両端において支持されており、外周側の先端部の重量が大きくなっても、アンバランスモーメントや指針の慣性力を小さく抑えることができ、運針に必要なトルクが小さくて済む。また、衝撃に強く、安定した運針を可能とすることが可能となる。さらに、このように秒針として機能するブリッジ部材13については、先端部の重量等に関わりなく安定的な運針が可能であるため、その形状、大きさ、重さ等の制約が少なく、重量感のある材料を用いたり、針の先端部まで太い形状とすることも可能となり、デザイン等の自由度を高めることができる。
また、このように2点で支持されているブリッジ部材13は、撓みや煽りを生じにくい。このため、文字板73上において他の2つの指針(すなわち、分針75及び時針77)と干渉するおそれが少なく、秒針(ブリッジ部材13)と他の2つの指針との上下方向の間隔を狭くすることが可能であり、時計本体100の厚み方向の小型化が可能となる。
また、ブリッジ部材13が軸部材12のみでなく外周車11によっても支持されていることから、軸部材12が文字板73に対して精密に垂直となっていない場合でもブリッジ部材13を文字板73に対してほぼ水平に保つことができ、外周側先端部における煽りを防ぐことができる。
また、3つの指針のうちの1つである秒針を指針式表示装置10として構成した場合には秒針として機能するブリッジ部材13を回転駆動させる針回転機構2を時計本体100の外周近傍に配置することができる。このため、時計本体100の中央部近傍に配置される輪列機構を少なくすることができ、実装密度の集中を解消することができる。そして、輪列機構等を分散させることにより、歯車等の配置に自由度が生じて時計本体100の中央部近傍に実装スペースを確保することができるとともに、歯車の重なり合いを避けることで、歯車同士の干渉等も防ぐことができ、干渉を防止するための歯車受け部材等を配置する必要もなくなる。これにより、時計本体100の厚み方向の小型化を実現することができるとともに、部品の減少による製品コストの低減化を図ることができる。
さらに、本実施形態では、前述のように、指針として機能するブリッジ部材13を軸部材12と外周車11の2点で支持しているため、単に中心側又は外周側のみを支持した場合と比べて中心部(すなわち、軸部材側)及び外周部(すなわち、外周車側)におけるアンバランスモーメント・撓み等を防ぐことができる。また、軸部材12側、外周車11側のいずれにおいてもブリッジ部材13が確実に支持されているため、ブリッジ部材13のどの部分においても太さや形状を自由とすることができ、針先端が細くなるデザインや針先端部まで太くボリューム感のあるデザイン等を自由に選択することができる。
また、従来のように軸部材のみで指針を支持する場合には、複数の指針を設けた場合に、各指針を支持する軸部材に大きな負担がかかり、軸部材同士の間で大きな摩擦が生じてしまうため、センターチューブ等の間材を設ける必要があった。この点、本実施形態のように指針として機能するブリッジ部材13を軸部材12と外周車11の2点で支持する場合には、軸部材にかかる負担を軽減することができ、軸部材同士の摩擦抵抗を低減することができる。このため、複数の指針を設けた場合でも、軸間で起こる摩擦の影響を防ぐためのセンターチューブ等の間材を配置する必要がなく、間材の加工や組立にかかるコストを削減できるとともに、時計本体の厚み方向の小型化を実現することができる。
また、ステップモータを使用して指針を回転駆動させる場合、従来のように中央部に設けられた軸部材を回転させることにより運針を行う場合には、多くの歯車(ギア)を重ねて減速しステップ角を調整することが不可欠であったが、本実施形態のように、外周車11を回転させることにより運針を行う場合には、外周車11の回転量により指針のステップ角度が決まるため、ステップ角を調整するための歯車を設ける必要がない。すなわち、十分なトルクを有するモータを用いれば、ロータと外周車11の連結のみによって秒針等の指針の運針が可能となる。これにより歯車の加工・組立コストを削減することができるととのに、歯車が重なり合うことで生じていた装置の厚みを減少させることが可能となる。さらに、歯車を多く用いることで蓄積するバックラッシュの累積量も大きく減少させることができるため、運針精度も改良される。
また、筒車押え板72が外周車11の浮き上がりを規制する浮き防止手段として機能するため、外周車11の上下方向のがたつきや浮き上がりを防ぐことができ、外周車11が傾いてメインプレート71等に接触することによる摩擦抵抗を低減させることができる。また、筒車押え板72を浮き防止手段として機能させるため、別途浮き上がりを規制するための手段を設ける必要がなく、部品点数を増やすことなく外周車11の浮きを防ぐことができる。
次に、図6から図10を参照しつつ、本発明に係る指針式表示装置の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、指針式表示装置として構成する指針の数が第1の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第1の実施形態と異なる点について説明する。
本実施形態では、時計本体が、指針として秒針、分針及び時針を備え、このうち、秒針及び分針がブリッジ式回転針を備える指針式表示装置により構成されている場合を例として示している。すなわち、本実施形態の時計本体は、秒針用の指針式表示装置10、分針用の指針式表示装置20の2つの指針式表示装置を備えている。
なお、時計本体を構成するメインプレート71、秒針用の指針式表示装置10、時針77及び時針77を回転駆動させるための構成は、第1の実施形態と同様である。
ブリッジ式回転針3は、秒針用の指針式表示装置10のブリッジ式回転針1と同様に、環状(リング状)に形成された外周車31、この外周車31の環状中心に立設された軸部材32、及び外周車31と軸部材32との間を架橋するブリッジ部材33を備えている。
図7及び図8に示すように、外周車31の内周面の下側には、その周方向に沿ってラック(歯車)311が形成されている。このラック311は、各歯が外周車31の中心に向かって突出しており、後述する針回転機構4の第1の歯車43の小歯車(ピニオンギア)43aと噛み合うようになっている。
また、外周車31には、ブリッジ部材33を固定するための外周側固定部312が設けられている。本実施形態において、外周側固定部312は、外周車31の上端面よりも上側(図7等において上側)に突出している。なお、外周側固定部312の高さ(時計本体の厚み方向の寸法)は外周車31の上端面と同じ等でもよいが、秒針用の指針式表示装置10のブリッジ式回転針1との干渉を避けるために、秒針用の指針式表示装置10の外周車11の外周側固定部112の高さよりも低くなっている。
軸部材32には、ブリッジ部材33の一端が圧入固定されている。なお、本実施形態において、軸部材32は、メインプレート71に対して回転可能となっており、ブリッジ部材33が回転した際に、ブリッジ部材33とともに回転するようになっている。
本実施形態において、ブリッジ部材33の一端には孔部332が形成されており、この孔部332に外周車31の外周側固定部312の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材33が外周車31に固定されている。また、ブリッジ部材33の他端には孔部333が形成されており、この孔部333に軸部材32の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材33が軸部材32に固定されている。なお、ブリッジ部材33を外周車31及び軸部材32に固定する構成は圧入固定に限定されず、例えば溶接固定等、他の手法によって固定してもよい。
また、本実施形態では、ブリッジ部材33の全体が指針としての分針として機能する指針部331となっており、ブリッジ部材33における外周車31に固定されている側の端部が図示しない目盛等を指し示すことにより分を示すようになっている。
また、本実施形態では、ブリッジ部材33が固定される軸部材32の先端部の高さ(図7等における上下方向の高さ)は、外周車31の外周側固定部312の先端部の高さよりも高くなっており、ブリッジ部材33は、外周車31の近傍で下方向(図7等において下方向)に緩やかに曲折している。これにより、複数の指針が設けられている場合でも指針同士が干渉しにくくなるとともに、ブリッジ部材33を直線的に形成した場合よりもブリッジ部材33の強度を向上させることができる。なお、ブリッジ部材33の形状、構成はここに例示したものに限定されず、ブリッジ部材33が直線的に形成されたものであってもよい。
なお、本実施形態では、ブリッジ式回転針3と針回転機構4とにより分針用の指針式表示装置20が構成されている(図7参照)。
第4のモータ41の回転運動をブリッジ式回転針3の外周車31まで伝達する輪列機構は、第4のモータ41に設けられているロータ42の小歯車(ピニオンギア)42aと噛み合ってその回転を伝える第1の歯車43で構成されている。
この第1の歯車43に設けられている小歯車(ピニオンギア)43aは、外周車31のラック311と噛み合って外周車31に回転を伝えるようになっており、第1の歯車43が回転することによりブリッジ式回転針3が軸部材32(すなわち、外周車31の環状中心)を中心として回転駆動するようになっている。
具体的には、第1のモータ21が回転すると、その回転運動が第1のモータ21のロータ22の小歯車22aと噛み合って回転する第1の歯車23に伝えられ、第1の歯車23が回転すると、第1の歯車23の小歯車23aと噛み合うラック111を有する外周車11が回転する。外周車11が回転すると、外周車11に一端が固定され秒針(指針)として機能するブリッジ部材13が軸部材12(すなわち、外周車11の環状中心)を中心として回転し、文字板73上で秒を示す目盛等を指し示す。
なお、本実施形態では、図8及び図10に示すように、筒車押え板72の周縁部が、外周車31のラック311を上方から支持することにより外周車31及びこれよりも下方に配置されている指針式表示装置10の外周車11の上下方向の浮きを防止する浮き防止手段として機能する。
このため、第1の実施形態に示した効果に加えて、指針を回転駆動させるための輪列をより効率よく時計本体の周縁部に分散させることができ、時計本体の中央部、すなわち軸部材12及び軸部材32の近傍における歯車等の実装密度の集中をより効果的に避けることができる。
次に、図11から図17を参照しつつ、本発明に係る指針式表示装置の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、指針式表示装置として構成する指針の数が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる点について説明する。
本実施形態では、時計本体が、指針として秒針、分針及び時針を備え、これら全てがブリッジ式回転針を備える指針式表示装置により構成されている場合を例として示している。すなわち、本実施形態の時計本体は、秒針用の指針式表示装置10、分針用の指針式表示装置20、時針用の指針式表示装置30の3つの指針式表示装置を備えている(図12及び図16参照)。
なお、時計本体を構成するメインプレート71、秒針用の指針式表示装置10、分針用の指針式表示装置20の構成は、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様である。
ブリッジ式回転針5は、秒針用の指針式表示装置10のブリッジ式回転針1及び分針用の指針式表示装置20のブリッジ式回転針3と同様に、環状(リング状)に形成された外周車51、この外周車51の環状中心に立設された軸部材52、及び外周車51と軸部材52との間を架橋するブリッジ部材53を備えている。
図12及び図16に示すように、外周車51の内周面の下側には、その周方向に沿ってラック(歯車)511が形成されている。このラック511は、各歯が外周車51の中心に向かって突出しており、後述する針回転機構6の第1の歯車63の小歯車(ピニオンギア)63aと噛み合うようになっている。
また、外周車51には、ブリッジ部材53を固定するための外周側固定部512が設けられている。本実施形態において、外周側固定部512は、外周車51の上端面よりも上側(図16等において上側)に突出している。なお、外周側固定部512の高さ(時計本体の厚み方向の寸法)は外周車51の上端面と同じ等でもよいが、秒針用の指針式表示装置10のブリッジ式回転針1及び分針用の指針式表示装置20のブリッジ式回転針3との干渉を避けるために、秒針用の指針式表示装置10の外周車11の外周側固定部112及び分針用の指針式表示装置20の外周車31の外周側固定部312の高さよりも低くなっている。
軸部材52には、ブリッジ部材53の一端が圧入固定されている。なお、本実施形態において、軸部材52は、メインプレート71に対して回転可能となっており、ブリッジ部材53が回転した際に、ブリッジ部材53とともに回転するようになっている。
本実施形態において、ブリッジ部材53の一端には孔部532が形成されており、この孔部532に外周車51の外周側固定部512の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材53が外周車51に固定されている。また、ブリッジ部材53の他端には孔部533が形成されており、この孔部533に軸部材52の先端部を圧入することによって、ブリッジ部材53が軸部材52に固定されている。なお、ブリッジ部材53を外周車51及び軸部材52に固定する構成は圧入固定に限定されず、例えば溶接固定等、他の手法によって固定してもよい。
また、本実施形態では、ブリッジ部材53の全体が指針としての時針として機能する指針部531となっており、ブリッジ部材53における外周車51に固定されている側の端部が時字732や図示しない目盛等を指し示すことにより時を示すようになっている。
また、本実施形態では、ブリッジ部材53が固定される軸部材52の先端部の高さ(図12等における上下方向の高さ)は、外周車51の外周側固定部512の先端部の高さよりも高くなっており、ブリッジ部材53は、外周車51の近傍で下方向(図12等において下方向)に緩やかに曲折している。これにより、複数の指針が設けられている場合でも指針同士が干渉しにくくなるとともに、ブリッジ部材53を直線的に形成した場合よりもブリッジ部材53の強度を向上させることができる。なお、ブリッジ部材53の形状、構成はここに例示したものに限定されず、ブリッジ部材53が直線的に形成されたものであってもよい。
なお、本実施形態では、ブリッジ式回転針5と針回転機構6とにより時針用の指針式表示装置30が構成されている(図16参照)。
第5のモータ61の回転運動をブリッジ式回転針5の外周車51まで伝達する輪列機構は、第5のモータ61に設けられているロータ62の小歯車(ピニオンギア)62aと噛み合ってその回転を伝える第1の歯車63で構成されている。
この第1の歯車63に設けられている小歯車(ピニオンギア)63aは、外周車51のラック511と噛み合って外周車51に回転を伝えるようになっており、第1の歯車63が回転することによりブリッジ式回転針5が軸部材52(すなわち、外周車51の環状中心)を中心として回転駆動するようになっている。
具体的には、第1のモータ21が回転すると、その回転運動が第1のモータ21のロータ22の小歯車22aと噛み合って回転する第1の歯車23に伝えられ、第1の歯車23が回転すると、第1の歯車23の小歯車23aと噛み合うラック111を有する外周車11が回転する。外周車11が回転すると、外周車11に一端が固定され秒針(指針)として機能するブリッジ部材13が軸部材12(すなわち、外周車11の環状中心)を中心として回転し、文字板73上で秒を示す目盛等を指し示す。
なお、本実施形態では、図14から図17に示すように、筒車押え板72の周縁部が、外周車51のラック511を上方から支持することにより、外周車51、及びこれよりも下方に配置されている指針式表示装置10の外周車11、指針式表示装置20の外周車31の上下方向の浮きを防止する浮き防止手段として機能する。
このため、第1の実施形態に示した効果に加えて、指針を回転駆動させるための輪列を全て効率よく時計本体の周縁部に分散させることができ、時計本体の中央部、すなわち軸部材12及び軸部材32の近傍における歯車等の実装密度の集中をより効果的に避けることができる。
この場合には、軸部材81をメインプレート71に対して固定的に設けるとともに、図20に示すように、ブリッジ部材13、33、53に、それぞれ軸部材81に対して回転可能に係止される自由係止部135、335、535を設けて、各ブリッジ部材13、33、53がそれぞれ異なる回転速度で軸部材81の軸心を中心として自由に回転駆動できるように構成する。
このように、軸部材81をメインプレート71に対して固定的に設け、1つの軸部材81に全ての指針(ブリッジ部材13、33、53)を係止した場合には、従来のように回転可能な複数の筒状の軸部材を重ねて設ける場合と異なり、軸間での摩擦を生じない。このため、複数の指針を設けた場合でも、軸間で起こる摩擦の影響を防ぐためのセンターチューブ等の間材を配置する必要がなく、間材の加工や組立にかかるコストを削減できるとともに、時計本体の厚み方向の小型化を実現することができる。
例えば、図21に示すように、筒車押え板701に積層される文字板702を、その周縁部が、外周車11のラック111にかかる寸法となるように構成し、文字板702の周縁部によって上方から外周車11のラック111部分を支持させることで浮き防止手段を構成してもよい。この場合には、例えば文字板位置決めピン703を文字板702の上からメインプレート71に達する位置まで挿通させることで、文字板702を筒車押え板701及びメインプレート71に位置決め固定し、文字板702を固定することが好ましい。なお、時計本体の径をできるだけ小さくするために、文字板位置決めピン703は文字板702の外縁部ではなく、文字板702の上(文字板702の内側)に設けることが好ましく、この場合には、時計本体の視認側からの外観を考慮し、文字板位置決めピン703を文字板702上に配置される時字の下等に設けて文字板702の表面に現れないようにすることが好ましい。
例えば、図25に示すように、外周車11のラック111と噛み合う小歯車(ピニオンギア)84aを有し、小歯車84aの下方に外周車11のラック111を下方から支持する鍔状の支持部が設けられた下面支持車84を外周車11のラック111と噛み合う位置に配置するとともに、図26に示すように、外周車11のラック111と噛み合う小歯車(ピニオンギア)85aを有し、小歯車85aの上方に外周車11のラック111を上方から支持する鍔状の支持部が設けられた上面支持車85を外周車11のラック111と噛み合う位置に配置する。これにより、外周車11が上下方向から挟み込まれて確実に支持され、外周車11の上下方向のがたつき、浮き上がりを規制することができ、外周車11がメインプレート71等と接触することで発生する摩擦抵抗を低減させて、安定的に外周車11を回転させることができる。
なお、下面支持車84及び上面支持車85を設ける位置や数は特に限定されないが、外周車11のがたつきや浮き上がりを効果的に規制するために、外周車11に沿って複数個所、ある程度の間隔を空けて配置されることが好ましい。外周車11の回転をより安定させるためには、下面支持車84及び上面支持車85がそれぞれ2個以上ずつあることが望ましく、下面支持車84及び上面支持車85をそれぞれ複数設ける場合には、下面支持車84及び上面支持車85を外周車に対してほぼ均等な間隔で交互に配置されることが好ましい。
なお、図23及び図24に示すように、軸部材82に支持されたブリッジ部材13を回転させる針回転機構83を構成する歯車にも外周車11の下面又は上面を支持する機能を持たせてもよい。
すなわち、例えば、外周車11の上面を支持する上面支持車85を設けた場合に、外周車11のラック111と噛み合う小歯車(ピニオンギア)833aを有し、モータ831に設けられているロータ832の小歯車(ピニオンギア)832aと噛み合ってその回転を伝える第1の歯車833によって外周車11の下面を支持させることにより外周車11の上下方向のがたつき、浮き上がりを規制することができる。
具体的には、図27及び図28に示すように、ブリッジ部材93において指針として機能する指針部931にLED等の電子部品935を搭載するとともに、ブリッジ部材93一端に設けられた孔部932から他端に設けられた孔部933までの間に、金属メッキを施す等により電子部品935と電気的に導通可能な導通部936を設ける。また、外周車91及び軸部材92についても金属メッキを施す等により電子部品935と電気的に導通可能な導通部を設ける。
また、金属メッキ等が施され軸部材92である筒車の回転を調整する筒車制動用ワッシャー971を、筒車押え板72の下面であって軸部材92と接する部分に配置し、この筒車制動用ワッシャー971と接する位置に導通用基板972を配置する。そして、この導通用基板972と回路基板970との間にコイルスプリング973を配置し、導通用基板972と回路基板970とが電気的に導通するように構成する。
さらに、回路基板970の一端に、外周車91と接触する導通用のばね部材974を設ける。
そして、ブリッジ部材93一端に設けられた孔部932を外周車91の外周側固定部912に圧入固定し、ブリッジ部材93の他端に設けられた孔部933を軸部材92に圧入固定する。これにより、ブリッジ部材93上に搭載された電子部品935が回路基板970と電気的に接続され、制御可能な状態となる。
なお、導通部を設ける手法は金属メッキに限定されない。例えばブリッジ部材、軸部材、外周車、筒車制動用ワッシャーを金属材料で形成してもよい。また、導通部は、ブリッジ部材93の指針部931の全体、外周車91の全体、軸部材92の全体に設けられている必要はなく、電子部品935と回路基板970との間の電気的な導通が可能となる範囲にだけ限定的に設けられていてもよい。
上記各実施形態のように、指針として機能するブリッジ部材93を軸部材92と外周車91の2点で支持する場合には、撓みや煽り等についてのブリッジ部材93の強度が高いことから、ブリッジ部材93の重量が重くなっても撓み等を生じにくい。このため、従来のような指針の構成についての制約がなく、ブリッジ部材93に電子部品935(各種デバイス)を搭載して、ユーザのニーズに合った新たなデザインや用途等を楽しむことができる。すなわち、指向性の強いアンテナを搭載した場合は、指針(ブリッジ部材)を回転させることにより電波の受信強度が変化するため、アンテナを搭載した時計本体によって携帯端末装置等の電波の発信源となる機器の方向を探索することが可能となる。これにより、例えば部屋の中で置き場所を忘れてしまった携帯端末装置の場所を即座に探し出すこと等が可能となる。また、LEDを搭載した場合は、任意のタイミングで指針(ブリッジ部材)を光らせることが可能となり、暗い中でも時間を知ることができるようになる。
また、電子部品935を設ける場合には、回路基板との電気的導通経路を2つ設ける必要があるが、例えば軸部材部分のみで導通を持たせようとすると、組立て時等に細かい作業が必要となるとともに、例えば指針を軸部材に圧入固定する際等にショートさせずに導通を取ることは困難であった。この点、本実施形態のようにブリッジ部材93を2点で支持する場合には、電子部品935に対する電気的導通を外周車91及び軸部材92の2箇所において取ることができるため、導線の引き回し等、導通経路の確保を簡易な構成で行うことが可能となる。さらに、外周車91と回路基板970との電気的導通をばね部材974により行っていることから、針回転機構95によって外周車91が回転駆動した場合にも、回転動作を阻害することなく、電気的導通を維持することができる。
なお、ブリッジ部材に電子部品を搭載した場合に、外周車及び軸部材の双方に電子部品と電気的に導通可能な導通部が設けることは必須ではなく、例えば、外周車又は軸部材のいずれか一方のみに導通部を設けて、導通部が設けられている部分において回路基板との電気的接続を行うようにしてもよい。この場合でも、ブリッジ部材を軸部材と外周車の2点で支持していることから、電子部品を搭載しても撓み等を生じにくく、安定した運針を行うことができる。
この場合には、時計本体の形状は特に限定されず、例えば四角形、楕円形等でもよい。なお、この場合にも、指針式表示装置のブリッジ式回転針は、リング状の外周車を備える。
また、時計本体に設けられる指針式表示装置の数は特に限定されず、4つ以上の指針式表示装置が1つの時計本体に設けられていてもよい。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
環状に形成された外周車と、
前記外周車の環状中心に立設された軸部材と、
一端が前記外周車に固定され他端が前記軸部材に係止され、少なくとも一部分が指針として機能するブリッジ部材と、
前記外周車を回転させることにより前記軸部材の軸心を中心として前記ブリッジ部材を回転動作させる針回転機構と、
を備えていることを特徴とする指針式表示装置。
<請求項2>
前記ブリッジ部材には、電子部品が搭載されており、
前記外周車及び前記軸部材のうち少なくともいずれか一方、及び前記ブリッジ部材には、前記電子部品と電気的に導通可能な導通部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の指針式表示装置。
<請求項3>
前記ブリッジ部材には、電子部品が搭載されており、
前記ブリッジ部材、前記外周車及び前記軸部材には、前記電子部品と電気的に導通可能な導通部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の指針式表示装置。
<請求項4>
前記外周車の浮き上がりを規制する浮き防止手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の指針式表示装置。
<請求項5>
前記軸部材は、固定的に設けられており、
前記ブリッジ部材は、前記軸部材に対して回転可能に係止されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の指針式表示装置。
2 針回転機構
10 指針式表示装置
11 外周車
12 軸部材
13 ブリッジ部材
21 第1のモータ
22 ロータ
22a 小歯車
23 第1の歯車
71 メインプレート
72 筒車押え板
73 文字板
84 下面支持車
85 上面支持車
100 時計本体
111 ラック
935 電子部品
Claims (6)
- 環状に形成された外周車と、
前記外周車の歯車を下方から支持する鍔状の支持部が設けられた下面支持車と、
前記外周車の環状中心に立設された軸部材と、
一端が前記外周車に固定され他端が前記軸部材に係止され、少なくとも一部分が指針として機能するブリッジ部材と、
前記外周車を回転させることにより前記軸部材の軸心を中心として前記ブリッジ部材を回転動作させる針回転機構と、
前記外周車の歯車を上方から支持する鍔状の支持部が設けられた上面支持車と、
を備えていることを特徴とする指針式表示装置。 - 前記ブリッジ部材には、電子部品が搭載されており、
前記外周車及び前記軸部材のうち少なくともいずれか一方、及び前記ブリッジ部材には、前記電子部品と電気的に導通可能な導通部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の指針式表示装置。 - 前記ブリッジ部材には、電子部品が搭載されており、
前記ブリッジ部材、前記外周車及び前記軸部材には、前記電子部品と電気的に導通可能な導通部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の指針式表示装置。 - 前記ブリッジ部材は前記外周車に固定された一端の前記軸部材の軸方向高さが他端の前記高さに対して低い位置にあることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の指針式表示装置。
- 前記軸部材は、固定的に設けられており、
前記ブリッジ部材は、前記軸部材に対して回転可能に係止されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の指針式表示装置。 - 前記外周車には、外側に配置される第1外周車と内側に配置される第2外周車とがあり、
前記ブリッジ部材には、一端が前記第1外周車に固定される第1ブリッジ部材と一端が前記第2外周車に固定される第2ブリッジ部材とがあり、
前記針回転機構には、前記第1外周車を回転させる第1針回転機構と前記第2外周車を回転させる第2針回転機構とがあることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の指針式表示装置。
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