(57)【要約】【課題】従来の位置決め機構は、従動車と接する部分の形状は略左右対称の形状で設定されるため、正転方向および逆転方向での回転負荷は略同一であり、正転側の駆動では出来るだけ負荷を小さくし、逆転側ではより強い力で位置決めを行うという両立が難しい内容を位置決め機構のみで簡易的に設定するのは非常に困難であった。【解決手段】従動車の位置決めを行う剛体部を有しており、この剛体部と従動車に設置された従動歯車とが接する関係は剛体部を回転させる力のモーメントの腕の長さは逆転方向に対し正転方向には非常に大きく、歯車の回転方向への負荷は逆転方向に対して負荷が少ない構成となする。位置決め機構の剛体部は剛体の頂点部と従動歯車が接触する点の接線の垂直成分と剛体部の頂点部の従動歯車との接点から回転中心方向へ向かう成分がなす角αを０°以上に設定し強い衝撃が加わった際は逆転防止機構として働いていた剛体部が外れ部品の損傷を防ぐ。【選択図】  図３
2014163738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器内の歯車の位置決め機構であって、
該歯車（４０２Ａ）に押接される位置決め剛体部（３０１）と、
該位置決め剛体部（３０１）の回転中心（ｏ）にあって、
該位置決め機構剛体部（３０１）と嵌合する位置決め回転軸（３０２）と、
前記位置決め機構剛体部（３０１）に接し、前記位置決め機構剛体部（３０１）を前記歯車（４０２Ａ）に付勢力を与える弾性部材（１）と、を有し、
前記歯車（４０２Ａ）の逆転駆動時における、
前記位置決め機構剛体部（３０１）の頂点部（３０１Ａ）の前記歯車（４０２Ａ）との接点と、前記回転中心（ｏ）間での力のモーメントの腕の長さをＬ１、
前記歯車（４０２Ａ）の正転駆動時における、
前記位置決め機構剛体部（３０１）の側面部（３０１Ｂ）の前記歯車（４０２Ａ）との接点と、前記回転中心間での力のモーメントの腕の長さをＬ２、
としたときに、Ｌ１＜Ｌ２となるように構成される
ことを特徴とする位置決め機構。
【請求項２】
前記頂点部（３０１Ａ）と前記歯車（４０２Ａ）との接線から垂直に向かう線分（ａ）と、
前記頂点部（３０１Ａ）と前記歯車（４０２Ａ）との接点から前記回転中心に引いた線分（ｂ）がなす角をαとした場合に、
０°＜α≦Δ
（Δ：前記歯車と剛体部（３０１）の摩擦係数で得られる摩擦角）
であることを特徴とする請求項１に記載の位置決め機構。
【請求項３】
前記側面部（３０１Ｂ）が、
前記頂点部（３０１Ａ）と略直交し、
正転時は前記歯車（４０２Ａ）の歯先と接し、
逆転時は前記歯車（４０２Ａ）の歯間に入り込む第１面（３０１ａ）と、
該第１面（３０１ａ）と所定角度で交わり、
逆転時に前記歯車（４０２Ａ）の歯先と接する第２面（３０１ｂ）と、
該第２面（３０１ｂ）と所定角度で交わり、前記回転中心付近まで伸びる第３面（３０１ｃ）の、角度が異なった傾斜を有する３つの面から構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の位置決め機構。
【請求項４】
前記位置決め機構剛体部（３０１）の、
前記弾性部材（１）による付勢方向とは反対の回転方向（ｅ）に、
前記位置決め機構剛体部（３０１）の回転規制を行う回転規制部材（７）を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の位置決め機構。
【請求項５】
前記弾性部材（１）を機器に固定するための弾性部材固定部（２）を有し、
該弾性部材固定部（２）が、前記位置決め回転軸（３０２）の倒れ防止部（２ａ）を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の位置決め機構。
【請求項６】
前記位置決め機構剛体部（３０１）が、
前記回転中心（ｏ）を挟んだ、前記頂点部（３０１Ａ）まで伸びる延伸部（３０１ｄ）の反対側に、バランスウェイト部（３０１ｇ）を有する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の位置決め機構。
【請求項７】
前記歯車（４０２Ａ）が、
所定角度で揺動するロータ（５）により輪列を駆動する揺動型ステップモータの、
前記ロータ（５）により駆動される従動歯車である
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の位置決め機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針式電子時計の電気−機械変換器として用いられる、ステップモータの構造に関する。更に詳しくは、ロータが所定の角度振幅で往復運動しながら出力歯車を一往復につき所定角度ずつ駆動するようにした揺動型ステップモータなどに用いられる位置決め機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
指針式電子時計で一般的に用いられる２極に着磁された永久磁石を有するロータと、２極のステータと、１相のコイルとよりなるステップモータは、毎秒１回コイルに通電することで、ロータが駆動されて１８０度ずつ回転し、秒針、分針、時針につながる輪列を駆動するもので、低消費電力化や動作の信頼性などにおいてかなりの成功を収めている。このような指針式電子時計は、秒針の運針は１秒に１回ずつ行われる。しかし、時計のユーザーの中には、機械式時計のような、秒針が流れ動くように見える連続運針（スイープ運針と称することもある。１秒間に数回〜１０数回の小刻みの間欠運針であってもよい。）を好む層があり、近年その需要も増している。
【０００３】
一般的なステップモータを用いてそのような要求を満たすことは、駆動の時間間隔を短くし、秒針までの減速比を大きくすれば一応は実現できる。しかし、ロータは無視できない慣性能率を持ち、毎回の駆動ごとに加速されて輪列を駆動するが、余剰の運動エネルギーをロータの自由減衰振動の過程で捨てているので、駆動の頻度が増すと共に無駄になる消費エネルギーの比率が大きくなり、電源電池の消耗を早めることになる。
【０００４】
このような連続運針を行なう指針式電子時計のなかで、特に腕時計は、十分な電池寿命を持たせるために大型の電池を搭載せねばならず、時計の小型化や薄型化を図るには大きな支障があった。また、電池交換を不要にするために太陽電池等の発電機構を搭載することもあるが、上述の如く、一般的なステップモータを用いる連続運針の場合は消費電力が大きいため、腕時計に搭載できる発電機構では給電が十分ではなく、電池非交換式腕時計を実現するためには、大容量の大型の電池を搭載する必要があった。
【０００５】
特許文献１は送り爪部を持ったロータで２つの互いに噛み合った従動車を駆動させる揺動型ステップモータである。ロータの爪で駆動する従動歯車の逆転防止および位置決め機構として逆転止メ爪レバーが配置されている。これは、コイルに与えられたパルスによりロータが回転すると従動車が回転する際に必要である。この時、ロータは引き力と加えられたエネルギーがつりあった所まで回転して止まり、次の瞬間には引き力により従動歯車が戻されてしまう。この歯車が戻されてしまう現象はミスステップを誘発し安定動作を行ううえで取り除かなくてはいけない問題である。これを回避するために、ロータにより駆動された従動車の停止位置が安定動作点となるように、逆転止メ爪レバーの調整を行い、従動歯車の位置決めを行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−２０４６１号公報（第１図、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に示した従来技術では以下のような問題点が存在する。ツメの送りにより駆動される従動車は位置決め機構により安定位置を取っているが、位置決め機構が
従動車と接する部分の形状はほぼ左右対称の形状で設定され、正転方向および逆転方向での回転負荷はほぼ同一であった。本来負荷を小さくしたい正転方向にも回転を行う際の負荷が増えてしまうため、余計な消費電力を必要となってしまう。従って、正転側の駆動では出来るだけ負荷を小さくし、逆転側ではより強い力で位置決めを行うという両立が難しい関係の内容を、位置決め機構のみで簡易的に設定するのは非常に困難であった。
また、従動車を適正な安定位置で停止させるため、位置決め機構の位置を部品のバラツキに合わせ位置調整する必要があり、作業者の慣れや人の差により製品毎のバラツキが出てしまう点も問題である。
本発明は、ロータにより回転させられた従動車の位置決めを低負荷で行い、安定動作と低消費電力を可能とし、なおかつ位置調整が不要な連続運針用ステップモータ用の位置決め機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、位置決め機構に関するものであり、変換器はコイル、ロータ、ステータにより構成され、ロータはカム部を有し２つの互いに噛み合った従動歯車を駆動することを特徴とする揺動型ステップモータに適用可能な位置決め機構に関するものである。
【０００９】
上記揺動型ステップモータは、さらに詳しくは、ロータが所定の角度振幅で往復しながら出力歯車を一往復につき所定角度ずつ駆動するようにした揺動型ステップモータである。
【００１０】
２つが互いに噛み合った歯車は、ロータカムに対し対称に配置されており、このうちのどちらか一方に歯車の位置決め機構を有している。この位置決め機構剛体部は従動車の両側に配置してもよい。また設置された剛体部は弾性部材により従動歯車に押さえつけられている状態となっている。本実施形態では弾性部材と剛体部を別部品で構成しに部品としているが剛体部の一部に弾性体を持った構成でも良い。
【００１１】
本発明では、従動車の位置決めを行う剛体部を有しており、この剛体部と従動車に設置された従動歯車とが接する関係は剛体部を回転させる力のモーメントの腕の長さはＬ１＜Ｌ２となるようになっており、Ｌ１に対しＬ２の長さを非常に大きくとり歯車の回転方向への負荷は逆転方向に対して負荷が少ない構成となっている。
本発明の剛体部は剛体の頂点部と従動歯車が接触する点の接線の垂直成分と剛体部の頂点部の従動歯車との接点から回転中心方向へ向かう成分がなす角αを０°以上に設定している。このような設定とすることにより、強い衝撃が加わった際は逆転防止機構として働いていた剛体部が外れ部品の損傷を防ぐ。
【００１２】
位置決め機構剛体部の側面は3段階の角度が異なった傾斜を有している。
この３段階の面を持つことにより従動車の回転により剛体部が押し上げられた際の位置決め機構として働く際の負荷を低減しロータの回転伝達が高い領域で使用できるため消費電力低減させることが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成の位置決め機構にすることにより、正転方向の負荷を小さくしながらも従動歯車の位置決めを行うことが可能なため、従来よりも低消費電力で安定した動作を行うことができる。
また同時に、逆転方向の動きについては、回転負荷が重く軽衝撃が加わった際には逆転動作が出来ないため、衝撃に対し針がずれてしまうことがない。
さらには、強い衝撃が加わり従動車が逆転方向に回転させられてしまった際は、従動歯車に押し付けられている位置決め機構部が外れ部品の損傷はない。従って、位置決め機構部分の回転部分（具体的には軸部）に抵抗の少ない細いものを使用することができ、より低
消費電力化が可能で、かつ耐久性の高い機構とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の位置決め機構を有した揺動型ステップモータで全体の構成を説明する全体図（実施形態構成図）
【図２】図１に記した断面線Ａの詳細断面図（実施形態構成図）
【図３】位置決め機構剛体部が従動歯車との接触点でのなす角αがα＞0および回転行う際の剛体部を回転させる力のモーメントの腕の長さを記した図（実施形態説明図）
【図４】位置決め機構の剛体部が従動歯車と接する面の拡大詳細図（実施形態説明図）
【図５】位置決め機構剛体部が従動歯車との接触点でのなす角αがα≦0および回転行う際の剛体部を回転させる力のモーメントの腕の長さを記した図（実施形態説明図）
【図６】３０１ｃ面のみで構成した位置決め機構剛体部が従動歯車と接する際の拡大詳細図
【図７】３０１ｃ面と３０１ｂ面のみで構成した位置決め機構剛体部が従動歯車と接する際の拡大詳細図
【図８】バランスウェイト部を位置決め機構剛体部に配置した際の実施図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態の位置決め機構を配置した揺動型ステップモータの構成について説明する。
図１は、本実施形態の主要部分を示す平面図である。
モータ本体は、不図示のコイル、ステータとロータ５により構成され、ロータ５はカム部５０１を有し２つの互いに噛み合った従動車４Ａ,４Ｂの駆動を行う。
【００１６】
従動車４Ａ,４Ｂはそれぞれ、互いに噛み合う駆動車４０１Ａ，４０１Ｂと、ロータ５のカム部５０１により駆動される歯車４０２Ａ，４０２Ｂが軸４０３Ａ，４０３Ｂそれぞれに嵌め合わされ、軸４０３を中心に回転する構造となっている（図２参照）。互いに噛み合った従動車４Ａ,４Ｂは、ロータカム５０１に対し対称に配置されていて、ロータカム５０１が揺動動作を行い、歯車４０２Ａ，４０２Ｂを順次送ることで、従動車４Ａは矢印ｃの方向に、従動車４Ｂは矢印ｄの方向に送られる。従動車４Ｂは、不図示の指針を駆動するための輪列を駆動するが、その詳細は、本発明の本質部分ではないので、詳細記載は省略する。
【００１７】
一方の従動車４Ａには、歯車の位置決め機構３を有している。
位置決め機構３は、従動歯車４０２Ａに接し押さえつける位置決め機構剛体部３０１と、回転中心ｏを持った位置決め機構回転軸３０２を有し、位置決め機構回転軸３０２に位置決め機構剛体部３０１が嵌合している。１は弾性部材で、位置決め機構剛体部３０１に接し、位置決め機構剛体部３０１を従動歯車４０２Ａに押しつける力を与えている。通常は弾性部材１の押し付け力により位置決め機構剛体部３０１の位置が保たれている。２は、弾性部材を例えば後述の輪列受８や地板９に固定するための弾性部材固定部２である。
本実施例では、弾性部材１は板バネであるが、押付け力（付勢力）を与える部材であれば、いかなる部材でも良い。
【００１８】
７は、機構回転規制部材であって、位置決め機構剛体部３０１の回転規制を行う部材である。位置決め機構剛体部３０１と機構回転規制部材７とは、通常時離間しているが、衝撃等により大きな力が加わった際に位置決め機構剛体部３０１と従動歯車４０２Ａとの噛み合いが外れ、位置決め機構剛体部３０１が付勢方向とは反対の矢印ｅ方向に回転した場合に回転規制を行い、位置決め機構剛体部３０１の過度な回転や弾性部材１の変形を防止する構造となっている。
なお、本実施例では、機構回転規制部材７は円柱状であるが、その形状は限定されない。
【００１９】
図２は、図１に示した断面線Ａの断面図であり本発明の主要構成部分である。位置決め機構３は、輪列受８と地板９に設置された軸受８０１，９０１により軸支されている。位置決め機構３の位置決め機構剛体部３０１は、弾性部材１により従動歯車４０２Ａに押しつけられる形で接している。通常の動作時（正転時）においても、従動歯車４０２Ａが回転し、その歯先が位置決め機構剛体部３０１を持ち上げる際の負荷は発生する。そこで、位置決め機構３の回転軸となっている位置決め機構回転軸３０２の摺動部分、具体的には軸受８０１，９０１で軸支されている軸受部３０２ａ、３０２ｂは、回転動作による摩擦を低減するためその径を極力細くし、摩擦抵抗の低減を行っている。
位置決め機構３の回転時の抵抗を減らすことは、従動車４Ａ，４Ｂの回転を行う負荷を減らすことが出来るため低消費電力化に繋がる。
【００２０】
なお、図２より明らかなように、位置決め機構３は重心位置が高いため非常に倒れやすく、組み込みにくい。そこで、位置決め機構３と弾性部材１は近くに配置されるような構成となるため、弾性部材固定部２の一部を位置決め機構３まで延伸し、位置決め機構３用の穴２ａを設置し、穴２ａに位置決め機構３を挿通する構造とした。このようにすることで、弾性部材固定部２は弾性部材１の固定だけでなく、位置決め機構回転軸３０２（すなわち、位置決め機構３）の倒れ防止を兼ねる構造としている。弾性部材固定部２に倒れ防止としての機能を持たせることで、追加の部品無しで組み立てやすさの向上を図っている。
【００２１】
なお、本実施例では、弾性部材固定部２に穴２ａを設置する構成とし倒れ防止を兼ねているが、倒れ防止用部材を別部品としても良い。
また、穴２ａでなくても、弾性部材固定部２に位置決め機構３が倒れないよう囲うような構成とすることで倒れ防止を行っても良い。
【００２２】
ロータカム５０１により従動歯車４Ａおよび４Ｂは動力が伝達されるが、衝撃等により従動歯車４Ａおよび４Ｂが従動歯車の通常回転方向ｃとは逆方向に回転させられてしまう場合もある。従動歯車４Ａおよび４Ｂが逆転方向に回転してしまうと、ロータカム５０１と従動歯車４Ａおよび４Ｂとの駆動伝達開始位置が適性位置から大きく外れ、噛み合い伝達効率が悪くなりロータ５の回転負荷が増える要因となるため、消費電力が増えてしまう。低消費電力かつ安定動作を行うためには従動歯車４Ａの位置が必要以上に戻り過ぎないよう逆転方向の規制を行うことが必要である。従って、位置決め機構剛体部３０１は従動歯車４Ａの位置決めを行うことを主な目的としているが、従動歯車４Ａの通常回転方向ｃの位置決めを行うだけでなく、衝撃等により従動歯車４Ａが逆回転してしまった際は逆転動作防止機構としても機能するようになっている。
【００２３】
通常は、逆転防止の効果を得るようにするためには、特許文献１の従来技術のように弾性部材１の力を強くし位置決め機構剛体部３０１での従動車４Ａの押さえ込みを強くすることが考えられる。しかし、これでは逆転方向だけでなく従動歯車の通常回転方向ｃへの押さえ込み量も同時に増えてしまい、従動歯車４Ａを回転させるためのエネルギーを増やす必要があり、安定動作を行うためには消費電力が著しく上がってしまう状態で使用しなくてはならないこととなる。その問題を解決した構造について、図３、図４を用いて説明する。
【００２４】
図３は、位置決め機構剛体部３０１と従動車４Ａとの接触状態について示した拡大平面図であり、図４は、図３における位置決め機構剛体部３０１と従動車４Ａの接触部をさらに拡大した平面図である。
【００２５】
図３に示すように外部から衝撃等の負荷要因が加わり、従動車４Ａが矢印ｆ方向に逆転動作をしてしまった場合でも（図３に実線で示した状態）、弾性部材１の押力で位置決め機構剛体部３が従動車４Ａの従動歯車４０２Ａの歯と歯の間に、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する頂点部３０１Ａと、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する側面部３０１Ｂの二点間で左右非対称に接する形で入り込むことにより、従動歯車４０２の逆転動作を防止する構成とし上記問題を解決した。
すなわち、逆転時には、従動歯車４０２Ａの歯は頂点部３０１Ａによって食い止められ、それ以上逆転することが出来ず、従動車４Ａが逆転方向に回転することを防いでいる。
【００２６】
上記説明を、回転モーメントを用いて説明を行う。図３において、Ｌ２は従動車４Ａが正転駆動されている場合の位置決め機構剛体部３０１を回転させる力のモーメントの腕の長さであり、Ｌ１は逆転時の力のモーメントの腕の長さである。
【００２７】
本実施形態では、位置決め機構剛体部３０１を回転させる力のモーメントの腕の長さはＬ１＜Ｌ２となるようになっており、Ｌ１に対しＬ２の長さを非常に大きくとり従動歯車４０２Ａの通常回転方向ｃへの負荷は、逆転方向に対して負荷が非常に少ない構成であり、位置決め機構３の通常回転方向ｃへの回転エネルギーが少なくすることが出来るため低消費電力化が可能となる。
【００２８】
また、同じ大きさの力が従動車４Ａに入力された場合は、正転方向は回転がしやすく、逆転方向は回転がしにくくなる。従って、万が一衝撃等により逆転方向へ力が加わった際でも、従動車４Ａの逆転防止機構として使用することが可能となり、位置決め機構としての機能だけでなく従動車４Ａの逆転方向への回転を抑止することができるため、より安定した駆動が可能となっている。
【００２９】
位置決め機構剛体部３０１と従動車４Ａの逆転防止機構について、図５も加えてさらに詳細に説明を行う。図５は、従来取られていた構造について説明を行うための平面図である。
【００３０】
頂点部３０１Ａの接線から垂直に向かう線分ａと、頂点部３０１Ａの接点から位置決め機構回転中心ｏに引いた線分ｂがなす角をαとする。図５に示すように通常位置決め機構剛体部３と従動車４Ａとが逆転防止機構として機能させる場合のなす角αは０°もしくは０°よりもマイナス方向での設定とすることで、位置決め機構剛体部３と従動車４Ａの接触点頂点部３０１Ａと従動歯車４０２で回転させる力の腕のモーメントＬ１は力が加われば加わるほど従動車４Ａに噛み込む状態になっている。このように噛み込ませることができれば確実に逆転防止機構として働かせることが可能であることから、位置決め機構剛体部３に噛み込こませることにより従動車４Ａを完全にロックさせるのが一般的である。
【００３１】
しかしながら、従動歯車４０２を位置決め機構剛体部３を噛み込む設定してしまうと、力が加われば加わるほど位置決め機構剛体部３と従動車４Ａの歯部が噛み込むようになるため、従動車４Ａの噛み込みに位置決め機構剛体部３を支持している軸部や歯車の歯部に大きな衝撃が加わった際も考慮し強化する必要があり、強度不足の場合は衝撃力に耐えられず、変形、もしくは最悪の場合、破壊されてしまう。そのため、破壊状態を防ぐために位置決め機構３の回転中心の軸受部３０２ａ，ｂを太くし、従動歯車４０２Ａの歯車自体も強化する必要があるが、結果として、摺動の負荷が増え消費電力が上がってしまう。
この結果、位置決め機構剛体部３０１では低消費電力化のため、摺動抵抗を減らすために摺動軸を細くする、あるいは従動歯車歯部を細くするといったことがことは出来ない点が問題であった。
【００３２】
本発明の逆転防止機構の機能では、摺動負荷、部品の破壊を起こしてしまうという課題についても解決している。図４で示すように、位置決め機構剛体部３０１と従動車４Ａとが逆転防止機構として機能させる場合のなす角αを設定しているが、このなす角αを０°以上に設定するというのは非常に重要である。本実施形態では、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３が接する頂点部３０１と従動歯車４０２の接線の垂直に向かう線分ａと、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する頂点部３０１Ａと従動歯車４０２Ａの接点から位置決め機構回転中心ｏに引いた線分ｂとでなす角度αを従動歯車と剛体部の摩擦係数で得られる摩擦角よりも設定する角度を小さくすることにより逆転防止させている。
【００３３】
摩擦角は設定された角度以上でないと物体は滑らないという角度であり、この角度以下であれば物体は滑らない。例えば、材質が鉄同士の組み合わせであれば、部品同士の摩擦係数は一般に０．２程度であり、摩擦角を算出するとtan-10.2=11.3°である。この時、位置決め機構剛体部３０１を従動車４Ａの逆転防止機構として機能させる場合、角αを角度α≦11.3°以下に設定することにより、通常の軽衝撃などで従動車４Ａに逆転するような動作が発生した場合でも、所定の摩擦角度以下となるため従動車４Ａを逆転防止させることが可能となる。
【００３４】
なす角度αを位置決め機構剛体部３０１に設定することにより日常使用で頻繁に起こると考えられる軽衝撃については逆転防止機能が従動歯車４０２に対し働くことについて説明したが、落下など強い衝撃が入力された場合、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１で逆転防止機能として一定の力まで機能すると部品の破壊を防ぐため逆転防止機能が解除されるようになっている。これは、位置決め機構剛体部３０１と従動歯車４０２Ａとの噛み合いが、通常位置決め機構剛体部３のようにより歯車が噛み合う方向にではなく、位置決め機構との噛み合いを逃がす方向にＬ１というモーメントの腕の長さを持たせることにより、一定の力を超えると位置決め機構剛体部３０１が従動歯車との噛み合いが外れ部品の破壊を防ぐようになっている。
【００３５】
このように強い衝撃等でも部品の破壊がないことから、位置決め機構回転軸３０２や従動歯車４０２を重点的に強化する必要がなくなり、強度のある高価な材料もしくは十分な強度をもたせるため位置決め機構の軸部や従動歯車の歯部を大きく、または太くする必要なくなるため低コストかつ小スペースでの配置が可能となる。
【００３６】
位置決め機構回転軸３０２や従動車軸４０３の軸も細くすることが可能になり、回転時の摺動抵抗が減らせるようになるため、従来よりも消費電力を抑えることが可能となる。
【００３７】
本発明の逆転防止機構の機能として動作安定性についても効果がある。従動車４Ａの通常回転方向（矢印ｃ）での従動車４Ａの安定位置は、従動歯車４０２Ａに位置決め機構剛体側面部３０１Ｂが乗り上げるような形で接触し駆動をしている。弾性部材１により位置決め機構剛体部３が従動歯車４０２に弱い力で押さえつけブレーキをかけることにより、従動車４Ａの停止位置を常に安定させ、歯車を送りすぎてしまう状態を防止する。これにより、従動車４Ａは適正な位置に制御されるため常に伝達効率のよい停止位置の条件からロータ５は従動歯車４Ａを駆動することが出来、無駄な消費電力を減らすことが可能である。
【００３８】
また、位置決め機構剛体側面部３０１Ｂに乗り上げるような形で従動歯車４Ａの安定位置を取るような構成としているため、今まで位置決め機構のように従動歯車４Ａを停止させたい位置に位置決め機構を調整する必要が無く、製品製造時に作業者による適正位置への調整工程を必要としない。調整の必要性が無いことから製造時に作業者の差による位置のばらつきがなく調整を行うための時間も必要無くなる。よって、組み込むだけで製品を
一定の品質で安定させることが出来るとともに、製造時間の短縮化が可能である。
【００３９】
図４に示すように位置決め機構剛体部３０１の側面部３０１Ｂは３０１ａ面、３０１ｂ面、３０１ｃ面の３段階の角度が異なった傾斜を有している。
この３段階の面の構成を位置決め機構剛体部３０１に持つことで従動車４Ａの回転により位置決め機構剛体部３０１が押し上げられた際に、位置決め機構として働く際の従動車４Ａの回転負荷を低減させ、ロータ５の回転伝達が高い領域で使用できるようになるため、消費電力低減させることが可能である。
【００４０】
剛体部３０１に弾性部材１を当接させているため、従動歯車に接する面を３０１ｃ面の線分で構成した場合、また３０１ｂ面と３０１ｃ面のみの線分構成の場合では、弾性部材１のバネ力により従動歯車が押し戻される力が３０１ａ面を持つ場合に比べ、逆転方向へ回そうとする力のモーメントが大きく発生している。従動歯車に接する面を３０１ｃ面の線分で構成した場合については図６、３０１ｂ面と３０１ｃ面のみの線分構成した場合については図７を用いて説明を行う。
【００４１】
弾性部材１により押し戻された従動車４Ａは、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する頂点部３０１Ａと、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する側面部３０１Ｂの二点で接する位置が従動車４Ａの安定位置となる。
【００４２】
従動歯車の通常方向ｃへの回転の際は常にロータ５からの駆動以外に、弾性部材１により押された位置決め機構３は従動車４Ａに押さえつける力を発生させ、従動歯車４Ａを逆転方向ｆへ回そうとする力となり、位置決め機構剛体部３０１を持ち上げるための負荷として常に作用している状態となるため、結果として消費電力が増えてしまう。
【００４３】
よって、従動車４Ａを出来るだけ逆転方向に回されないよう低負荷にする必要があり、かつ確実に従動歯車に位置決め機構が噛み込む領域を増やすという、相反する内容を両立させる必要があった。
【００４４】
従動車４Ａと位置決め機構剛体部３０１の完全な安定位置は、ロータ５で従動車４Ａを回転させた位置よりも従動歯車４０２Ａが戻された位置であり、ロータ５の駆動開始位置は伝達効率が低い位置で従動歯車に接触し回転させなくてはいけなくなるため、ロータ５は従動車４Ａを回転させるためのエネルギーが必要以上に与えなくてはいけなくなってしまう。従って常に余分なエネルギーを加え駆動しなくてはいけないため消費電力的にも不利である。
【００４５】
本発明の位置決め機構では、３０１ｂ面、３０１ｃ面と３０１ｂ面で構成した場合よりも従動歯車４０２を逆転方向へ押し戻し力の小さい３０１ａ面で位置決め機構剛体部３０１を構成することにより、ロータ５により回転させられた従動車４Ａは位置決め機構剛体部３０１を持ち上げた状態でも従動車４Ａは逆転方向へ戻りにくく、位置決め機構剛体部３０１を持ち上げた状態でも従動歯車４Ａは停止し安定位置となるような構成とした。
【００４６】
よって、ロータ５により回転させられた従動車４Ａが、通常回転動作時は従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する頂点部３０１Ａと、従動歯車４０２Ａと位置決め機構剛体部３０１が接する側面部３０１Ｂの二点で接する安定位置まで戻されることが無くなるため、回転させるためのエネルギーの無駄をなくすことが可能であり、ロータ５の送り始めの位置も伝達効率のよい位置から回転し始めることが可能となる。この結果、ロータ５の回転を行う際の消費電力の低減化が可能となる。
【００４７】
また、逆転防止機能を位置決め機構剛体部３０１で持たせる場合についても、３０１ａ
面を持たせることは有効である。３０１ｃ面のみで位置決め機構剛体部３０１を構成した場合について図６を用いて詳細の説明を行う。従動歯車４０２に接する面を３０１ｃ面のみで構成した場合、従動車４Ａの回転で位置決め機構剛体部３０１を押し上げる負荷は力のモーメントの腕の長さを大きくとることが出来るため通常回転方向ｃに回転させるために必要なエネルギーは少なく出来るが、従動車４Ａが衝撃等で矢印方法ｆに動かされ逆回転し、位置決め機構剛体部３０１が頂点部３０１Ａと側面部３０１Ｂでの二点間接触で安定した位置４Ａ′で逆転防止機構として機能した場合に従動歯車と位置決め機構剛体部が接する頂点部３０１Ａの位置が従動歯車歯部の上部にあり位置決め機構剛体部３０１は従動歯車４０２との歯部の架かり量が少ないため逆転防止機構として働く領域が非常に狭い。従って部品の精度が非常に要求され、かつ位置決め機構剛体部の材料も磨耗に強い材料とすることが必須になってしまい生産上不利となる。
【００４８】
図７は３０１ｃ面と３０１ｂ面で位置決め機構剛体部３０１を構成した場合についての詳細図である。３０１ｃ面のみで位置決め機構剛体部３０１を構成した場合の課題として位置決め機構剛体部３０１が従動歯車４０２との歯部の架かり量が少ない点を挙げたが、この対策として逆転防止機構として働かせる領域を増やし従動歯車４０２に食い込ませることを考慮し３０１ｃ面と３０１ｂ面で位置決め機構剛体部３０１を構成した形状である。しかしながら、より位置決め機構剛体部３０１を食い込ませることは従動車４Ａが矢印方向ｆへ動いた場合、位置決め機構剛体部３０１は頂点部３０１Ａと３０１Ｂの二点間接触で安定した位置４Ａ′で逆転防止機構の逆回転防止機構として機能する。逆転防止機構として働いている状態で考えれば従動歯車４０２Ａへの架かり量が増えるため非常に有効であるが、それと同時に従動歯車４０２で位置決め機構剛体部３０１を持ち上げなくてはいけない量も増えてしまう。よって従動車４Ａを駆動するロータ５を回すための負荷が増え結果的に消費電力も増えてしまう。
【００４９】
３０１ｃ面と３０１ｂ面で位置決め機構剛体部３０１を構成した場合については、組立及び製造上の問題点も発生する。位置決め機構剛体部３０１の先端形状が鋭角となり、先端が潰れ易く部品製造後の取り扱いを非常に注意する必要がある。また、プレス加工等で製造する場合、鋭角であるため製造時に先端形状部分にカエリ等の発生もしやすく好ましいものではない。
【００５０】
位置決め機構剛体部３０１を３０１ｃ面のみで構成した場合、また３０１ｂと３０１ｃ面で構成した場合についてはこのような状況が少なからず出来てしまうが、３０１ｂ面３０１ｃだけでなく３０１ａ面を持たせることで解決できる。位置決め機構剛体部３０１に３０１ａ面を持たせることにより３０１ｃ面のみで構成した場合よりも従動歯車４０２に深く食い込ませることが可能となる。また３０１ｂ面と３０１ｃ面で構成した場合よりも３０１ａ面は３０１ｂ面に対し傾斜が緩いため、駆動時に従動車４Ａで位置決め機構剛体部３０１を持ち上げるための負荷を減らすことができ、低消費電力かつ逆転防止機構として使用できる領域も確保でき両方の条件を満たすことが可能である。
【００５１】
また、３０１ｃ面のみ３０１ｂと３０１ｃ面で構成した位置決め機構剛体部３０１に対し３０１ｂ面３０１ｃだけでなく３０１ａ面を持たせることで製造上の問題も有利になる。
すべての面と交差する部分の角度が鈍角となるため、プレス等での製造の際にもカエリの発生を防ぐことが可能であり特殊な金型を必要としない。また、従動歯車４０２Ａへの架かり量も十分に確保することが可能であり部品の精度ばらつきに対しても非常に強く、生産上のメリットも大きい。
【００５２】
位置決め機構剛体部３０１は図８にあるように、バランスウェイト部を配置することにより、より衝撃に対し強くすることが可能である。図３に示した実施例のような位置決め
機構剛体部３０１の形状であっても弾性部材１での押し力により十分に位置を保持することは可能である。しかしながら、図３の位置決め機構剛体部の形状では、重心位置が位置決め機構剛体部３０１の回転中心ｏにないため衝撃力が加わった際に位置決め機構３を回転させる力が発生する。
【００５３】
本発明は低負荷での位置決め及び逆転防止を目的としているため、弾性部材１の押し力は出来るだけ小さくしたい部分である。そこで、位置決め機構３の重心位置が位置決め機構３の回転中心になるようバランスウェイト部３０１ｇを設定することにより衝撃が加わった際に位置決め機構３は回転せず、位置を保持することが出来るため衝撃力等の外力に対し強い構造となる。
【００５４】
よって位置決め機能３にバランスウェイト部３０１ｇを配置することで従来であれば衝撃等が入った際に位置決め機構を回転させないための押し力は最低限必要であったが、バランスウェイト部３０１ｇを配置することにより動作機構上で必要な押し力のみとなるため従動車４Ａの回転負荷を減らすことが可能である。
【００５５】
以上より本発明の位置決め機構は、今まで困難であるとされていた低負荷での位置決めおよび逆転防止が可能かつ従動歯車位置あわせた位置調整も必要なくなるため、従来よりも簡易的に安定した駆動と低消費電力を両立することが可能となっている。
【００５６】
なお、実施形態においては、２つの互いに噛み合った従動歯車を駆動する揺動型ステップモータへの適用例で説明を行ってきたが、本発明の位置決め機構の応用範囲はこれに限定されない。低消費電力化のために低保持力となったステップモータによって駆動される輪列機構を有する時計であれば、一般的なステップモータで１秒運針が行われるようなアナログ電子時計への適用も可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  弾性部材
２  弾性部材固定部
３  位置決め機構
３０１  位置決め機構剛体部
３０１´  位置決め機構剛体部  逆転防止機能作動時
３０１Ａ  従動歯車と位置決め機構剛体部が接する頂点部
３０１Ｂ  従動歯車と位置決め機構剛体部が接する側面部
３０１ａ  位置決め機構剛体部を構成する面
３０１ｂ  位置決め機構剛体部を構成する面
３０１ｃ  位置決め機構剛体部を構成する面
３０１ｇ  位置決め機構剛体部に配置したバランスウェイト部
３０２  位置決め機構回転軸
３０２ａ  位置決め機構３の回転中心の軸受部
３０２ｂ  位置決め機構３の回転中心の軸受部
４Ａ  従動車
４０１Ａ  ロータ駆動伝達歯車
４０２Ａ  従動歯車
４０３Ａ  従動車軸
４０２Ａ´従動車 逆転防止機構作動時
４Ｂ  従動車
４０１Ｂ  ロータ駆動伝達歯車
４０２Ｂ  従動歯車
５  ロータ
５０１  ロータカム
６  ロータ回転規制部材
７  位置決め機構剛体部回転規制部材
８  輪列受
８０１  輪列受軸受
９  地板
９０  地板軸受
１０  なす角αが０＞αと設定した場合の位置決め機構剛体部
Ａ  図２の断面方向線
ａ  ３０１Ａの接点から位置決め機構回転中心に引いた線分
ｂ  ３０１Ａの接線から垂直に向かう線分
ｃ  従動歯車４Ａの通常回転方向
ｄ  従動歯車４Ｂの通常回転方向
ｅ  位置決め機構の回転方向
ｆ  従動歯車４Ａの逆回転方向
ｏ  位置決め機構  回転中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014163738.tif 000009
【図８】
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