(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分針及び時針を回転駆動する駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御手段と、前記駆動機構の構成要素の位置から１時間毎に報時時刻を検出する報時時刻検出手段とを備えた時計装置において、
前記駆動機構は、ステッピングモータに連結された減速機構と、前記減速機構に連結された分針パイプと、日の裏車を介して前記分針パイプに連結された時針パイプとを備え、
前記報時時刻検出手段は、前記分針パイプが１回転するとそれを検出する１回転検出機構と、前記時針パイプと同期回転する時打車と、前記時打車に対して配置されたフォトセンサとを備え、
前記１回転検出機構による前記検出が、報時時刻到来の所定分前においてなされるものであり、
前記時打車は、その回転軸を中心とする円上に複数の検出部を所定の間隔で設けてなるものであり、
前記フォトセンサは、その検出位置に前記検出部がもたらされると作動時のオン・オフが切換わるものであり、
前記分針パイプが１回転する毎に前記フォトセンサが複数回作動して前記時打車の回転位置を検出するようにしたことを特徴とする時計装置。
【請求項２】
前記フォトセンサは、前記時打車に対して１個配置されており、前記分針パイプが１回転する毎に４回作動し、
前記時打車の回転位置は、前記１個のフォトセンサのオン・オフパターンにて検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の時計装置。
【請求項３】
前記フォトセンサは、前記時打車に対して２個配置されており、前記分針パイプが１回転する毎にそれぞれ２回作動し、
前記時打車の回転位置は、前記２個のフォトセンサのオン・オフパターンにて検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の時計装置。
【請求項４】
前記２個のフォトセンサは、作動するタイミングが互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項３記載の時計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、報時時刻検出手段を備えたアナログ式の時計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、正時になると報時動作を行なう時計が知られている。時計の駆動機構は、ステッピングモータに連結された減速機構と、減速機構に連結された分針パイプと、日の裏車を介して分針パイプに連結された時針パイプとを備えている。分針及び時針は、分針パイプ及び時針パイプにそれぞれ装着される。報時時刻は、分針パイプが１回転するとそれを検出する機構を設けることにより、検知することが可能である。但し、報時時刻毎に異なる報時動作を行なう場合は、分針パイプが１回転する毎に時針パイプの位置情報を得る必要がある。特許文献１には、時針パイプの位置情報を得るために工夫された接点機構が開示されている。この接点機構は、摺動式の接点部と電極パターンとの接触・非接触状態によって時刻に対応するコード信号を生成するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６０９９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、時計の内部機構は、耐久性に優れ且つ小型のものが望ましいとされる。この点、前述した接点機構のように、導電体の接触・非接触状態によって時針の位置情報を得るものは、導電体の摩耗により耐久性が限られるという問題がある。また、時針の正時の位置情報は計１２であり、それを接点部と電極パターンとの接触・非接触状態によって識別するためには、４組の導電体が必要である。つまり、時針パイプと同期回転する時打車に４組の導電体を同心円上に配置する構造となるため、時打車が大きいという問題もある。
【０００５】
本願発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、報時時刻検出手段をより合理的に構成してなる時計装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１請求項に記載した発明は、分針及び時針を回転駆動する駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御手段と、前記駆動機構の構成要素の位置から１時間毎に報時時刻を検出する報時時刻検出手段とを備えた時計装置において、前記駆動機構は、ステッピングモータに連結された減速機構と、前記減速機構に連結された分針パイプと、日の裏車を介して前記分針パイプに連結された時針パイプとを備え、前記報時時刻検出手段は、前記分針パイプが１回転するとそれを検出する１回転検出機構と、前記時針パイプと同期回転する時打車と、前記時打車に対して配置されたフォトセンサとを備え、前記１回転検出機構による前記検出が、報時時刻到来の所定分前においてなされるものであり、前記時打車は、その回転軸を中心とする円上に複数の検出部を所定の間隔で設けてなるものであり、前記フォトセンサは、その検出位置に前記検出部がもたらされると作動時のオン・オフが切換わるものであり、前記分針パイプが１回転する毎に前記フォトセンサが複数回作動して前記時打車の回転位置を検出するようにした構成の時計装置である。
【０００７】
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記フォトセンサは、前記時打車に対して１個配置されており、前記分針パイプが１回転する毎に４回作動し、前記時打車の回転位置は、前記１個のフォトセンサのオン・オフパターンにて検出するようにした構成の時計装置である。
【０００８】
本願第３請求項に記載した発明は、請求項１において、前記フォトセンサは、前記時打車に対して２個配置されており、前記分針パイプが１回転する毎にそれぞれ２回作動し、前記時打車の回転位置は、前記２個のフォトセンサのオン・オフパターンにて検出するようにした構成の時計装置である。
【０００９】
本願第４請求項に記載した発明は、請求項３において、前記２個のフォトセンサは、作動するタイミングが互いに異なるようにした構成の時計装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、報時時刻検出手段をより合理的に構成してなる時計装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例に係り、時計装置を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係り、時計装置を示す正面の右斜め上から見た一部分解図である。
【図３】本発明の第１実施例に係り、時計装置を示す背面の右斜め下から見た一部分解図である。
【図４】本発明の第１実施例に係り、時計装置を示す断面説明図である。
【図５】本発明の第１実施例に係り、時計装置（第２ケース部材を取り外した状態）を示す背面図である。
【図６】本発明の第１実施例に係り、時計装置（センサ基板、第３ケース部材、及び時打車を取り外した状態）を示す正面図である。
【図７】本発明の第１実施例に係り、時計装置（センサ基板、及び第３ケース部材を取り外した状態）を示す正面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係り、時計装置（センサ基板を取り外した状態）を示す正面図である。
【図９】本発明の第１実施例に係り、（ａ）はセンサ基板に設けられたフォトセンサ（１個）を示す説明図、（ｂ）は時打車に設けられた検出部を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施例に係り、時計装置を示す正面の右斜め上から見た一部分解図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係り、時計装置を示す背面の右斜め下から見た一部分解図である。
【図１２】本発明の第２実施例に係り、（ａ）はセンサ基板に設けられたフォトセンサ（２個）を示す説明図、（ｂ）は時打車に設けられた検出部を示す説明図である。
【図１３】本発明の第３実施例に係り、（ａ）はセンサ基板に設けられたフォトセンサ（２個）を示す説明図、（ｂ）は時打車に設けられた検出部を示す説明図である。
【図１４】本発明の第４実施例に係り、（ａ）はセンサ基板に設けられたフォトセンサ（２個）を示す説明図、（ｂ）は時打車に設けられた検出部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の第１実施例を図１乃至９に基づいて説明する。本例の時計装置１は、分針及び時針を回転駆動する駆動機構と、駆動機構を制御する制御手段２００と、駆動機構の構成要素の位置から１時間毎に報時時刻を検出する報時時刻検出手段３００とを備えている。
【００１３】
駆動機構は、ステッピングモータ（図示は省略）に連結された減速機構１１０と、減速機構１１０に連結された分針パイプ１２０と、日の裏車１４０を介して分針パイプ１２０に連結された時針パイプ１３０とを備えている。減速機構１１０は、ステッピングモータと分針パイプ１２０との間に設けられた所定数のギア列である。具体的には、分針を装着する分針パイプ１２０と時針を装着する時針パイプ１３０とが同心軸状に設けられている。分針パイプ１２０が内側、時針パイプ１３０が外側である。そして、ステッピングモータのロータに連結された減速機構１１０が分針パイプ１２０の基端部に設けられたギア部と連結されている。また、分針パイプ１２０の基端部に設けられたカナが日の裏車１４０と連結されており、時針パイプ１３０の基端部に設けられたギア部が日の裏車１４０のカナと連結されている。分針パイプ１２０及び時針パイプ１３０は、減速機構１１０を介してステッピングモータによりそれぞれ回転駆動する。分針パイプ１２０が１時間に１回転の速度で回転駆動し、時針パイプ１３０が１２時間で１回転の速度で回転駆動する。
【００１４】
制御手段２００は、所要のプログラムが格納されたマイコンを回路基板に搭載してなるものであり、ステッピングモータに所定のパルス電流を供給する構成となっている。また、報時時刻検出手段３００を制御するものであり、報時時刻検出手段３００が報時時刻を検出すると、その報時時刻に対応したコード信号を発生する。制御手段２００がコード信号を発生すると、不図示の報時装置が報時動作を行なう構成となっている。報時動作は特に限定はしないが、例えば、スピーカにて報時時刻毎に異なるアラーム音やメロディを発生するものとする。
【００１５】
報時時刻検出手段３００は、分針パイプ１２０が１回転するとそれを検出する１回転検出機構３１０と、時針パイプ１３０と同期回転する時打車３２０と、時打車３２０に対して配置されたフォトセンサ３３０とを備えている。フォトセンサ３３０としては、フォトリフレクタを採用している。
【００１６】
図例した１回転検出機構３１０は、一対の金属製の板ばね３１１，３１２からなる接点を備え、一方の板ばね３１１が分針パイプ１２０に設けられたカム部１２１によって操作されるものである。各板ばね３１１，３１２の基端部は、制御手段２００の回路基板に支持されている。カム部１２１に支えられた一方の板ばね３１１が、１時間毎に解放されてその弾性力により他方の板ばね３１２に接触する。一方の板ばね３１１が他方の板ばね３１２に接触すると、それを以って分針パイプ１２０の１回転を検出する。
【００１７】
時打車３２０は、時針パイプ１３０に設けられており、その回転軸を中心とする円上に複数の反射部３２１を所定の間隔で設けてなるものである。図例した反射部３２１は、時打車３２０の要所に孔部を設けるとともに、時打車３２０の裏面に反射板を装着して設けたものである。反射部３２１は、時打車３２０の要所にスタンプを施して設けてもよい。
【００１８】
フォトセンサ３３０は、その検出位置に検出部３２１がもたらされると作動時のオン・オフが切換わるものである。
【００１９】
この報時時刻検出手段３００は、分針パイプ１２０が１回転する毎にフォトセンサ３３０が複数回作動して時打車３２０の回転位置を検出する構成となっている。本例の場合、フォトセンサ３３０は、時打車３２０に対して１個配置されており、分針パイプ１２０が１回転する毎に４回作動し、時打車３２０の回転位置は、１個のフォトセンサ３３０のオン・オフパターンにて検出する構成となっている。
【００２０】
時打車３２０には、１時間毎に、つまり３０°づつ回転した時に、フォトセンサ３３０がオンとなる回数及び時間が異なるように検出部３２１を設ける。図例したものは、フォトセンサ３３０を１個配置するとともに、検出部３２１を時打車３２０の回転軸を中心に７．５°の間隔で間欠的に設けてなるものである。分針パイプ１２０が１回転すると１回転検出機構３１０がこれを検出し、そこでフォトセンサ３３０が作動する。フォトセンサ３３０は、１回転検出機構３１０の検出に応じて１５分間隔で４回作動する。フォトセンサ３３０が４回作動したところで時打車３２０の回転位置が検出される。１回転検出機構３１０による検出は、報時時刻の到来の４５分前とする。報時時刻検出手段３００は、１回転検出機構３１０により報時時刻の到来（本例では４５分前）を検出するとともに、時打車３２０の回転位置から報時時刻を識別する。
【００２１】
このような構成によると、耐久性に優れた報時時刻検出手段３００を得ることができる。時打車３２０に摺動式の接点構造を設けたものは、摩耗により耐久性が限られるという問題があるが、本例によるとそのような問題を回避することができ、検出の信頼性を確実に向上することができる。また、１個のフォトセンサ３３０にて時打車３２０の回転位置を検出することができる。構造が単純であり、時打車３２０を小型化することができる。ひいては、報時時刻検出手段３００を小型化することができる。
【００２２】
次に、各部材の配置構成について説明する。当該時計装置１は、フォトセンサ３３０を搭載するセンサ基板４００と、扁平型のケース体５００とを備えている。
【００２３】
ケース体５００は、正面側の第１ケース部材５１０及び背面側の第２ケース部材５２０をその厚さ方向に組付けるとともに、第１ケース部材５１０の正面側に第３ケース部材５３０を組付けてなるものである。
【００２４】
第１ケース部材５１０と第２ケース部材５２０との間には、ステッピングモータ、減速機構１１０、分針パイプ１２０の基端部、日の裏車１４０、時針パイプ１３０の基端部、１回転検出機構３１０、制御手段２００を配置している。第１ケース部材５１０と第３ケース部材５２０との間には、時打車３２０を配置している。センサ基板４００は、第３ケース部材５３０の正面側に配置している。
【００２５】
また、第１ケース部材５１０、第３ケース部材５３０、及びセンサ基板４００には、分針パイプ１２０及び時針パイプ１３０を貫通する貫通孔５１１，５３１，４０１をそれぞれ設け、更に第３ケース部材５３０には、フォトセンサ３３０の光を透過するスリット５３２を設けている。
【００２６】
時計装置１の組付けは、次の通りである。先ず、第１ケース部材５１０と第２ケース部材５２０との間に所定の部材を配置し、第１ケース部材５１０と第２ケース部材５２０とをねじ止め又はフック止めする。この状態にて、分針及び時針を回転駆動するとともに、１時間毎に報時時刻の到来を検出するユニットとなる（図６参照）。報時時刻を識別する必要がない時計については、このユニットを使用することも可能である。
【００２７】
次に、報時時刻を識別するための構成として、時針パイプ１３０に時打車３２０を設け（図７参照）、第１ケース部材５１０に第３ケース部材５３０をねじ止め又はフック止めして設け（図８参照）、第３ケース部材５３０にフォトリフレクタ３３０を搭載したセンサ基板４００を設ける（図１参照）。本例の分針パイプ１２０及び時針パイプ１３０は、前述したユニットに対してそれぞれ先端部分１２０ａ，１３０ａを結合してなるものである。時打車３２０は、時針パイプ１３０の先端部分１３０ａと一体に成形して設けられている（図４参照）。また、第３ケース部材５３０の貫通孔５３１は、正面側に突出した円筒型となっており、センサ基板４００は、その貫通孔４０１に第３ケース部材５３０の貫通孔５３１を貫通しつつ第３ケース部材５３０の正面側に嵌め込んで接着又はねじ止めにて固定する。
【００２８】
このような構成によると、時打車３２０とフォトセンサ３３０とを正確に位置決めすることができ、検出精度を満足に確保することができる。また、正面側に各部材を順次組付けていく構成であるため、組付け作業も容易である。更に、第３ケース部材５３０を用いて時打車３２０及びセンサ基板４００を設ける構成としたので、報時時刻を識別するユニット及び識別しないユニットとして使い分けることが可能であり、汎用性にも優れているという利点がある。
【００２９】
以上説明したように、本例の時計装置は、位置検出手段をより合理的に構成してなるものである。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例説明したものに限定されないことは勿論である。例えば、フォトセンサとしては、発光素子と受光素子とを一体に設けたフォトリフレクタを採用したが、発光素子と受光素子とを対向配置するフォトインタラプタを採用することも可能である。フォトインタラプタを採用する場合、時打車に設ける検知部は、光を透過する透光部とする。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例を図１０乃至図１２に基づいて説明する。本例の場合、フォトセンサ３３０は、時打車３２０に対して２個配置されており、分針パイプ１２０が１回転する毎にそれぞれ２回作動する。時打車３２０の回転位置は、２個のフォトセンサ３３０のオン・オフパターンにて検出する構成となっている。
【００３１】
時打車３２０には、１時間毎に、つまり３０°づつ回転した時に、複数のフォトリフレクタ３３０がオンとなる回数及び時間が異なるように反射部３２１を設ける。図例したものは、フォトリフレクタ３３０を２個配置するとともに、反射部３２１を時打車３２０の回転軸を中心とする２つの同心円上にそれぞれ１５°の間隔で間欠的に設けてなるものである。分針パイプ１２０が１回転すると１回転検出機構３１０がこれを検出し、そこで２個のフォトリフレクタ３３０が作動する。２個のフォトリフレクタ３３０は、１回転検出機構３１０の検出に応じて同時に３０分間隔で２回作動する。２個のフォトリフレクタ３３０が２回作動したところで時打車３２０の回転位置が検出される。１回転検出機構３１０による検出は、報時時刻の到来の３０分前とする。報時時刻検出手段３００は、１回転検出機構３１０により報時時刻の到来（本例では３０分前）を検出するとともに、時打車３２０の回転位置から報時時刻を識別する。尚、その他の構成は、前述した第１実施例と同様である。
【００３２】
このような構成によると、２個のフォトセンサ３３０にて時打車３２０の回転位置を検出することができる。２個のフォトセンサ３３０を用いる例としては、本例のように検出部３２１を同心円上にそれぞれ設け、それらの円に対してフォトセンサを１個づつ配置する構成の他に、検出部３２１を１つの円上に所定の間隔で設け、その円に対して２個のフォトセンサ位置するように構成することも可能である。尚、隣接した複数のフォトセンサ３３０を同時に作動すると、互いの光が干渉してしまう場合が考えられる。かかる問題は、装置の小型化、稠密化に応じて顕著となる。以下に記載する第３実施例及び第４実施例は、複数のフォトセンサ３３０の光が互いに干渉してしまうという事態を回避するために工夫されたものである。
【００３３】
次に、本発明の第３実施例を図１３に基づいて説明する。本例の場合、フォトセンサ３３０は、時打車３２０に対して２個配置されており、分針パイプ１２０が１回転する毎にそれぞれ２回作動する。時打車３２０の回転位置は、２個のフォトセンサ３３０のオン・オフパターンにて検出する構成となっている。２個のフォトセンサ３３０は、時打車３２０の回転軸に対して、互いに異なる角度に設けられている。図例では、内側のフォトセンサ３３０と外側のフォトセンサ３３０とを７．５°ずらしている。その他の構成は、前述した第２実施例と同様である。このような構成によると、フォトセンサ３３０の光が互いに干渉してしまうという事態を回避することができる。
【００３４】
次に、本発明の第４実施例を図１４に基づいて説明する。本例の場合、フォトセンサ３３０は、時打車３２０に対して２個配置されており、分針パイプ１２０が１回転する毎にそれぞれ２回作動する。時打車３２０の回転位置は、２個のフォトセンサ３３０のオン・オフパターンにて検出する構成となっている。特に、２個のフォトセンサ３３０は、作動するタイミングが互いに異なるようにしたものである。
【００３５】
２個のフォトセンサ３３０は、１回転検出機構３１０の検出に応じて１５分間隔でいずれか一方が作動し、且つそれぞれ２回作動する。２個のフォトセンサ３３０がそれぞれ２回作動したところで時打車３２０の回転位置が検出される。その間４５分である。１回転検出機構３１０による検出は、報時時刻の到来の４５分前とする。尚、その他の構成は、前述した第２実施例と同様である。このような構成によると、フォトセンサ３３０の光が互いに干渉してしまうという事態を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の時計装置は、報時動作を行なうアナログ式の壁掛け時計や目覚し時計を構成するユニットとして、極めて好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    時計装置
１１０    減速機構
１２０    分針パイプ
１２０ａ    先端部分
１２１    カム部
１３０    時針パイプ
１３０ａ    先端部分
１４０    日の裏車
２００    制御手段
３００    報時時刻検出手段
３１０    １回転検出機構
３１１    板ばね
３１２    板ばね
３２０    時打車
３２１    検出部
３３０    フォトセンサ
４００    センサ基板
４０１    貫通孔
５００    ケース体
５１０    第１ケース部材
５１１    貫通孔
５２０    第２ケース部材
５３０    第３ケース部材
５３１    貫通孔
５３２    スリット
【図１】
0005458061.tif 000002
【図２】
0005458061.tif 000003
【図３】
0005458061.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005458061.tif 000006
【図６】
0005458061.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005458061.tif 000009
【図９】
0005458061.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005458061.tif 000012
【図１２】
0005458061.tif 000013
【図１３】
0005458061.tif 000014
【図１４】
0005458061.tif 000015