(57)【要約】【課題】光の屈折によるロスを最小限にでき、かつ、１組の発光部材および受光部材だけを使用する時計作動機構を提供する。【解決手段】時計作動機構１０は、時針が固定される時シャフト１２ａを有する時ホイール１２、分針が固定される分シャフト１４ａを有する分ホイール１４、秒針が固定される秒シャフト１６ａを有する秒ホイール１６、光を発する発光部材１８、および、前記光を受光する受光部材２０を含むものとして開示されている。時シャフト１２ａは第１孔１２ｂを有し、分シャフト１４ａは第２孔１４ｂを有し、秒ホイール１６は第３孔１６ｂを有する。これらの孔１２ｂ，１４ｂ，１６ｂは、時ホイール１２、分ホイール１４および秒ホイール１６がそれぞれ所定の基準位置にあるときにだけ、発光部材１８から発せられた光が通過して受光部材２０によって受光されるのを可能にする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
時針または分針を固定可能なシャフトを有する少なくとも第１ホイールと、
信号を送信するようにした信号送信機と、
前記信号送信機によって送信された前記信号を受信するようにした信号受信機とを備え、前記シャフトは、前記第１ホイールが所定の基準位置にあるときに、前記信号送信機によって送信された前記信号が通過するのを可能にする孔を有することを特徴とする時計作動機構。
【請求項２】
前記信号送信機によって送信される前記信号は光であることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項３】
前記信号送信機によって送信された光は、前記信号受信機によって受信される前に、少なくとも光ファイバの長さを通って通過するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の時計作動機構。
【請求項４】
前記第１ホイールが所定の基準位置にあるとき、前記信号送信機は、前記シャフトの縦軸にほぼ垂直な方向に前記シャフトの前記孔を通過するように信号を送信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項５】
前記第１ホイールは、時の時間の機能として回転するように駆動されるようにした時ホイールであることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項６】
前記第１ホイールと同軸で回転可能な第２ホイールをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の時計作動機構。
【請求項７】
前記第２ホイールは、分の時間の機能として回転するように駆動されるようにした分ホイールであることを特徴とする請求項６に記載の時計作動機構。
【請求項８】
前記第２ホイールは、孔を有するシャフトに固定されていることを特徴とする請求項６に記載の時計作動機構。
【請求項９】
前記第２ホイールの前記シャフトの前記孔は、前記第２ホイールが所定の基準位置にあるときに、前記信号送信機によって送信された前記信号が通過するのを可能にすることを特徴とする請求項８に記載の時計作動機構。
【請求項１０】
前記第１および第２ホイールがそれぞれ所定の基準位置にあるとき、それぞれの孔は、前記信号送信機によって送信された前記信号が通過できる真っ直ぐな通路を形成するように揃うことを特徴とする請求項８に記載の時計作動機構。
【請求項１１】
孔を有する第３ホイールをさらに含み、前記孔は、前記第３ホイールが所定に基準位置にあるとき、前記第１ホイールの前記シャフトの前記孔を通った前記光が通過できるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の時計作動機構。
【請求項１２】
前記第３ホイールが所定の基準位置にあるとき、前記信号送信機から送信された前記信号が、前記第１ホイールの前記シャフトの縦軸とほぼ平行な方向に前記第３ホイールの前記孔を通過するようしたことを特徴とする請求項１１に記載の時計作動機構。
【請求項１３】
前記第３ホイールは、秒の時間の機能として回転するように駆動されるようにした秒ホイールであることを特徴とする請求項１２に記載の時計作動機構。
【請求項１４】
前記信号送信機および前記信号受信機はマイクロコントローラユニットによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項１５】
前記信号送信機は前記シャフトの空洞内にあることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項１６】
前記信号送信機は前記シャフトの外部にあることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項１７】
前記孔は概して円形状であることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項１８】
前記孔は概して矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の時計作動機構。
【請求項１９】
請求項１に記載の時計作動機構を含む時計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、時計作動機構に関し、より詳しくは、時ホイール(hour wheel)および分ホイール(minute wheel)が例えば１２時の位置（すなわち１２時０分）などの所定の基準位置にあるときを検出できるとともに、１２時が表示されている時間と例えば時計の受信機によって外部から受信されるような実際の時間との間の差を検出でき、かつ、時計によって表示される時間の誤差を補正できる時計作動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
時計作動機構に関する多くの従来技術が存在する。Allgaier等の米国特許第４，６４５，３５７号は、正確な時刻に対応する外部伝送無線信号を受信する時計を開示する。その時計内には、時計によって表示される時刻を検出する検出機構が配置されている。信号は、時計の正確さを決定するために比較される。検出機構は、センサに向かう発光ビームを検出するためのエミッタを含む光学電気式装置(optoelectrical system)を備える。ギヤホイールは、センサの前でビームを横切り、通常はセンサからビームを遮る。ホイールは、ビームと揃ったときにビームのセンサへの到達を許容するオリフィスを有しており、これによりホイールの位置すなわち表示される時間の指示が与えられる。
【０００３】
同様にAllgaier等の米国特許第５，２３１，６１２号は、手動設定(hand setting)の検出および補正のための機構を有する無線制御時計を開示する。手動設定機構は、貫通する孔をそれぞれ有する時ホイールおよび分ホイールを含む。時ホイールは、ビームを受光器に反射するためにビーム送り器の近くに位置する前面ミラーを有する。前面ミラーは、時ホイールの孔によって規定される中断を有し、ビームはその孔を通ってビーム送り器から離れて配置される背面ミラーへと通過し、その結果、ビームはホイールの揃った孔を通過したのちだけに背面ミラーから反射する。時ホイールは分ホイールから独立して移動可能であり、分ホイールおよび秒針は回転可能に相互連結されている。
【０００４】
Kohata等の米国特許第５，５６６，１４０号は、回路基盤、第１および第２モータ、第１ギヤ列によって第１モータに接続された分ホイール、および、第２ギヤ列によって第２モータに接続された時ホイールを含む時計作動機構を開示する。第１検出装置は分針が所定の基準位置にあるときに検出し、第２検出装置は時針が所定の基準位置にあるときに検出する。第１検出装置は、前記回路基盤に取り付けられ、かつ、第１発光装置と第１受光装置を有する分検出センサを含む。第２検出装置は、前記回路基盤に取り付けられ、かつ、第２発光装置と第２受光装置を有する時検出センサを含む。
【０００５】
Baba等の米国特許第５，９３０，２０５号は、光を発する発光装置と、発光装置から発せられた光を受け取る受光装置とを備えた時計作動機構を開示する。時ホイールは、発光装置からの光が通過できるいくつかの孔を有する。分針は、発光装置からの光が通過できる１つの孔を有し、その孔は、分ホイールおよび時ホイールが回転する間に時ホイールの孔のそれぞれ１つと揃うことになるように位置している。分ホイールおよび時ホイールのギヤ列は、分および時の時間の機能として分ホイールおよび時ホイールをそれぞれ回転させる。
【０００６】
これらの従来技術文献の内容は参照によってここに組み込まれている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の構成において、光は時ホイールおよび分ホイールに設けた孔を通過する。これらのホイール間には比較的大きな隙間があるので、光の屈折によるロスが生じることになる。また、上述した従来構成のいくつか、例えば米国特許第４，６４５，３５７号および第５，５６６，１４０号に開示される時計作動機構は、２組の発光部材および受光部材を含んでおり、生産コストを増加させている。
【０００８】
そこで、本考案の目的は、前記欠点を緩和する時計作動機構を提供し、または、少なくとも、売買および公衆にとって有益な代替品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の第１の態様によれば、時針または分針を固定可能なシャフトを有する少なくとも第１ホイールと、信号を送信するようにした信号送信機と、前記信号送信機によって送信された前記信号を受信するようにした信号受信機とを備え、前記シャフトは、前記第１ホイールが所定の基準位置にあるときに、前記信号送信機によって送信された前記信号が通過するのを可能にする孔を有することを特徴とする時計作動機構が提供される。
【００１０】
本考案の第２の態様によれば、時針または分針を固定可能なシャフトを有する少なくとも第１ホイールと、信号を送信するようにした信号送信機と、前記信号送信機によって送信された前記信号を受信するようにした信号受信機とを備え、前記シャフトは、前記第１ホイールが所定の基準位置にあるときに、前記信号送信機によって送信された前記信号が通過するのを可能にする孔を有することを特徴とする時計作動機構、を含む時計が提供される。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
本考案の好適な実施の形態が添付図面を参照して例示の方法で次に説明される。
【００１２】
本考案の第１実施形態にかかる例えば腕時計用の作動機構である時計作動機構の部分断面図が図１に示され、全体が符号１０として示されている。
【００１３】
時計作動機構１０は、時針（図示せず）が固定される中空の時シャフト１２ａがしっかりと固定された時ホイール１２を有する。時ホイール１２は、時の時間の機能としてモータ（図示せず）により回転可能である。図２により明確に示されるように、時シャフト１２ａの下部近傍には、その機能が後述される小さな開口部（孔）１２ｂが設けられている。
【００１４】
また、時計作動機構１０は、分針（図示せず）が固定される中空の分シャフト１４ａがしっかりと固定された分ホイール１４を有する。分ホイール１４は、分の時間の機能としてモータ（図示せず）により回転可能である。分シャフト１４ａは、時シャフト１２ａの縦軸および分シャフト１４ａの縦軸と平行な縦軸Ｌ−Ｌを中心とする同軸回転動作のために、中空の時シャフト１２ａ内に収容されるように構成されている。時シャフト１２ａの場合と同様に、図３に示すように、分シャフト１４ａの下部近傍には、小さい開口部（孔）１４ｂが設けられている。小さい開口部１２ｂ，１４ｂの位置は、時ホイール１２と分ホイール１４とが軸Ｌ−Ｌを中心とする同軸回転動作のために組み合わされたときに、その機能は後述される連続した真っ直ぐな通路を共同して形成するために、開口部１２ｂ，１４ｂが互いに揃った状態に回転されることができるようになっている。
【００１５】
さらに、時計作動機構１０は、秒針（図示せず）が固定される秒シャフト１６ａがしっかりと固定された秒ホイール(seconds-wheel)１６を有する。秒ホイール１６は、秒の時間の機能としてモータ（図示せず）により回転可能である。軸Ｌ−Ｌを中心とする同軸回転動作するように中空の分シャフト１４ａ内に収容されている。図４に示されるように、その機能が後述される小さい開口部（孔）１６ｂが秒ホイール１６を貫通して設けられている。
【００１６】
図１を再び参照すると、時ホイール１２、分ホイール１４および秒ホイール１６が軸Ｌ−Ｌを中心に同軸回転動作するように組み立てられた時計作動機構１０を示している。光（信号）を発する例えば発光ダイオードである発光部材（信号送信機）１８と、発光部材１８から発せられた光を受光して検出する受光部材（信号受信機）２０とが、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）３０に接続されてそれにより制御される。幅広い種類のマイクロコントローラユニットが本考案の目的に適しているが、適切なマクロコントローラユニットは、台湾のノバテク・マイクロエレクトロニクス株式会社(Novatek Microelectronics Corp., Ltd.)によって型番ＮＴ６６１３として販売されるものであってもよい。
【００１７】
図１に示されるように、発光部材１８は、開口部１４ｂに隣接して開口部１２ｂ，１４ｂの高さに配置されている。開口部１２ｂに隣接して光ファイバ２２が設けられている。光ファイバ２２の一端２２ａは、発光部材１８から発せられて開口部１２ｂ，１４ｂを通った光を受光するために、開口部１２ｂに接近している。光ファイバ２２の他端２２ｂは、秒ホイール１６の上面に接近している。受光部材２０は、光ファイバ２２を通ってきた光を受光するために、光ファイバ２２の端部２２ｂの鉛直真下に位置している。
【００１８】
秒ホイール１６が回転する際、開口部１６ｂは、軸Ｌ−Ｌと一致する秒シャフト１６ａの縦軸を中心に回転動作することになる。開口部１６ｂは、秒ホイール１６が一回転する毎に開口部１６ｂが光ファイバ２２の端部２２ｂと受光部材２０との間に来て、これにより光ファイバ２２の端部２２ｂと受光部材２０との間に妨げのない見通し線が提供されるように、配置されている。秒ホイール１６がこの位置にあるとき、光ファイバ２２を通って来た光は、受光部材２０によって受光されて検出されることができる。
【００１９】
時計作動機構１０が作動する際、発光部材１８によって発せられた光は、分シャフト１４ａ、および／または、時シャフト１２ａ、および／または、秒ホイール１６によって遮られるため、通常は受光部材２０に受光されて検出されることはない。時ホイール１２、分ホイール１４および秒ホイール１６が図１に示す位置にあるときだけ、発光部材１８から発せられた光は、受光部材２０によって受光可能でかつ検出可能になる。この特定の位置において、開口部１２ｂ，１４ｂが互いに揃い、これにより発光部材１８から発せられた光が軸Ｌ−Ｌに垂直な方向へ通過することが可能になり、その端部２２ａを介して光ファイバ２２によって受光される。そのように受光された光は、光ファイバ２２を介してその他端２２ｂに伝導される。この位置では開口部１６ｂが光ファイバ２２ｂの端部２２ｂと受光部材２０との間に位置するので、光ファイバ２２によって伝導された光は、軸Ｌ−Ｌに平行な方向に開口部１６ｂを通って送られ、受光部材２０によって受光および検出される。
【００２０】
時針、分針および秒針は、時ホイール１２、分ホイール１４および秒ホイール１６が図１に示されるそれぞれの位置にあるときに、表示される時間が１２時０分０秒または２４時０分０秒になるように、配置されている。光が受光部材２０によって受光されると、信号がＭＣＵ３０に伝送される。そのとき、ＭＣＵ３０は、受信機（図示せず）によって外部情報源から受信される正確な時刻に対応する無線信号を照合する。その信号は、信号が受光部材２０による光の受光または検出を示す時間と比較される。そして、従来より公知の方法で時針および／または分針および／または秒針をそれぞれの正確な位置に動かして正確な時刻を示すように、補正動作が実行される。例えば、時ホイール１２、分ホイール１４および秒ホイール１６が図１に示すそれぞれの位置にあるとき、すなわち、時針、分針および秒針が揃ったときに正確な時間が１時であれば、ＭＣＵ３０は、６０×６０（３６００）パルス（各パルスは１秒を表す）を生成して、時針、分針および秒針を１時の位置に動かす。
【００２１】
図５を参照すると、時計作動機構１０のＭＣＵ３０としての使用に適した例示的なマイクロコントローラユニット１００のブロック図が示される。ユニット１００は、他の構成要素のうち、
ａ．次の機能ブロックを含む中央処理ユニット（ＣＰＵ）コア１０２：プログラムカウンタ、理論演算装置（ＡＬＵ）、キャリーフラッグ、アキュムレータ、テーブルブランチレジスタ、データポインタおよびスタック；
ｂ．４０９６×１６ビット読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０４；
ｃ．汎用データメモリ、液晶表示（ＬＣＤ）ラムおよびシステムレジスタを含むランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０６；
ｄ．２つのオンチップ振動回路ＯＳＣおよびＯＳＣＸをもつ発振器モジュール１０８；
ｅ．８ビットアップカウンタおよび８ビットプレロードレジスタからなる８ビットタイマ１１０。タイマはプログラム可能な内部タイマ機能を提供するとともにカウンタ値を読み取る。；および、
ｆ．プログラム可能なサウンドジェネレータ（ＰＳＧ）１１２。
【００２２】
本考案は従来技術の構成に関して次のような利点を有することが分かる。時ホイールと分ホイールとの間の隙間に比べて、時シャフト１２ａと分シャフト１４ａとの間の隙間が非常に小さいので、光の屈折によるロスを最小限にできる。また、光ファイバ２２は曲げることができるので、時計作動機構１０の異なる位置にシャフトおよびギヤを配列することが可能になる。さらに、時針、分針および秒針を揃えるのに１つの光ビームだけを使用し、１組の発光部材および受光部材を使用するだけである。
【００２３】
本考案はまた事前設定アラーム機能が可能であり、毎日例えば３時という特定の事前設定時間に例えば音というアラームを時計が発生させるように、ユーザはＭＣＵ３０をプログラムしてもよい。
【００２４】
図６には、本考案の第２実施形態にかかる例えば腕時計の作動機構である時計作動機構の部分断面図が全体を符号２００として示される。上述した時計作動機構１０と同様に、時計作動機構２００は、中空の時シャフト２１２ａと一体形成された時ホイール２１２と、中空の分シャフト２１４ａと一体形成された分ホイール２１４と、秒シャフト２１６ａがしっかりと固定された秒ホイール２１６とを有しており、これらすべては共通軸Ｍ−Ｍを中心に同軸回転動作するように取り付けられている。発光部材２１８および受光部材２２０が設けられており、これらは例えば上述したマイクロコントローラユニット１００であってもよいマイクロコントローラ（ＭＣＵ）２３０によって作動が制御される。時ホイール２１２、分ホイール２１４および秒ホイール２１６がそれぞれ基準位置にあるとき、発光部材２１８から発せられた光は、時シャフト２１２ａおよび分シャフト２１４ａを通過して、光ファイバ２２２を通り、それから秒ホイール２１６の小さい開口部２１６ｂを通って、受光部材２２０によって受光される。
【００２５】
時計作動機構１０と時計作動機構２００との主な相違は、時計作動機構１０では、発光部材１８が時シャフト１２ａおよび分シャフト１４ａの各空洞内に配置され、発光部材１８から発せられた光は光ファイバ２２に入る前に時シャフト１２ａおよび分シャフト１４ａの内部空洞から開口部１２ｂ，１４ｂを通って時シャフト１２ａおよび分シャフト１４ａの外部に出るのに対して、時計作動機構２００では、発光部材２１８が時シャフト２１２ａおよび分シャフト２１４ａの外部にある。発光部材２１８から発せられた光は、光ファイバ２２２に入る前に、外部から時シャフト２１２ａおよび分シャフト２１４ａの内部空洞へと進む。
【００２６】
図７には、本考案の第３実施形態にかかる例えば置時計の作動機構である時計作動機構の部分断面図が全体を符号３００として示される。上述した時計作動機構１０および２００と同様に、時計作動機構３００は、中空の時シャフト３１２ａと一体形成された時ホイール３１２と、中空の分シャフト３１４ａと一体形成された分ホイール３１４と、秒シャフト３１６ａがしっかりと固定された秒ホイール３１６とを有しており、これらすべては共通軸Ｒ−Ｒを中心に同軸回転動作するように取り付けられている。発光部材（図示せず）および受光部材（図示せず）が設けられており、これらの作動は例えば上述したマイクロコントローラユニット１００であってもよいマイクロコントローラ（ＭＣＵ）（図示せず）によって制御される。時ホイール３１２、分ホイール３１４および秒ホイール３１６が図７に示すそれぞれの基準位置にあるとき、発光部材から発せられた光は、時シャフト３１２ａの矩形開口部３１８および分シャフト３１４ａの矩形開口部３２０を通過し、光ファイバ（図示せず）を通り、それから秒ホイール３１６の矩形開口部３２２を通って、受光部材によって受光される。
【００２７】
上記においては本考案を実施することができる例を示したに過ぎず、本考案の精神から外れることなく種々の改良および／または変更がなされてもよいことが理解されるべきである。例えば、本考案は、時シャフト、分シャフトおよび秒シャフトを有する時計に関して説明されたが、時シャフトと分シャフトだけを有する時計にも等しく適用できる。
【００２８】
また、明瞭にするために別々の実施形態の文脈で説明された本考案の特徴は、単一の実施形態で組み合わせて設けてもよいことも理解されるべきである。逆に、簡潔にするために１つの実施形態の文脈で説明された本考案の種々の特徴は、別々に又は適当なサブコンビネーションで設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案の第１実施形態にかかる時計作動機構の部分断面図。
【図２】図１に示す時計作動機構の時ホイールの側面図。
【図３】図１に示す時計作動機構の分ホイールの側面図。
【図４】図１に示す時計作動機構の秒ホイールの上面図。
【図５】図１に示す時計作動機構での使用に適したマイクロコントローラユニットのブロック図。
【図６】本考案の第２実施形態にかかる時計作動機構の部分断面図。
【図７】本考案の第３実施形態にかかる時計作動機構の部分断面図。
【図８】図７に示す時計作動機構の時ホイールの側面図。
【図９】図７に示す時計作動機構の分ホイールの側面図。
【図１０】図７に示す時計作動機構の秒ホイールの上面図。
【符号の説明】
【００３０】
１０…時計作動機構
１２…時ホイール
１２ａ…時シャフト
１２ｂ…開口部（孔）
１４…分ホイール
１４ａ…分シャフト
１４ｂ…開口部（孔）
１６…秒ホイール
１６ａ…秒シャフト
１６ｂ…開口部（孔）
１８…発光部材（信号送信機）
２０…受光部材（信号受信機）
２２…光ファイバ
３０…マイクロコントローラユニット
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月18日(2003.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
0003101917.tif 000014
【図３】
0003101917.tif 000015
【図４】
0003101917.tif 000016
【図５】
0003101917.tif 000017
【図６】
0003101917.tif 000018
【図７】
0003101917.tif 000019
【図８】
0003101917.tif 000020
【図９】
0003101917.tif 000021
【図１０】
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