(57)【要約】【課題】  通常運針時の消費電力増加を抑えるために、負荷の少ない薄い板ばねを設け、正回転時には低消費電力駆動を達成し、かつ逆回転時にはばねの剛性をＵＰして逆回転負荷による歯車の位置ずれを少なくし、動作が確実なステップモータを提供すること。【解決手段】  ステップモータのロータ回転を伝える輪列機構を構成する歯車の位置決め性を向上させるために、歯車を逆回転することを防止する逆回転防止機構において、薄い板ばねの側圧ばねと、側圧ばねの側方に配置される第１の支持板と、第２の支持板とを備え、側圧ばねと第１の支持板とは接触配置されており、側圧ばねと第２の支持板とは隙間をもって配置されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端（１０１ａ）が、一方向にのみ回転駆動される歯車（４１）の歯（４１ａ）と、
該歯車（４１）の回転と逆方向から接する側圧ばね（１０１）と、
該側圧ばね（１０１）が前記歯車の回転駆動により撓む方向の反対側に配置された第１の支持板（１０３）と、を有し、
前記側圧ばね（１０１）が撓んでいない状態で、
前記側圧ばね（１０１）と前記第１の支持板（１０３）は接している
ことを特徴とする逆回転防止機構。
【請求項２】
前記側圧ばね（１０１）が前記歯車の回転駆動により撓む方向に配置された第２の支持板（１０５）を備え、
前記側圧ばね（１０１）が撓んでいない状態で、
前記側圧ばね（１０１）と前記第２の支持板（１０５）の間には隙間（１０７）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の逆回転防止機構。
【請求項３】
前記隙間（１０７）は、前記歯車の回転駆動（以下、正転）による前記側圧ばね（１０１）の撓み量より大きく設定され、
前記側圧ばね（１０１）と前記第２の支持板（１０５）が接しない
ことを特徴とする請求項２に記載の逆回転防止機構。
【請求項４】
前記隙間（１０７）は、前記歯車が本来の駆動方向と逆方向に回転（以下、逆転）させられた場合の前記側圧ばね（１０１）の撓み量より小さく設定され、
前記側圧ばね（１０１）と前記第２の支持板（１０５）が接する
ことを特徴とする請求項３に記載の逆回転防止機構。
【請求項５】
前記隙間（１０７）は、前記側圧ばね（１０１）の支持部（１０１ｂ）から前記先端（１０１ａ）に向かって広がるように設定されている
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の逆回転防止機構。
【請求項６】
逆転時の前記側圧ばね（１０１）の有効長さ（Ｌ２）は、
正転時の前記側圧ばね（１０１）の有効長さ（Ｌ１）より短く設定されている
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の逆回転防止機構。
【請求項７】
前記側圧ばね（１０１）と前記第１の支持板（１０３）が一体に形成される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の逆回転防止機構。
【請求項８】
前記第１の支持板（１０３）もしくは前記第２の支持板（１０５）が、
地板や受に一体に形成される
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の逆回転防止機構。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の逆回転防止機構と、
前記歯車（４１）を駆動するステップモータを有する時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針式電子時計の歯車が逆回転することを防止するための逆回転防止機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子時計は、ステータ、コイルブロック及びロータによりステッピングモータを形成し、ロータは１秒毎に１８０度回転し、回転していないときロータは、ステータとの引きトルクにより一定位置にひきつけられている。ロータの回転は五番車を介して、秒針を取り付ける四番車を回転させる。ここでロータと四番車の減速比を３０に設定してあるため、秒針はロータの１回の回転に対して６°ずつ回転し、１分で一周する。（特許文献１参照)
【０００３】
これに、秒躍制レバーが備わっており、秒躍制レバーは、躍制ばねと固定部からなる。組立て時、躍制ばねは四番かなの回転中心方向に向いており、四番かなの歯間に躍制ばねの先端を入れる。この状態で輪列受けを組み込めるため、組立ては容易である。その後時計を動かすことにより四番車が躍制ばねをたわめ、その反力で四番車は逆方向に回転力を受ける。ここで、ロータの位置はステータとの引きトルクにより決まっているため、ロータまでのバックラッシュを一方向につめることができる。
【０００４】
このことにより、指針のバックラッシュによる振れを無くすことができ、見栄えの良い時計が得られる。また、調整機構が不要であり、かつ、ばねには初期たわみを与えないで組めるため組立て容易である。その上、少ない部品数で可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−３０７３９０号公報（第２頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示した従来技術は、以下に示す問題点が存在する。
【０００７】
従来技術の秒躍制レバーの躍制ばねは、厚みの薄い板ばねを用いており、そのことによって、通常運針時には負荷が少なく、低消費電力での駆動が可能となる。
【０００８】
しかし、板ばね部分が薄い躍制ばねは、車を逆回転させるような負荷が加わったときに、薄い板ばね部分が大きく変形してしまい、車の歯からはずれてしまい、車が逆回転してしまうことで指針の振れやずれが生じてしまうという課題があった。
【０００９】
本発明は、歯車の振れやずれの発生を抑える薄い板ばねにおいて、歯車を逆回転させるような負荷が加わった場合に、薄い板ばねの大きな変形を防止することができるため、低消費電力駆動が可能であり、歯車の逆回転防止を達成でき、位置決め精度に優れ、指針の振れやずれを防止して確実な運針可能な、高信頼性ステップモータを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の逆回転防止機構は、上記目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。
【００１１】
薄い板ばねである側圧ばねは、その先端が、一方向にのみ回転駆動される歯車の歯に対して、歯車の回転方向と逆方向から接し、側圧ばねが歯車の回転駆動により撓む方向の反対側に配置された第１の支持板と、側圧ばねが歯車の回転駆動により撓む方向に配置された第２の支持板と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の逆回転防止機構においては、薄い板ばねである側圧ばねを用いることができ、通常運針時においては側圧ばねの変形負荷が少なく、低消費電力での駆動が可能であり、また、歯車を逆回転させるような負荷が加わった場合には、薄い板ばねの大きな変形を防止することができるため、大きな逆回転負荷があっても歯車位置決め精度がよく、確実な運針ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ステップモータの要部構成を説明する斜視図である。
【図２】実施形態の逆回転防止機構を説明する図である。
【図３】実施形態の歯車正回転時の側圧ばね動作図である。
【図４】実施形態の歯車逆回転時の側圧ばね動作図である。
【図５】実施形態の正転時における側圧ばね変形を説明する図である。
【図６】実施形態の逆転時における側圧ばね変形を説明する図である。
【図７】実施形態の第１の支持板と側圧ばねとの組立て図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[実施形態の構成について説明]
以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。なお、本実施形態は時計に適用した場合を元にしているが、発明に関係のない構成、例えば、地板や受類、指針や駆動回路基板などの時計の構造部品については、説明や図示を省略している。
【実施例】
【００１５】
［実施形態の説明：図１〜図７］
まず、ステップモータ構造および輪列構成について図１を用いて説明する。
［ステップモータの要部構成、輪列構成の説明：図１］
図１において、１は磁性材料の板材より成るステータである。１５は巻芯で、ステータ１に両端の膨大部２０で重なり、図示しない地板にネジ止め固定されている。１７はコイル、１８は巻枠であり、コイル１７は巻枠１８の間に細線が巻回されているが、その細部は図面では省略している。２はロータであり、１秒毎に１８０度回転し、回転していな時ロータ２は、ステータ１との引きトルクにより一定位置にひきつけられている。
【００１６】
４９は運針輪列である。ロータ２の回転は、五番車４１を介して、秒針４５を取り付ける四番車４３を回転させる。ここでロータ２と四番車４３までの減速比を３０に設定してあるため、秒針４５はロータ２の１回の回転に対して６度ずつ回転し、１分で１周する。
また、図１において図示は省略しているが、運針輪列４９からさらに輪列系を介して日板等のカレンダー表示用板が駆動される。
【００１７】
［逆回転防止機構の説明：図２、図３、図４］
歯車を逆回転することを防止するための逆回転防止機構について図２を用いて説明する。
［逆回転防止機構が必要な場面］
本発明のステップモータを腕時計に搭載するなどした場合において、仮に腕時計が落下し、強い衝撃による外乱が生じた時、歯車を逆回転方向に回転させるようなトルクが作用
してしまうことがある。そうすると、歯車の歯が戻されてしまい、ミスステップとなり時計としての指針動作に支障が生じる。本発明の時計では、それを防止するために逆回転防止機構を設けている。
【００１８】
［低消費電力が可能な逆回転防止機構の必要性］
そして、腕時計に搭載される場合のステップモータの逆回転防止機構としては、通常の運針動作時にはできるだけ負荷が少ない機構であることが低消費電力化のためには望まれており、逆回転負荷が加わった時には確実に逆回転を防止するという機能が要求されている。
【００１９】
［低消費電力が可能な逆回転防止機構の持つ課題］
通常運針時の消費電力の増加を抑えるためには、逆回転防止機構として薄い板ばねを用いる必要がある。しかし、薄い板ばねの逆回転防止機構は、衝撃のように必要以上に大きな逆転負荷が加わった時、大きな変形を生じてしまい、歯車からはずれたりして逆回転を防止できず、確実な指針動作に問題がある。
【００２０】
［本発明の逆回転防止機構］
本発明の時計では、通常回転時には低消費電力駆動が可能で、逆回転負荷が加わった時には確実に歯車の逆回転を防止できる逆転防止機構を設けている。この逆回転防止機構については、五番車４１に作用させる機構を例にして説明する。
【００２１】
［逆回転防止手段の構造説明：図２］
図２は側圧ばね方式の逆回転防止機構を説明する平面図であり、側圧ばね１０１、第１の支持板１０３、第２の支持板１０５で構成される。
【００２２】
側圧ばね１０１は、側圧ばね１０１の先端１０１ａが、一方向にのみ回転駆動される五番車４１の歯と、五番車４１の回転と逆方向から接触するように配置されている。そして、第１の支持板１０３は、側圧ばね１０１が五番車４１の回転駆動により撓む方向の反対側に配置されている。
【００２３】
そして、側圧ばね１０１が撓んでいない状態においては、側圧ばね１０１は第１の支持板１０３に略接触して配置されており、側圧ばね１０１の後端側（五番車４１から遠い端）である側圧ばね支持部１０１ｂは第１の支持板１０３または図示しない地板に接着やねじ止め等で固定されている。
【００２４】
ここで、「略接触」とは、側圧ばね１０１と第１の支持板１０３が全面で接触している状態のみでなく、僅かに隙間を有する程度に接触している状態も含むものとする。
【００２５】
側圧ばね１０１の先端１０１ａは、五番車４１の歯間に位置しており、五番車４１の静止安定位置において、側圧ばね１０１の先端１０１ａは、五番車４１の歯の右側面に近接した状態で配置されている。このとき側圧ばね１０１は曲げられた状態ではないため、五番車４１に対して負荷となることはない。
【００２６】
そして、第２の支持板１０５は、側圧ばね１０１が五番車の回転駆動により撓む方向に配置されている。第２の支持板１０５と側圧ばね１０１との間には隙間１０７が設けられている。
【００２７】
この隙間１０７は、五番車４１が正回転方向に回転し、その際側圧ばね１０１を撓ませたときに、側圧ばね１０１の撓みを妨げない程度に設定されている。
【００２８】
従って、隙間１０７は、五番車４１の回転運動による側圧ばね１０１の撓み量より大きく設定され、側圧ばね１０１と第２の支持板１０５が接しない。
【００２９】
また、この隙間１０７は、歯車が本来の駆動方向と逆方向に回転させられた場合の側圧ばねの撓み量より小さく設定されている。
【００３０】
［歯車が正回転したときの側圧ばね動作説明：図３］
図３を用いて、五番車４１が正回転したときの側圧ばね動作を説明する。
歯車が非駆動状態にあるときには、側圧ばねは撓むことなく配置されているので、このときには側圧ばねによる負荷は発生しない。
【００３１】
ロータの動きによって五番車４１に駆動トルクが伝達されて、五番車４１が正回転方向（図３（ａ）では時計回転方向）に回転をすると、五番車４１の歯４１ａは側圧ばね先端部１０１ａに近づく。そして、更に五番車４１が正回転方向に回転をしたとき、図３（ｂ）に示すように、側圧ばね１０１の先端部１０１ａを持ち上げるように側圧ばね１０１を変形させる。このとき、第２の支持部材１０５は側圧ばね１０１の変形を妨げないような隙間１０７を有している。
【００３２】
そして、更に五番車４１が回転をしたとき、図３（ｃ）に示すように、歯４１ａは側圧ばね１０１の先端部１０１ａを過ぎる。そして、側圧ばね先端１０１ａは再び歯車の歯間に入り込み、歯車が停止すると、歯４１ａの左側面が側圧ばね先端１０１ａに近接したところで停止する。
【００３３】
［正回転時の負荷が少なく低消費電力達成の効果］
側圧ばねは歯を乗り越えて歯間に入り込むという動きを１ステップ毎に繰り返すことで、歯車の保持を行い位置決めが可能となる。
このとき、側圧ばね１０１の板厚を十数μｍとすることで、歯車が正回転するときの負荷を小さくすることができるため、側圧ばねを用いることによる消費電力増加はほとんどなく、低消費電力を達成することができる。
【００３４】
［歯車が逆回転したときの側圧ばね動作説明：図４］
次に五番車４１が逆回転したときの側圧ばねの動作について、図４を用いて説明する。歯車が非駆動状態にあるときには側圧ばねは変形することなく配置されているので、このときには側圧ばねによる負荷は発生しない。
【００３５】
カレンダー表示用板（図示せず）を回転させるとき、表示板を抑えているばね部材（図示せず）のばね力によって五番車４１を反時計回転（逆回転）方向に回転させる力が働く。このとき逆回転方向に回転させる力に対してに耐える力（逆回転を防止する力）が弱いと逆方向に回転してしまうことになる。
【００３６】
図４（ａ）においては、五番車４１の歯４１ａの左側面が側圧ばね１０１の先端１０１ａに近接している。
【００３７】
また、逆回転の負荷が発生し、歯車４１が反時計回転方向（逆回転方向）に回転したときの動きに関して図４（ｂ）を用いて説明する。
【００３８】
五番車４１が反時計回転（逆回転）方向に動くと、五番車４１の歯４１ａと側圧ばね１０１とは近接していることから、歯車の歯４１ａの左側面は側圧ばね先端１０１ａに接触する。そして、更に逆回転すると側圧ばね１０１を曲げることとなるが、側圧ばね１０１は歯車間に深く入り込むように曲がるために、歯４１ａが側圧ばね１０１を乗り越えてま
で逆回転することはない。よって逆回転負荷に対して歯車の角度ずれを少なくすることができる。
【００３９】
［正転、逆転における側圧ばね曲がり説明：図５］
第１の支持板１０３は側圧ばね１０１に対して、歯車が逆回転する方向に接触して配置されていることから側圧ばね１０１の曲がりが、歯車が正回転方向に動いているときと、逆回転方向に動いているときとで異なる。このことについて図５を用いて説明する。
【００４０】
図５（ａ）において側圧ばね１０１は後端部１０１ｂにおいて第１の支持部材１０３と固定されている。そのため、図５（ｂ）に示すように歯車（図示せず）が正回転方向（矢印方向）に回転することで、歯車の歯で側圧ばね１０１の先端部１０１ａが右方向に移動することで側圧ばね１０１は第１の支持板１０３と固定されていない部分全体が曲がることになり、このときのばね有効長さはＬ１と長くとることができる。そのため、例えば板厚１５μｍの側圧ばねを用いた場合には、Ｌ１を約３．５ｍｍとすることができるため、正回転時における負荷が非常に小さくでき、側圧ばね方式の逆回転防止機構は消費電力増加を小さくすることができる。
【００４１】
一方、図５（ｃ）を用いて歯車（図示せず）が逆回転方向（矢印方向）に回転するときの説明をする。図中矢印は歯車が逆回転しようとしたときに側圧ばね１０１に作用する力の方向を示してある。歯車の歯で側圧ばね１０１の先端部１０１ａが左方向に移動することで側圧ばね１０１が曲げられるが、側圧ばね１０１が逆方向に曲がろうとしたときには第１の支持板１０３があることで、側圧ばね１０１は第１の支持板１０３の角部１０３ａを支点として、角部１０３ａから先端部１０１ａまでの長さＬ２部分をばね有効長さとして曲がることになる。そのため、逆回転負荷が加わったときにはばね有効長さＬ２を短くすることができ、例えば、ばね有効長さＬ２は約０．５ｍｍと短くすることができることでばねとしての剛性がＵＰし、逆回転方向には曲げにくいばねとなる効果を得ることができ、逆回転時には歯車が戻されにくくなり、そのため角度ずれ少なく保持することができる。
【００４２】
［大きな逆回転負荷が発生したときの説明：図６］
次に、逆回転の負荷が大きく発生したときの逆回転防止に関して図６を用いて説明する。側圧ばねに大きな逆転負荷が加わった時には、第１の支持部材１０３と逆側に側圧ばねが凸になるように変形する。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、第１の支持板１０３と、第１の支持板１０３の一端に接着等で固定された側圧ばね１０１と、側圧ばね１０１を挟んで、第１の支持部材１０３と逆側には第２の支持板１０５が配置されている。
【００４４】
第２の支持板１０５は、側圧ばね１０１が正回転時に変形することを妨げないように、側圧ばね１０１のばね性有する範囲では側圧ばね１０１に接触しないよう適性隙間１０７を設けて配置されている。
【００４５】
次に図６（ｂ）において、大きな逆転負荷が加わって側圧ばね１０１が変形したときの説明を行う。大きな逆転負荷（矢印方向）が加わると、側圧ばね１０１の先端部１０１ａは左方向に移動する。そのため、側圧ばね１０１は第２の支持板１０５方向に凸ができるように曲げられる。しかし、側圧ばね１０１と第２の支持板１０５との隙間１０７は、五番車（図示せず）が本来の駆動方向と逆方向に回転させられた場合の側圧ばね１０１のたわみ量より小さく設定されているため、側圧ばね１０１の変形は第２の支持板１０５で規制されて大きな変形はできなくなり、そのため、大きな負荷が加わったときでも側圧ばね１０１の先端部１０１ａの位置が大きく動くことがなく、側圧ばね１０１の先端１０１ａ
位置は歯車の間に位置することから歯車の逆回転を防止することができる。
【００４６】
隙間１０７の形状としては、側圧ばね１０１の支持部１０１ｂから先端１０１ａ方向に向かって広がるように設定されている。
上述の如く、側圧ばね１０１のたわみ量の小さい、小さな逆回転負荷の場合は、図５に示すように第１の支持板１０３のみでも逆回転を阻止することが可能である。一方、側圧ばね１０１のたわみ量の大きい、大きな逆回転負荷の場合は、図６に示すように、第２の支持板１０５が必要となる。
【００４７】
［大きな逆回転負荷が発生したときの効果］
歯車の位置決め性能が向上することから、常に安定動作させることができ、外乱にも強く、信頼性高い揺動モータを提供することができる。
【００４８】
この逆回転防止機構は、図２に示す例では、五番車４１側に設ける例を示したが、もちろんこれに限定されない。他の歯車に設けてもよいし、複数の歯車に設けてもよい。
【００４９】
また、側圧ばね１０１は、第１の支持板１０３と一体に形成し、その状態において地板に固定されることでもよく、これに関して図７を用いて説明する。側圧ばね１０１にはねじ穴１０９ｂが設けられている。また、第１の支持板１０３にもねじ穴１０９ａが設けられており、ねじ穴１０９ａと１０９ｂとが重なるように組みあわされて、図示しないねじによって固定することができる。そして、第１の支持板１０３と一体の側圧ばね１０１は、第１の支持板１０３に設けられたもう一つの穴１１１で図示しないねじによって地板（図示ぜず）に位置決め固定されている。
【００５０】
このことによって、薄い板ばねの側圧ばねを取り扱うときに変形やゆがみを生じさせることがなく、また、地板に固定するときも上からねじ固定が可能であることで、取り扱いが容易となることで、組み込み性、位置決め精度が向上する。
【００５１】
また、第１の支持板１０３もしくは第２の支持板１０５が地板（図示せず）や輪列受け（図示せず）と一体で形成されても良い。このことによっても、組立て性が向上し、側圧ばねの位置決め精度が向上する。
【符号の説明】
【００５２】
１  ステータ
１５  巻芯
１７  コイル
１８  巻枠
２  ロータ
２０  膨大部
４１  五番車
４３  四番車
４５  秒針
４９  運針輪列
１０１  側圧ばね
１０１ａ  先端部
１０１ｂ  支持部
１０３  第１の支持板
１０３ａ  角部
１０５  第２の支持板
１０７  隙間
【図１】
2013167504.tif 000003
【図２】
2013167504.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013167504.tif 000007
【図６】
2013167504.tif 000008
【図７】
2013167504.tif 000009