200302957 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種以彈簧作爲動力之時件’尤其係關 於一種動力累積結構。以彈簧作爲動力之時件係包括一種 機械時件，其係藉由使用彈簧之機械能來移動一支撐在一 轉輪組上之指針，且包括一種電子控制式機械時件。電子 控制式機械時件係諸如在日本專利申請第JP-A-2000-2773 號中所揭露之機械時件，其藉由將一彈簧所釋放之機械能 轉換成電能，並且以上述之電能來操作一旋轉控制單元而 控制在一發電機之線圏中流動之電流値，以移動一被支撐 在一轉輪組上之指針。 【先前技術】 一以彈簧作爲動力之時件係具有一動力累積結構，亦 即一種用以指示彈力剩餘蓄積量之動力保存結構。一種習 知技術之動力累積結構係具有一複雜的結構，該結構具有 一行星運行式機構，如日本專利 jp-A-9-2 1 886號中所揭 露的結構’且此一動力累積結構之主要部分係顯示在圖4 及圖5的平面視圖中。 當一彈簧在一習知技術之動力累積結構中由一棘輪1 所旋緊時’一中間行星運行式齒輪5a係用以作爲該行星 運行式機構之固定齒輪，且該棘輪1之轉動係會經由包括 該行星運行式機構之旋轉傳動機構而傳動至一動力累積轉 輪9。動力累積轉輪9係沿著預定方向轉動，且具有一蓄 -5- (2) (2)200302957 積動力指針1 0，以指示出彈力的蓄積量係持續增加中。 在一彈黃旋緊操作期間所形成之旋轉傳動路徑，係由棘輪 1經由一行星運行式傳動轉輪3、一第二太陽齒輪4、一 第一行星運行式齒輪6a、一第二行星運行式齒輪6b、一 太陽齒輪7及一中間動力累積齒輪8而延伸至動力累積轉 輪9 〇 在另一方面，當一筒合件2轉動而造成彈簧鬆弛時， 第二太陽齒輪4係用以作爲行星運行式機構的固定齒輪， 且該筒合件2的轉動係會經由一旋轉傳動機構而被傳動至 動力累積轉輪9。動力累積轉輪9係沿著相反於上述預定 方向之方向來轉動，且該蓄積動力指針1〇係會指示出該 彈力蓄積量正在減少。在彈簧鬆弛操作期間，一旋轉傳動 路徑係由筒合件2經由中間行星運行式轉輪5、一行星運 行式轉輪6、太陽轉輪以及中間動力累積轉輪8而延伸至 動力累積轉輪9。在此期間，當行星運行式轉輪進行自轉 時，該行星運行式轉輪6係以太陽齒輪7爲中心來進行軌 道式旋轉。 因此，在習知以彈簧作爲動力之時件中，其動力累積 結構係具有極爲複雜的結構，其中該結構係採用一包括行 星運行式機構之旋轉傳動機構。因此，該時件具有數量相 當多的零件，且需要一較大的空間。本發明所欲解決的問 題，便是形成一以彈簧作爲動力之時件之動力累積結構， 而不需要採用複雜的行星運行式機構。 (3) (3)200302957 【發明內容】 爲了解決上述的問題，依照本發明之以彈簧作爲動力 之時件係具有一動力累積結構，其中藉由將一棘輪在彈簧 被旋緊時之旋轉運動量由一包括一外螺紋轉輪及一內螺紋 轉輪之螺紋機構來轉變成向前的直線運動量，並且藉由將: 一筒合件在彈簧被鬆弛時之旋轉運動量轉變成向後的直線 運動量，並且藉由一相對運動轉換機構來將直線運動量轉 變成那些旋轉運動量，如此便可驅動一蓄積動力指針，而 指示出彈簧的蓄積動力量。 更具體地說，用以解決上述問題之本發明以彈簧作爲 動力之時件，係具有一動力累積結構，其包括：一棘輪， 其係用以旋緊一作爲時件之動力的彈簧；一筒合件，其係 安裝在相同於棘輪之軸桿上，並且隨著彈簧的鬆驰而轉動 ;一外螺紋轉輪，其具有一外螺紋部及一齒輪部，且係設 置成可使該外螺紋轉輪以其齒輪部與該棘輪相嚙合；一內 螺紋轉輪，其具有一與該外螺紋轉輪之外螺紋部相嚙合之 內螺紋部、一齒輪部以及一圓錐部，且係設置成可使該內 螺紋轉輪以其齒輪部與該筒合件相嚙合；一動力累積轉輪 ，其具有一蓄積動力指針固定於其上，且具有一與該內螺 紋轉輪之圓錐部相銜接之鎖固臂；以及一彈簧構件，其係 用以將動力累積轉輪之鎖固臂推抵在內螺紋轉輪之圓錐部 上。 在本發明以彈簧作爲動力之時件中，包括內螺紋轉輪 及外螺紋轉輪之螺紋機構係用以在彈簧被旋緊時將棘輪之 -7- (4) (4)200302957 旋轉運動量轉變成內螺紋轉輪之一垂直向下的直線運動量 ，且在彈簧被鬆弛時將筒合件之旋轉運動量轉變成內螺紋 轉輪之一垂直向上的直線運動量。 內螺紋轉輪之圓錐部以及動力累積轉輪之鎖固臂係構 成一用以將直線運動量轉變成其旋轉運動量之機構。在鎖 固臂與圓錐部相銜接之位置與外螺紋轉輪之中心軸線之間 的距離，係正比於內螺紋轉輪之垂直直線運動量而改變。 換言之，內螺紋轉輪之垂直線性運動量係會被轉變成該鎖 固臂與該圓錐部相銜接之位置點的水平直線運動量。該鎖 固臂係連接至動力累積轉輪。因此，當鎖固臂在水平方向 上直線地運動時，該動力累積轉輪係會正比於鎖固臂之直 線運動而轉動。藉此，在鎖固臂與圓錐部相銜接之位置點 的水平直線運動量，便可被轉變成動力累積轉輪之轉動量 〇 該內螺紋轉輪之圓錐部的一表面係一光滑表面，而該 動力累積轉輪之鎖固臂之自由端則係與該光滑表面形成摩 擦式銜接。 在本發明以彈簧作爲動力之時件中，該內螺紋轉輪之 圓錐部的表面係具有一螺旋狀凹溝，而該動力累積轉輪之 鎖固臂之自由端則係與該螺旋凹溝相銜接。 該以彈簧作爲動力之時件係具有一動力累積結構，其 包括：一棘輪，其係用以旋緊一作爲時件之動力的彈簧； 一筒合件’其係安裝在相同於棘輪之軸桿上，並且隨著彈 簧的鬆弛而轉動；一外螺紋轉輪，其具有一外螺紋部、一 -8- (5) (5)200302957 齒輪部以及一擋止表面，其係被支撐在一轉輪組收納構件 及一板體上’且係設置成可使該齒輪部與該棘輪相嚙合； 一內螺紋轉輪，其具有一與該外螺紋轉輪之外螺紋部相嚙 合之內螺紋部、一齒輪部以及一圓錐部，且係設置成可使 該齒輪部與該筒合件相嚙合；一動力累積轉輪，其具有一 蓄積動力指針固定於其上，且具有一與該內螺紋轉輪之圓 錐部相銜接之鎖固臂；以及一彈簧構件，其係用以將動力 累積轉輪之鎖固臂推抵在內螺紋轉輪之圓錐部上，且所形 成之時件係使得該內螺紋轉輪之向前及向後直線運動，會 分別由形成在外螺紋轉輪上之擋止表面以及形成在板體上 之擋止表面所限制。 該外螺紋轉輪相對於棘輪之傳動比，以及內螺紋轉輪 相對於筒合件之傳動比，係彼此相等的。這是爲了使螺紋 機構以及用以將直線運動量轉變成轉動量之機構的構成零 件微小化；且可減少零件的數量。 【實施方式】 (第一模式實施例） 依照本發明時件中之動力累積結構的一個實例模式， 其係包括一棘輪1、一筒合件2、一外螺紋轉輪1 3、一內 螺紋轉輪1 4、一動力累積轉輪9及一彈簧構件，如圖1 之截面視圖及圖2之平面視圖所示。 棘輪1係一用以旋緊一作爲時件動力之彈簧的零件。 筒合件2係安裝在與棘輪ϊ相同之軸桿上，且隨著彈簧的 -9 - (6) (6)200302957 鬆弛而轉動，以藉此驅動一時件轉輪組。 構成一螺紋機構之外螺紋轉輪1 3係被支撐在一板體 1 2及一轉輪組收納構件1 6上，且具有一外螺紋部1 3 a， 該外螺紋部1 3 a之長度係大致相等於板體1 2與轉輪組收 納構件1 6之間的距離，且具有一齒輪1 3 b，該齒輪1 3 b 係與棘輪1相嚙合。 如圖3之平面視圖A、截面視圖B及立體視圖C所 示，構成螺紋機構之內螺紋轉輪1 4係一大致呈圓錐狀之 零件’且具有一與外螺紋轉輪1 3之外螺紋部1 3 a相嚙合 之內螺紋部14a、一與筒合件2之齒輪相嚙合之齒輪14b 、以及一與動力累積轉輪9相銜接之圓錐部1 4 c。該內螺 紋轉輪1 4之軸向長度係大約爲外螺紋轉輪！ 3之長度的一 半，且此長度係在時件設計階段時即已決定。 動力累積轉輪9之構造，亦即，一構成本發明之動力 累積結構的零件，係與習知技術中之同一零件的構造不同 。換言之，如圖1之截面視圖及圖2之平面視圖所示，動 力累積轉輪9係具有一臂部9a，該臂部9a係作爲一將直 線運動轉換成一旋轉運動之轉換機構。動力累積轉輪9係 設置成使其臂部9 a之一鎖固表面可以與內螺紋轉輪1 4之 圓錐部1 4 c相銜接。一彈簧構件1 5係捲繞在該動力累積 轉輪9上，以作爲一用以持續地將臂部9 a之鎖固表面緊 抵於內螺紋轉輪1 4之圓錐部1 4 c之一漸斜表面的裝置。 外螺紋轉輪1 3相對於棘輪1以及內螺紋轉輪1 4相對 於筒合件2之傳動比係相等的。此兩傳動比設定成相等的 -10- (7) (7)200302957 理由，係在於使構成該螺紋部分以及用以將直線運動量轉 換成旋轉運動量之機構的零件得以微小化；並且可減少零 件的數量。 當彈簧由上述時件之動力累積結構中之棘輪1所旋緊 時，棘輪1之轉動便會經由一旋轉傳動機構而被傳動至動 力累積轉輪9，其中該旋轉傳動機構係包括一螺紋機構及 一用以將直線運動量轉換成旋轉運動之機構，然後，該動 力累積轉輪9便會沿預定方向來轉動，而使蓄積動力指針 10指示出該彈力蓄積量正在增加。當彈簧被旋緊時所形 成之旋轉傳動路徑，係由棘輪1經由外螺紋轉輪1 3及內 螺紋轉輪1 4而延伸至動力累積轉輪9。亦即，在一彈簧 旋緊期間’棘輪1之轉動係會被傳動至外螺紋轉輪13, 而該內螺紋轉輪1 4則會因爲外螺紋轉輪1 3之轉動而沿其 嚙合中心軸降下。內螺紋轉輪1 4之向下移動量係正比於 棘輪1之轉動量。動力累積轉輪9之臂部9a會與內螺紋 轉輪1 4之圓錐部〗4C相銜接，使得動力累積轉輪9對應 於該內螺紋轉輪丨4之向下移動量而轉動。因此，固定至 動力累積轉輪9之蓄積動力指針1 〇便會沿著彈力蓄積量 增加之方向F來移動，並且指示出彈力蓄積量之剩餘値。 在另一方面，當筒合件2轉動而造成彈簧鬆弛時，筒 σ件2之轉動係會由上述的旋轉傳動機構而被傳動至動力 累積轉輪9 ’且造成該動力累積轉輪9沿著相反於上述預 疋方向之方向來轉動，而使蓄積動力指針1〇指示該彈力 亩積里正在減少。當彈簧被鬆弛時所形成之旋轉傳動路徑 -11 - (8) (8)200302957 ’係由筒合件2經由內螺紋轉輪1 &而延伸至動力累積轉 輪9。亦即’在一彈簧鬆弛操作期間，筒合件2之轉動係 會被直接傳動至內螺紋轉輪1 4，其中當內螺紋轉輪1 *轉 動時’ g亥內螺紋轉輪1 4係會沿著外螺紋轉輪之嚙合中心 軸而向上移動。內螺紋轉輪14之向上移動量係正比於筒 合件2之轉動量。該動力累積轉輪9之臂部9a便會與內 螺紋轉輪14之圓錐部14c相銜接，使得動力累積轉輪9 會對應於內螺紋轉輪14之向上移動量而轉動。因此，固 定至動力累積轉輪9之蓄積動力指針1 〇便會沿著彈力蓄 積量減少之方向E而移動，以指示出該彈力蓄積量之剩餘 由以上之說明可知，螺紋機構係一種用以將轉動量轉 變成直線運動量之機構，亦即，當旋緊彈簧時，其係用以 將棘輪1之轉動量轉變成內螺紋轉輪1 4之垂直向下直線 運動量，而當鬆弛彈簧時，其係用以將筒合件2之轉動量 轉變成內螺紋轉輪1 4之垂直向上的直線運動量。 內螺紋轉輪14之圓錐部14c以及動力累積轉輪9之 鎖固臂部9 a係構成一用以將上述直線運動量轉變成轉動 量之機構。在鎖固臂部9a與圓錐部1 4c相銜接之位置與 外螺紋轉輪1 3之中心軸線之間的距離，係正比於內螺紋 轉輪14之垂直直線運動量而改變。換言之，內螺紋轉輪 1 4之垂直線性運動量係會被轉變成該鎖固臂9 a與該圓錐 部1 4c相銜接之位置點的水平直線運動量。該鎖固臂9a 係連結至動力累積轉輪。因此，當該鎖固臂9 a在水平方 -12- 200302957 Ο) 向上直線地運動時，該動力累積轉輪9係會正比於鎖固臂 9a之運動而轉動。藉此，在鎖固臂9a與圓錐部14c相銜 接之位置點的水平直線運動量，便可被轉變成動力累積轉 輪9之轉動量。 由以上之說明可知，內螺紋轉輪1 4之圓錐部1 4 c係 用以將內螺紋轉輪1 4之垂直直線運動量轉變成水平直線 運動量。因此，若有需要，可將圓錐部14c之斜度設定成 非線性，如圖3所示之非直線狀，並且將內螺紋轉輪14 之垂直直線運動量非正比性地轉變成其水平直線運動量， 藉此使該動力累積轉輪9非正比例地轉動。這使得在接近 彈簧鬆驰操作之結束期間內，指針的運動可以被詳細地顯 示出來。 用以將一直線運動量轉變成一轉動量的機構，係由內 螺紋轉輪1 4之圓錐部1 4c以及動力累積轉輪9之鎖固臂 9 a所構成。內螺紋轉輪1 4之圓錐部1 4 c的表面係光滑的 ’且該動力累積轉輪9之鎖固臂9a的自由端係與圓錐部 Me之表面形成摩擦式銜接。內螺紋轉輪14之圓錐部i4c 的表面係具有一螺旋狀凹溝，俾使動力累積轉輪9之鎖固 臂9a的自由端可與其相銜接。 (第二模式實施例） 依照本發明第二模式實施例之時件係一種以彈簧作爲 動力之時件’其具有一動力累積結構，該動力累積結構包 括一棘輪’該棘輪係用以旋緊一作爲時件之動力的彈簧； -13- (10) (10)200302957 一筒合件，其係安裝在相同於棘輪之軸桿上，並且可隨著 彈簧的鬆弛而轉動；一外螺紋轉輪，其具有一外螺紋部及 一齒輪部，並且設置成使得該外螺紋轉輪能以其齒輪部與 該棘輪相嚙合；一內螺紋轉輪，其具有一內螺紋部，可以 與該外螺紋轉輪之外螺紋部相嚙合，且具有一齒輪部及一 圓錐部，並且設置成使該外螺紋轉輪能以其齒輪部與該筒 合件相嚙合；一動力累積轉輪，其具有一蓄積動力指針固 定於其上’並且具有一可與該內螺紋轉輪之圓錐部相銜接 之鎖固臂；以及一彈簧構件，其係用以將動力累積轉輪之 鎖El臂推抵在內螺紋轉輪之圓錐部上，並且分別增設有用 以限制內螺紋轉輪14向前及向後直線運動之擋止件。這 些擋止件係一形成在外螺紋轉輪1 3上且當彈簧被鬆驰時 才使用之擋止表面13c，以及一形成在板體12上且當彈 簧被旋緊時才使用之擋止表面12a。 當彈簧被鬆弛時所使用之擋止表面1 3 c，係藉由將介 於外螺紋部1 3 a與齒輪部1 3 b之間的柱狀部分的直徑設定 爲大於外螺紋部1 3 a直徑且小於內螺紋轉輪1 4之上緣端 表面之直徑而形成。換言之，當彈簧被鬆弛時所使用之擋 止表面1 3 c係一形成在外螺紋部〗3 a與較大直徑之柱狀部 分之間之邊界部位上的環狀階狀部。此一環狀擋止表面 1 3 c係作爲一可收納內螺紋轉輪1 4之環狀上緣端表面之 擋止件’亦即’作爲一當彈簧被鬆驰時所使用之擋止件。 檔止表面12a係對應至板體12之外螺紋轉輪支撐部 分’且係形成在板體12之上表面，其中該上表面係相對 -14- (11) (11)200302957 於內螺紋轉輪1 4之環狀下緣端表面。該形成在板體1 2上 之擋止表面1 2 a係用以作爲一用以收納該構成螺紋機構之 內螺紋轉輪1 4之環狀下緣端表面之擋止件，亦即，作爲 當彈簧被旋緊時之擋止件。在依照本發明之時件中，其係 提供一筒合件2，其中該筒合件之內表面與彈簧之最外側 端部係彼此固定在一起，以及一當彈簧被旋緊時所使用之 擋止件。在使用上述結構之彈簧作爲動力源之時件中，該 彈簧係被固定在筒合件2中，而不需要提供一外部扣件， 且一動力累積結構係由一旋轉傳動機構所構成，該旋轉傳 動機構係包括一簡單螺紋機構，且螺紋機構中之內螺紋轉 輪1 4的向前及向後運動係可由各別的擋止件所限制，其 中該螺紋機構係用以作爲一種將轉動量轉變成一直線運動 量之機構。因此，相較於一用以作爲動力之彈簧係藉由一 外部扣件而固定在筒合件中之習知技術時件，作爲動力之 彈簧可以具有對應於由該外部扣件所佔據之空間的更多圈 數，以作爲彈簧的有效圈數。因此，在以彈簧作爲動力之 時件中，其使用期限大約可以增加6至7小時。 如以上所詳細說明的，以彈簧作爲動力之時件係一種 具有動力累積結構之時件，其中該動力累積結構係藉由一 包括一外螺紋轉輪1 3及內螺紋轉輪1 4之螺紋機構而在彈 簧被旋緊時，將一棘輪之轉動量轉變成一向前的直線運動 量，並且藉由相同的螺紋機構而在彈簧被鬆弛時，將一筒 合件2之轉動量轉變成一向後的直線運動量，並且進一步 藉由一用以將直線運動量轉變成轉動量之機構，而將直線 -15- (12) (12)200302957 運動量轉變成旋轉運動，藉以驅動一蓄積動力指針1〇, 以指不出彈力蓄積量。 雖然在本發明每一種模式之實施例中的螺紋機構，係 包括一支撐在一板體1 2及一轉輪組收納構件1 6上之外螺 紋轉輪1 3，以及一與外螺紋轉輪1 3之外螺紋部1 3 a相嚙 合之內螺紋轉輪14，然而，其亦可具有各種不同的修飾 。舉例來說，在圖1中所示之圓錐狀內螺紋轉輪1 4，係 設置成使其一較大直徑部分設置在上方表面，而一較小直 徑部分係設置在下方表面。此一圓錐狀轉輪亦可以上下倒 置。然而，在此例中，動力累積轉輪9之轉動方向係相反 於圖1所示之轉動方向。在圖i之實施例中，外螺紋轉輪 1 3係設置成使其可以與棘輪1相嚙合，且該內螺紋轉輪 1 4則係與筒合件2相嚙合，以構成該螺紋機構。若有需 要，這些轉輪1 3、14亦可以形成相反的配置。亦即，本 發明亦可採用一種結構，其中該外螺紋轉輪1 3係設置成 與該筒合件2相嚙合，而該內螺紋轉輪14則設置成與該 棘輪1相嚙合。 由於本發明，一具有動力累積結構之時件，其中該動 力累積結構係由一種未包括複雜結構之行星運行式機構而 是包括一簡單螺紋結構之旋轉傳動機構所構成。當本發明 中由螺紋結構所構成之動力累積結構與包括一行星運行式 機構之習知技術的動力累積結構相比較時，可以看出本發 明係具有極簡單的構造，並且有助於其零件的製造生產， 且可減少以彈簧作爲動力之時件之零件數量及成本。 -16- (13) 200302957 再者，依照本發明之以彈簧作爲 簧固定在筒合件中，而不需要在筒合 因此，彈簧在筒合件上可旋緊及鬆弛 大化，而提供最大化的動力。 換言之，先前由於在筒合件中之 扣件而在彈簧最外側邊緣附近變得較 可用以增加彈簧的圏數。因此，便可 加至6至7小時。 依照本發明之以彈簧作爲動力之 弛側邊上提供一擋止件。這使得蓄積 一撥盤上，而不會使指針偏離零點指 使用一種包括上述行星運行式機 及具有習知技術之動力累積結構的時 指示彈簧最大鬆弛量之刻度表面（空E 便會停止。因此，在時件之顯示功能 不確定性。 在一筒合件中之彈簧最外側邊緣 緊結構所提供之滑移式連結件，且針 提供之一外部扣件，係用以避免零件 些零件亦會造成在筒合件中之彈簧有 有針對一自動旋緊結構之滑移式連結 有效圈數的減少係會損失1 2至1 4小 針對手動旋緊結構而提供一外部扣件 失大約6至7小時的使用期限。依照 動力之時件係可使彈 件上提供外部扣件。 的有效圈數便得以最 彈簧部位上提供外部 小的空間尺寸，如今 使彈簧的使用期限增 時件，係在彈簧的鬆 動力指針可以設置在 示位置。 構之旋轉傳動機構以 件，在指針超過用以 3刻度）時，指針通常 期限內便會存在某些 附近，針對一自動旋 對一手動旋緊結構所 破損的必要零件，這 效圈數的減少。在具 件之時件的例子中’ 時的使用期限，而在 的例子中，其係會損 本發明，由於提供擋 -17- (14) (14)200302957 止件，因此不會造成有效圈數的不當減少，使得其使用期 限尙可增添在習知時件中所會損失的使用時間。 【圖式簡單說明】 本發明之一較佳型式係顯示在後面所附的圖式中，其 中·· 圖1係本發明使用一螺紋機構之動力累積結構之一實 例模式的截面視圖； 圖2係本發明使用一螺紋機構之動力累積結構之同一 實例模式的平面視圖； 圖3係構成螺紋機構之一內螺紋轉輪14之一實例的一平 面視圖A、一截面視圖B以及一立體視圖C。 圖4係一使用行星運行式機構之習知技術動力累積結 構之一實例模式的截面視圖；以及 圖5係使用行星運行式機構之習知技術動力累積結才善 之同一實例模式的平面視圖。 元件符號對照表 1 :棘輪 2 :筒合件 9 :動力累積轉輪 9a :鎖固臂 1 0 =蓄積動力指針 1 2 :板體 -18- 200302957 (15) 1 3 :外螺紋轉輪 1 3 a :外螺紋部 1 3 b :齒輪部 1 4 :內螺紋轉輪 1 4 a :內螺紋部 1 4 b :齒輪部 1 4 c ·圓錐部 1 5 :彈簧構件 1 6 :轉輪組收納構件