JPS6011270B2 - 歯車列における逆伝達防止機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえば時計などに用いられる歯車列にお
いて、駆動側からの運動は被動側に伝達されるが、被動
側からの運動は駆動側に伝達されることがない逆伝達防
止機構に関する。

時計の歯車列に例をとれば、通常の状態では、テンプモ
ータ・音叉モー夕・ステップモータ等の駆動側から、時
針・分針等を有する表示部側へと運動が伝達される。

ところが、針合わせの状態となると、一般に表示都側か
ら駆動側へと逆方向に運動が伝達されることとなる。し
かし、逆方向に運動が伝達されると、それによって駆動
側の状態に変化がもたらされるから、再び通常の状態に
戻したときに、正常に動作しない場合がある。たとえば
、針合わせによって、歯車列に逆方向の運動が伝達され
、仮に駆動側にあるステップモータのロータが回転され
たとすると、針合わせ後の最初のパルスによってはロー
タが回動される場合と回動されない場合が生ずる。この
ような事態の発生を防止するために、従来では、表示部
または表示部と歯車列との間にスリップ機構を設けると
ともに、歯車列にストップ機構を設けることによって、
歯車列における運動の逆伝達を防止している。

スリップ機構としては、多くの場合筒カナの一部を圧縮
してその内面を二番頁外周に圧接させる機構が用いられ
る。また、ストップ機構としては、リューズを引き出し
たときに歯車列に規制部材を係合させる機械的な機構、
あるいはモータ等において使用される回転体を磁気ロッ
クする磁気的な機構などが用いられる。しかし、このよ
うな従釆の逆伝達防止機構には、かなりの問題点があっ
た。

たとえば、前記した機械的な機構では規制部材を的確に
作動させるために複雑なレバー機構を設けなければなら
ないし、また前記した磁気的な機構では磁気ロック力を
考慮して前述したスリップ機構のスリップ力を調整しな
ければならない非常な困難を伴うものである。この発明
の目的は、上記事情に鑑み、容易に設けることができる
とともに、しかも煩雑な調整を必要としない歯車列にお
ける逆伝達防止機構を提供せんとするものである。

この発明は、上記目的から明らかなように、被動歯車が
時計方向または反時計方向のいずれか一方に回転された
ときにのみ駆動歯車への運動の伝達が阻止される逆転防
止機構とは相違し、被動歯車が時計方向あるいは反時計
万向のいずれに回転されたときにも駆動歯車への運動の
伝達が阻止される逆伝達防止機構である。

以下、図面に示す実施例に基づき、この発明を説明する
。

図面はステップモータ方式の水晶時計の歯車列にこの発
明にかかる逆伝達防止機構を形成した実施例を示す。

実施例に示す逆伝達防止機構を有する水晶時計は、前述
したようにステップモータによって駆動される。そのス
テップモータは、１秒毎のパルスで１秒毎回転されるロ
ータを有する。そのロータは６極の磁極を有し、そのロ
ータと一体的にロータカナが形成されている。このロー
タカナが、図面中符号１で示すものであり、ロータの磁
極数と同じ６枚の歯を有する。このロータカナ１は、こ
の水晶時計の歯車列の一歯車を形成するものであり、次
の歯車の四番車と噛み合う。四番車は、図面中符号２で
示すものであり、６の叉の歯を有する。この四番車２が
さらに三香車・二番車等と噛み合って歯車列を形成し、
その歯車列の回転が筒カナ、筒車等の表示部歯車列に伝
達されて、時刻表示を進めるものである。実施例では、
図面に示すロータカナ１と四番車２とともに逆伝達防止
歯車で形成するものである。

すなわち、駆動側の逆伝達防止機構であるロータカナ１
は四番車２の時計方向および反時計方向の両方向の逆転
に対し突っ張りを起こさなければならないから、その歯
形は第４図に示すように蓬方向の中心線１に対し対称と
する。そして、突っ張りを起こすためにはロータカナ１
の歯ａに当たっている四番車２の歯ｂの力の作用線Ｆを
ロータカナ１の中心０に向かわさなければならないかり
、ロータカナーの歯先面ｌａは円弧に近い形状とする必
要がある。しかし、より確実に突っ張りを生じさせるこ
と、また歯形成形のこと等を考慮すると、歯先面ｌａは
接続方向にフラットに近く形成することが好ましい。ま
た、突っ張りを生ずるまでのロータカナ１の回転角を小
さくするため、加工上問題とならない程度まで歯元近く
の歯厚を薄くする。かつ、確実に突っ張りを生じさせる
ため、歯先歯厚を厚くする。そして、歯末部分の歯厚を
歯先に近づくにつれて大きくする。さらに、第５図に示
す如く、ロータカナーの回転にともない、その歯先面ｌ
ａが四番車２の歯面２ａと接触をはじめるとき、それら
ロータカナ１と四番車２のそれぞれ次の歯ｃ，ｄ間にそ
の後ロータカナ１が空転する一定角度ａの間隙を設ける
。そして、前述のフラット状歯先面ｌａの円周方向長さ
を少なくとも該一定角度のこ対応する長さとする。他方
、被動側の逆伝達防止歯車である四番車２はロータカナ
１の場合と同様な理由から、その歯形は第４図に示すよ
うに隆方向の中心線ｍに対し対称とする。そして、歯の
せり合いが問題となるので、歯厚は加工上問題とならな
い程度に薄くする。かつ、歯厚を薄くしたことによって
突っ張りの確実性が減少するので、歯末の曲率半径を小
さくする。ロータカナ１および四番車２は、このような
逆伝達防止歯車であるから、駆動歯車たるロータカナ１
から被動歯車たる四番車２へとは運動が伝達されるが、
彼動歯車たる四番車２から駆動歯車たるロータカナーへ
とは突っ張りを生じて運動が伝達されないようになって
いる。第１図は、通常の状態において図中時計方向に回
転されるロータカナ１が四番車２へとその回転を正常に
伝達する場合を示す。すなわち、ロータカナ１が図中時
計方向に回転されると、太線の位置で四番車２と接触し
、該四番車２に回転を伝達しながり、二点鉄線の位置を
経て第５図に示す位置まで移動する。第５図に示す位置
では、ロータカナ１の歯先面ｌａが四番車２の歯面２ａ
と接触いまじめる。すると、すべりを生じ、四番車２へ
の回転の伝達は一時的に停止され、ロータカナ１のみが
その後角度８空転する。そして、やがて第１図中紬線で
示す如くロータカナーの次の歯が四番車２の次の歯と噛
み合った時点で、四番車２への回転の伝達が再び開始さ
れることとなる。前述したとおりフラット状歯先面ｌａ
の円周方向長さは少なくとも該一定角度川こ対応する長
さとするから、第１図に示す如くこのときすべりを生じ
たロータカナーの歯先面ｌａはなお四番車２の歯面と対
向する位置にある。第２図および第３図は、針合わせの
状態などにおいて突っ張りを生ずる場合を示す。すなわ
ち、第２図において太線の位置にあった四番車２が図中
反時計方向に回転されると、一点鎖線の位置でロータカ
ナ１と接触し、その後該ロータカナーに回転を伝達しな
がらともに回転し、二点鎖線の位置を経て細線の位置で
突っ張りを生ずる。また、第３図において、太線の位置
にあった四番車２が図中時計方向に回転されると、ロー
タカナーに回転を伝達しながら回転し、二点鎖線の位置
を経て紬線の位置で突っ張りを生ずる。実施例の水晶時
計においては、通常の状態でステップモー夕のロータは
一方方向のみに回転される。

その回転が第１図に示すようにロータカナ１を介して四
番車２へと伝達されるものである。針合わせの状態では
、リューズを引き出すと駆動パルスは停止し、ロータの
回転が止められる。このとき、リューズを回すと、その
回転が、日ノ裏車を経て筒カナに伝達され、筒カナと二
番真とのスリップ機構を通じて、二番車へと伝達され、
その二番車の回転が三番車、四番車へと伝達される。し
かし、四番車は、第２図および第３図に示すように、時
計方向ないし反時計方向のいずれに回転されても、わず
かに回転したところでロータカナ１との間で突っ張りを
生じるから、四番車２の回転はロータカナ１へと伝達さ
れることはない。そこで、リューズを回すことにより生
ずる回転は、筒カナと二番頁との間に設けたスリップ機
構によってスリップし、二番車・三番車・四番車等から
なる歯車列には伝達されないこととなる。この実施例で
は、ロータの磁極とロータカナの歯を一定の位置関係に
保って、間欠的に回動するロータが静止状態にあるとき
ロータカナの一枚の歯の中心線がほぼ四番車の回転軸上
を通るようにしてある。

したがって、針合わせ時における四番車のわずかな回転
によっては、ロータカナは約１５度回転するだけで、ロ
ータがその一極分回転してしまうようなことはない。以
上のように、この発明によれば、歯車自体によって歯車
列における運動の逆伝達が防止されるので、わざわざ規
制部材等を動かす複雑な機構を設けなくともよくなるし
、またスリップ機構等において煩雑な調整を必要とする
場合もなくなる。

歯車列において容易に運動の逆伝達を防止することがで
きようになる。さらに、たとえば時計において比較的大
きな針を使用した場合など、従釆のものでは正常動作中
に強い衝撃が加わると、針の重みで歯車列が回転してし
まうことがある。この発明による逆伝達防止機構によれ
ば、そのようなことは起り得ないものである。以上の実
施例では、ステップモータのロータ磁極が６極である場
合について述べたが、６極に限ることなく、２極の場合
でもよい。

すなわち、２極の場合ではロータの外周に１８０度間隙
で着磁されることとなり、１つの駆動パルスでロータが
半回転する。ところで、ロータは静止位置から１／２極
回転するまで元の静止位置に戻ろうとするロック力が働
くが、ｉ′２覇を越えるとロック力の方向が反対になり
、自ら次の静止位置まで回転しようとする。よって、６
極のロータではロータが３０度逆転するまでの間に突っ
張りを生じなければならないが、２極のロータでは９０
度逆転するまでの間に突っ張り状態を生ずればよいこと
となる。したがって、２極の場合でも、たとえば同じよ
うにロータカナの歯数を６枚、四番車の歯数を６の女と
すると、同様にロータが９０度逆転するまでの間には十
分突っ張りを生ずることとなり、確実に逆伝達が防止さ
れる。また、ロータカナないし四番車の歯数もそれぞれ
６枚ないし６ｑ匁こ限定されるものでもない。さらに、
以上の実施例では駆動歯車たるロータカナと被動歯車た
る四番車とを逆伝達防止歯車で形成した場合について述
べた。しかし、ロータカナと四番車とに限らず、歯車列
の他の部分に逆伝達防止歯車を形成してもよい。また、
スリップ機構についても、実施例に示す筒カナと二番頁
との間に限らず、前記逆伝達防止歯車より表示部側なら
ば、歯車列もしくは表示部またはそれらの間のいずれに
設けてもよい。さらに、実施例では、ステップモータ方
式の水晶時計について述べたが、テンプ式あるいは音叉
式等の時計についても同様に実施することができる。ま
た、時計に限らず、同機な歯車列を有するものについて
実施することも可能である。一例を示せば、タイマーの
歯車列にこの発明にかかる逆伝達防止機構を形成しても
、この発明と同様の効果を得ることができる。なお、突
っ張りミスが生じないように、突っ張りを生じたときの
被動側の逆伝達防止歯車の作用線（第４図Ｆ参照）が駆
動側の逆伝達防止歯車の回転軸またはその回転軸より四
番車から離れる側を通るようにする必要があり、そのた
め前述したように駆動側の逆伝達防止歯車の歯先面をフ
ラットにすることが望ましい。

そして、せり合いを解消するため、そのフラット部分の
コーナーｌｂにはたとえば図面に示すような突っ張りに
影響しない程度のまるみをつけなければならない。また
、駆動側の逆伝達防止歯車の外径を４・さくすると、か
み合いは遠退き側に寄ることとなる。かみ合いが遠退き
側に寄ると突っ張りの安全性が小さくなるので、駆動側
の逆伝達防止歯車の外径は出釆るだけ大きくすることが
必要である。そして、駆動側の逆伝達防止歯車の外径を
出釆るだけ大きくすると、歯先が相手の歯元と接触して
せり合いを生ずるので、歯厚は加工上問題とならない程
度にまで薄くしなければならない。同機に、被動側の逆
伝達防止歯車の歯厚も出来るだけ薄くする必要がある。
このように、彼動歯車の歯厚を薄くすることから、突っ
張り長さ（突っ張り状態におけるカナフラット面の突張
点から外側コーナーまでの長さ）が短かくなるので、突
っ張りの安全性を増すために、被動側の逆伝達防止歯車
の外径および歯先の曲率半径を小さくする。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はステップモータ方式の水晶時計に
おいてその歯車列の逆伝達防止歯車間の噛み合い状態を
示す軌跡図であり、第１図は通常の状態において駆動側
の逆伝達防止歯車たるロータカナが被動側の逆伝達防止
歯車たる四番車にその回転を正常に伝達する場合を示し
、第２図は針合わせ状態とし、四番車が反時計方向に回
転されたときロータカナとの間で突っ張りを生じてその
回転がロータカナへと伝達されない場合を示し、第３図
は同じく針合わせ状態とし、四番車が時計方向に回転さ
れたとき、ロータカナとの間で突っ張りを生じてその回
転がロータカナへと伝達されない場合を示す。 第４図は、歯形および突っ張り状態を説明するための説
明図であり、四番車が反時計方向に回転されて突っ張り
を生じた場合を示す。第５図は、ロータカナの回転にと
もないその歯先面が四番車の歯面と接触をはじめたとき
の状態説明図である。１・・・・・・駆動側の逆伝達防
止歯車の一例たるロータカナ、ｌａ・・・・・・ロータ
カナの歯先面、ｌｂ・・・・・・歯先面のコーナー、２
・・・・・・被動側の逆伝達防止歯車の一例たる四番車
、１，ｍ…・・・径方向の中心線。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歯車列中の２つの噛み合う歯車において、それら両
   歯車の歯形をそれぞれ径方向の中心線に対し各々対称に
   形成するとともに、それら両歯車のうち駆動歯車の歯先
   に接線方向のフラツト状面を形成し、その駆動歯車の回
   転にともない該歯先面が上記被動歯車の歯面と接触をは
   じめるとき、それら駆動歯車と被動歯車のそれぞれ次の
   歯間にその後該駆動歯車が空転する一定角度θの間隙を
   設け、かつ、上記フラツト状歯先面の円周方向長さを少
   なくとも該一定角度θに対応する長さとし、他方、前記
   被動歯車が回転しその被動歯車の歯が前記駆動歯車の歯
   と噛み合って回転を伝達するとき、やがてその被動歯車
   の次の歯がその駆動歯車の次の上記フラツト状歯先面に
   当たって突っ張りを生ずる如く、その被動歯車の歯末曲
   率半径を形成してなる、歯車列における逆伝達防止機構
   。