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【発明の名称】 時計のぜんまい巻上機構
【発明者】 【氏名】藤田 和弘

【氏名】小原 和道

【要約】 【課題】時計の動力源のぜんまいエネルギーの改善により持続時間を向上した高精度の時計のぜんまい巻上機構を提供する。

【解決手段】角穴車に渦巻ばねを有することで、そのばね力が、ぜんまいを巻き上げる方向に働き、ぜんまいの解けを遅延させることで、ぜんまいトルクの下降を低減させることができる。つまり、ぜんまいエネルギーと角穴車の渦巻ばねのエネルギーが並列に結合されることによって、初期ぜんまいトルクが大幅に増加せずに、ぜんまいトルクの降下を遅延させ、持続時間を延ばすことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゼンマイを収納した香箱車に係合した香箱真に嵌合する角穴を有し、前記香箱車と同軸に配置された角穴車を回転させることにより前記香箱真を介して前記ぜんまいを巻き上げる、時計のぜんまい巻上機構において、
前記角穴車が、
車輪形状に形成され、しかも外周部に複数の歯を有し、前記香箱真の回転方向に回転する歯車部と、
前記角穴を有し、前記歯車部と同一の面で、且つ中心部に形成された基部と、
前記基部と前記歯車部との間に配置され、且つ、一端が前記基部と連結されるとともに他端が前記歯車部に連結され、しかも前記一端から前記他端へと前記角穴車が回転する方向に渦巻き状に形成された渦巻ばねと、
からなることを特徴とする時計のぜんまい巻上機構。
【請求項2】
前記渦巻ばねは、フォトリソグラフィ技術を用いることにより、フォトマスクのパターンに基づいて形成された構造を有する電鋳材からなることを特徴とする請求項1に記載の時計のぜんまい巻上機構。
【請求項3】
前記電鋳材は、NiとCoの合金、Ni単体、及びCo単体のいずれかからなることを特徴とする請求項2に記載の時計のぜんまい巻上機構。
【請求項4】
前記基部と前記渦巻ばねと前記歯車部とが、一体成形されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の時計のぜんまい巻上機構。
【請求項5】
前記歯車部が、ぜんまい巻き上げ時に他の歯車、かなとの噛合いが外れることを防止する構造を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の時計のぜんまい巻上機構。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ぜんまいを備えた時計のぜんまい巻上げ機構に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の時計のぜんまい巻上げは、巻真、つづみ車、きち車、丸穴車、角穴車、香箱車と力が伝達され、ぜんまいを巻き上げる構造である(例えば、特許文献1参照。)。
また従来の角穴車は、プレス加工や切削加工による歯割り加工により製造されており(例えば、特許文献2参照。)、時計の輪列を構成する番車の歯車として多用されている(例えば、特許文献3参照。)。
【特許文献1】特開2002−71836号広報(第2頁〜第3頁、図6、図7)
【特許文献2】特開2003−194964号広報(第3頁、図2)
【特許文献3】国際公開第01/009687号パンフレット(第8頁〜第9頁、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、上記特許文献1に記載された従来のものは、以下の課題が残されている。時計の動力源のぜんまいエネルギーは輪列をへて脱進機に伝達され、テンプの往復運動を持続させる。そして、ぜんまいが解けるにしたがって、ぜんまいトルクは、ほぼ直線的に下降していく。このときのぜんまいのエネルギー変動がてんぷの振り角に影響をあたえて、時計精度が下がる課題がある。さらに後、ぜんまいトルクが急激に下降し、時計が止まってしまう。つまり、ぜんまいのエネルギー急下降が時計の持続時間を決定させる。
【0004】
また、特許文献2および特許文献3に用いられている時計部品の製造方法によれば特殊な形状での加工が難しいうえ、曲がりやソリが発生し寸法精度の低下という課題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、時計の動力源のエネルギー改善による時計持続時間の向上を図るとともに、高精度な時計の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、本発明に係る時計のぜんまい巻上機構は、ゼンマイを収納した香箱車に係合した香箱真に嵌合する角穴を有し、前記香箱車と同軸に配置された角穴車を回転させることにより前記香箱真を介して前記ぜんまいを巻き上げる、時計のぜんまい巻上機構において、前記角穴車が、車輪形状に形成され、しかも外周部に複数の歯を有し、前記香箱真の回転方向に回転する歯車部と、前記角穴を有し、前記歯車部と同一の面で、且つ中心部に形成された基部と、前記基部と前記歯車部との間に配置され、且つ、一端が前記基部と連結されるとともに他端が前記歯車部に連結され、しかも前記一端から前記他端へと前記角穴車が回転する方向に渦巻き状に形成された渦巻ばねと、からなることを特徴とするものである。
また、前記角穴車の外周部は、ぜんまい巻上げ時に丸穴車から力を受けるため、従来の時計にそのまま取り付けただけでは、歯車の噛合いがはずれる方向に逃げてしまう。そのため、前記外周部は、歯車の噛合いが外れることを防ぐために回転中心の位置決め構造をとることを特徴とするものである。
【0007】
角穴車に渦巻ばねを有することで、そのばね力が、ぜんまいを巻き上げる方向に働き、ぜんまいが解けることを遅延させ、ぜんまいトルクの下降を低減させることができる。つまり、ぜんまいエネルギーと角穴車の渦巻ばねのエネルギーが並列に結合されることによって、初期のぜんまいトルクが倍増せずに、ぜんまいトルクの降下を遅延させ、持続時間を延ばすことができる。
また、前記渦巻ばねは、フォトリソグラフィ技術を用いることにより、フォトマスクの微細パターンに基づいて形成された微細構造を有する電鋳材からなる微細渦巻ばねであることを特徴とするものである。
【0008】
フォトマスクに描かれた高精度パターンに基づいて得られる型に、電鋳材を堆積させて行われるので、いくつかの加工工程を経て製造される従来技術と比較して、部品の寸法制度が向上するとともに複雑形状も製造可能となる。
【0009】
以上のような本発明に係る時計のぜんまい巻上機構によれば、角穴車内に形成した渦巻ばね(微細構造の渦巻ばね)の反発力が加わり、時計の動力源のエネルギー改善による時計の持続時間の向上、及び高精度且つ信頼性の高い時計の提供が可能となる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、動力源のエネルギー改善によるぜんまい巻上げ機構を用いた時計を得ることができ、時計の持続時間が大幅に向上する。さらに、ぜんまいトルクの下降を低減させることで、テンプの振り角の降下を低減し、高精度の時計を提供することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の第1の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
詳しくは後述するが、本発明に係る時計のぜんまい巻上機構1は、ゼンマイを収納した香箱車109に係合した香箱真109Aに嵌合する角穴107Dを有し、香箱車109と同軸に配置された角穴車107を、歯車の噛合いが外れないよう角穴車押さえ111で押さえつつ回転させることにより香箱真109Aを介してぜんまい109Bを巻き上げる構造を有するものである。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る角穴車の外観図である。図1に示すように、角穴車107は、車輪形状に形成され、しかも外周部に複数の歯107Bを有し、香箱真109Aの回転方向に回転する歯車部107Cと、上記角穴107Dを有し、上記歯車部107Cと同一の面で、且つ中心部に形成された基部107Eと、この基部107Eと上記歯車部107Cとの間に配置され、且つ、一端107Fが基部107Eと連結されるとともに他端107Gが歯車部107Cに連結され、しかも前記一端から前記他端へと前記角穴車が回転する方向に渦巻き状に形成された渦巻ばね107Aとからなる。即ち、角穴車107は角穴車の中心部から角穴車外周部に結合される右巻きの渦巻ばね107Aを備えている。
【0014】
次に、図2は、本発明の第1の実施形態に係るムーブメントの表側のぜんまい巻上げ前の概略形状を示す平面図であり、図3は、図2のぜんまい巻上げ前の機構部の拡大図(角穴車押さえ111を省略)である。また、図4は、図3のA−A断面図であり、図5は、図3のB−B断面図である。また、図6は、本発明の実施形態に係るムーブメントの表側のぜんまい巻上げ後の概略形状を示す平面図であり、図7は、図6のぜんまい巻上げ後の機構部の拡大図である。また、図8は、図7のA−A断面図であり、図9は、図7のB−B断面図である。さらに、図10は図2とは別手段で角穴車107の回転中心を位置決めしたムーブメントの、ぜんまい巻上げ機構部表側の拡大平面図であり、図11は、図10のA−A断面図であり、図12は、図10のC−C断面図である。
また、図13は手巻き式時計における従来および本発明のぜんまい解けトルク曲線図である。
これらの図に基づいて、本発明に係る時計のぜんまい巻上機構1および2について、以下詳細に説明する。図2、図3、図4、図5および図6、図7、図8、図9および図10、図11、図12において時計のムーブメント(機械体)100は、ムーブメントの基板を構成する地板101を有する。巻真103は、地板101の巻真案内穴に回転可能に組み込まれている。さらに、前記巻真103は、おしどり201、かんぬき202、かんぬきばね203、裏押さえ204を含む切換装置により、巻真103の軸線方向の位置が決まっている。
【0015】
つづみ車104は、前記巻真103に回転可能に組み込まれているとともに、前記巻真103の案内軸部に回転可能に組み込まれている、きち車105と噛合っている。また、前記きち車105は、香箱受102とねじで回転可能に支持された丸穴車106と噛合っている。
【0016】
きち車105と噛合う前記丸穴車106は、香箱受102とねじで回転可能に支持された中心部から外周部に結合される右巻きの渦巻ばね107Aを備えている角穴車107と噛合っている。また、前記角穴車107は、香箱受102とねじで回転可能に支持されたこはぜ108と噛合っている。さらに、前記角穴車107の中心穴は、香箱車109に形成される香箱真109Aに係合し、ねじで回転可能に支持されている。
【0017】
地板101と、香箱受102に回転可能に支持された香箱車109は香箱真109Aとぜんまい109Bと香箱歯車109Cからなり、前記ぜんまい109Bの内端は前記香箱真109Aと係合し、前記ぜんまい109Bの外端は前記香箱歯車109Cの内端と係合している。さらに、香箱車109の香箱歯車109Cにある歯車部は二番車110に形成されたかな部と噛合っている。
【0018】
図2、図3、図4、図5のぜんまい巻上げ前から図6、図7、図8、図9のぜんまい巻上げ後の作動について(ぜんまいの巻き上げ機構1)、いわゆる手巻き機構について説明する。
【0019】
巻真位置(0段目)にある状態で巻真103を右回転させると、つづみ車104が回転しその回転を介してきち車105が右回転する。さらに、丸穴車106は、きち車105の回転により左回転する。そして、角穴車107は、丸穴車106の回転により右回転する。
このとき、丸穴車106から加えられる力により、角穴車歯車部107Cが平面方向に逃げて噛合いが外れないよう、角穴車107の凹部に入り込んで上側から押さえる、角穴車押さえ111の外周に突出した複数の角穴車押さえ突起部111Aで、角穴車歯車部の内壁107Hを押さえるようにしている。またこれと同様に、角穴車歯車部107Cが断面方向に逃げて噛合いが外れないよう、角穴車歯車部107Cを角穴車押さえ111で上側から押さえるようにしている。
角穴車107の中心部から外周部に結合される右巻きの渦巻ばね107Aは回転方向に変位して、角穴車107の中心部にしだいに巻かれていく。さらに角穴車107が回転することにより、香箱真109Aも右回転する。香箱真109Aが回転することにより、香箱車109の香箱歯車109Cの内端に収容されたぜんまい109Bも同時に香箱真109Aに巻かれていく。
【0020】
一方、角穴車107と噛合うこはぜ108は、前記角穴車107の回転を妨げないように角穴車107との噛合いを外す。その後、ぜんまい109Bが香箱真109Aに完全に巻かれるとともに角穴車107の渦巻ばねも、角穴車107の中心部に完全に巻かれた後に巻真103を回転中止する。
このとき、ぜんまい109Bおよび角穴車107の渦巻ばね107Aの解ける力が角穴車107を逆回転させることで、角穴車107とこはぜ108が再び噛合い前記こはぜ108は、角穴車107が香箱車109の回転する方向と反対の方向(ぜんまい解け方向)に回転するのを阻止し、ぜんまい巻上げを終了させる。尚、詳細な巻上げ動作については、よく知られているため説明を簡略化した。
【0021】
その後、時間経過とともに、ぜんまい109Bがゆっくり解けていくとともに前記角穴車107の渦巻ばね107Aもゆっくりと解けていく。しかし、前記、角穴車107の渦巻ばね107Aの解けることで。香箱109の香箱真109Aが右回転し、再び香箱車109の香箱歯車109Cの内端に収容されたぜんまい109Bが香箱真109Aに巻かれる。つまり、角穴車107の渦巻ばね107Aの反発力が、ぜんまい109Bの解ける時間を遅延させるとともに、ぜんまいトルク降下を抑えることができる。
【0022】
図13において、従来のぜんまい解けトルク曲線を破線で示しているが、この図に示すように、初期のぜんまいトルクは約57g・cmであり、時間と共にトルク降下し、約63時間でぜんまいトルクが0g・cm近くになっている。一方、本発明の実施形態のぜんまい解けトルク曲線を同図に実線で示すように、初期のぜんまいトルクは約60g・cmであり、時間と共にトルク降下し、約74時間でぜんまいトルクが0g・cm近くになっている。
【0023】
従来技術と本発明の実施形態を比較したときのぜんまいトルク上昇分が前記角穴車107の渦巻ばね107Aの動力エネルギーに相当する。 つまり、ぜんまいエネルギーと角穴車107の渦巻ばね107Aエネルギーが並列に結合されることによって、初期のぜんまいトルクが大幅に増加せずにぜんまいトルク降下を遅延させ、持続時間を延ばすことができる。
【0024】
以上において説明した角穴車107または渦巻ばね107Aは、フォトリソグラフィ技術を用いることにより、寸法精度の高いフォトマスクに描かれた高精度微細パターンに基づいて得られる型に、NiとCoの合金またはNi単体、Co単体を用いた電鋳材を堆積させて形成される。よって、前記角穴車107の渦巻ばね107Aはフォトリソグラフィによる高精度転写によって製造されているため、大量生産に適し、製品単価を低減できる利点がある。
【0025】
次に、第2の実施形態に係る、、機構1とは別手段による角穴車押さえ構造(ぜんまいの巻き上げ機構2)について、図10、図11、図12を用いて説明する。
【0026】
巻真位置(0段目)にある状態で巻真103を右回転させると、つづみ車104が回転しその回転を介してきち車105が右回転する。さらに、丸穴車106は、きち車105の回転により左回転する。そして、角穴車107は、丸穴車106の回転により右回転する。
このとき、丸穴車106から加えられる力により、角穴車歯車部107Cが平面方向に逃げて噛合いが外れないよう、香箱受102の、角穴車107が配置される場所にある内壁である香箱受壁102Aと、二番車110を上側から押さえる二番受114の、角穴車107が配置される場所にある外壁である二番受壁114Aで、角穴車歯車部の歯の先端箇所を、丸穴車106の中心と角穴車107の中心を結ぶ方向に対して垂直な両側から押さえるようにしている。またこれと同様に、角穴車歯車部107Cが断面方向に逃げて噛合いが外れないよう、丸穴車106を上側から押さえる丸穴座112と、こはぜ108を上側から押さえるこはぜねじ113で、角穴車歯車部107Cを上側から押さえるようにしている。
以降、角穴車107の中心部から外周部に結合される右巻きの渦巻ばね107Aの巻かれていく過程と、香箱車109の香箱歯車109Cの内端に収容されたぜんまい109Bが同時に香箱真109Aに巻かれていく過程の説明は、ぜんまいの巻き上げ機構1と同じであるため、省略する。
【0027】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0028】
例えば、上記実施形態では、角穴車107と渦巻ばね107Aを一体に形成した構成にしたが、この場合に限られず、少なくとも渦巻ばねを別体に設け、レーザ溶接等により角穴車107と固定するように構成してもよい。このようにすることで、角穴車107に渦巻ばね107Aを固定できる。その結果、角穴車107の渦巻ばね107Aの反発力により、ぜんまい109Bの解ける時間を遅延させるとともに、ぜんまいトルク降下を抑えることができ、時計の持続時間が大幅に向上する。さらに、ぜんまいトルクの下降を低減させることで、テンプの振り角の降下を低減し、高精度の時計を提供することができる。
すなわち、本発明は主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた各実施形態に対し、形状、その他詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【0029】
したがって、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものでないから、それらの形状などの限定の一部もしくは全体の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。また、本発明に係る時計のぜんまい巻上機構は、てんぷ制御式機械式時計はもちろんのこと、ぜんまいを利用した水晶制御式時計等、種々のぜんまい巻上機構に適用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る角穴車の外観図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るムーブメントの表側のぜんまい巻上げ前の概略形状を示す平面図である。
【図3】図2のぜんまい巻上げ前の機構部の拡大図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】図3のB−B断面図である。
【図6】本発明の第1の実施形態に係るムーブメントの表側のぜんまい巻上げ後の概略形状を示す平面図ある。
【図7】図6のぜんまい巻上げ後の機構部の拡大図である。
【図8】図7のA−A断面図である。
【図9】図7のB−B断面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態に係るムーブメントの表側のぜんまい巻上げ前の概略形状を示す平面図の機構部の拡大図である。
【図11】図10のA−A断面図である。
【図12】図10のC−C断面図である。
【図13】手巻き式時計における従来および本発明のぜんまい解けトルク曲線図である。
【符号の説明】
【0031】
1 ぜんまい巻上機構
100 ムーブメント
101 地板
102 香箱受
102A 香箱受壁
103 巻真
104 つづみ車
105 きち車
106 丸穴車
107 角穴車
107A 渦巻ばね
107B 歯
107C 歯車部
107D 角穴
107E 基部
107F 一端
107G 他端
108 こはぜ
109 香箱車
109A 香箱真
109B ぜんまい
109C 香箱歯車
110 二番車
111 角穴車押さえ
111A 角穴車押さえ突起部
112 丸穴座
113 こはぜねじ
114 二番受
114A 二番受壁
201 おしどり
202 かんぬき
203 かんぬきばね
204 裏押さえ
【出願人】 【識別番号】000002325
【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社
【出願日】 平成19年9月7日(2007.9.7)
【代理人】 【識別番号】100079212
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 義治


【公開番号】 特開2008−89584(P2008−89584A)
【公開日】 平成20年4月17日(2008.4.17)
【出願番号】 特願2007−232283(P2007−232283)