(57)【要約】【目的】　回転錘を有する腕時計、特に回転錘の動きで発電する自動巻発電時計を小型、薄型化するときに最適な構造を提供する。【構成】　回転錘の片重り量を有効に得るために回転錘の外周側を厚肉に、中心側を薄肉で形成し、ムーブメントを構成するほとんどの内臓部品を薄肉部の下に配置すると共に、コイル、もしくは切換の一部を厚肉部の下に配置する。【選択図】        図１
2004045429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、電源、回路、棒状に巻き回したコイル、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有する腕時計において、
　前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記電源、回路、コイル、輪列部と重なる如く、かつ、前記輪列部が薄肉部の回転軌跡範囲に、前記コイルの一部が厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする回転錘付腕時計。
【請求項２】
少なくとも、回転可能な片重り形状よりなる回転錘、該回転錘と同軸で回転する回転錘車、該回転錘車と噛み合い回転を伝える伝達輪列、永久磁石を持ち前記伝達輪列と噛み合い回転する発電ロータを有する腕時計において、
　前記回転錘が第１のボールベアリングで軸受けされると共に、前記伝達輪列もしくは発電ロータの少なくとも１箇所を第２のボールベアリングで軸受けしたことを特徴とする回転錘付電子時計。
【請求項３】
少なくとも、地板、軸方向に操作可能な外部操作部材、該外部操作部材と係合し位置規制するおしどり、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有する電子時計において、
　前記おしどりと前記回転錘は前記地板の同一面側に配置され、
　前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記外部操作部材、おしどり、時計輪列部と重なり、
　前記輪列部が前記回転錘薄肉部の回転軌跡範囲に、前記おしどりの一部が前記回転錘厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする回転錘付腕時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、回転錘を有した時計の部品配置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　電子時計には、特開昭６２−４９７８５号公報のように、回転錘の動きにより小型発電機で発電し、それを２次電源に充電し、そのエネルギーで時計を駆動する自動巻発電時計が発明されている。
この時計の場合、回転錘の片重り量が大きいほど入力エネルギーが大きくなり、発電量も大きくなるので、いかにスペース効率よく片重り量を確保するかが課題である。
片重り量とは、回転錘の重量と、回転中心から回転錘重心までの距離の積で表されるものである。従って、重量が同じであるなら、回転錘の重量をできるだけ回転中心から離し構成することが有効といえる。
【０００３】
　そのため従来例では、ムーブメントを構成する輪列、コイルを初めとする内臓部品を中心側に構成し、その外側には部品を配置せず、内臓部品部より厚みを薄くし、その部分に回転錘厚肉部を配置するようにし、内臓部品部上側には回転錘薄肉部を配置している。
【０００４】
　これは、効率的な配置であるといえるが、ムーブメントの内臓部品を、回転錘厚肉部より小さな径の範囲に集約する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−４９７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　しかるに、時計の小型、薄型化を実現しようとすると、以下のような問題が生じてくる。
【０００７】
　自動巻発電時計の小型、薄型化をするには、ムーブメント直径が小さくても、いかに回転錘の片重り量を確保するかが課題であり、そのためにはムーブメント内臓部品の締める範囲を極力小さくする必要がある。
【０００８】
　一般の水晶時計の中には、直径１０ｍｍ程度の物もあり、充分可能性はあるが、自動巻発電時計であるがため次の制約を受ける。
【０００９】
　携帯して動かし続けるためには、又、エネルギーの蓄積に余裕を持たせるためには、モータ消費電力を極力小さくし、かつ、発電電力を極力大きくし、消費量より発電量をより多く確保する必要がある。
【００１０】
　そのためモータに関する有効な手段として、コイルの起磁力を確保しながらコイル抵抗を高くする方法があるが、これはコイル体積を大きくする方向となる。
【００１１】
　又、発電コイルに関しては、高い誘起電圧を発生させると共に、それを電流として有効に取り出して、２次電源に充電してやる必要がある。誘起電圧は、磁束の鎖交する巻数と磁束の変化量に比例する事から、コイルの巻数を多くすることが有利である。それを電流として有効に取り出すには、コイルインピーダンス、つまりコイル抵抗を低くしてやる必要がある。これも、時計用コイルと同様に発電コイル体積を大きくする方向となる。
【００１２】
　従って、小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくすると、発電性能を著しくて低下させることになり、実使用にそぐわない物となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
　本発明の腕時計は、少なくとも、電源、回路、棒状に巻き回したコイル、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有し、
　前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記電源、回路、コイル、輪列部と重なる如く、かつ、前記輪列部が薄肉部の回転軌跡範囲に、前記コイルの一部が厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする。
【００１４】
　又、少なくとも、回転可能な片重り形状よりなる回転錘、該回転錘と同軸で回転する回転錘車、該回転錘車と噛み合い回転を伝える伝達輪列、永久磁石を持ち前記伝達輪列と噛み合い回転する発電ロータを有し、前記回転錘が第１のボールベアリングで軸受けされると共に、前記伝達輪列もしくは発電ロータの少なくとも１箇所を第２のボールベアリングで軸受けしたことを特徴とする。
【００１５】
　又、少なくとも、地板、軸方向に操作可能な外部操作部材、該外部操作部材と係合し位置規制するおしどり、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有し、　前記おしどりと前記回転錘は前記地板の同一面側に配置され、　前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記外部操作部材、おしどり、時計輪列部と重なり、　前記輪列部が前記回転錘薄肉部の回転軌跡範囲に、前記おしどりの一部が前記回転錘厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
　以上の発明により、小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくしても、発電性能を著しくて低下させることがなく、実使用に適した物となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　図１は本発明実施例の組立平面図、図２〜図７は同じく組立断面図を示す。
【００１８】
　図において、１はムーブメントのベースをなす地板、２は時計用コイル、３はステータ、４はロータを示す。ロータ４の回転は、五番車５を介して四番車７、三番車８、二番車９、日の裏車１０、筒車１１へと伝達される。又、日の裏車　１０は小鉄車１２と噛み合っている。これら輪列群は、輪列受け１３により軸支されている。
【００１９】
　片重りの回転錘２０は、回転錘受２１に固着されたボールベアリング２２に回転錘ネジ２３で、固定されている。回転錘２０の下には、回転錘車２４が有り、同様に固定されている。回転錘車２４は、かな部２５ａと歯車部２５ｂを持つ発電ロータ伝え車２５のかな部と噛み合い、又、歯車部２５ｂは発電ロータ２６のかな部２６ａと噛み合い、回転錘の回転を伝達する。回転錘車２４から発電ロータ２６までの輪列は、３０から２００倍程度に増速されており、回転錘２０の回転により発電ロータ２６は高速で回転することになる。尚、増速比は発電機の性能や、時計の仕様により、自由に設定することが可能である。発電ロータ２６には、永久磁石２７が固着されているので、回転のたびに方向の異なる磁束が発電ステータ２８を経由し、発電コイル２９に流れ、コイルに誘起電圧が発生する。
発電コイル２９の端末は、コイルリード基板３９のパターンに接続され、止めねじ４４で回路押え板３８を介して回路基板３７と圧接し、回路と導通されている。発電コイル２９と発電ステータ２８は止めねじ４６、４７で圧接され、磁気経路を形成しているが、前記コイルリード基板３９と回路基板３７の接続を平面的に外し、薄くしている。
【００２０】
　次に回路関係として、３１が水晶ユニット、３２がＭＯＳＩＣチップ、３３が補助コンデンサ、３４が整流のためのダイオード、３５、３６は昇圧コンデンサを示す。これら素子は、フレキシブルな回路基板３７に実装されている。回路基板３７は、ばね部をを有した回路押え板３８で上から押さえられ、ねじ固定されている。４０は２次電源のキャパシタであり、それぞれの電極はプラス端子（図示せず）、マイナス端子により、回路基板３７のパターンと電気接続されている。本例の回路は、２次電源４０の電圧を昇圧コンデンサ３６で昇圧し、補助コンデンサ３３に蓄え時計を駆動する特開昭６０−２０３８８７の方式を採用している。
【００２１】
　１４は外部操作部材で、この操作を制御するおしどり１５は、外部操作部材１４の溝と係合し、かんぬき１６により位置規制されている。カンヌキ１６は、外部操作部材１４に案内されたつづみ車１７の溝と係合している。又、外部操作部材１４の動きに連動して、輪列を規正すると共に、回路をリセットする規正レバーを所有しているが、図示はしていない。おしどり１５とかんぬき１６は、止めねじ４５で固定されたおしどり押え１８により、上方向を決められている。これら切換の作動については、周知であるので説明を省く。
【００２２】
　前述において、回転錘２０は外周部に厚肉部２０ａを有し、ムーブメントを構成するほとんどの内臓部品の外側を回転する軌跡をとっている。その厚肉部に対し、発電コイル２９は少なくとも一部が、本案ではコイル巻線部が平面的に重なっている。又、発電コイル２９の巻線部は、発電ロータ伝え車２５の歯車２５ｂと重なっている。又、回路を構成するＭＯＳＩＣチップ３２及び回路基板３７と重なっている。
【００２３】
　図７において、発電輪列を構成する発電ロータ伝え車２５の上ほぞは、回転錘受２１に固着された軸受ボールベアリング５０により、案内されている。軸受ボールベアリング５０は、外輪５０ａが回転錘受２１と固定され、複数のボール５０ｂが直に発電ロータ伝え車２５の上ほぞと係合している。発電ロータ伝え車２５の上方向の位置決めは、外輪５０ａに固定された押え輪５０Ｃにより行われている。又、外輪５０ａは、非磁性の材料で作られている。これは、発電機に及ぼす磁気的影響を減少させるためであるが、影響の無視できる場合はスチールなどの磁性材でも良い。又、影響の大きい場合には、外輪だけでなく他の部分についても非磁性材に変えることも考えられる。又、発電ロータ２６の下ほぞ側にも軸受ベアリング５１を使用している。こちらも材料については、前述同様磁性材、非磁性材を使い分ける必要があるが、磁石近傍ということもあり、少なくとも外輪は非磁性材にすることが、望ましい。軸受ベアリング５１は外輪５１ａ，ボール５１ｂ、押え輪５１Ｃからなり、外輪５１ａで発電ロータ２６のアガキを決めている。
【００２４】
　軸受ベアリング５０、５１は共にリテーナを使用せず、小型化、低コスト化を狙っているが、リテーナを使用しても問題ない。軸受けベアリング５０は、外輪５１ａの穴付近がボール５０ｂ側に突出し、押え輪５０ｃとのスキマがボール５０ｂの外径より小さくなっている。そのため、発電ロータ伝え車２５の組み込み前であっても、ボール５０ｂが外れてしまうことはない。又、発電ロータ伝え車２５の組み込み前、ボールがある程度ずれるので、外輪５０ａとのスキマがあき、洗浄で汚れが落ち易くなっている。軸受ベアリング５１についても、外輪５１ａ、押え輪５１ｃにあいている穴が、ボール５１ｂの外径より小さいので、ボールの外れはなく同様の効果を持つ。前記ベアリングは両方とも径方向の効果を主としているので、上下方向のガタは大きくても良い。
【００２５】
　本例では、発電ロータ伝え車２５の上と、発電ロータ２６の下にベアリングを使用しているが、これは以下の理由による。発電ロータ伝え車２５は、回転錘車２４と噛み合わせるために、回転錘受け２１の上側にかな部２５ａが飛び出している。従って、受と地板で上下から案内する一般の構成をとるには、軸受部径をかな外径より大きくすることになり、軸受負荷が増大する。又、発電ロータ２６と磁石２７が発電ステータ２８に引きつけられており、その力が下ほぞ側に加わるので、負荷が増大する。これらの部分にベアリングを用いることにより、軸受負荷を減らし発電効率をアップさせる効果がある。尚、発電ロータ伝え車の下や、発電ロータの上についても採用すれば、より効率よくなる。
【００２６】
　以上の発明により、以下の効果を有する。
【００２７】
　発電量は、コイルに発生した誘起電圧を電流として取り出している。誘起電圧はコイル線の巻数と、磁束の変化量に比例しているため、コイルの巻数が多いほど高く発生させられ、有利である。又、その誘起電圧を電流として取り出せる量は、コイルのインピーダンスに反比例し、誘起電圧に比例し、かつ、コイルのインピーダンスは周知の通りコイル抵抗が高いほど大きくなるので、コイル抵抗は小さい方が有利といえる。
【００２８】
　従来例の場合、発電コイル２９が回転錘外周厚肉部２０ａの回転軌跡内側に配置されているので、回転錘径が小さくなると、コイル長さも短くなり、巻数が減少し、誘起電圧も減少する。これを防ぐために、線径の細いコイル線を巻いて巻数を確保しようとすると、コイル抵抗の増加となり、発電量が減少することになる。しかるに本案では、コイル巻線部と回転錘の厚肉部を重ねてあるので、コイル巻部の厚みは薄くなるが、長さは多くとれる。
【００２９】
　細く長いコイルと、太く短いコイルを比較すると、同じ巻数では前者の方がコイル線長さを短くでき、コイル抵抗も下げられる。従って、その分だけ発電に対して有利な設定が可能となる。従来構造では、発電コイル２９と発電ロータ伝え車２５の歯車２９ｂを重ねることは不可能であるので、発電コイルに制約されて、歯車外径は大きくできない。そのため、回転錘車２４から発電ロータ２６までの増速比が小さくなったり、増速比を確保するために輪列を一段増やしたりすることになる。しかるに本案では、発電ロータ伝え車２５の歯車２５ｂと発電コイル２９が重ねられるので、歯車外径を大きくすることができ、発電に充分な増速比を確保できる。同様に、ＭＯＳＩＣチップ３２をコイルと重ねられるので、絶対面積の少ない女持ちムーブメントの平面レイアウトに有利である。
【００３０】
　本案は、発電コイルを回転錘厚肉部の下に配置しているが、時計用コイルを同様に配置することも可能である。しかし一般的に、コイルを巻いている磁心長さが長くなると、耐磁性に対し弱くなるといわれているので、磁心断面を大きくしたり、別な耐磁手段の検討が必要である。
【００３１】
　又、発電輪列に軸受ボールベアリング５０、５１を用いているので、発電効率の上昇にもなっている。軸受ボールベアリングは、発電ロータ伝え車２５及び発電ロータ２６の高さ決めを、回転錘受２１もしくは地板１に固定された部分で行っている。一般的に固定部分で高さ決めを行うということは、負荷の増加となり、実施されていないが、時計の場合高さ方向に加わる負荷は、輪列の自重だけであり、発電時に加わる横方向の力が圧倒的に強く、又、発電ロータについては発電ステータに引かれる磁力により浮上しており、衝撃時以外は当たらないので、高さ方向は無視できる。これにより、ベアリングに内輪を設ける必要がなく、構造が簡単となり、安価でかつ小型化ができる。
【００３２】
　切換については、おしどりが回転錘外周の厚肉部と重なるごとくムーブメント内臓部品部より、外側に配置してある。おしどりは、外部操作部材の高さ位置に制約されるものであり、回転錘厚肉部は外部操作部材を、高さ方向で逃げているので、高さ方向の逃げは比較的容易である。これにより切換に要するスペースは、ムーブメントの外周側に配置できるので、その部分に補助コンデンサ３３やダイオード３４など、比較的厚い電気素子を配置することができ、小型化に効果を上げている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
　小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくしても、発電性能を著しくて低下させることがなく、実使用に適した発電時計となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明実施例の平面図。
【図２】本発明実施例の断面図。
【図３】本発明実施例の断面図。
【図４】本発明実施例の断面図。
【図５】本発明実施例の断面図。
【図６】本発明実施例の断面図。
【図７】本発明実施例の断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１　地板、２　時計用コイル、３　ステータ、４　ロータ、５  五番車、７　四番車、８　三番車、９　二番車、１０　日の裏車、１１　筒車、１２　小鉄車、１３　輪列受、１４　外部操作部材、１５　おしどり、１６　かんぬき、１７　つづみ車、１８　おしどり押え、２０　回転錘、２１　回転錘受、２２　ボールベアリング、２３　回転錘ねじ、２４　回転錘車、２５　発電ロータ伝え車、２６　発電ロータ、２７　磁石、２８　発電ステータ、２９　発電コイル、３１　水晶ユニット、３２　ＭＯＳＩＣチップ、３３　補助コンデンサ、３４　ダイオード、３５、３６　昇圧コンデンサ、３７　回路基板、３８　回路押え板、３９　コイルリード基板、４０　２次電源、４１　マイナス端子、４４、４５、４６、４７　止めねじ、５０　軸受ボールベアリング、５１　軸受ボールベアリング
【図１】
2004045429.tif 000003
【図２】
2004045429.tif 000004
【図３】
2004045429.tif 000005
【図４】
2004045429.tif 000006
【図５】
2004045429.tif 000007
【図６】
2004045429.tif 000008
【図７】
2004045429.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月27日(2003.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　回転錘と、
前記回転錘に取付けられ前記回転錘とともに回転する回転錘歯車と、
前記回転錘歯車の回転により機械エネルギーが伝達される発電輪列と、
前記発電輪列により駆動される発電機と、
前記発電機により発電された電気エネルギーを蓄える２次電池と、
前記２次電池によって駆動される時計用モータと、
前記時計用モータにより駆動される時計輪列部とを有し、
前記発電機は、前記発電輪列により回転される発電ロータ、発電コイル、及び発電ステータとを備え、
前記時計用モータは、ロータ、時計用コイル、及びステータとを備え、
前記回転錘歯車、前記発電コイル及び前記時計用コイルの３者は、平面的に重ならないように配置されていることを特徴とする時計。
【請求項２】
　請求項１において、
前記時計輪列部は、前記回転錘歯車と平面的に重なって配置されていることを特徴とする時計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
　本発明の時計は、回転錘と、
前記回転錘に取付けられ前記回転錘とともに回転する回転錘歯車と、
前記回転錘歯車の回転により機械エネルギーが伝達される発電輪列と、
前記発電輪列により駆動される発電機と、
前記発電機により発電された電気エネルギーを蓄える２次電池と、
前記２次電池によって駆動される時計用モータと、
前記時計用モータにより駆動される時計輪列部とを有し、
前記発電機は、前記発電輪列により回転される発電ロータ、発電コイル、及び発電ステータとを備え、
前記時計用モータは、ロータ、時計用コイル、及びステータとを備え、
前記回転錘歯車、前記発電コイル及び前記時計用コイルの３者は、平面的に重ならないように配置されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
　また、本発明の時計は、前記時計輪列部は、前記回転錘歯車と平面的に重なって配置されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】