JP6537177B2 - 時計用歯車、アンクル、てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計 - Google Patents

Description

本発明は、時計用歯車、アンクル、てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計に関する。

近年、時計精度やエネルギーの伝達特性等、機械式時計の性能向上を目的として、ひげぜんまいや、がんぎ車やアンクル等の脱進機部品に、シリコン等の比重の小さな脆性材料が用いられるようになっている。また、機械式時計を構成する時計用歯車の多くは、軸部が金属製であるとともに、この軸部が圧入される歯車類が脆性材料から構成されている。

ここで、脆性材料であるシリコン製の歯車の開口に軸部を打ち込むと、その際にかかる荷重により歯車が損傷してしまうおそれがある。そこで、脆性材料であるシリコン製の歯車の開口に軸部が打ち込まれて固定された時計用歯車において、歯車の開口周縁に弾性変形部を設けた構成のものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特表２００９−５２８５２４号公報

しかしながら、特許文献１のような従来の時計用歯車の構成だと、外力等によって軸回転方向に過剰な駆動トルクが生じた際に、脆性材料からなる歯車の弾性変形部に過剰な応力が集中することから、歯車が破損するおそれがあった。
また、仮に、弾性変形部が歯車にかかる過剰な応力を吸収し、歯車の破損が生じない場合であっても、過剰なトルクの印加により、軸部と歯車との回転方向における位相ずれが生じるおそれがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩和できるとともに、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制することが可能な時計用歯車、アンクル、てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の時計用歯車は、軸部と、前記軸部に固定される中間部材と、前記中間部材が挿入される開口部を有し、該中間部材を介して前記軸部に取り付けられる歯車と、を備え、前記中間部材と前記歯車との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記歯車との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えており、前記復元部は、両持ち梁からなる弾性変形部を備え、前記開口部の内面には、前記両持ち梁からなる弾性変形部に当接する凸部が設けられており、前記弾性変形部と前記凸部とによって前記復元部が構成されており、さらに、前記中間部材が平面視で多角形に形成されており、該多角形の外周における平坦面に前記弾性変形部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、中間部材が、歯車と相対回転可能とされ、さらに、中間部材と歯車との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることで、外力等によって軸回転方向に過剰なトルクが生じた場合でも、このトルクを緩衝でき、歯車が破損するのを防止することが可能となる。また、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制することができるとともに、この位相ずれが生じた場合であっても、直ちに位相ずれを吸収して復元させることができる。

また、本発明によれば、復元部が弾性変形部を備えることで、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が安定的に得られる。

また、本発明によれば、両持ち梁とされた弾性変形部が歯車に設けられた凸部で押圧されることで、上述したトルク緩衝効果と、回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が顕著に得られる。

また、本発明によれば、多角形とされた中間部材の外周の平坦面に弾性変形部を備えることで、上述したトルク緩衝効果と、位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が顕著に得られる。また、中間部材に対して歯車を組み付ける際、復元部で偏心量を調整しながら組み付けることができるので、歯車と軸部との偏心量を最小限に抑制することが可能となる。

また、本発明の時計用歯車は、上記構成において、前記歯車に、前記開口部の少なくとも一部に、径方向内側に向かって突出する鍔部が設けられ、前記軸部に、前記中間部材が固定される箇所を避けた位置に、段差により拡径された拡径部が設けられ、前記中間部材と前記拡径部とにより、前記鍔部を挟持する構成とすることが好ましい。
本発明によれば、歯車に形成された鍔部によって、この歯車と中間部材とが確実に係合された状態となるので、歯車が外れるのを防止することができる。

また、本発明の時計用歯車は、上記構成において、前記中間部材に、さらに、前記開口部の内面に対して前記軸部の軸方向で付勢力を付与するとともに、径方向外側に向けて付勢力を付与するように弾性変形する応力集中部を有するアーム部が備えられ、該アーム部の先端に前記弾性変形部が設けられた構成を採用できる。

本発明によれば、上記構成のアーム部を有する中間部材を備えることにより、軸方向の力によって応力集中部が弾性変形することで、アーム部が径方向外側に向けて同じタイミングで均等に拡大する。これにより、径方向外側への付勢力が均等に得られ、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が安定的に得られるとともに、中間部材を組み付ける際の組付性も向上する。また、歯車に設けられた開口部が、中間部材と係合する鍔部として機能し、且つ、この鍔部に軸方向で付勢力を付与する状態が維持されることで、歯車と中間部材とが確実に係合された状態となるので、歯車の脱落等を防止することができる。

また、本発明の時計用歯車は、上記構成において、前記中間部材が、前記軸部に固定される筒状の固定部を備え、前記アーム部は、前記固定部の一端側に設けられた前記応力集中部から前記開口部側に向けて複数で延出するように形成されるとともに、径方向外側に向けて放射状に形成されており、前記アーム部は、該アーム部の少なくとも一部に設けられた前記応力集中部が前記軸部の軸方向の力で弾性変形することにより、前記開口部の内面に対して軸方向で付勢力を付与するとともに、前記弾性変形部が前記開口部の内面に当接することで、径方向外側に向けて付勢力を付与する構成であることが好ましい。

本発明によれば、上記構成の複数のアーム部を有する中間部材を備えることで、径方向外側への付勢力が均等に得られ、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が顕著に得られるとともに、中間部材を組み付ける際の組付性もさらに向上する。また、上記同様、歯車に設けられた開口部が、中間部材と係合する鍔部として機能し、且つ、この鍔部に軸方向で付勢力を付与する状態が維持されることで、歯車と中間部材とが確実に係合された状態となるので、歯車の脱落等を防止することができる。

また、本発明の時計用歯車は、上記構成において、前記中間部材は、前記応力集中部が薄肉に形成されていることがより好ましい。
本発明によれば、応力集中部が薄肉に形成されていることで、中間部材を組み付ける際の弾性変形がより均等に得られるので、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方がより顕著に得られ、また、組付性向上効果もより顕著に得られる。

また、本発明の時計用歯車は、上記構成において、前記中間部材が金属材料からなり、前記歯車が脆性材料からなる構成を採用できる。
本発明によれば、特に、中間部材及び歯車に上記材料を採用した場合において、上述した、軸回転方向に生じる過剰なトルクの緩衝による歯車の破壊防止効果が顕著に得られる。

本発明のアンクルは、上記構成の中間部材が軸部に固定され、上記の構造を有する開口部を備えたアンクル本体の該開口部に前記中間部材が挿入されることで前記アンクル本体が前記軸部に固定されており、且つ、前記中間部材と前記アンクル本体との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記アンクル本体との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることを特徴とする。
また、本発明のてんぷは、上記構成の中間部材が軸部に固定され、上記の構造を有する開口部を備えたてん輪、ひげ玉の何れか一方、又は両方の前記開口部に前記中間部材が挿入されることで前記てん輪又は前記ひげ玉が前記軸部に固定されており、且つ、前記中間部材と前記てん輪又は前記ひげ玉との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記てん輪又は前記ひげ玉との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明に係る時計用歯車と同様の構造を有するものなので、上記同様、回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることで、外力等によって軸回転方向に過剰なトルクが生じた場合でも、このトルクを緩衝でき、アンクル本体やてん輪又はひげ玉一体型ひげぜんまいの破損を防止することが可能となる。また、軸部とアンクル本体、てん輪又はひげ玉一体型ひげぜんまいとの回転方向の位相ずれを抑制することができるとともに、この位相ずれが生じた場合であっても、直ちに位相ずれを吸収して復元させることができる。特に、本発明のてんぷにおいては、上記構造を採用することにより、ひげ玉一体型ひげぜんまいとてんぷの位相ズレによって生じる、てんぷ減衰振動の変化を防止できるので、計時精度を保持できる効果が得られる。

本発明の時計用ムーブメントは、上記の何れかの時計用歯車、アンクル、てんぷの少なくとも何れかを備えることを特徴とする。
本発明の機械式時計は、上記の時計用ムーブメントを備えることを特徴とする。
これらの発明によれば、本発明の時計用歯車を備えていることから、時計精度に非常に優れたものとなる。

本発明によれば、歯車と軸部とが中間部材を介して組み付けられるとともに、中間部材が、歯車と相対回転可能とされ、さらに、中間部材と歯車との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えた構成なので、外力等によって軸回転方向に過剰なトルクが生じた場合でも、このトルクを緩衝でき、歯車が破損するのを防止することが可能となる。また、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制することができるとともに、この位相ずれが生じた場合であっても、直ちに位相ずれを吸収して復元させることが可能となる。

図１は、本発明の実施形態である機械式時計の一例を説明する図であり、コンプリート表側の平面図である。 図２は、本発明の実施形態である機械式時計の一例を説明する図であり、時計用ムーブメント表側の平面図である。 図３は、本発明の実施形態である時計用歯車の一例を説明する概略図であり、香箱車からがんぎ車の部分を図示する部分断面図である。 図４は、本発明の実施形態である時計用歯車の一例を説明する概略図であり、（ａ）は時計用歯車を下面側から見て示す斜視図、（ｂ）は側面図である。 図５は、本発明の実施形態である時計用歯車の一例を説明する概略図であり、軸部、中間部材及び歯車の分解斜視図である。 図６は、本発明の実施形態である時計用歯車の他の例を説明する概略図であり、（ａ）は時計用歯車を下面側から見て示す斜視図、（ｂ）は側面図である。 図７は、本発明の実施形態である時計用歯車の他の例を説明する概略図であり、（ａ）は時計用歯車を下面側から見た平面図、（ｂ）は側面図である。 図８は、本発明の実施形態である時計用歯車の他の例を説明する概略図であり、（ａ）は中間部材を単体で示す斜視図、（ｂ）は時計用歯車の斜視図である。

以下、本発明の実施形態である時計用歯車、アンクル、てんぷ、時計用ムーブメント、及び機械式時計の例を挙げ、その構成について図１〜図８を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。

（時計）
一般に、機械式時計の駆動部分を含む機械体を「ムーブメント」と称する。また、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。また、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、即ち、文字板のある方の側をムーブメントの「裏側」又は「ガラス側」又は「文字板側」と称する。そして、地板の両側のうち、時計ケースの裏蓋のある方の側、即ち、文字板と反対の側をムーブメントの「表側」又は「裏蓋側」と称する。

図１は、機械式時計１のコンプリート１ａの表側の平面図である。
図１に示すように、機械式時計１のコンプリート１ａは、時に関する情報を示す目盛り３などをもつ文字板２と、時を示す時針４ａ、分を示す分針４ｂ及び秒を示す秒針４ｃを含む針４と、を備えている。

図２は、ムーブメント表側の平面図である。なお図２では、図面を見やすくするため、時計用ムーブメント１００を構成する時計部品のうち一部の図示を省略している。
機械式時計の時計用ムーブメント１００は、基板を構成する地板１０２を有している。地板１０２の巻真案内穴１０２ａには、巻真１１０が回転可能に組み込まれている。この巻真１１０は、おしどり１９０、かんぬき１９２、かんぬきばね１９４及び裏押さえ１９６を含む切換装置によって、軸線方向の位置が決められている。
そして巻真１１０を回転させると、つづみ車（図示略）の回転を介して、きち車１１２が回転する。きち車１１２の回転により丸穴車１１４及び角穴車１１６が順に回転し、香箱車１２０に収容されたぜんまい１２２（図３参照）が巻き上げられる。

香箱車１２０は、地板１０２と香箱受１６０との間で回転可能に支持されている。二番車（時計用歯車）１２４、三番車（時計用歯車）１２６、四番車（時計用歯車）１２８及びがんぎ車１３０は、地板１０２と輪列受１６２との間で回転可能に支持されている。
ぜんまいの復元力により、香箱車１２０が回転すると、香箱車１２０の回転により二番車１２４、三番車１２６、四番車１２８及びがんぎ車１３０が順に回転する。これら香箱車１２０、二番車１２４、三番車１２６及び四番車１２８は、表輪列を構成する。

二番車１２４が回転すると、その回転に基づいて筒かな１５０（図３参照）が同時に回転し、この筒かなに取り付けられた分針４ｂ（図１参照）が「分」を表示するようになっている。また、筒かな１５０の回転に基づいて日の裏車（図示略）の回転を介して筒車１５４（図３参照）が回転し、この筒車に取り付けられた時針４ａ（図１参照）が「時」を表示するようになっている。

表輪列の回転を制御するための脱進・調速装置は、がんぎ車１３０、アンクル１４２及びてんぷ１０で構成されている。
がんぎ車１３０の外周には、歯１３０ｄが形成されている。アンクル１４２は、地板１０２とアンクル受１６４との間で回転可能に支持されており、一対のつめ石１４２ａ，１４２ｂを備えている。アンクル１４２の一方のつめ石１４２ａが、がんぎ車１３０の歯１３０ｄに係合した状態で、がんぎ車１３０は一時的に停止している。
てんぷ１０は、一定周期で往復回転することにより、がんぎ車１３０の歯１３０ｄに、アンクル１４２の一方のつめ石１４２ａ及び他方のつめ石１４２ｂを、交互に係合及び解除させている。これにより、がんぎ車１３０を一定速度で脱進させている。

図３に示すように、香箱車１２０は、香箱歯車１２０ｄと、香箱真１２０ｆと、ぜんまい１２２とを備えている。香箱真１２０ｆは、上軸部１２０ａと、下軸部１２０ｂとを備えている。香箱真１２０ｆは、炭素鋼等の金属で形成されている。香箱歯車１２０ｄは、黄銅等の金属で形成されている。

二番車１２４は、より詳細な構成については後述するが、上軸部１２４ａと、下軸部１２４ｂと、かな部１２４ｃと、歯車部１２４ｄと、そろばん玉部１２４ｈとを備えている。二番車１２４のかな部１２４ｃは、香箱歯車１２０ｄと噛み合うように構成されている。上軸部１２４ａ、下軸部１２４ｂ及びそろばん玉部１２４ｈは、炭素鋼等の金属で形成されている。歯車部１２４ｄは、黄銅（真鍮）等の金属で形成されている。

三番車１２６は、上軸部１２６ａと、下軸部１２６ｂと、かな部１２６ｃと、歯車部１２６ｄとを備えている。三番車１２６のかな部１２６ｃは、二番車１２４の歯車部１２４ｄと噛み合うように構成されている。

四番車１２８は、上軸部１２８ａと、下軸部１２８ｂと、かな部１２８ｃと、歯車部１２８ｄとを備えている。四番車１２８のかな部１２８ｃは、三番車１２６の歯車部１２６ｄと噛み合うように構成されている。上軸部１２８ａ及び下軸部１２８ｂは、炭素鋼等の金属で形成されている。歯車部１２８ｄは、黄銅（真鍮）等の金属で形成されている。

がんぎ車１３０は、上軸部１３０ａと、下軸部１３０ｂと、がんぎかな部１３０ｃと、がんぎ歯車部１３２とを備えている。がんぎかな部１３０ｃは、四番車１２８の歯車部１２８ｄと噛み合うように構成されている。

詳細な図示を省略するが、アンクル１４２は、アンクル体と、アンクル真とを備えている。アンクル真は、上軸部と、下軸部とを備えている。

ここで、香箱車１２０は、香箱真１２０ｆの上軸部１２０ａが、香箱受１６０に対して回転可能に支持されている。香箱真１２０ｆの下軸部１２０ｂは、地板１０２に対して回転可能に支持されている。
また、二番車１２４、三番車１２６、四番車１２８及びがんぎ車１３０は、地板１０２及び輪列受１６２に対してそれぞれ回転可能に支持されている。即ち、二番車１２４の上軸部１２４ａ、三番車１２６の上軸部１２６ａ、四番車１２８の上軸部１２８ａ、及びがんぎ車１３０の上軸部１３０ａは、それぞれ輪列受１６２に対して回転可能に支持されている。また、二番車１２４の下軸部１２４ｂ、三番車１２６の下軸部１２６ｂ、四番車１２８の下軸部１２８ｂ、及びがんぎ車１３０の下軸部１３０ｂは、それぞれ地板１０２に対して回転可能に支持されている。

アンクル１４２は、地板１０２及びアンクル受１６４に対して回転可能に支持されている。即ち、アンクル１４２の上軸部は、アンクル受１６４に対して回転可能に支持されている。アンクル１４２の下軸部は、地板１０２に対して回転可能に支持されている。

なお、香箱真１２０ｆの上軸部１２０ａを回転可能に支持する香箱受１６０の軸受部と、二番車１２４の上軸部１２４ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、三番車１２６の上軸部１２６ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、四番車１２８の上軸部１２８ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、がんぎ車１３０の上軸部１３０ａを回転可能に支持する輪列受１６２の軸受部と、アンクル１４２の上軸部を回転可能に支持するアンクル受１６４の軸受部と、には、潤滑油が注油されている。

また、香箱真１２０ｆの下軸部１２０ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、二番車１２４の下軸部１２４ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、三番車１２６の下軸部１２６ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、四番車１２８の下軸部１２８ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、がんぎ車１３０の下軸部１３０ｂを回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、アンクル１４２の下軸部を回転可能に支持する地板１０２の軸受部と、には、潤滑油が注油されている。
上述した潤滑油は、精密機械用油であるのが好ましく、いわゆる時計油であるのが特に好ましい。

地板１０２のそれぞれの軸受部、香箱受１６０の軸受部、輪列受１６２のそれぞれの軸受部には、潤滑油の保持性能を高めるために、円錐状、円筒状、又は円錐台状の油溜め部を設けるのが好ましい。この油溜め部を設けると、潤滑油の表面張力により油が拡散するのを効果的に阻止することができる。
また、地板１０２、香箱受１６０、輪列受１６２及びアンクル受１６４は、黄銅等の金属で形成しても良いし、ポリカーボネート等の樹脂で形成しても良い。

てんぷ１０は、詳細な図示を省略するが、主に、略円環状に形成されたてん輪と、棒状の部材であるてん真と、渦巻き状に形成されたひげぜんまいと、てん真に対して軸を一致させて外装固定され、てん真にひげぜんまいを固定するひげ玉とを備えている。

（時計用歯車、アンクル及びてんぷ）
図４は、本実施形態の時計用歯車の一例として上記の二番車１２４を挙げ、これを拡大して示す図であり、（ａ）は二番車１２４を下面側から見た斜視図、（ｂ）は側面図である。また、図５は、二番車１２４を構成する各部品の組み付け形態を示す斜視図である。

上述したように、二番車１２４は、軸部である上軸部１２４ａ及び下軸部１２４ｂを備え、さらに、上軸部１２４ａに、かな部１２４ｃが取り付けられている。また、二番車１２４は、外周部が歯車部１２４ｄとされ、回転軸近傍が開口部１２４ｅとされた歯車体１２４Ａを備えている。また、二番車１２４のかな部１２４ｃは、香箱車１２０の香箱歯車１２０ｄと噛み合うように構成されている。

また、本実施形態の時計用歯車である二番車１２４は、下軸部１２４ｂに固定される中間部材１２７を備える。そして、二番車１２４は、歯車体１２４Ａに備えられる開口部１２４ｅに中間部材１２７が挿入され、歯車体１２４Ａが中間部材１２７を介して下軸部１２４ｂに取り付けられている。この中間部材１２７は、歯車体１２４Ａと相対回転可能とされているとともに、中間部材１２７と歯車体１２４Ａとの回転方向のずれを正位置に復元する復元部Ｆを構成する弾性変形部１２７ａが設けられており、図示例では、この弾性変形部１２７ａが４箇所に設けられている。本実施形態の二番車１２４に備えられる復元部Ｆは、中間部材１２７に備えられる弾性変形部１２７ａと、歯車体１２４Ａに備えられる凸部１２４ｆとから構成され、中間部材１２７と歯車体１２４Ａとの回転方向のずれを正位置に復帰させる作用を有する。

二番車１２４を構成する上軸部１２４ａ及び下軸部１２４ｂとしては、特に限定されず、例えば、従来から時計用歯車の軸部に用いられている金属材料等を何ら制限無く用いることができ、また、上軸部１２４ａに設けられているかな部１２４ｃについても同様である。

また、二番車１２４を構成する歯車体１２４Ａには、この歯車体１２４Ａの略軸心付近を貫通するように開口部１２４ｅが設けられている。この開口部１２４ｅは、詳細を後述する中間部材１２７の平面視形状に対応するように、計４箇所の凸部１２４ｆを有する平面視で多角形状、図示例では平面視で略四角形状に形成されている。この凸部１２４ｆは、略四角形状に形成された開口部１２４ｅの各辺において、この開口部１２４ｅの内側に向けて張り出すように、円弧状に形成されている。

本実施形態では、歯車体１２４Ａの材料として、従来から歯車材料に用いられている脆性材料を用いることができる。このような脆性材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。

次に、二番車１２４に備えられる中間部材１２７について詳述する。
図４（ａ）及び図５に示すように、中間部材１２７は、平面視で多角形状に形成される板状の部材である。また、中間部材１２７は、図５に示すように、平面視で略四角形状に形成されている。

さらに、中間部材１２７には、復元部Ｆを構成する、両端側が固定される両持ち梁構造とされた弾性変形部１２７ａが、四角形状の外周における平坦面の各々に合計４箇所で形成されている。この弾性変形部１２７ａは、細長で薄板状の弾性領域１２７ｂの両端１２７ｊ，１２７ｊが、各々、中間部材１２７の四隅の角部で支持されるように構成されている。

中間部材１２７は、軸打ち込み孔１２７ｃに、上軸部１２４ａ及び下軸部１２４ｂからなる軸部の内、下軸部１２４ｂが圧入されることで、これら軸部と強固に組み付けられる。

そして、中間部材１２７は、歯車体１２４Ａに設けられた開口部１２４ｅ内に挿入され、歯車体１２４Ａと相対回転可能に組み付けられる。上述したように、中間部材１２７に形成された両持ち梁構造の弾性変形部１２７ａは、開口部１２４ｅの内面１２４ｇに設けられた凸部１２４ｆとで復元部Ｆを構成し、弾性領域１２７ｂは、凸部１２４ｆによって径方向内側に押圧される。

本実施形態の二番車１２４に備えられる復元部Ｆにおいては、凸部１２４ｆが径方向内側に張り出すように円弧状に形成されているので、中間部材１２７に対して歯車体１２４Ａが回転しようとすると、凸部１２４ｆが滑らかに、且つ、径方向内側に向かって弾性変形部１２７ａを押圧する。この際、弾性変形部１２７ａは両持ち梁構造とされているので、径方向外側に向かって復帰しようとする。このとき、弾性変形部１２７ａから凸部１２４ｆに作用する押圧力が、歯車体１２４Ａの回転方向に作用し、歯車体１２４Ａを元の位置に押し戻そうとする。これにより、外力等によって二番車１２４の下軸部１２４ｂ及び上軸部１２４ａに過剰な回転トルクが発生した場合であっても、この回転トルクを復元部Ｆにおける弾性作用で緩衝することができ、歯車体１２４Ａが損傷したりするのを防止できる。

さらに、本実施形態によれば、上述した復元部Ｆにおける弾性作用により、歯車体１２４Ａと下軸部１２４ｂ及び上軸部１２４ａとの間における回転方向の位相ずれを抑制することができるとともに、仮に、位相ずれが生じた場合であっても、直ちに位相ずれを吸収して復元させることができる。

中間部材１２７の材料としては、特に限定されず、所定以上の強度を有し、且つ、上記の弾性変形部１２７ａが機能する金属材料等であれば、特に限定されない。このような中間部材１２７に用いられる金属材料としては、例えば、リン青銅やステンレス、炭素銅の他、Ｎｉ−Ｓｎ系合金やＮｉ−Ｆｅ系合金等が挙げられ、これらの金属材料を用いて、ＬＩＧＡ等のフォトリソグラフィや、電気鋳造等の方法で中間部材１２７を製造することができる。

本実施形態においては、特に、歯車体１２４Ａに脆性材料を用い、中間部材１２７に上記のような金属材料を用いた場合において、上述した、軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝することによって歯車体１２４Ａの破壊を防止できる効果が顕著に得られる。

なお、本実施形態では、説明の都合上、本発明に係る時計用歯車を二番車１２４に適用した形態について説明しているが、これには限定されず、例えば、三番車１２６や四番車１２８、がんぎ車１３０等においても適用可能である。さらには、本実施形態で説明する上記構造は、上記の時計用歯車の他、上記同様の軸打ち込みによって製造される部品、例えば、図２中に示すアンクル１４２や、ひげ玉一体型ひげぜんまいのてんぷ１０等、各種の時計用部品に適用することが可能である。

本実施形態の構造をアンクル１４２に適用する場合には、詳細な図示を省略するが、例えば、弾性変形部を有する中間部材が軸部に固定され、アンクル本体の開口部に中間部材が挿入されることで、アンクル本体が軸部に固定された構造とすることができる。
同様に、上記構造をてんぷ１０に適用する場合には、弾性変形部を有する中間部材が軸部に固定され、てん輪、ひげ玉の何れか一方、又は両方の開口部に中間部材が挿入されることで、てん輪又はひげ玉が軸部に固定された構造とすることができる。

本実施形態の時計用歯車である二番車１２４、三番車１２６及び四番車１２８は、上記のように、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝でき、さらに、歯車体１２４Ａと下軸部１２４ｂ及び上軸部１２４ａとの間における回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させることができるものであり、また、アンクル１４２、てんぷ１０も同様のものである。特に、てんぷに上記構造を採用した場合、ひげ玉一体型ひげぜんまいとてんぷの位相ズレによって生じる、てんぷ減衰振動の変化を防止でき、計時精度を保持できる効果が得られる。従って、これらの時計用歯車や各種時計部品を採用した時計用ムーブメント１００、この時計用ムーブメント１００を備えた機械式時計１は、時計精度やエネルギー伝達特性に優れたものとなる。

（時計用歯車の変形例）
次に、本実施形態の時計用歯車の変形例について説明する。
なお、以下の各変形例の説明においては、上記した二番車１２４と同様の構成については、同じ符号を付して説明する場合があり、また、その詳細な説明を省略する場合がある。

図６は、本実施形態の時計用歯車の他の例である二番車２２４を拡大して示す図であり、（ａ）は二番車２２４を下面側から見た斜視図、（ｂ）は側面図である。なお、図６（ａ）においては、図示の都合上、図６（ｂ）中に示した中間部材２２７の図示を省略しているが、この中間部材２２７は、図４（ａ）及び図５中に示す中間部材１２７と同様の構成を有するものである。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、二番車２２４は、図３及び図４中に示したような、歯車体１２４Ａを貫通して形成される開口部１２４ｅに代わり、軸部を構成する上軸部２２４ａ及び下軸部２２４ｂの内、下軸部２２４ｂが挿通される軸心孔２２４ｈの周囲に、非貫通の凹状領域２２４ｅが設けられた歯車体２２４Ａが用いられており、この凹状領域２２４ｅ内に中間部材２２７が挿入される点で、図４及び図５に示す二番車１２４とは異なる。即ち、上記の凹状領域２２４ｅは、開口部の少なくとも一部に突出し、中間部材２２７と係合する鍔部に相当する。

図６（ａ），（ｂ）に示す二番車２２４によれば、中間部材２２７と、かな部２２４ｃとにより、鍔部（凹状領域２２４ｅ）を挟持した形になるので、各軸部２２４ａ，２２４ｂから歯車体２２４Ａが脱落してしまうのを防止できる。
なお、上記のかな部２２４ｃに代えて、例えば、上軸部２２４ａ側に図示略の拡径部を形成し、この拡径部と中間部材２２７とによって上記の鍔部を挟持してもよい。

次に、図７は、本実施形態の時計用歯車の他の例である二番車３２４を拡大して示す図であり、（ａ）は二番車３２４を下面側から見た平面図、（ｂ）は側面図である。また、図８（ａ）は、二番車３２４に用いられる中間部材３２７を単体で示す斜視図、（ｂ）は二番車３２４を構成する各部品の組み付け形態を示す斜視図である。

図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示す二番車３２４は、上記の二番車２２４と同様、軸部を構成する上軸部３２４ａ及び下軸部３２４ｂの内、下軸部３２４ｂが挿通される軸心孔３２４ｈの周囲に、非貫通の凹状領域からなる開口部３２４ｅが設けられた歯車体３２４Ａが用いられており、この凹状領域３２４ｅ内に中間部材３２７が挿入される。即ち、上記の凹状領域３２４ｅは、開口部の少なくとも一部に突出し、中間部材３２７と係合する鍔部に相当する。開口部３２４ｅには、弾性変形部３２７ａが設けられた中間部材３２７が挿入・嵌合される。

また、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示す二番車３２４は、平面視で略四角形状に形成された板状の部材からなる中間部材１２７，２２７に代わり、開口部３２４ｅの内面３２４ｇに対して軸方向で付勢力を付与するとともに、径方向外側に向けて付勢力を付与するように弾性変形する応力集中部３２７ｃを有するアーム部３２７ｂが備えられ、このアーム部３２７ｂの先端に弾性変形部３２７ａが設けられてなる中間部材３２７が用いられている。

中間部材３２７は、下軸部３２４ｂに固定される筒状の固定部３２７Ｂを備える。
アーム部３２７ｈは、歯車体３２４Ａへの組み付け前の状態で、固定部３２７Ｂの一端３２７ｆ側に設けられた応力集中部３２７ｃから開口部３２４ｅ側に向けて複数で延出するように形成されるとともに、径方向外側に向けて放射状に形成されている。図示例においては、アーム部３２７ｈは、計４本設けられており、径方向外側に向けて均等間隔（角度）、即ち、隣接するアーム部３２７ｈ間が９０°の角度を有するように配置されている。また、アーム部３２７ｈは、径方向外側に向かう長さ方向において、少なくとも一部が応力集中部３２７ｋとされ、図示例においては、アーム部３２７ｈの固定部３２４Ｂ寄りの部位が応力集中部３２７ｋとされている。また、図示例においては、各々のアーム部３２７ｈは、平面視で略五角形状に形成されている。

上記のように計４箇所で設けられたアーム部３２７ｈは、このアーム部３２７ｈに設けられた応力集中部３２７ｋが軸部の軸方向の力で弾性変形することにより、開口部３２４ｅの内面３２４ｇに対して軸方向で付勢力を付与する。また、アーム部３２７ｈの先端に設けられた弾性変形部３２７ａが開口部３２４ｅの内面３２４ｇに当接することで、径方向外側に向けて付勢力を付与するように構成される。

アーム部３２７ｈの先端に設けられる弾性変形部３２７ａは、上記した二番車１２４に用いられる中間部材１２７に備えられた弾性変形部１２７ａと同様、開口部３２４ｅ内の凸部３２４ｆとの間で復元部Ｆを構成するもので、両端側が固定される両持ち梁構造とされている。即ち、弾性変形部３２７ａは、計４箇所で設けられたアーム部３２７ｈの各々に設けられ、細長で薄板状の弾性領域３２７ｂの両端３２７ｊ，３２７ｊが、各々、アーム部３２７ｈの先端の角部で支持されるように構成されている。

二番車３２４によれば、歯車体３２４Ａに中間部材３２７を組み付けることで、まず、軸方向の力で応力集中部３２７ｃが弾性変形し、アーム部３２７ｈが径方向外側に向けて同じタイミングで均等に拡大する。この際、アーム部３２７ｈの先端に設けられた弾性変形部３２７ａが凸部３２４ｆに当接し、径方向外側に付勢力を付与する。これにより、径方向外側への付勢力が均等に得られ、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方が安定的に得られる。また、中間部材３２７を歯車体３２４Ａに組み付ける際、複数のアーム部３２７ｈにおける応力集中部３２７ｃの各々が同時に屈曲するので、複雑な治具を用いることなく簡単に組み付けることが可能となり、組付性が顕著に向上するという効果が得られる。

さらに、二番車３２４によれば、歯車体３２４Ａにおける、非貫通の凹状領域からなる開口部３２４ｅが、中間部材３２７と係合する鍔部として機能し、且つ、この鍔部に軸方向で付勢力を付与する状態が維持される。これにより、歯車体３２４Ａと中間部材３２７とが確実に係合された状態となるので、歯車体３２４Ａが軸部（上軸部３２４ａ及び下軸部３２４ｂ）から脱落するのを防止できる。

なお、本例においては、中間部材３２７に備えられる応力集中部３２７ｃが、中間部材３２７を構成する他の部位よりも薄肉に形成されていることがより好ましい。これにより、中間部材３２７を歯車体３２４Ａに組み付ける際の弾性変形がより均等に得られるので、上述したような、外力等によって軸回転方向に生じる過剰なトルクを緩衝する効果と、歯車と軸部との回転方向の位相ずれを抑制又は復帰させる効果の両方がより顕著に得られ、また、組付性向上効果もより顕著に得られる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、上記の弾性変形部は、中間部材と別部材として構成してもよいし、また、歯車体の開口部に弾性変形部を設け、中間部材に凸部を設けた構成を採用することも可能である。

１…機械式時計、１２４，２２４，３２４…二番車（時計用歯車）、１２４Ａ，２２４Ａ,３２４Ａ…歯車体（歯車）、１２４ａ，２２４ａ，３２４ａ…上軸部（軸部）、１２４ｂ，２２４ｂ，３２４ｂ…下軸部（軸部）、１２４ｅ…開口部、３２４ｅ…開口部（凹状領域、鍔部）、１２４ｆ，３２４ｆ…凸部（復元部）、１２４ｇ，３２４ｇ…内面、２２４ｅ…凹状領域（鍔部）、１２６…三番車（時計用歯車）、１２７，２２７，３２７…中間部材、１２７ａ，３２７ａ…弾性変形部（復元部）、１２７ｂ，３２７ｂ…弾性領域、１２７ｊ，３２７ｊ…両端（弾性領域）、１２７ｃ，２２７ｃ…軸打ち込み孔、３２７ｈ…アーム部、３２７ｋ…応力集中部、３２７Ｂ…固定部（筒状の固定部）、３２７ｆ…一端（固定部）、１２８…四番車（時計用歯車）、１０…てんぷ、１４２…アンクル、１００…時計用ムーブメント、Ａ…接着剤、Ｆ…復元部。

Claims (10)

1. 軸部と、
   前記軸部に固定される中間部材と、
   前記中間部材が挿入される開口部を有し、該中間部材を介して前記軸部に取り付けられる歯車と、を備え、
   前記中間部材と前記歯車との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記歯車との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えており、
   前記復元部は、両持ち梁からなる弾性変形部を備え、
   前記開口部の内面には、前記両持ち梁からなる弾性変形部に当接する凸部が設けられており、前記弾性変形部と前記凸部とによって前記復元部が構成されており、
   さらに、前記中間部材が平面視で多角形に形成されており、該多角形の外周における平坦面に前記弾性変形部が設けられていることを特徴とする時計用歯車。
2. 前記歯車には、前記開口部の少なくとも一部に、径方向内側に向かって突出する鍔部が設けられ、
   前記軸部には、前記中間部材が固定される箇所を避けた位置に、段差により拡径された拡径部が設けられ、
   前記中間部材と前記拡径部とにより、前記鍔部を挟持することを特徴とする請求項１に記載の時計用歯車。
3. 前記中間部材には、さらに、前記開口部の内面に対して前記軸部の軸方向で付勢力を付与するとともに、径方向外側に向けて付勢力を付与するように弾性変形する応力集中部を有するアーム部が備えられ、該アーム部の先端に前記弾性変形部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の時計用歯車。
4. 前記中間部材は、前記軸部に固定される筒状の固定部を備え、
   前記アーム部は、前記固定部の一端側に設けられた前記応力集中部から前記開口部側に向けて複数で延出するように形成されるとともに、径方向外側に向けて放射状に形成されており、
   前記アーム部は、該アーム部の少なくとも一部に設けられた前記応力集中部が前記軸部の軸方向の力で弾性変形することにより、前記開口部の内面に対して軸方向で付勢力を付与するとともに、前記弾性変形部が前記開口部の内面に当接することで、径方向外側に向けて付勢力を付与することを特徴とする請求項３に記載の時計用歯車。
5. 前記中間部材は、前記応力集中部が薄肉に形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の時計用歯車。
6. 前記中間部材が金属材料からなり、前記歯車が脆性材料からなることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の時計用歯車。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の中間部材が軸部に固定され、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の構造を有する開口部を備えたアンクル本体の該開口部に前記中間部材が挿入されることで前記アンクル本体が前記軸部に固定されており、且つ、前記中間部材と前記アンクル本体との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記アンクル本体との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることを特徴とするアンクル。
8. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の中間部材が軸部に固定され、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の構造を有する開口部を備えたてん輪、ひげ玉の何れか一方、又は両方の前記開口部に前記中間部材が挿入されることで前記てん輪又は前記ひげ玉が前記軸部に固定されており、且つ、前記中間部材と前記てん輪又は前記ひげ玉との間には、相対回転可能とされているとともに、前記中間部材と前記てん輪又は前記ひげ玉との回転方向のずれを正位置に復帰させる復元部を備えることを特徴とするてんぷ。
9. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の時計用歯車、請求項７に記載のアンクル、及び、請求項８に記載のてんぷの少なくとも何れかを備えることを特徴とする時計用ムーブメント。
10. 請求項９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機械式時計。

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