JP6319834B2 - 時計表示機構、時計用ムーブメント及び時計 - Google Patents
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Description
しかしながら、瞬間的にクロノグラフ針が帰零するので、帰零開始時或いは帰零終了時に、クロノグラフ針に対して過大な負荷(衝撃力)が作用し易く、クロノグラフ針が変形する可能性がある。そのため、負荷を考慮してクロノグラフ針を設計する必要があり、クロノグラフ針の大きさや形状に制約が生じる課題があった。
加えて、クロノグラフ針とクロノグラフ軸との締結部分に対しても過大な負荷が作用するので、クロノグラフ針が緩み易くなってしまう。そのため、この緩みを防止するために、クロノグラフ軸におけるクロノグラフ針の圧入部分の形状を、例えば横断面視四角形状にする等、特殊な形状に形成して、締結トルクを高める等の対策が必要となり、やはり制約が生じる課題があった。
ところで、復帰部によって指示部が初期位置に復帰するまでの間、回転抑制部が指示部の回転速度を抑制する。これにより、指示部の帰零速度を制御することができ、該指示部を瞬間的に初期位置に復帰させるのではなく、所望する帰零速度で連続運針させながら復帰させることができる。
このように、先にハートカムを強制回転させ、その後に弾性体による復元変形を利用して指示部を帰零させるので、より滑らかな連続運針でリセットすることができる。
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、時計の一例としてクロノグラフ機構を具備するクォーツ式の腕時計(電子時計)を例に挙げて説明する。
一般に、時計の駆動部分を含む機械体を「ムーブメント」と称する。このムーブメントに文字板、針を取り付けて、時計ケースの中に入れて完成品にした状態を時計の「コンプリート」と称する。時計の基板を構成する地板の両側のうち、時計ケースのガラスのある方の側(文字板のある方の側)をムーブメントの「裏側」と称する。また、地板の両側のうち、時計ケースのケース裏蓋のある方の側(文字板と反対の側)をムーブメントの「表側」と称する。
なお、本実施形態では、文字板からケース裏蓋に向かう方向を上側、その反対側を下側として説明する。
但し、上記秒針15は必須なものではなく具備しなくても構わないし、具備する場合には3時位置に配置される場合に限定されるものではなく、自由な位置に配置して構わない。さらには、クロノグラフ秒針14だけでなく、時間計測時に使用するクロノグラフ分針やクロノグラフ時針を具備しても構わない。
図2に示すように、ムーブメント10は、地板20と、地板20よりも表側に配置された輪列受21と、輪列受21よりも表側に配置されたクロノグラフ受22と、を備えている。
地板20の裏側には、上記文字板11がガラス2を通じて視認可能に配置されている。地板20の表側には、図示しない電池、通常の時刻表示を行うための輪列機構23、及び時間計測を行うためのクロノグラフ機構(本発明に係る時間表示機構)24、輪列機構23を作動させるための図1に示す第1ステップモータ25、及びクロノグラフ機構24を作動させるための図1に示す第2ステップモータ26が少なくとも配置されている。
集積回路は、例えばC−MOS又はPLAで構成され、水晶振動子の振動に基づいて基準信号を出力する発振部(オシレータ)と、この発振部の基準信号を分周する分周部(デバイダ)と、分周部の出力信号に基づいてモータ駆動信号を出力する駆動部(ドライバ)と、を内部に有している。そして、第1ステップモータ25は、駆動部から出力されたモータ駆動信号に基づいて駆動される。
また、時計ケース3には、クロノグラフをリセットするためのリセットボタン28が例えば文字板11の4時位置に配置されるように取り付けられている。このリセットボタン28を押すことで、時間情報の表示の終了指示を出すことができ、後述するクロノグラフ軸40を初期位置P1に復帰(帰零)させることが可能となる。なお、初期位置P1は、クロノグラフ秒針14が12時を指示する位置とされている(図1、図4参照)。
なお、筒車31は12時間に1回転するように構成されていると共に、筒本体31aの下端部に時針12が取付けられている。この際、時針12は分針13よりも文字板11側に位置している。
なお、四番車は、五番車を介して第1ステップモータ25のロータ25cと噛み合っているが、ロータ磁石がその場に留まろうとする力(インデックストルク)を有しているので、回転することがない。
クロノグラフ機構24は、初期位置P1を基準として回転するクロノグラフ軸(本発明に係る指示部)40と、クロノグラフ軸40の回転に基づいて時間情報である計測時間(秒)を表示するクロノグラフ秒針(表示部)14と、クロノグラフリセット指示(時間情報の表示の終了指示)に基づいてクロノグラフ軸40を初期位置P1まで復帰させる復帰部41と、クロノグラフ軸40が初期位置P1に復帰するまでの間に、クロノグラフ軸40の回転速度を抑制する回転抑制部42と、を備えている。
第1拡径部40bは、上ほぞ部40aよりも拡径した部分であり、この部分に後述する伝え歯車50が例えば圧入により固定されている。第2拡径部40cは、第1拡径部40bよりも拡径した部分であり、この部分に後述するハートカム51がクロノグラフ軸40に対して回転可能に嵌合されている。第3拡径部40dは、第2拡径部40cよりも拡径した部分であり、この部分にクロノグラフ歯車45がクロノグラフ軸40に対して回転可能に嵌合されている。鍔部40eは、第3拡径部40dよりもさらに拡径した部分であり、クロノグラフばね46の内縁部が圧接されている。第4拡径部40fは、鍔部40eよりも縮径し、且つ第3拡径部40dよりも拡径した部分である。
そして、このクロノグラフ歯車45の回転力は、クロノグラフばね46を介してクロノグラフ軸40に伝達される。
このクロノグラフばね46は、周方向(軸線O1を中心に周回する方向)に等間隔を開けて放射状に形成された複数の脚部46aを有している。これら複数の脚部46aは、径方向(軸線O1に直交する方向)の外側に向かうにしたがって上方に向けて反っており、外縁部がクロノグラフ歯車45の歯車本体45aの下面に対して圧接している。また、クロノグラフばね46の内縁部は、第3拡径部40dを径方向の外側から囲んだ状態で、鍔部40eに対して圧接している。
具体的に本実施形態では、図4に示すように、クロノグラフ軸40が初期位置P1に位置し、クロノグラフ秒針14が12時を指示している際、ハートカム51は突起部51bが12時方向を向くように構成されており、このときのハートカム51の位置が上記規定位置P2とされている。なお、図4では、後述する第2ひげぜんまい56の図示を省略している(図7及び図8も同様に第2ひげぜんまい56の図示を省略している)。
このように、ハートカム51は、クロノグラフ作動時においては、クロノグラフ軸40と共に回転し、クロノグラフリセット時には、クロノグラフ軸40に対して回転する。
この第1ひげぜんまい55は、外端部55aから内端部55bに向かう巻回方向が、クロノグラフリセット時におけるハートカム51の強制回転方向T1と一致している。従って、第1ひげぜんまい55は、クロノグラフリセット時におけるハートカム51の強制回転に伴って縮径(図5に示す矢印L1方向)するように弾性変形する。
なお、クロノグラフリセット時におけるハートカム51の強制回転方向T1は、クロノグラフ作動時におけるハートカム51の回転方向と一致している。
この第2ひげぜんまい56は、上述したように第1ひげぜんまい55とは逆向きに巻回されているので、クロノグラフリセット時におけるハートカム51の強制回転に伴って拡径(図6に示す矢印L2方向)するように弾性変形する。
ロータかな60aは、伝え歯車50の歯部50aに噛み合っている。これにより、オイルロータ60は、クロノグラフ軸40の回転に伴って回転可能とされている。ロータディスク60bは、キャビティ62内に配置されており、キャビティ62内に充填された上記粘性流体61中で回転可能とされている。
次に、上述のように構成された時計1の作用について説明する。
はじめに、時刻表示について簡単に説明する。
この場合には、水晶ユニットにおける水晶振動子が所定周波数で発振するので、この水晶振動子の振動に基づいて、集積回路に内蔵されている発振部が基準信号を出力すると共に、分周部が発振部からの基準信号を分周する。そして、駆動部が分周部の出力信号に基づいて、第1ステップモータ25を駆動するモータ駆動信号を出力する。これにより、図1に示す第1ステップモータ25のステータ25bが磁化してロータ25cが回転する。
この場合には、図1に示すスタート・ストップボタン27を押し込む。すると、クロノグラフ駆動部が第2ステップモータ26のロータ26cにモータ駆動信号を出力するので、第2ステップモータ26のステータ26bが磁化してロータ26cが回転する。このロータ26cの回転力は、図2に示すクロノグラフ歯車45に伝達されると共に、クロノグラフばね46を介してクロノグラフ軸40に伝達される。これにより、初期位置P1を基準としてクロノグラフ軸40を軸線O1回りに回転させることができる。そして、図1に示すように、クロノグラフ軸40の回転に基づいてクロノグラフ秒針14が時間情報(計測秒)を表示するので、時間計測を正確に行うことができる。
この場合には、図1に示すスタート・ストップボタン27を再度押し込む。すると、クロノグラフ駆動部からのモータ駆動信号の出力が停止するので、第2ステップモータ26のロータ26cが停止して、クロノグラフ軸40及びクロノグラフ秒針14の回転が停止する。
次いで、図1に示すリセットボタン28を押し込んで、リセット指示を出すと、復帰部41がクロノグラフ軸40を初期位置P1に復帰(帰零)させる。これにより、クロノグラフ軸40及びクロノグラフ秒針14の位置を元の位置にリセットすることができ、次のクロノグラフの作動に備えることができる。
リセット指示が出されると、図7に示すように、復針レバー53が作動してハートカム51の外周面を叩いて外力を加える。すると、図8に示すように、ハートカム51は復針レバー53からの外力によって軸線O1回りに強制回転されると共に、復針レバー53によって規定位置P2に位置決めされる。このとき、ハートカム51は、クロノグラフ軸40における第2拡径部40cとの間の摩擦力を超える外力を受けるので、クロノグラフ軸40に対して先行的に回転する。
そのため、ハートカム51が規定位置P2に位置決めされると、第1ひげぜんまい55及び第2ひげぜんまい56が復元変形しはじめ、図8に示すように、伝え歯車50をハートカム51の強制回転に追従するように遅れて回転させる。これにより、伝え歯車50を介してクロノグラフ軸40及びクロノグラフ秒針14を軸線O1回りに回転させることができ、図4に示すように、元の位置にリセットすることができる。
第1ひげぜんまい55及び第2ひげぜんまい56による復元変形により伝え歯車50が回転すると、図2に示すように、伝え歯車50の回転に伴ってオイルロータ60が軸線O2回りに回転する。この際、ロータディスク60bが粘性流体61中で回転するので、オイルロータ60は粘性流体61から角速度に比例した回転抵抗を受ける。従って、クロノグラフ軸40を瞬間的に初期位置P1に復帰させるのではなく、帰零速度を抑制した状態で復帰させることができる。
なお、粘性流体61の種類や、キャビティ62内の容積や、ロータディスク60bの形状等を調整することで、帰零速度を調整することが可能である。
さらに、復元変形の方向が相反する第1ひげぜんまい55及び第2ひげぜんまい56を利用するので、クロノグラフ軸40を初期位置P1に対してより安定且つ速やかに静止させ易く、さらに精度良くクロノグラフ軸40を帰零させることができる。
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第1実施形態では、クロノグラフ軸40とハートカム51とを同軸上に配置した構成としたが、第2実施形態ではこれらが平面的に配置されている。
伝え歯車50は、伝え車軸74のうち上ほぞ部の下方に位置する部分に固定されている。また、本実施形態の伝え歯車50の歯部50aは、第2クロノグラフ歯車73の歯部73aに噛み合っている。これにより、伝え車71は、クロノグラフ軸40の回転に伴って軸線O3回りに回転する。
また、ひげ玉57には、外縁部に全周に亘って歯部76aが形成された環状の連結歯車76が、ひげぜんまい75よりも下方に配置されるように固定されている。
ハートカム車軸77は、上ほぞ部がクロノグラフ受22に設けられた軸受22Dに軸支され、下ほぞ部が輪列受21に設けられた軸受溝21Bに軸支されている。これにより、ハートカム車72は、軸線O4回りに安定的に回転可能とされている。
上述したように構成されたクロノグラフ機構70では、クロノグラフ作動時、クロノグラフ軸40の回転に伴って、伝え車71が軸線O3回りに回転し、ハートカム車72が軸線O4回りに回転し、オイルロータ60が軸線O2回りに回転する。このとき、伝え歯車50及び連結歯車76が同期して回転するので、ひげぜんまい75は弾性変形することなく、これら伝え歯車50及び連結歯車76に追従して回転する。
特に、本実施形態の場合には、クロノグラフ軸40、伝え車71及びハートカム51を有するハートカム車72を平面的に配置しているので、ムーブメント10及び時計1の薄型化に貢献することができる。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
ところで、上記第2実施形態では、1つのひげぜんまい75を利用したが、この場合に限定されるものではなく、第1実施形態と同様に、第1ひげぜんまい55及び第2ひげぜんまい56の2つのひげぜんまいを用いても構わない。特に、巻回方向が異なる2つひげぜんまいを用いることで、クロノグラフ軸40を初期位置P1に静止させ易くできるので好ましい。
図11及び図12に示すクロノグラフ機構80は、伝え車71がハートカム51を具備している。具体的には、伝え車軸74に回転可能に嵌合されたひげ玉57に、連結歯車76に代えてハートカム51が固定されている。
このように構成した場合であっても、第2実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、この場合には、ハートカム車72を省略することができるので、構成の簡略化を図ることができる。
次に、本発明に係る第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第1実施形態では、弾性体の一例として、第1ひげぜんまい55及び第2ひげぜんまい56を利用した構成としたが、第3実施形態では作動レバーばねを利用している。
作動レバー91は、伝え歯車50の下面に重なるように配置されていると共に、先端部91aが自由端とされ、基端部91bが回動ピン93を介して伝え歯車50の下面に、回動ピン93回りに回動可能に取り付けられている。
上述したように構成されたクロノグラフ機構90では、クロノグラフ作動時、図14に示すように、クロノグラフ軸40の回転に伴って、伝え歯車50及びハートカム51が軸線O1回りに同期して回転するので、作動レバー91及び作動レバーばね92は作動することなく、伝え歯車50及びハートカム51に追従して回転する。
このように、本実施形態の場合であっても、先にハートカム51を強制回転させ、その後に作動レバーばね92による復元変形を利用してクロノグラフ軸40及びクロノグラフ秒針14を帰零させることができ、滑らかな連続運針でリセットすることができる。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
図17及び図18に示すクロノグラフ機構100は、第3実施形態を例にしており、第3実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
この場合のクロノグラフ機構100は、クロノグラフ軸40の回転に伴って回転するロータ(本発明に係る第2回転体)101と、ロータ101に対して回転抵抗を付与する渦巻きばね(本発明に係る抵抗体)102と、を有する回転抑制部103を備えている。
従って、この場合であっても、ロータ101に回転抵抗を付与することができ、クロノグラフ軸40の帰零速度を抑制することが可能とされている。
P2…規定位置
1…時計
10…ムーブメント(時計用ムーブメント)
14…クロノグラフ秒針(表示部)
24、70、80、90、100…クロノグラフ機構(時間表示機構)
40…クロノグラフ軸(指示部)
41…復帰部
42、103…回転抑制部
50…伝え歯車(第1回転体)
51…ハートカム
52、75…ひげぜんまい(弾性体)
55…第1ひげぜんまい
56…第2ひげぜんまい
60…オイルロータ(第2回転体)
61…粘性流体(抵抗体)
79…輪列
92…作動レバーばね(弾性体)
101…ロータ(第2回転体)
102…渦巻きばね(抵抗体)
Claims (8)
- 初期位置を基準として回転する指示部と、
前記指示部の回転に基づいて時間情報を表示する表示部と、
前記時間情報の表示の終了指示に基づいて、前記指示部を前記初期位置まで復帰させる復帰部と、
前記指示部が前記初期位置に復帰するまでの間に、前記指示部の回転速度を、徐々に減速させながら抑制する回転抑制部と、を備えることを特徴とする時間表示機構。 - 初期位置を基準として回転する指示部と、
前記指示部の回転に基づいて時間情報を表示する表示部と、
前記時間情報の表示の終了指示に基づいて、前記指示部を前記初期位置まで復帰させる復帰部と、
前記指示部が前記初期位置に復帰するまでの間に、前記指示部の回転速度を抑制する回転抑制部と、を備え、
前記復帰部は、
前記指示部の回転に伴って回転する第1回転体と、
前記指示部の回転に伴って回転すると共に、前記終了指示に基づいて強制回転されて、前記初期位置に対応付けされた規定位置に位置決めされるハートカムと、
前記ハートカムの強制回転に伴って弾性変形すると共に、復元変形によって前記第1回転体を前記ハートカムの強制回転に追従するように回転させて、前記指示部を前記初期位置に復帰させる弾性体と、を備えることを特徴とする時計表示機構。 - 請求項2に記載の時計表示機構において、
前記弾性体は、初期弾性力を有するように巻回され、外端部が前記第1回転体に接続され、内端部が前記ハートカム又は前記ハートカムに繋がる輪列に接続された、ひげぜんまいであることを特徴とする時計表示機構。 - 請求項3に記載の時計表示機構において、
前記ひげぜんまいは、
第1ひげぜんまいと、
前記第1ひげぜんまいとは逆向きに巻回された第2ひげぜんまいと、を備えていることを特徴とする時計表示機構。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の時計表示機構において、
前記回転抑制部は、
前記指示部の回転に伴って回転する第2回転体と、
前記第2回転体に対して回転抵抗を付与する抵抗体と、を備えていることを特徴とする時計表示機構。 - 請求項5に記載の時計表示機構において、
前記抵抗体は、前記第2回転体の角速度に比例した回転抵抗を付与することを特徴とする時計表示機構。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の時計表示機構を備えることを特徴とする時計用ムーブメント。
- 請求項7に記載の時計用ムーブメントを備えることを特徴とする時計。
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