JPH0868454A

JPH0868454A - 合成樹脂製の腕時計用歯車

Info

Publication number: JPH0868454A
Application number: JP16017795A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 貴志渡辺
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1995-06-05
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2759109B2

Abstract

(57)【要約】【目的】合成樹脂製歯車の吸水性を改善して、湿度に
よる寸法の変化を防止し、寸法精度が安定する合成樹脂
製の腕時計用歯車を提供することにある。【構成】中間車８及び三番車１０を、２５０℃以上の
耐熱性をもったシリコン系オイルを数パーセント混合し
たチタン酸カリウムウィスカ入りポリアセタール樹脂ペ
レットにより射出成形した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は合成樹脂製の腕時計用
歯車に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、腕時計において金属製歯車の代り
に、ポリアミド（ナイロン）、ポリアセタール等の樹脂
で成形された合成樹脂製歯車が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】合成樹脂は、吸水性が
高く湿度によって寸法が変化するという欠点があり、小
型で精度が要求される腕時計用歯車にとっては、このこ
とが大きな問題となっていた。

【０００４】この発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、合成樹脂製歯車の吸水性を改善して、湿度に
よる寸法の変化を防止し、寸法精度が安定する合成樹脂
製の腕時計用歯車を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、合成樹脂製の腕時計用歯車を、強化繊維
入り結晶性樹脂の樹脂ペレットに２５０℃以上の耐熱性
をもったシリコン系の油を数パーセント混合して射出成
形したことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下、図１から図４を参照して、この発明の
一実施例につき説明する。図１および図２は電子腕時計
のアナログムーブメントを示す。このアナログムーブメ
ントはステップモータ１の回転を輪列機構２に伝え、こ
の輪列機構２で時針３ａ、分針３ｂ、秒針３ｃ等の指針
を運針させて時刻を指示表示し、時刻修正機構４で指針
の針合わせを行なうようになっている。

【０００７】ステップモータ１は指針を運針させるため
の駆動源であり、ロータ５、図示しないステータ、コイ
ル等からなり、コイルに一定周期の反転パルスが与えら
れる毎に、ロータ５が１８０度ずつステップ回転するよ
うになっている。この場合、ロータ５は図１に示すよう
に、ロータ部５ａ、ロータカナ５ｂ、ロータ軸５ｃ等よ
りなり、これらをチタン酸カリウムウィスカ入りポリア
セタール樹脂で一体に形成するとともに、ロータ部５ａ
にマグネットリング５ｄを装着した構成となっていて、
上記ロータ部５ａ、ロータカナ５ｂ、ロータ軸５ｃは２
５０℃以上の耐熱性のあるシリコン系オイルを数％混合
したチタン酸カリウムウィスカ入りポリアセタール樹脂
の樹脂ペレットで射出成形されている。そして、ロータ
軸５ｃが地板６と輪列受７との間に回転可能に取り付け
られている。なお、ロータ５の樹脂注入用ゲートＧはロ
ータ軸５ｃの上端面に設けられている。

【０００８】輪列機構２はステップモータ１の回転を指
針に伝達して指針を運針させるものであり、中間車８、
四番車９、三番車１０、二番車１１、日ノ裏車１２、筒
車１３等よりなり、地板６と輪列受７との間に中間車
８、四番車９、三番車１０が、また地板６の上に二番車
１１、日ノ裏車１２、筒車１３がそれぞれ取り付けられ
ている。この場合、地板６および輪列受７はガラスファ
イバを入れたポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、
「ＰＰＳ樹脂」と言う）からなり、地板６の上部には文
字板１４が設けられている。

【０００９】以下、各車について順に説明する。中間車
８はステップモータ１のロータカナ５ｂに噛み合って回
転するものであり、チタン酸カリウムウィスカ入りポリ
アセタール樹脂からなり、軸部８ａおよび中間カナ８ｂ
と一体に成形されている。この中間車８はロータ５と同
様に２５０℃以上の耐熱性のあるシリコン系オイルを数
％混合したチタン酸カリウムウィスカ入りポリアセター
ル樹脂の樹脂ペレットにより射出成形され、その樹脂注
入用ゲートＧは軸部８ａの下端面に設けられている。

【００１０】四番車９は中間車８の中間カナ８ｂに噛み
合って回転し、秒針３ｃを運針させるものであり、その
軸部９ａが秒針軸をなし、地板６の軸受部６ａおよび文
字板１４を通して上方へ突出し、この突出した部分が針
取付部９ｃになっており、この針取付部９ｃに秒針３ｃ
が取り付けられている。この四番車９はチタン酸カリウ
ムウィスカ入り液晶ポリマー樹脂からなり、軸部９ａお
よび四番カナ９ｂと一体に形成されている。そして、こ
の四番車９も２５０℃以上の耐熱性のあるシリコン系オ
イルを数％混合したチタン酸カリウムウィスカ入り液晶
ポリマー樹脂の樹脂ペレットを用いて射出成形され、そ
の樹脂注入用ゲートＧは軸部９ａの下端面に設けられて
いる。

【００１１】三番車１０は四番車９の四番カナ９ｂに噛
み合って回転するものであり、チタン酸カリウムウィス
カ入りポリアセタール樹脂からなり、軸部１０ａおよび
三番カナ１０ｂと一体に形成されている。この場合、三
番カナ１０ｂは地板６を貫通してその上方へ突出してい
る。この三番車１０もシリコン系オイルを数％混合した
樹脂ペレットで射出成形されており、樹脂成形用ゲート
Ｇは軸部１０ａの下端面に設けられている。

【００１２】二番車１１は三番車１０の三番カナ１０ｂ
に噛み合って回転し、分針３ｂを運針させるものであ
り、軸部１１ａが分針軸をなし、地板６の軸受部６ａの
外周に回転可能に取り付けられており、軸部１１ａの上
端が文字板１４を通して上方へ突出し、この突出した部
分に分針３ｂが取り付けられている。この二番車１１は
筒カナ部１１ｂを有する軸部１１ａと歯車部１１ｃとを
スリップ回転可能に一体的に二色成形したものであり、
軸部１１ａは耐摩耗性および強度が高く、歯車部１１ｃ
より溶融温度が高いチタン酸カリウムウィスカ入りＰＰ
Ｓ樹脂からなり、歯車部１１ｃは収縮率の小さく、軸部
１１ａより溶融温度が低いチタン酸カリウムウィスカ入
り１２ナイロン樹脂からなっている。

【００１３】この二番車１１は図３に示すように構成さ
れている。即ち、軸部１１ａは筒状をなし、その下部に
筒カナ部１１ｂが形成され、この筒カナ部１１ｂの内部
が大径部ａになっており、その外周にはカナｂ、突出部
ｃ、延出部ｄが形成されている。また、軸部１１ａの上
部側は内部が小径部ｅになっており、その外周には逃げ
部ｆ、針取付部ｇが形成されている。筒カナ部１１ｂは
大径部ａが地板６の軸受部６ａの外周に回転可能に嵌合
するようになっており、その下端の延出部ｄが下側へ突
出し、地板６の軸受部６ａの周辺に形成された環状の凹
溝６ｂ内に回転可能な状態で挿入され、これにより軸部
１１ａが芯振れしないように十分長く保持されている。
また、外周に設けられたカナｂは日ノ裏車１２の歯１２
ｃが噛み合うものであり、その歯の形状はインボリュー
ト歯形になっている。突出部ｃは歯車部１１ｃが一体的
に形成される部分であり、カナｂの下側に鍔状に形成さ
れ、その外周部が先端側へ向うに従って細くなる形状に
形成されている。この場合、突出部ｃの先端の外径ｃ₁
は約2.1mmで、鍔状部分の厚さｃ₂は約0.3mmで、先端の
角度ｃ₃は約１２０°になっている。そして、突出部ｃ
に一体的に成形される歯車部１１ｃは外径が約3.4mm
で、突出部ｃの下側に突出する厚さｔ₁が約0.15mmで、
鍔状部分に食い込む量ｔ₂が約0.1mm程度になっている。
これにより、二番車１１は適度なスリップトルク（３〜
６ｇ・cm）をもち、これ以上のトルク（負荷）が加わっ
た際に筒カナ部１１ｂ（軸部１１ａ）と歯車部１１ｃと
の間で相互にスリップ回転する。さらに、軸部１１ａの
上側の小径部ｅはその内部に四番車９の軸部９ａが接触
しないように挿通するようになっている。軸部１１ａの
外周に形成された逃げ部ｆは後述する筒車１３の針取付
部１３ｂと対応する部分に位置し、その部分に所定のク
リアランスＬをもち、時針３ａの取り付け時に針取付部
１３ｂが変形しても二番車１１の軸部１１ａに接触しな
いようになっている。なお、その上端の針取付部ｇは分
針３ｂが嵌着する部分である。

【００１４】このような二番車１１を成形する場合に
は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すような金型１５、１６を用
いて行なうが、この金型１５、１６はターンテーブル型
の自動インサート成形装置に組込まれている。したがっ
て、図４（Ａ）に示すように、まず、上下一対の１次成
形用金型１５、１５で筒カナ部１１ｂを有する軸部１１
ａを射出成形する。このとき用いる樹脂ペレットは２５
０℃以上の耐熱性のあるシリコン系のオイルを数％混合
した結晶性のチタン酸カリウムウィスカ入りＰＰＳ樹脂
であり、その樹脂注入用ゲートＧは軸部１１ａの上端面
に形成された２つの凹部（図示せず）内に設けられてい
る。このようにして成形された軸部１１ａは、１次成形
用金型１５、１５内から取り出した後、図４（Ｂ）に示
すような上下一対の２次成形用金型１６、１６内に配置
し、２次成形用の樹脂を下側の金型１６に設けられた樹
脂注入用ゲートＧから注入し、１次成形品である軸部１
１ａに歯車部１１ｃを一体的に成形する。この場合に用
いる樹脂ペレットは上述と同様に、２５０℃以上の耐熱
性のあるシリコン系のオイルを数％混合した結晶性のチ
タン酸カリウムウィスカ入り１２ナイロン樹脂である。
このようにして成形された成形品（二番車１１）は、約
100℃の高温の鉱物油中に約３時間漬けてオイルアニー
ル処理する。この場合、鉱物油の温度が熱変形温度の約
８０％で、１時間以上であれば良い。すると、図３に示
すような二番車１１が得られる。

【００１５】日ノ裏車１２は二番車１１の筒カナ部１１
ｂに形成されたカナｂに噛み合って回転するものであ
り、チタン酸カリウムウイスカを入れたポリアセタール
樹脂からなり、日ノ裏カナ１２ｂと一体に形成され、地
板６の上面に突出形成された軸部６ｃに回転可能に取り
付けられている。この場合、日ノ裏車１２の歯１２ｃは
二番車１１のカナｂと噛み合うため、その歯形はカナｂ
と同じインボリュート歯形になっている。

【００１６】筒車１３は日ノ裏車１２のカナ１２ｂに噛
み合って回転し、時針３ａを運針するものであり、チタ
ン酸カリウムウィスカ入りポリアセタール樹脂からな
り、その軸部１３ａは筒状をなし、二番車１１の軸部１
１ａの外周に回転可能に装着され、その上端が文字板１
４の上方へ突出し、この突出した部分が針取付部１３ｂ
になっており、この針取付部１３ｂに時針３ａが圧入に
より取り付けられている。この筒車１３と日ノ裏車１２
も２５０℃以上の耐熱性をもったシリコン系オイルを数
％混合したチタン酸カリウムウィスカ入りポリアセター
ル樹脂の樹脂ペレットで成形されている。

【００１７】なお、二番車１１のカナｂおよび日ノ裏車
１２の歯１２ｃを除く、輪列機構２の他の歯車は総てサ
イクロイド歯形に形成されている。一方、針合わせを行
なう時刻修正機構４は、図２に示すように、巻真１７、
ツヅミ車１８、小鉄車１９、オシドリ２０、カンヌキ２
１等からなり、地板６に設けられている。

【００１８】即ち、巻真１７は地板６にスライドおよび
回転可能に設けられ、腕時計ケースの外部へ突出したリ
ューズ（図示せず）の操作に応じてスライドおよび回転
を行なうものであり、金属等からなり、内側の先端にガ
イド部１７ａが、その右隣にスプライン部１７ｂが、さ
らにその右隣に段差凹部１７ｃが順に設けられている。
ガイド部１７ａは地板６のガイド孔６ｄ内にスライドお
よび回転可能に挿入されている。スプライン部１７ｂは
ツヅミ車１８がスライド可能に取り付けられる部分であ
り、外周面に複数のスプライン溝が形成されている。段
差凹部１７ｃはオシドリ２０が配置され、このオシドリ
２０により巻真１７の引き出し位置を規制すようになっ
ている。

【００１９】ツヅミ車１８は巻真１７の引き出し操作に
応じて小鉄車１９に噛み合うとともに、巻真１７の回転
操作に応じて回転するものであり、カーボンファイバ入
りＰＰＳ樹脂からなり、ほぼ筒状をなし、その左端面に
はクラウン歯１８ａが設けられ、外周面には凹部状の溝
部１８ｂが設けられている。この場合、クラウン歯１８
ａはインボリュート歯に形成されている。溝部１８ｂに
はカンヌキ２１が配置され、このカンヌキ２１により巻
真１７の引き出し操作に応じてツヅミ車１８をスライド
させるようになっている。

【００２０】小鉄車１９はツヅミ車１８の回転を上述し
た輪列機構２の日ノ裏車１２に伝達するものであり、ツ
ヅミ車１８および日ノ裏車１２よりも硬度が柔らかいポ
リアセタール樹脂からなり、地板６の上面に突出して形
成された軸部６ｅに回転可能に取り付けられ、地板６の
上部に取り付けられた金属製の押え板２２で押え付けら
れている。この場合、小鉄車１９はツヅミ車１８と日ノ
裏車１２の歯１２ｃとに噛み合うため、その歯形はイン
ボリュート歯になっている。

【００２１】次に、上記のように構成されたアナログム
ーブメントの動作について説明する。通常はステップモ
ータ１により指針が運針して時刻を指示表示する。即
ち、図１に示すように、ステップモータ１のロータ５が
回転すると、その回転が中間車８を介して四番車９に伝
達され、四番車９が回転して、四番車９の軸部９ａの上
端に取り付けられた秒針３ｃを運針する。また、このよ
うに四番車９が回転すると、その回転が三番車１０を介
して二番車１１に伝達され、二番車１１が回転する。こ
の場合、二番車１１は軸部１１ａと歯車部１１ｃとがス
リップ回転可能に一体的に形成されているが、この状態
では二番車１１に一定以上の負荷が加わらないため、軸
部１１ａと歯車部１１ｃとが一体的に回転する。そのた
め、二番車１１の軸部１１ａに取り付けられた分針３ｂ
が運針する。このように二番車１１が回転すると、その
回転が日ノ裏車１２を介して筒車１３に伝達され、筒車
１３が回転して時針３ａを運針する。このように時針３
ａ、分針３ｂ、秒針３ｃが文字板１４の上方を運針する
ので、時刻が指示表示される。

【００２２】また、時刻修正を行なう場合には、図２に
示す時刻修正機構４の巻真１７を引き出して所定量回わ
せば良い。即ち、巻真１７を矢印Ｘ方向へ引き出すと、
巻真１７の段差凹部１７ｃ内に配置されたオシドリ２０
が巻真１７と共に移動して巻真１７を所定位置にセット
する。すると、オシドリ２０の移動に伴ってカンヌキ２
１が矢印Ｙ方向へ移動し、ツヅミ車１８を巻真１７のス
プライン部１７ｂに沿って同じ方向へ移動させ、ツヅミ
車１８のクラウン歯１８ａを小鉄車１９に噛み合わせ
る。この状態で、巻真１７を回すと、その回転がツヅミ
車１８を介して小鉄車１９に伝達され、この小鉄車１９
の回転が日ノ裏車１２を介して二番車１１と筒車１３と
に伝達される。これにより、二番車１１と筒車１３とが
回転し、時針３ａと分針３ｂとを回転して針合わせが行
なわれる。このとき、二番車１１には巻真１７からトル
ク（回転力）が与えられるが、巻真１７からのトルク
（回転力）が、二番車１１のスリップトルク（３〜６ｇ
・cm）以上になると、二番車１１の軸部１１ａと歯車部
１１ｃとの間でスリップし、軸部１１ａがスリップ回転
する。しかも、このように軸部１１ａがスリップ回転す
る際に、軸部１１ａと歯車部１１ｃとの接触面にシリコ
ン系のオイルの薄い皮膜ができ、この皮膜が潤滑剤とし
て作用し、軸部１１ａと歯車部１１ｃとを安定したスリ
ップトルクで円滑に回転する。そのため、秒針、ステッ
プモータ１が回転することなく、分針、時針の針合わせ
を行なうことができる。

【００２３】しかるに、上記のようなアナログムーブメ
ントの輪列機構によればロータ５、中間車８、三番車１
０、二番車１１、日ノ裏車１２、筒車１３の合成樹脂製
歯車を２５０℃以上の耐熱性をもったシリコン系オイル
を混合した結晶性の樹脂ペレットで成形したので、樹脂
の吸水性を防ぎ、湿度による寸法変化を防止でき寸法の
安定化が計れる。

【００２４】更に、二番車１１は、軸部１１ａと歯車部
１１ｃとを２５０℃以上の耐熱性をもったシリコン系の
オイルを数％混合した樹脂ペレットで成形したので、樹
脂の吸水性を小さくでき、吸水性による成形品の寸法変
化を防ぎ、精度の良いものを得ることができるととも
に、一定以上のトルクが加わって軸部１１ａと歯車部１
１ｃとが相互に回転する際に、その接触面にシリコン系
のオイルの薄い皮膜ができ、この皮膜が潤滑剤として作
用し、常に安定したスリップトルクを得ることができ、
軸部１１ａと歯車部１１ｃとを円滑に回転させることが
できる。また、成形後には約１００℃の高温の鉱物油中
に約３時間漬けてアニール処理したので、樹脂内部の応
力を均一に分散することができる。この場合、二番車１
１の軸部１１ａにチタン酸カリウムウィスカ入りＰＰＳ
樹脂を用い、歯車部１１ｃにチタン酸カリウムウィスカ
入り１２ナイロン樹脂を用いて、軸部１１ａに歯車１１
ｃをスリップ回転可能に一体的に成形したので、３〜６
ｇ・cm程度の適度で安定したスリップトルクを得ること
ができる。そのため、通常はステップモータ１の回転が
分針３ｂおよび時針３ａ等の指針に伝達され、正確に時
刻を指示表示でき、時刻修正等の針合わせの際には軸部
１１ａと歯車部１１ｃとの間でスリップして針合わせを
行なうことができる。特に、軸部１１ａに用いたチタン
酸カリウムウィスカ入りＰＰＳ樹脂は耐摩耗性および強
度が高く、また歯車部１１ｃよりも溶融温度が高く、歯
車部１１ｃに用いたチタン酸カリウムウィスカ入り１２
ナイロン樹脂は収縮率が小さく、軸部１１ａよりも溶融
温度が低いので、軸部１１ａを１次成形した後、この軸
部１１ａに歯車部１１ｃを一体的に２次成形するとき、
軸部１１ａが変形することがなく、歯車部１１ｃを良好
に成形することができ、精度の高い二番車１１を成形す
ることができる。このような二番車１１を成形する場合
にはターンテーブル型の成形装置を用いて自動的に二色
成形できるので、生産性に優れ、極めて容易に製作する
ことができる。

【００２５】また、二番車１１の軸部１１ａに先端側へ
向うに従って細くなる突出部ｃを形成し、この突出部ｃ
に歯車部１１ｃを一体的に成形したので、簡単な構造
で、安定したスリップトルクをもった状態で、軸部１１
ａに歯車部１１ｃを確実かつ強固に取り付けることがで
きる。また、二番車１１は下端に延出部ｄを形成し、こ
の延出部ｄを地板６の軸受部６ａの外周近傍に形成され
た環状の凹溝６ｂ内に回転可能な状態で挿入したので、
地板６を合成樹脂で形成する際、十分な強度を得るため
にその厚さを厚くしても、アナログムーブメント全体が
厚くならず、二番車１１を軸受部６ｂで良好に保持で
き、芯振れ等を起すことがない。さらに、二番車１１は
軸部１１ａの外周に逃げ部ｆを筒車１３の針取付部１３
ｂと対応して設けたので、筒車１３の針取付部１３ｂに
時針３ａを取り付ける際に、筒車１３の軸部１３ａが変
形しても、二番車１１の軸部１１ａに接触することがな
く、二番車１１と筒車１３とを円滑に回転させることが
できる。

【００２６】なお、上述した実施例では二番車１１の軸
部１１ａおよび歯車部１１ｃに用いられた樹脂の強化材
としてチタン酸カリウムウィスカを用いたが、この発明
はこらに限らず、例えば、ガラスファイバ、カーボンフ
ァイバ、還元チタン酸カリウムウィスカ等を用いても良
い。

【００２７】また、上述した実施例では軸部１１ａにチ
タン酸カリウムウィスカ入りＰＰＳ樹脂を用い、歯車部
１１ｃにチタン酸カリウムウィスカ入り１２ナイロン樹
脂を用いて、スリップトルクを約３〜６ｇ・cmに設定し
たが、これらの材質を変えれば２〜１０ｇ・cmのスリッ
プトルクを得ることが可能である。

【００２８】また、上述した実施例の二番車１１は軸部
１１ａと歯車部１１ｃとの両方にシリコン系のオイルを
数パーセント混合した樹脂ペレットを用いて成形した
が、いずれか一方のみをシリコン系のオイルを数パーセ
ント混合した樹脂ペレットで成形しただけでも良い。し
かも、シリコン系のオイルを数パーセント混合した樹脂
ペレットで成形した場合には、必ずしもアニール処理を
行なう必要はない。

【００２９】また、上述した実施例の２番車１１は軸部
１１ａと歯車部１１ｃとを合成樹脂で成形したが、この
発明はこれに限らず、いずれか一方を金属で形成しても
良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
合成樹脂製の腕時計用歯車によれば、強化繊維入り結晶
性樹脂の樹脂ペレットに２５０℃以上の耐熱性をもった
シリコン系の油を数パーセント混合して射出成形したの
で、樹脂の吸水性を防ぎ、湿度による寸法の変化を防止
でき、寸法の安定化を図ることができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係わる合成樹脂製の腕時
計用歯車を採用したアナログムーブメントの要部断面図
である。

【図２】図１のアナログムーブメントの他の部分の断面
図である。

【図３】図１のアナログムーブメント二番車の断面図で
ある。

【図４】（Ａ）（Ｂ）は、図１のアナログムーブメント
二番車の製造方法を示す図である。

【符号の説明】

８中間車１０三番車１１二番車１１ａ軸部１１ｂ筒カナ部１１ｃ歯車部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 15:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維入り結晶性樹脂の樹脂ペレット
に２５０℃以上の耐熱性をもったシリコン系の油を数パ
ーセント混合して射出成形したことを特徴とする合成樹
脂製の腕時計用歯車。