(57)【要約】【課題】輪列機構で連続的な回転を出力させようとした場合にエネルギ損失が大きくなるという問題や、出力回転形態の多様化を狙った場合に駆動制御の複雑化や輪列機構の大型化を招きやすいという問題があった。【解決手段】太陽歯車と遊星キャリアと内歯車とで構成される遊星歯車機構に対して、遊星キャリアか内歯車のいずれか一方を回転出力先とし、他方へ回転エネルギを弾性エネルギに置換可能な蓄勢手段を設け、太陽歯車から回転エネルギを供給中は蓄勢手段でエネルギを蓄積しながら回転出力先に回転を伝播させ、非供給中は蓄積された蓄勢手段のエネルギを放出することで回転出力先へ回転を連続的に伝播させるようにした。【選択図】  図１
2012185135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車と、該太陽歯車に遊星歯車を噛み合わせて載置する遊星キャリアと、前記遊星歯車と噛み合う内歯車と、を有する遊星歯車機構であって、
前記遊星キャリア又は前記内歯車の回転によるエネルギを蓄積する蓄勢手段を備えた
ことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項２】
前記蓄勢手段は、一端を固定部に接続し、前記遊星キャリア又は前記内歯車のどちらか一方に他端を接続し、前記遊星キャリア又は前記内歯車の回転により、延長又は圧縮することでエネルギを蓄積する弾性部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構。
【請求項３】
前記蓄勢部材が蓄積したエネルギを放出するとき、前記遊星キャリア又は前記内歯車の一方は反転し、
前記遊星キャリア又は前記内歯車の他方は、前記所定の方向の回転を継続する
ことを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車機構。
【請求項４】
回転方向規制機構を備え、
前記太陽歯車は、前記回転方向規制機構により一方向に回転するように規制され、
前記蓄勢部材が蓄積したエネルギを放出するとき、前記太陽歯車は前記回転方向規制手段により回転停止する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の遊星歯車機構。
【請求項５】
請求項４に記載の遊星歯車機構を備え、
前記太陽歯車に接続し、間欠的に回転又は移動する駆動手段と、
前記蓄勢手段が接続されていない前記遊星キャリア又は前記内歯車に接続する輪列機構と、を備え、
前記輪列機構により、指針を回転駆動させることを特徴とする時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構の構造及び遊星歯車機構を用いた時計に関するものである。特に、間欠的な回転を伝達して遊星キャリア又は内歯車を回転させ、これらへ回転エネルギを蓄積する部材を係合させて、このエネルギの蓄積や開放を順次繰り返しながら連続的な回転を出力させるようにした遊星歯車機構及びこの機構を用いた時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
指針式電子時計は、一般的に１秒間に１回の割合で６°分ステップ状に秒針が動く形態を取る。本来、時間はステップ状に経過していくものではなく連続的に経過していくものなので、電子時計の秒針の動きとして連続的に回転する形態を好む層もかなり多い。
【０００３】
電子時計で秒針の動きを連続的に見せる取り組みとして、最も簡単な手法は、機械式時計のように１秒間に数回〜１０数回の小刻みなステップで６°分を動かす手法である。
しかし、この手法では、秒針を動かす際のステップモータへ駆動信号を供給する機会が増すために消費電力が大きくなり電池寿命が短くなってしまう。このため、電子時計で１秒間に数回〜１０数回の小刻みなステップで６°分を動かす手法は、秒針の動きを連続的に見せる電子時計を広く普及させるには不向きな駆動手法と考えられていた。
【０００４】
そこで、ステップモータへの駆動信号を供給する機会をできるだけ少なくして、輪列の出力回転が連続的になるような検討が行われ、消費電力を抑えて秒針が連続的に動くことを特徴とした電子時計が市場にも出てくるようになってきた。
【０００５】
そのような製品に用いられた技術は、例えば、ステップモータから出力の秒針へ至る輪列の機構部内に、ひげぜんまいを用いた回転エネルギ蓄積手段と、粘性流体を用いた回転エネルギ制動手段を用いたものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
特許文献１に示した従来技術の概略を、図１３を用いて説明する。
図１３は、特許文献１に示した従来技術の代表図である。図１３で、ロータかな３０１の駆動が始めると、ひげぜんまい３０２で係合されたひげぜんまいかな３０３とひげぜんまい車３０４とが駆動され、第１アイドラ３０５を介して指針３０６が係合した４番車３０７も駆動される。
また、粘性摩擦に基づく負荷トルクを有するオイルロータ３０８は第２アイドラ３０９を介して４番車３０７を制動するように機能する。
【０００７】
ここで、ひげぜんまい車３０４とひげぜんまいかな３０３は同軸上で相互に回転自在で取り付いており、第１アイドラ３０５と第２アイドラ３０９とも同軸上で相互に回転自在で取り付いている。従って、ロータかな３０１の駆動開始直後は、ひげぜんまいかな３０３にオイルロータ３０８からの制動力が作用する形になるため、ひげぜんまい車３０４よりも回転が遅くなり、この結果、指針３０６が回転しながら、ひげぜんまい車３０４とひげぜんまいかな３０３とを係合しているひげぜんまい３０２に回転エネルギが蓄積される。
【０００８】
ロータかな３０１の駆動停止直後は、ひげぜんまい車３０４の回転は停止するものの、ひげぜんまい３０２に蓄積された回転エネルギを放出するようにひげぜんまいかな３０３が回転するため、指針３０６が回転する。従って、ステップモータへ駆動信号を供給する時間よりも長く輪列の出力回転を維持できるため、秒針が連続的に動きながら消費電力を抑えることが可能な電子時計を実現可能となっている。
【０００９】
一方、電子時計の小型化を狙って、輪列を小面積化する取り組みも行われており、輪列の減速比を省スペースで達成可能な遊星歯車機構を組み込んだ提案もされている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
特許文献２に示した従来技術の概略を、図１４を用いて説明する。
図１４は、特許文献２に示した従来技術の代表図である。図１４で、モータ４０１は不動の地板４０２に取り付けられ、モータ４０１の回転軸であるモータ軸４０３の先端には遊星歯車機構で太陽歯車として機能するモータかな４０４が備わっている。
モータかな４０４は、遊星歯車４０５と遊星歯車４０６との双方の歯車へ噛み合っており、遊星歯車４０５及び遊星歯車４０６は、地板４０２に備わった内歯４０７に噛み合うとともに、４番歯車４０８とも噛み合っている。
【００１１】
４番歯車４０８の回転軸上には４番真４０９が備わり、４番真４０９とモータ軸４０３とは同一軸心上に位置付けされている。モータ軸４０３が回転すると、遊星歯車４０５と遊星歯車４０６とは、不動の地板４０２と噛み合っていることでモータかな４０４の周囲を公転するような動作をする。
さらに、遊星歯車４０５及び遊星歯車４０６の公転動作は、４番真４０９を中心軸として、遊星歯車４０５及び遊星歯車４０６と噛み合っている４番歯車４０８を回転させる。
【００１２】
同一の減速比を遊星歯車機構で実施する場合と、平歯車のみの組み合わせで実施する場合とで比較すると、遊星歯車機構で実施する場合の方が、最終出力歯車の径内面積で減速機構を成しえるために、輪列機構を小さくすることができる。このように遊星歯車機構を利用することで、電子時計の輪列機構を小さくすることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２５６３８２２号（第２頁−３頁、図１）
【特許文献２】実開昭５５−５３６６号（第１頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に示した従来技術は、以下に示す２つの問題点を含んでいる。
第１の問題点として機構部分の面積が広いという問題点と、第２の問題点として秒針の反転動作ができないという問題点とである。
【００１５】
先ず、第１の問題点について説明する。
一般に、指針式電子時計を腕時計として実用させる場合、機構厚みを多少厚くしても機構の平面的な面積を小さくすることが望まれる。特に、女性用の文字板が狭いタイプの腕時計では機構面積が広いことは致命的であり、実用化の大きな障害になる。腕時計では、文字板の上から眺める場合が主流で、本体横から眺める場合が殆ど稀であるから、輪列機構の厚みが厚いよりも輪列機構の面積が広くなるとデメリットは大きくなる。
【００１６】
通常のステップ運針の電子時計では、ロータかなへ入力された回転動力は、５番車と４番車という２段階減速輪列を介して、４番車へ直結している秒針へ伝播していく。特許文献１に示した従来技術の電子時計を、通常のステップ運針の電子時計と比較した場合、図１３に示したひげぜんまい車３０４及びひげぜんまいかな３０３の部分が、通常のステップ運針の４番車すなわち秒針の位置に該当することになる。従って、ひげぜんまい車３０４、ひげぜんまいかな３０３、オイルロータ３０８、第１アイドラ３０５、第２アイドラ３０９付近の部品面積分が、通常のステップ運針の機構に比べて広くなってしまう。
【００１７】
続いて、第２の問題点について説明する。
近年の電子時計は、ワールドタイム表示が可能な電波時計をはじめとして、秒針、分針、時針の動きの多様化が求められている。その中で、各針が反転可能である要求はかなり高いものとなっている。通常のステップ運針の腕時計では、駆動源であるステップモータを反転駆動させることにより、各種針を反転させることが可能である。但し、ステップモータを反転させるにあたり、かなり特殊な駆動制御が必要であり、安定して反転制御することは必ずしも容易な制御とは言えない。
【００１８】
その上、特許文献１に示した従来技術の電子時計にて、ロータかな３０１を反転させた場合には、ひげぜんまい３０２が延びる動きとなる。ひげぜんまい３０２はひげぜんまい車３０４により外径が拘束を受けるので、ロータかな３０１を過度に反転させると、ひげぜんまい３０２が延びきってひげぜんまい車３０４又はその周辺部品と摺擦しながら動作することとなり、ひげぜんまい３０２の破損を引き起こす。従って、特許文献１に示した従来技術の電子時計では、反転駆動しないことを前提とした用途に限定されてしまう。
【００１９】
特許文献２に示した従来技術は、輪列を小面積化できるものの、秒針を連続的に動くようにしようとすると、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【００２０】
特許文献２の電子時計では、図１４に示したように、モータ４０１が回転している間のみ４番真４０９が回転する構成となっており、通常のステップ運針の電子時計と動作上では何ら差があるものではない。もし、特許文献２に示した従来技術の構成による電子時計で、秒針の動きを連続的に見せようとすると、モータ４０１の駆動間隔を短くして所定時間内の制御回数を増やさなければならない。しかしながら、こうした駆動制御をすると消費電力が大きくなってしまい実用化が難しくなるという問題点が出てくる。
【００２１】
本発明は、これらの問題を解決することを目的としている。より具体的には、間欠的な駆動にて輪列機構出力を連続動作可能であり、回転方向の切り替えも容易に達成できる、小面積で低消費電力な輪列構成機構を提案することを目的としている。更には、この機構を電子時計へ代用することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記記載の問題を解決するために、本発明の遊星歯車機構は、下記記載の構成を採用する。
【００２３】
本発明の遊星歯車機構は、太陽歯車と、この太陽歯車に遊星歯車を咬み合わせて載置する遊星キャリアと、この遊星キャリアと噛み合う内歯車と、を有する遊星歯車機構であって、遊星キャリア又は内歯車の回転によるエネルギを蓄積する蓄勢手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような構成とすることにより、間欠的な少駆動回数にて輪列機構出力を連続動作させることが可能となる。また、この輪列機構を遊星歯車機構としたことで、遊星歯車機構の最大の利点である小面積化が踏襲される上に、遊星キャリア或いは内歯車のどちらから出力を取るかを選択するだけで、太陽歯車へ同一方向の回転を入力したまま、容易に回転方向の切り替えも可能となる。
【００２５】
蓄勢手段は、一端を固定部に接続し、遊星キャリア又は内歯車のどちらか一方に他端を接続し、遊星キャリア又は内歯車の回転により、延長又は圧縮することでエネルギを蓄積する弾性部材であっても良い。
【００２６】
このような構成とすることにより、太陽歯車からのエネルギ供給有無で、蓄勢手段へのエネルギを蓄積するか、或いは蓄勢手段からのエネルギを放出するか、の切り替えを容易に行うことが可能となる。従って、太陽歯車からの回転エネルギ供給が無い場合でも、遊星歯車機構内部より回転エネルギを供給できるようになるため、回転出力のためのエネルギを連続的に供給することが可能となる。
【００２７】
蓄勢手段が蓄積したエネルギを放出するとき、遊星キャリア又は内歯車の一方は反転し（エネルギを蓄積するときとは逆に回転し）、遊星キャリア又は内歯車の他方は、所定の方向の回転を継続する（エネルギを蓄積するときの方向の回転を継続する）ようにしても良い。
【００２８】
このような構成とすることにより、蓄勢手段でエネルギを放出する際に太陽歯車からの回転入力が無い状態であっても、遊星キャリア又は内歯車を別の回転駆動源として代行できるようになり、遊星キャリア又は内歯車の他方へ動力を伝達することができる。従って、間欠的な少駆動回数にて輪列機構出力を同一回転方向へ連続動作させることが可能となる。
【００２９】
回転方向規制機構を備え、太陽歯車は、回転方向規制機構により一方向に回転するよう規制され、蓄勢部材が蓄積したエネルギを放出するとき、太陽歯車は回転方向規制手段により回転停止するようにしても良い。
【００３０】
このような構成とすることにより、蓄勢手段でエネルギを放出する際に太陽歯車の回転を確実に阻止することができ、蓄勢手段で放出されるエネルギの全てを遊星キャリア又は内歯車の他方へ伝達することができる。従って、間欠的な回数入力にて、より確実に高効率で出力回転を連続的に機能させることが可能となる。
【００３１】
すでに説明した従来技術の問題を解決するために、本発明の遊星歯車機構を用いた時計は、下記記載の構成を採用する。
【００３２】
上記の遊星歯車機構を備え、太陽歯車に接続し、間欠的に回転又は移動する駆動手段と、蓄勢手段が接続されていない遊星キャリア又は内歯車に接続する輪列機構とを備え、この輪列機構により、指針を回転駆動することを特徴とする。
【００３３】
このような構成とすることにより、間欠的な少駆動回数にて指針の連続回転動作可能であり、回転方向の切り替えも容易な、小面積低消費電力なの時計を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の遊星歯車機構によれば、間欠的な少駆動回数にて輪列機構出力を連続動作させることが可能となる。さらに、回転方向規制部材を有しているため、回転方向の切り替えも容易である。
そして、輪列の占有面積が比較的小さく、秒針の動きが連続的に見えながらも消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態の要部を説明する図である。
【図２】第１の実施形態の動作の前半部分を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の動作の後半部分を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の要部を説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の要部を説明する図である。
【図６】第３の実施形態の回転方向規制手段を説明する図である。
【図７】第３の実施形態の回転方向規制手段を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の要部を説明する図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の要部を説明する上面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の要部を説明する上面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態の要部を説明する断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の変形例を説明する図である。
【図１３】特許文献１に記載の従来技術を説明する概略図である。
【図１４】特許文献２に記載の従来技術を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の遊星歯車機構は、駆動源に接続する太陽歯車に遊星歯車を噛み合わせて載置する遊星キャリアと、同じく、この遊星歯車と噛み合う内歯車と、を有する遊星歯車機構であり、遊星キャリア又は内歯車の回転によるエネルギを蓄積する蓄勢手段を備える。
そして、蓄積したエネルギを放出するときに、遊星キャリア又は内歯車を回転駆動させる。
【００３７】
詳しくは、太陽歯車に接続している駆動源を間欠駆動し、太陽歯車に駆動源から駆動力が印加されているときに蓄勢手段がエネルギを蓄積し、太陽歯車に駆動源から駆動力が印加されていないときに蓄勢手段はエネルギを放出する。
駆動源からの太陽歯車への駆動力のオン、オフのタイミングに合わせて、蓄勢手段からのエネルギの蓄積、放出を行うから、低消費電力で遊星キャリア又は内歯車を連続的に回転駆動させることができる。
遊星キャリア又は内歯車に輪列機構を接続していれば、つまり、間欠的な少駆動回数にて輪列機構出力を連続動作させることが可能となる。そして、回転方向を切り換えもできる。
【００３８】
実施形態については、遊星キャリアに蓄勢手段を接続した例を第１の実施形態とする。また、内歯車に蓄勢手段を接続した例を第２の実施形態とする。本発明の遊星歯車機構で太陽歯車へ回転方向規制部材を付加した例を第３の実施形態とする。更に、本発明の遊星歯車機構で出力回転方向を切り換え可能とした例を第４の実施形態とし、本発明の遊星歯車機構を電子時計へ応用した例を第５の実施形態とする。
【００３９】
なお、各実施形態は図を用いて説明するが、各図にあっては、同一の構成には同一の番号を付与するものとする。また、説明は参照する図面を示して行うが、他の図面も適宜参照されたい。
【実施例１】
【００４０】
以下、遊星歯車機構の第１の実施形態を詳述する。
図１は、第１の実施形態である遊星歯車機構の要部の構成図である。図２及び図３は、図１の遊星歯車機構の動作説明図である。図１２は、第１の実施形態の変形例の要部の構成図である。
【００４１】
［第１の実施形態の構成の説明：図１］
図１を用いて、本発明の遊星歯車機構の構成を説明する。
図１の実施形態の特徴は、遊星キャリアが往復運動することで内歯車が一定方向へ連続して回転できる点である。
【００４２】
図１において、１００は遊星歯車機構部、１０１は太陽歯車、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは遊星歯車、１０３は遊星キャリア、１０４は内歯車、１０５は蓄勢手段である。
１０５ａは蓄勢手段１０５の一方の端部、１０５ｂは他方の端部である。
なお、蓄勢手段１０５を除く遊星歯車機構部１００は、知られている遊星歯車機構と同じである。
【００４３】
太陽歯車１０１は、図示しない駆動源（例えば、知られているステップモータ）と接続していて、この駆動源は間欠的に回転力を供給できるようになっている。遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、太陽歯車１０１と同心となる遊星キャリア１０３に回転自在な形で載置され、それぞれが太陽歯車１０１と図示しない歯で噛み合うような配置となっている。また、太陽歯車１０１と同心で回転力出力部として機能する内歯車１０４は、内側に図示しない歯が設けてあり、この歯が、遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの全ての遊星歯車と噛み合う構成となっている。さらに、遊星キャリア１０３には蓄勢手段１０５が接続されている。
【００４４】
図１に示す例では、内歯車１０４が回転力出力部となっている。すなわち、この内歯車１０４に図示しない輪列機構が噛み合っている。
【００４５】
蓄勢手段１０５は、コイル状の線バネで構成する例を示している。図１に示す例では、蓄勢手段１０５の一方の端部１０５ａが遊星キャリア１０３に接続しており、他方の端部１０５ｂは図示しない他の部材（例えば、固定されたシャーシやフレーム、筐体など）に接続している。従って、蓄勢手段１０５は、遊星キャリア１０３が所定の方向へ回転している場合に、その回転を打ち消す方向の反発力を蓄えることが可能となっている。図１に示す例では、図面に向かって左の方向に遊星キャリア１０３が回転すると、蓄勢手段１０５はその回転を打ち消す方向の反発力（エネルギ）を蓄積する。
【００４６】
蓄勢手段１０５は、一例としてコイル状の線バネを遊星キャリア１０３に接続する場合を図示したが、遊星キャリア１０３が所定の方向へ回転をした場合に、その回転を打ち消す方向の反発力を蓄えることのできる手段であれば他の部材で代用しても構わない。例えば、弾性樹脂材料や磁気継手を用いることができる。
【００４７】
［遊星歯車機構部の回転形態の説明］
すでに説明した通り、蓄勢手段１０５を除く遊星歯車機構部１００は、知られている遊星歯車機構と同じである。遊星歯車機構は、太陽歯車、遊星キャリア、内歯車のいずれか１つが回転制約を受ける場合、太陽歯車の歯数、内歯車の歯数によって伝達比が確定し、各要素の回転の向きが機械的に決まるような構成を有している。
【００４８】
次に、遊星歯車機構部１００の回転形態を説明する。回転形態は次の６つの形態がある。なお、太陽歯車の歯数をＺａとし、内歯車の歯数をＺｃとすると、Ｚｃ＞Ｚａの関係を有している。
【００４９】
［第１回転形態］
太陽歯車１０１を反時計方向（左回り）に駆動し、遊星キャリア１０３を回転規制した場合。
内歯車１０４は、Ｚａ／Ｚｃの回転数比で時計方向（右回り）に回転する。
［第２回転形態］
太陽歯車１０１を反時計方向に駆動し、内歯車１０４を回転規制した場合。
遊星キャリア１０３は、Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｃ）の回転数比で反時計方向に回転する。
［第３回転形態］
内歯車１０４を反時計方向に駆動し、遊星キャリア１０３を回転規制した場合。
太陽歯車１０１は、Ｚｃ／Ｚａの回転数比で時計方向に回転する。
［第４回転形態］
内歯車１０４を反時計方向に駆動し、太陽歯車１０１を回転規制した場合。
遊星キャリア１０３は、Ｚｃ／（Ｚａ＋Ｚｃ）の回転数比で反時計方向に回転する。
［第５回転形態］
遊星キャリア１０３を反時計方向に駆動し、内歯車１０４を回転規制した場合。
太陽歯車１０１は、（Ｚａ＋Ｚｃ）／Ｚａの回転数比で反時計方向に回転する。
［第６回転形態］
遊星キャリア１０３を反時計方向に駆動し、太陽歯車１０１を回転規制した場合。
内歯車１０４は、（Ｚａ＋Ｚｃ）／Ｚｃの回転数比で反時計方向に回転する。
【００５０】
上記の例ではなく、太陽歯車、遊星キャリア、内歯車のいずれも回転制約を受けていない場合は、各要素の摩擦負荷や入力するトルクのバランスにより、各要素の回転数は変化してしまうが、回転の向きそのものが変わることはない。
【００５１】
［第１の実施形態の動作の説明：図２、図３］
続いて、図２、図３を用いて、図１の遊星歯車機構の動作の様子を説明する。
図２は、太陽歯車１０１に図示しない駆動源から回転力が供給された場合に相当する、制御動作の前半部分における、各構成要素の回転の様子を示した図である。同様に、図３は、太陽歯車１０１に図示しない駆動源から回転力が供給されていない場合に相当する、制御動作の後半部分における、各構成要素の回転の様子を示した図である。両図共に、各構成が回転する方向を矢印で示している。
【００５２】
図２において、太陽歯車１０１へ図示しない駆動源から回転力が供給され、ＲＴＡ方向へ回転したものとする。
このとき、遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃはＲＹＢ方向へ回転する。遊星キャリア１０３及び内歯車１０４は回転可能となっているので、遊星キャリア１０３はＲＣＡ方向へ、内歯車１０４はそのＲＣＡ方向とは逆のＲＵＢ方向へ、同時に回転する振る舞いをする。
【００５３】
ところで、遊星キャリア１０３には蓄勢手段１０５が接続しているので、ＲＣＡ方向へ回転しようとすると負荷が存在するので、太陽歯車１０１の回転力は、負荷の少ない内歯車１０４へ優勢気味で伝播していく。遊星キャリア１０３がＲＣＡ方向へ回転することで、蓄勢手段１０５にはＴＣ方向への引張り力働き、ＴＣ方向への伸びを抗うようなエネルギを蓄積する。
【００５４】
図３において、太陽歯車１０１へは、図示しない駆動源からの回転力供給が停止している。
この際、図２を用いて説明したように蓄勢手段１０５が蓄積したエネルギを放出するような振る舞いになる。即ち、蓄勢手段１０５には、ＴＣ方向とは反対のＴＥ方向へ圧縮力が働き、蓄勢手段１０５が接続している遊星キャリア１０３はＲＣＢ方向へ回転する。
太陽歯車１０１及び内歯車１０４は回転可能となっているので、遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは変わらずＲＹＢ方向へ、太陽歯車１０１はＲＴＢ方向へ、内歯車１０４は変わらずＲＵＢ方向へ、同時に回転する振る舞いをする。
【００５５】
ところで、図１における遊星歯車機構では、遊星キャリア１０３を基準にした場合、太陽歯車１０１へ伝達していく減速比が内歯車１０４へ伝達していく減速比よりも小さいために、回転軸摩擦に対する回転トルクの大きさは、内歯車１０４へ伝達していく場合の方が優勢となる。従って、遊星キャリア１０３で供給された回転力は内歯車１０４へ優勢気味で伝播していく。
【００５６】
制御動作の前半部分を示した図２と制御動作の後半部分を示した図３にて、出力歯車と
して機能する内歯車１０４の回転方向に着目する。
図２に示す、太陽歯車１０１に図示しない駆動源から回転力が供給されている場合は、内歯車１０４はＲＵＢ方向へ回転し、図３に示すように、太陽歯車１０１への回転力供給が停止すると、蓄製手段１０５が蓄積したエネルギを放出するような振る舞いになるから遊星キャリア１０３はＲＣＢ方向に回転し、内歯車１０４は、遊星キャリア１０３の回転方向であるＲＣＢ方向と同方向のＲＵＢ方向に回転する。図２の場合と図３の場合とで、ＲＵＢ方向は同じ回転方向なので、駆動源からの回転力供給がある場合でもない場合でも、同じ方向へ回転させることが可能になる。
【００５７】
図３において、蓄勢手段１０５で蓄積されているエネルギをほぼ放出した時点で、図２に示すような制御動作の前半部分へ切り換えると、回転力出力部である内歯車１０４を常に一定の方向で連続的に回転させることが可能となる。
【００５８】
［第１の実施形態の変形例構成の説明１：図１２（ａ）］
ここで図１２を用いて、第１の実施形態の遊星歯車機構部の変形例を説明する。
まず、図１２（ａ）を用いて、遊星歯車が複数枚存在するのではなく、遊星歯車が１つで構成される例を説明する。図１２（ａ）において、１０２は遊星歯車である。
【００５９】
すでに説明した図１の構成では、遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの３枚が太陽歯車１０１と内歯車１０４とに同時に噛み合う構成となっていたが、図１２（ａ）に示す構成では、遊星歯車１０２の１枚のみが太陽歯車１０１と内歯車１０４とに同時に噛み合う構成となっている。その他の部分は、図１と図１２（ａ）との構成は同一である。
【００６０】
図１２（ａ）に示す構成は、遊星歯車が複数枚存在する場合に比べて、内歯車１０４に刻む歯の枚数設定の制約が少なくなるので、輪列機構の設計自由度が広がるというメリットがある。
しかしながら、太陽歯車１０１から内歯車１０４へ回転トルクを伝播させる遊星歯車が１枚しか存在しないため、遊星歯車回転軸の偏芯が起きやすい、歯面の磨耗が早いという傾向もある。
【００６１】
一般的な遊星歯車機構では、遊星歯車を複数枚で選択することが多いが、設計自由度を広げたい場合に、遊星歯車に利用する部材を最適に選択する、遊星歯車回転軸の偏芯対策を適切に盛り込む等の工夫により、図１２（ａ）に示すような、遊星歯車を１枚だけ使用にして遊星歯車機構を構成することができる。
【００６２】
以上の説明のように、図１に示す例では遊星歯車を３つ使用する場合を例示し、図１２（ａ）に示す例では遊星歯車を１つ使用する場合を例示した。
このような遊星歯車の使用数は、例えば、遊星キャリア、太陽歯車などのサイズによっても変化する。もちろん、遊星歯車機構部１００を用いる時計などの形状やサイズなどの制限によっても変化するから、遊星歯車は、図示しない個数（例えば、４つ）であっても構わない。
【００６３】
［第１の実施形態の変形例構成の説明２：図１２（ｂ）］
次に、図１２（ｂ）を用いて、蓄勢手段１０５を遊星キャリア１０３に直接接続しない例を説明する。図１２（ｂ）において、１３０は中間歯車である。
【００６４】
図１に示す例では、蓄勢手段１０５は、一例としてコイル状の線バネを遊星キャリア１０３に接続する場合を図示した。そして、遊星キャリア１０３が所定の方向へ回転をした場合に、その回転を打ち消す方向の反発力を蓄えることのできる手段であれば他の部材で代用できることも説明した。図１２（ｂ）に示す例は、蓄勢手段１０５と遊星キャリア１
０３との間に中間媒体として中間歯車１３０を介する機構である。その他の部分は、図１と図１２（ｂ）との構成は同一である。
【００６５】
遊星キャリア１０３に噛み合うように中間歯車１３０を別途設けている。中間歯車１３０の中心軸は省略しているが、遊星キャリア１０３が図中左方向に回転すると中間歯車１３０は反対の右方向に回転するように噛み合っている。そして、その中間歯車１３０へ蓄勢手段１０５を接続している。
【００６６】
図１２（ｂ）に示す構成は、蓄勢手段１０５が遊星キャリア１０３と直接接続する場合に比べて、遊星歯車機構部１００に蓄勢手段１０５を作用させる場合と作用させない場合の切り替えが、中間歯車１３０と遊星キャリア１０３との噛み合い状態を変えるだけで済み、回転力出力形態を間欠的あるいは連続的にするかの選択が容易になるというメリットがある。
【００６７】
なお、中間歯車１３０を設けることにより、図１の例と図１２（ｂ）の例とでは、遊星キャリア１０３が所定の方向へ回転をした場合に、蓄勢手段１０５が、その回転を打ち消す方向の反発力を蓄える方向が逆となるが、蓄積したエネルギを放出し遊星キャリア１０３を駆動することはなんら変わらない。
【００６８】
また、蓄勢手段１０５を２つの部材で構成してもよい。例えば、２つの線バネを直列に接続して構成してもよく、更に２つの線バネの接続中点に板バネなどを介するようにしても構わない。
【００６９】
さらにまた、すでに説明した例では、蓄勢手段を１つ設ける例を示したが、もちろん２つ設けてもよい。例えば、遊星キャリア１０３に図１又は図１２（ｂ）に示す蓄勢手段１０５を２つ設けてもかまわない。
【００７０】
以上の説明のような蓄勢手段１０５の構成は、例えば、遊星キャリア、太陽歯車などのサイズ、そして、遊星歯車機構部１００を用いる時計などの形状やサイズなどの制限によっても変化するから、遊星歯車機構は、それらを鑑みて適宜、適する構成を選択することができる。
【００７１】
［第１の実施形態の効果の説明］
以上のように、遊星歯車機構の遊星キャリア１０３部分へ回転エネルギを蓄積する蓄勢手段１０５を備えることで、遊星キャリア１０３の回転によりエネルギを蓄積し、その蓄積したエネルギを回転力として放出したりすることができる。ステップモータなどを用いて太陽歯車１０１へ間欠的な回転入力を行うと、太陽歯車１０１の回転が停止しているタイミングで蓄勢手段１０５がエネルギを放出すると、遊星キャリア１０３を直接回転でき、内歯車１０４にて連続的な回転出力を取得することが可能となる。
【実施例２】
【００７２】
以下、遊星歯車機構の第２の実施形態を詳述する。図４は、第２の実施形態である遊星歯車機構の要部の構成図である。
【００７３】
［第２の実施形態の構成及び動作の説明：図４］
図４を用いて、遊星歯車機構の第２の実施形態の構成を説明する。図４の実施形態の特徴は、内歯車が往復運動することで遊星キャリアが一定方向へ連続して回転でき、その回転方向が第１の実施形態と反転している点である。
【００７４】
図４に示すように、第２の実施形態の遊星歯車機構部１００は、第１の実施形態とは異
なり、蓄勢手段１０５が遊星キャリア１０３ではなく、内歯車１０４に接続している。この実施形態では、太陽歯車１０１へ図示しない駆動源と接続し、遊星キャリア１０３を回転出力部として機能させる。つまり、遊星キャリア１０３に図示しない輪列機構が噛み合っている。
【００７５】
図４における太陽歯車１０１へ、図２を用いて説明した場合と同様に、図示しないステップモータなどによりＲＴＡ方向の回転が供給されると、遊星キャリア１０３は、ＲＣＡ方向へ回転するようになる。このとき、内歯車１０４は、ＲＵＢ方向へ回転するから、蓄勢手段１０５は内歯車１０４の回転を抗うようにエネルギを蓄積していく。
【００７６】
太陽歯車１０１への回転供給が停止すると、蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギが放出される。この時点で、内歯車１０４から回転力を供給されるように切り換わるが、遊星キャリア１０３は、太陽歯車１０１へ図示しない駆動源より回転が供給されていた際と同じように、ＲＣＡ方向へ回転を続ける。なお、遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、内歯車１０４、蓄勢手段１０５の詳しい動作については、図２又は図３を参照すれば容易に理解可能な部分なので詳述を省略する。
【００７７】
図４のように蓄勢手段１０５を内歯車１０４へ接続することで、回転出力部として機能する遊星キャリア１０３を連続的に回転させることが可能となる。なお、図４における遊星キャリア１０３の回転方向ＲＣＡは、内歯車１０４の回転方向ＲＵＢと逆向きなので、蓄勢手段１０５の接続先又は回転出力部を、遊星キャリア１０３と内歯車１０４とのどちらと接続するか選択可能にしておけば、太陽歯車１０１の入力回転方向を固定方向にしておいたまま、連続状態回転出力の方向を容易に切り換えることが可能となる。
【００７８】
そのような選択機構については、特に限定するものではないが、例えば、図１２（ｂ）に記載のように、中間歯車１３０と蓄勢手段１５０とを接続しておき、そして、その中間歯車１３０の噛み合わせ先を、遊星キャリア１０３と内歯車１０４との間で切り換えるようにしてもよいのである。
いずれにしても、このように歯車やカムなどの部材を他の歯車などに噛み合わせるように切り換える機構そのものは周知のものであるから、それを使うことができる。
【００７９】
［第２の実施形態の効果の説明］
以上のように、遊星歯車機構の内歯車へ回転エネルギを蓄積する蓄勢手段を備えることで、太陽歯車へ間欠的な回転入力を行った際に、遊星キャリアにて連続的な回転出力を取得することが可能となり、しかも、太陽歯車の回転方向を切り換えることなく、遊星歯車機構の遊星キャリアへ回転エネルギを蓄積する蓄勢手段を備えた場合を逆向きの回転出力を容易に取得することが可能となる。
【実施例３】
【００８０】
次に、遊星歯車機構の第３の実施形態を詳述する。図５は、第３の実施形態である遊星歯車機構の要部の構成図である。図６は、回転方向規制手段の一例を示す断面図であり、図７は、別の回転方向規制手段の一例を示す斜視図である。
【００８１】
［第３の実施形態の構成及び動作の説明：図５、図６、図７］
図５、図６、図７を用いて、遊星歯車機構の第３の実施形態の構成を説明する。図５、図６に示す構成の特徴は、太陽歯車に回転方向規制手段が接続していて、蓄勢手段で蓄積したエネルギを放出する際に太陽歯車の回転を抑えて、蓄勢手段から回転出力部への動力伝達効率を向上させた点である。図７に示す構成の特徴は、ラチェット機構により回転方向規制手段を構成した点である。
【００８２】
まず、図５、図６を用いて太陽歯車に回転方向規制手段が接続している構成を説明する。図５において１０６は回転方向規制手段、１０７は回転入力軸である。
【００８３】
図５に示すように、遊星歯車機構部１００の構成は、すでに説明した第１の実施形態と同様である。相違点は、太陽歯車１０１は回転方向規制手段１０６と接続していて、回転方向規制手段１０６は図示しない駆動源から回転力を供給される回転入力軸１０７と接続している点である。
なお、回転方向規制手段１０６は、太陽歯車１０１のＲＴＢ方向の回転を阻止する役割をするものとする。
【００８４】
遊星キャリア１０３に接続している蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギを解放する際、蓄勢手段１０５には圧縮力がＴＥ方向へ作用し、遊星キャリア１０３をＲＣＢ方向へ回転させる。このとき、内歯車１０４をＲＵＢ方向へ、太陽歯車をＲＴＢ方向へ回転させるような挙動を示す。
【００８５】
図５に示す遊星歯車機構部１００の場合、前述の第１の実施形態で説明した例と同じように減速比の差から内歯車１０４の方へ回転が伝播しやすくなる。しかし、太陽歯車１０１の回転が可能である限り、太陽歯車１０１にも程度の差こそあれＲＴＢ方向の回転は現れるので（この状況は、太陽歯車１０１の回転方向ＲＴＢを点線で表現した）、遊星キャリア１０３から内歯車１０４へ伝播する回転力には必ず損失が伴う。
【００８６】
そこで、太陽歯車１０１のＲＴＢ方向のみの回転を抑制すると、蓄勢手段１０５からエネルギを解放する際に遊星キャリア１０３から内歯車１０４へ伝播する回転力に損失が無くなり、蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギを効率良く利用できるようになる。
一方、蓄勢手段１０５でエネルギを蓄積する際には太陽歯車１０１にはＲＴＢ方向と逆向き（ＲＴＡ方向）の回転力が供給されるべき状態なので支障はきたさない。
【００８７】
このような太陽歯車１０１の回転を規制する機構の詳細は、図６を参照する。図６には回転方向規制手段の一例を断面図で示す。
図６に示す例では、回転入力軸１０７は回転方向規制手段１０６の内部を貫通し、太陽歯車１０１が圧入された構成となっている。２０１は回転入力軸１０７の軸摩擦付与部材であり、２０２は回転方向規制手段１０６の外装ケースである。
【００８８】
回転入力軸１０７は軸摩擦付与部材２０１から回転時の摩擦を付与される。外装ケース２０２は図示しない遊星歯車機構部１００以外の非回転部材（例えば、シャーシやフレームなど）に固定される。
【００８９】
回転入力軸１０７へ供給される軸トルクが軸摩擦付与部材２０１から付与される摩擦トルクよりも小さい場合には、回転入力軸１０７は回転不可能である。また、回転入力軸１０７へ供給される軸トルクが軸摩擦付与部材２０１から付与される摩擦トルクよりも大きい場合には、回転入力軸１０７は可能である。
【００９０】
軸摩擦付与部材２０１は、回転入力軸１０７へ付与される摩擦トルクが、図５の蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギを解放する際に回転入力軸１０７（太陽歯車１０１）のＲＴＢ方向へ作用する軸トルクより大きくなるように、材料及び回転入力軸１０７とのはめ合いを選定すれば良く、特定の材料でなければいけない制約はない。
【００９１】
また、軸摩擦付与部材２０１として円筒形磁石を、回転入力軸１０７に磁性材料を選択し、軸摩擦付与部材２０１と回転入力軸１０７との間を適度なクリアランスで保持し、摩擦トルクが蓄勢手段１０５でエネルギを解放する際の軸トルクを上回るように選定しても
良い。
【００９２】
いずれの場合にも、蓄勢手段１０５へエネルギを蓄積する際には、図示しない駆動源から回転入力軸１０７へ、軸摩擦付与部材２０１で付与される摩擦トルク以上の軸トルクを供給すれば良い。
【００９３】
このようにすることで、蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギが解放される場合は、回転入力軸１０７が軸摩擦付与部材２０１から摩擦拘束を受け太陽歯車１０１の回転を抑えることができ、蓄勢手段１０５でエネルギを蓄積する場合は、回転入力軸１０７へ軸摩擦付与部材２０１が及ぼす摩擦トルクより大きな軸トルクを与えることで太陽歯車１０１の回転を供給することができ、結果的に、回転入力軸１０７へ一方向のみの回転自由度があるように回転規制をかけることが可能となる。
【００９４】
次に、図７を用いて、ラチェット機構により太陽歯車に回転方向規制を施す構成を説明する。図７において、２０３は鋸歯車、２０４は逆転止め爪である。
【００９５】
図７に示す回転入力軸１０７には、その先端に太陽歯車１０１が圧入され、太陽歯車１０１のやや手前に鋸歯車２０３も圧入されている。鋸歯車２０３には逆転止め爪２０４が噛み合わさり、ラチェット機構により回転方向規制手段１０６を構成する。
【００９６】
回転入力軸１０７へＲＴＡ方向の回転が供給される場合は、鋸歯車２０３は逆転止め爪２０４を押し上げながら回転することができ、太陽歯車１０１もＲＴＡ方向へ回転することができる。
【００９７】
回転入力軸１０７へＲＴＡ方向とは反対方向の回転（ＲＴＢ方向）が供給される場合は、鋸歯車２０３は逆転止め爪２０４に引っ掛かってしまい、太陽歯車１０１は停止状態となる。
このように、図７に示すラチェット機構では、回転入力軸１０７へ供給される軸トルクの大きさには無関係で回転可能な方向が規制される。
【００９８】
図７に示す回転方向規制手段１０６を利用した際、蓄勢手段１０５で蓄積されたエネルギが解放される場合は、太陽歯車１０１及び回転入力軸１０７には図７のＲＴＡ方向とは反対向きの軸トルクが作用するが、ラチェット機構により太陽歯車１０１及び回転入力軸１０７の動きが抑えられてしまうので、太陽歯車１０１は停止した状態となる。一方、蓄勢手段１０５でエネルギを蓄積する場合は、太陽歯車１０１及び回転入力軸１０７へＲＴＡ方向の回転を供給することになるので、供給された軸トルクに応じて太陽歯車１０１は回転することが可能となる。
【００９９】
［第３の実施形態の効果の説明］
以上のように、遊星歯車機構の太陽歯車へ、特定の方向だけに回転させることが可能となる回転方向規制手段を備えることで、蓄勢手段が蓄積したエネルギを放出する際に太陽歯車の回転を抑えることができ、蓄勢手段が放出するエネルギを効率よく回転出力へ伝播させることが可能となる。従って、蓄勢手段がエネルギを蓄積する状態でも蓄積手段がエネルギを放出する状態でも、効率よく回転出力が得られることになり、これら状態の組合せによって回転変動の比較的少ない連続的な回転出力を得ることができるようになる。
【実施例４】
【０１００】
次に、遊星歯車機構の第４の実施形態を詳述する。図８は、第４の実施形態である遊星歯車機構の要部の構成図である。
【０１０１】
［第４の実施形態の構成及び動作の説明：図８］
図８に示す第４の実施形態の特徴は、太陽歯車を間欠的に一定方向へ回転制御した状態で、輪列機構の一部噛み合わせを切り換えることで、回転方向の異なる連続回転出力を取得できる点である。
【０１０２】
図８において、１０８ａ、１０８ｂは振り子車、１０９ａ、１０９ｂは蓄勢手段、１１０ａ、１１０ｂは選択車、１１１は出力車、１１２は回転出力軸である。
【０１０３】
回転方向規制手段１０６は、太陽歯車１０１が図８に示すＲＴＡ方向のみ回転可能なように構成されている。即ち、蓄勢手段１０９ａ又は１０９ｂでエネルギを蓄積する場合のみ回転入力軸１０７がＲＴＡ方向へ回転可能になっており、蓄勢手段１０９ａ又は１０９ｂでエネルギを放出する場合は回転入力軸１０７が静止するようになっている。
【０１０４】
遊星キャリア１０３には、振り子車１０８ｂ又は選択車１１０ａのどちらか一方が選択的に噛み合えるようになっている。また、内歯車１０４にも、振り子車１０８ａ又は選択車１１０ｂのどちらか一方が選択的に噛み合えるようになっている。
【０１０５】
さらに、内歯車１０４に振り子車１０８ａが噛み合っている場合には、遊星キャリア１０３に選択車１１０ａが噛み合い、遊星キャリア１０３に振り子車１０８ｂが噛み合っている場合には内歯車１０４に選択車１１０ｂが噛み合うよう、図示しない機構により噛み合いを選択できるようになっている。
【０１０６】
振り子車１０８ａには蓄勢手段１０９ａが接続し、振り子車１０８ａが内歯車１０４と噛み合っている場合に、内歯車１０４の回転に応じてエネルギを蓄積又は放出可能になっている。また、振り子車１０８ｂには蓄勢手段１０９ｂが接続し、振り子車１０８ｂが遊星キャリア１０３と噛み合っている場合に、遊星キャリア１０３の回転に応じてエネルギを蓄積又は放出可能になっている。
【０１０７】
なお、振り子車１０８ａ、１０８ｂにそれぞれ接続する蓄勢手段１０９ａ、１０９ｂは、すでに説明している蓄勢手段１０５と同様に、その一方の端部が接続されているものとし、他方の端部は、図示しない筐体やフレームなどに固定されている。
【０１０８】
さらに、選択車１１０ａ又は１１０ｂの少なくともどちらか一方は出力車１１１と噛み合い可能になっており、選択車１１０ａが遊星キャリア１０３に噛み合う場合は、選択車１１０ａは出力車１１１とも噛み合って、遊星キャリア１０３の回転が回転出力軸１１２へ伝播可能となる。選択車１１０ｂが内歯車１０４に噛み合う場合は、選択車１１０ｂは選択車１１１とも噛み合って、内歯車１０４の回転が回転出力軸１１２へ伝播可能となる。
【０１０９】
図８に示す例では、遊星キャリア１０３に選択車１１０ａが噛み合い、内歯車１０４に振り子車１０８ａが噛み合った状態が選択されて示されている。
回転入力軸１０７へＲＴＡ方向の回転が供給されると、遊星キャリア１０３はＲＣＡ方向へ、内歯車１０４はＲＵＢ方向へ同時に回転する。このとき、選択車１１０ａはＲＳＢ方向へ、回転出力軸１１２はＲＯＡ方向へ回転する。
【０１１０】
また、振り子車１０８ａは、ＲＦＡ方向に回転し蓄勢手段１０９ａにはＴＩ方向の引張力が作用してエネルギを蓄積していく。その後、回転入力軸１０７への回転供給が停止すると、蓄勢手段１０９ａはエネルギの解放を始める。蓄勢手段１０９ａがエネルギの解放をしている間、蓄勢手段１０９ａにはＴＩ方向と反対の圧縮力が作用し、振り子車１０８ａはＲＦＡ方向と反対方向へ、内歯車１０４はＲＵＢ方向と反対方向（図示はしないが、
ＲＵＡ方向とする）へ回転する。
【０１１１】
太陽歯車１０１が回転方向規制手段１０６と接続して、太陽歯車の回転規制が作用するために太陽歯車１０１は停止し、内歯車１０４の回転は遊星キャリア１０３がＲＣＡ方向へ回転するように伝播し、選択車１１０ａはＲＳＢ方向へ、回転出力軸１１２はＲＯＡ方向へ回転する。従って、回転入力軸１０７へ間欠的にＲＴＡ方向の回転が供給された場合に、回転出力軸１１２で連続的なＲＯＡ方向の回転出力を得ることができる。
【０１１２】
図８に示す例で、内歯車１０４に選択車１１０ｂが噛み合い、遊星キャリア１０３に振り子車１０８ｂが噛み合うように、噛み合いが切り替わった場合は、前述の第１の実施形態に近くなる。このときの、遊星キャリア１０３及び内歯車１０４の動作の様子は第１の実施形態の説明で明らかなので、ここでの説明は省略する。選択車１１０ｂを介して回転出力軸１１２で現れる結果としては、回転入力軸１０７へ間欠的にＲＴＡ方向の回転が供給された場合に、回転出力軸１１２で連続的なＲＯＡ方向と反対方向（図示はしないが、ＲＯＢ方向とする）の回転出力を得ることになる。
【０１１３】
［第４の実施形態の効果の説明］
以上のように、遊星歯車機構の遊星キャリア及び内歯車へ、それぞれに対して選択的に機能可能な蓄勢手段や回転出力伝播機構を設けることで、太陽歯車には同一の間欠的な回転入力を供給したまま、回転方向の出力を容易に切り換えることができる。特に、電子時計において反時計回りの回転をさせようとした場合に、反転時特有の複雑な駆動制御をしなければいけなかったが、第４の実施形態のようにすることで、反転動作を機構の切り替えのみで対応でき複雑な駆動制御が不要になる。
【実施例５】
【０１１４】
次に、遊星歯車機構の第５の実施形態を詳述する。図９、図１０は、第５の実施形態である遊星歯車機構を備えた時計の要部上面図である。図１１は、第５の実施形態である遊星歯車機構を備えた時計の要部断面図である。
【０１１５】
［第５の実施形態の構成及び動作の説明：図９、図１０、図１１］
図９、図１０、図１１を用いて、第５の実施形態である遊星歯車機構を備えた時計の構成を説明する。
図９を用いて説明する状態は、時計用ステップモータを間欠的に駆動制御した状態であり、その特徴は、秒針を正転方向へ連続的に回転させることができる点である。一方、図１０を用いて説明する状態は、時計用ステップモータを間欠的に駆動制御した状態であり、その特徴は、秒針を反転方向へ連続的に回転させることができる点である。
【０１１６】
図９、図１０ともに、時計の輪列部分を上面から見た構成図である。図１１は、図９のＡ−Ａ´部にて切断した際の断面図である。これらの図は、時計の構成を理解しやすくするために、実施形態の説明には関係しない構成（例えば、本来あるべき輪列受など）は省略している。
【０１１７】
図９、図１０の上面図において、１１３ａ及び１１３ｂは選択カナ、１１４は選択中受、１１５は４番車、１１６は入力車、１１７はロータかな、１１８は時計用ステッピングモータのステータである。続いて、図１１の断面図において、１１９はロータ磁石、１２０は４番かな、１２１は秒針、１２２は地板である。
【０１１８】
まず、図９〜図１１を参照して構成を説明する。
時計用ステッピングモータは、地板１２２に固定されたステータ１１８内で回転自在となっているロータ磁石１１９が回転制御されることにより機能するようになっている。ロ
ータ磁石１１９はロータかな１１７へ圧入されており、ロータ磁石１１９が回転するとロータかな１１７は一体となって回転する。ロータかな１１７は、ロータ磁石１１９がステータ１１８に設けられたノッチにより静的安定位置に落ち着く挙動をするようになっており、時計用ステッピングモータへ駆動信号が供給されていない場合には、保持摩擦トルクが常に作用する。
【０１１９】
ロータかな１１７は、入力車１１６と互いに噛み合っており、入力車１１６は、太陽歯車１０１の回転軸に圧入され、入力車１１６と太陽歯車１０１とは一体となって回転するようになっている。太陽歯車１０１の回転軸には、遊星キャリア１０３と内歯車１０４とが相対的に回転可能な状態で挿入されている。
【０１２０】
遊星キャリア１０３には遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが回転可能な状態で載置されていて、全ての遊星歯車１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは太陽歯車１０１及び内歯車１０４の双方と同時に噛み合う状態となっている。遊星キャリア１０３及び内歯車１０４の外周には歯が切られており、第１から第４の実施形態で説明した例と同様に、遊星歯車機構部１００の回転出力を制御したり、回転出力を取得したりできるようになっている。
【０１２１】
遊星歯車機構部１００のすぐ脇には、振り子車１０８ａ及び１０８ｂ、蓄勢手段１０９ａ及び１０９ｃ、選択車１１０ａ及び１１０ｂ、選択かな１１３ａ及び１１３ｂを備えた選択中受１１４が存在している。
選択中受１１４は、４番かな１２０を中心にして回転可能であり、図９に示す状態又は図１０に示す状態に、輪列の噛み合わせを選択できるようになっている。
【０１２２】
また、選択中受１１４は、図１１の断面図に示すように、振り子車１０８ａ及び１０８ｂ、蓄勢手段１０９ａ及び１０９ｃ、選択車１１０ａ及び１１０ｂ、選択かな１１３ａ及び１１３ｂを厚み方向に対して上下の選択中受１１４ａ及び１１４ｂで挟み込む構造となっており、振り子車１０８ａ及び１０８ｂ、蓄勢手段１０９ａ及び１０９ｃ、選択車１１０ａ及び１１０ｂ、選択かな１１３ａ及び１１３ｂを一体で位置決めできるようになっている。
【０１２３】
なお、太陽歯車１０１の回転軸及び４番かな１２０は、地板１２２の所定の位置で回転するように位置決めされており、選択中受１１４で回転を拘束されている部品のみ機能できる位置が可変となっている。
【０１２４】
４番かな１２０には４番車１１５が圧入されており、さらに４番かな１２０の先端には秒針１２１も軽圧入されている。即ち、秒針１２１の動作は４番車１１５へ伝播してくる回転の状態で決まる。４番車１１５は、選択中受１１４で支えられている選択かな１１３ａ及び１１３ｂの両方と同時に噛み合っている。
【０１２５】
選択かな１１３ａには選択車１１０ａが、選択かな１１３ｂには選択車１１０ｂが圧入されている。選択車１１０ａは、遊星キャリア１０３の外周に設けられた歯と噛み合うことが可能な高さで配置されており、選択車１１０ｂは、内歯車１０４の外周に設けられた歯と噛み合うことが可能な高さで配置されている。即ち、選択車１１０ａと選択車１１０ｂとは厚さ方向の異なる位置で機能するようになっており、お互いに干渉しないような位置関係になっている。
【０１２６】
次に、図９に示す状態の動作について説明する。
図９は、秒針１２１を正転方向へ連続回転させる選択をした場合に該当する。ロータかな１１７はＲＫＢ方向に回転すると、遊星キャリア１０３はＲＣＡ方向へ、内歯車１０４
はＲＵＢ方向へ回転するように動作する。
図９に示す例では、選択車１１０ｂが内歯車１０４と、振り子車１０８ｂが遊星キャリア１０３と、それぞれ噛み合うように、選択中受１１４の配置が選択されている。従って、選択かな１１３ｂはＲＮＡ方向へ、４番かな１２０はＲＦＢ方向へ回転するように、転力は伝播していく。
【０１２７】
一方、遊星キャリア１０３がＲＣＡ方向へ回転することに伴い、振り子車１０８ｂにはＲＲＢ方向への回転が発生し、振り子車１０８ｂと選択中受１１４とで両端を保持されている蓄勢手段１０９ｂには引張力が作用し、蓄勢手段１０９ｂは回転エネルギを弾性エネルギに置換して蓄積していく。
【０１２８】
ロータかな１１７の回転が停止すると、蓄勢手段１０９ｂは蓄積されたエネルギを放出するようになる。このとき、蓄勢手段１０９ｂは圧縮することになり、遊星キャリア１０３はＲＣＡ方向とは逆方向（図示はしないがＲＣＢ方向とする）に回転し、内歯車１０４は、ロータかな１１７の回転中と同じＲＵＢ方向へ回転するように動作する。
【０１２９】
このようにして、ロータかな１１７の回転有無に関わらず、４番かな１２０をＲＦＢ方向へ回転させることが可能となり、ロータかな１１７を間欠的に回転制御した状態で、秒針１２１を連続的に正転方向（図面の裏面側が文字板になるので、図面における秒針１２１の反時計回りが文字板側から眺めた場合の時計回り）へ回転させることができる。
【０１３０】
なお、蓄勢手段１０９ｂが圧縮している際、太陽歯車１０１を介してロータかな１１７へも回転トルクが作用するが、この回転トルクが、時計用ステッピングモータのステータ１１８とロータ磁石１１９との間に作用する磁気摩擦トルクよりも小さくなるように、蓄勢手段１０９ｂの弾性係数が選択することもでき、こうした選択をした場合は、第３の実施形態や第４の実施形態で説明したような回転方向規制手段を積極的に設けなくても良い。
【０１３１】
また、蓄勢手段１０９ｂが圧縮している際に、敢えて、ロータかな１１７を反転可能なようにしておき、時計用ステッピングモータに発生する励磁電流を利用して回生システムを成しても構わない。
【０１３２】
例えば、時計用に搭載する電池を二次電池にしておき、時計用ステッピングモータの駆動制御を実施していないタイミングに限り、同モータに発生する励磁電流を二次電池に戻すことで回生システムを構成することができる。
また、時計用ステッピングモータとは別に発電用モータを設けて、この発電用モータへ遊星キャリア１０３、内歯車１０４、振り子車１０８ａ、１０８ｂのいずれかの回転力を伝播させ、発電用モータに発生する零時電流を二次電池に戻すようにしても良い。
【０１３３】
このようにすることで、時計用ステッピングモータの駆動が停止中に、蓄勢手段１０９ａあるいは１０９ｂが解法する非電気的なエネルギを電気エネルギとして回収することができ、時計の消費電力低下を緩和する効果を得ることができる。
【０１３４】
次に、図１０に示した状態の動作について説明する。
図１０は、秒針１２１を反転方向へ連続回転させる選択をした場合に該当する。ロータかな１１７はＲＫＢ方向に回転すると、遊星キャリア１０３はＲＣＡ方向へ、内歯車１０４はＲＵＢ方向へ回転するように動作する。
図１０に示す例では、選択車１１０ａが遊星キャリア１０３と、振り子車１０８ａが内歯車１０４と、それぞれ噛み合うように、選択中受１１４の配置が選択されている。従って、選択かな１１３ａはＲＮＢ方向へ、４番かな１２０はＲＦＡ方向へ回転するように、
転力は伝播していく。
【０１３５】
一方、内歯車１０４がＲＵＢ方向へ回転することに伴い、振り子車１０８ａにはＲＲＡ方向の回転が発生し、振り子車１０８ａと選択中受１１４とで両端を保持されている蓄勢手段１０９ａには引張力が作用し、蓄勢手段１０９ａは回転エネルギを弾性エネルギに置換して蓄積していく。
【０１３６】
ロータかな１１７の回転が停止すると、蓄勢手段１０９ａは蓄積されたエネルギを放出するようになる。このとき、蓄勢手段１０９ａは圧縮することになり、内歯車１０４はＲＵＢ方向とは逆方向（図示はしないが、ＲＵＡ方向）に回転し、遊星キャリア１０３は、ロータかな１１７の回転中と同じＲＣＡ方向へ回転するように動作する。
【０１３７】
このようにして、ロータかな１１７の回転有無に関わらず、４番かな１２０をＲＦＡ方向へ回転させることが可能となり、ロータかな１１７を間欠的に回転制御した状態で、秒針１２１を連続的に反転方向へ回転させることができる。
【０１３８】
［第５の実施形態の効果の説明］
以上のように、遊星キャリア又は内歯車の回転によるエネルギを蓄積する蓄勢手段を備えた遊星歯車機構を時計の輪列部分へ適用することで、時計用ステッピングモータを従来の電子時計で主流となっている間欠的な駆動制御のまま、秒針を連続的に動作させることが可能となる。
【０１３９】
また、大きな減速比をコンパクトな面積で実現できる遊星歯車機構の特徴がそのまま踏襲できるので、連続回転する輪列機構も比較的簡素にコンパクトで実現できる。さらにまた、従来の電子時計で反転制御する際には、特異な駆動信号を供給しなければいけなかったが、正転時も反転時も同じ駆動信号を供給できる上、回転方向の切り換えは簡単な構造体の切り替えで実現できる。
【０１４０】
［全体説明まとめ］
以上説明したように、本発明の遊星歯車機構によれば、間欠的な入力の回転を、連続的な回転へと変換することが可能である。かつ、もともと遊星歯車機構の保有している回転出力方向の切り替えが容易な点、コンパクトな構成で大きな減速比が達成できる点をそのまま踏襲できるので、コンパクトでありながら多様な動作形態を表現できる輪列機構と提供することができる。特に、本発明の遊星歯車機構を時計に適用することで、少ない駆動回数で秒針の連続的な動きを実現可能な時計を提供することができる。
【０１４１】
なお、以上で説明した実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば任意に変更することができることは言うまでもない。
例えば、本発明の実施形態では、蓄勢手段として回転エネルギを弾性エネルギに置換可能な線バネを例にして説明を行ったが、ひげぜんまい、ゴム、トーションバー等で代用しても構わず、構造体に外力を加えた場合にその構造体内部で外力に反発する復元力が作用するような機能をするならば、どのような部材であってもよい。
【０１４２】
また、入力の回転が停止中の際に、出力の回転が入力の回転中と同じ方向に動きうるものならば本発明の主旨は逸脱するものではなく、入力の回転が停止中に遊星歯車機構より入力箇所へ反転の力が作用して実際に反転してしまったとしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、連続回転出力を取得したい各種機械にて入力エネルギの低減化を推進する機構として利用でき、コンパクトな輪列機構や多様な動作形態を所望する場合には更に有効
である。電子腕時計のようにコンパクトな空間内で非間欠的な指針の動きを演出したい場合は特に好適である。
【符号の説明】
【０１４４】
１００  遊星歯車機構
１０１  太陽歯車
１０２  遊星歯車
１０３  遊星キャリア
１０４  内歯車
１０５  蓄勢手段（遊星キャリアあるいは内歯車直結）
１０６  回転方向規制手段
１０８  振り子車
１０９  蓄勢手段（振り子車直結）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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