(57)【要約】【課題】ぜんまいサイズを大きくした場合でも、発電機サイズを維持しつつ持続時間を長くできたり、あるいはぜんまいサイズを変えずに、持続時間を維持しつつ発電機の小型化を促進させたりできる電子制御式機械時計を提供すること。    【解決手段】ぜんまい１０の機械エネルギにより駆動輪列２０を介して駆動されて発電する発電機８と、発電機８が発電した電力により駆動され、発電機８の回転周期を制御することにより駆動輪列２０に制動をかけて駆動輪列２０を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計１であって、ぜんまい１０の巻き上げおよび巻戻しに応じて正逆回転する加減算輪列３０の太陽車４７と、太陽車４７によって回動されるとともに、ぜんまい１０の巻数に応じて発電機７のロータ慣性板９との平面的な重なり量が変化する空気粘性調整レバー８２とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ぜんまいと、前記ぜんまいの機械エネルギにより輪列を介して駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計であって、
前記ぜんまいが出力するトルクによって駆動される回転体と、
前記ぜんまいの巻き上げおよび巻戻しに応じて正逆回転する回転歯車と、
前記回転歯車によって回動されるとともに、前記ぜんまいの巻数に応じて前記回転体との平面的な重なり量が変化する空気粘性調整レバーとを備えている
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御式機械時計において、
前記回転体は、前記発電機のロータに設けられたロータ慣性板である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子制御式機械時計において、
前記回転歯車は、前記ぜんまいを巻き上げることで駆動される巻き上げ輪列と、前記ぜんまいが巻き戻ることで駆動される巻き戻り輪列とで構成された加減算輪列の歯車である
ことを特徴とする電子制御式機械時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御式機械時計に係り、特にぜんまいの巻上げ時に駆動される巻上げ輪列、および巻き解け時に駆動される巻戻り輪列を備えた電子制御式機械時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ぜんまいを機械エネルギ源として輪列を駆動するウォッチ（腕時計）として、特許文献１に記載された電子制御式機械時計が知られている。この電子制御式機械時計に限らず、時計に一般に用いられるぜんまいは、巻き上げていった最後の巻締め時には、ぜんまいに蓄積されるトルクが急激に大きくなる。そして、この大きなトルクが出力された時の精度を保証するために電子制御式機械時計では、発電機による電磁ブレーキをかけている。
電磁ブレーキの最大ブレーキトルクは、発電機でのコイル巻数と鎖交磁束数とによって決まる。最大ブレーキトルクはぜんまいトルクより大きい必要があり、ぜんまいトルクが大きいほど、最大ブレーキトルクも大きくする必要がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、最大ブレーキトルクは、発電機サイズと要求される持続時間とのバランスを考慮して設定されているため、持続時間を長くしようとして大きなぜんまいを用いた場合でも、それに見合った最大ブレークトルクを出力する発電機としては、巻数が多くなってサイズが大きくなるという問題がある。
反対に、発電機サイズを小型化しようとして最大ブレーキトルクを抑えると、出力されるぜんまいトルクも小さくする必要があり、持続時間が短くなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ぜんまいサイズを大きくした場合でも、発電機サイズを維持しつつ持続時間を長くできたり、あるいはぜんまいサイズを変えずに、持続時間を維持しつつ発電機の小型化を促進させたりできる電子制御式機械時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子制御式機械時計は、ぜんまいと、前記ぜんまいの機械エネルギにより輪列を介して駆動されて発電する発電機と、前記発電機が発電した電力により駆動され、前記発電機の回転周期を制御することにより前記輪列に制動をかけて前記輪列を調速する制御回路とを備えた電子制御式機械時計であって、前記ぜんまいが出力するトルクによって駆動される回転体と、前記ぜんまいの巻き上げおよび巻戻しに応じて正逆回転する回転歯車と、前記回転歯車によって回動されるとともに、前記ぜんまいの巻数に応じて前記回転体との平面的な重なり量が変化する空気粘性調整レバーとを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ぜんまいの巻数に応じて回転体との重なり量が変化する空気粘性調整レバーが設けられているため、ぜんまいが巻き上がった時に回転体と空気粘性調整レバーとの重なり量が最大となり、両者間に生じる空気粘性抵抗が最大となるように構成できる。従って、巻き上がったぜんまいからの大きなぜんまいトルクに対して、空気粘性抵抗で対向でき、その分発電機での電磁ブレーキによるブレーキトルクを小さくできる。
このため、小さなブレーキトルクでよい分だけ、発電機でのコイル巻数を小さくでき、発電機ひいては電子制御式機械時計を小型化できる。
これに対して、従来と同じブレーキトルクを生じさせる発電機を用いた場合には、空気粘性抵抗によるアシスト分だけぜんまいトルクを大きくできるから、発電機サイズをそのままに、より大きなサイズのぜんまいを採用でき、持続時間を延ばすことができる。
【０００８】
本発明の電子制御式機械時計において、前記回転体は、前記発電機のロータに設けられたロータ慣性板であることが望ましい。
本発明によれば、発電機が元々有するロータのロータ慣性板を利用するため、輪列から分岐して高速駆動させる専用の回転体を設ける必要がなく、部品点数が大幅に増加するのを抑制できる。
【０００９】
本発明の電子制御式機械時計において、前記回転歯車は、前記ぜんまいを巻き上げることで駆動される巻き上げ輪列と、前記ぜんまいが巻き戻ることで駆動される巻き戻り輪列とで構成された加減算輪列の歯車であることが望ましい。
本発明によれば、回転歯車は加減算輪列を構成する歯車であるから、このような回転歯車で駆動されるパワーリザーブ表示輪列等を設けることで、ぜんまいの巻数を表示させることができ、利便性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空気粘性抵抗をぜんまいが巻き戻る際の負荷として利用することにより、発電機での電磁ブレーキをアシストでき、電磁ブレーキによるブレーキトルクを小さくできる。この結果、ぜんまいサイズを大きくした場合でも、発電機サイズを維持しつつ持続時間を長くできたり、あるいはぜんまいサイズを変えずに、持続時間を維持しつつ発電機の小型化を促進させたりできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る電子制御式機械時計１の概略平面図が示されている。この図１において、電子制御式機械時計１は、ぜんまい１０と、ぜんまい１０による機械的エネルギで駆動される輪列としての駆動輪列２０と、ぜんまい１０の機械的エネルギの残量を表示するために用いられる加減算輪列３０とを備えている。
【００１２】
ぜんまい１０は、香箱１１に収納されており、このぜんまい１０の外端は、電子制御式機械時計１が手巻き時計の場合には、香箱１１の外周に形成された香箱歯車１２に固定されており、また電子制御式機械時計１が自動巻時計の場合には、香箱１１の内周に当接され、所定値以上のトルクが付加されるとぜんまい１０が香箱１１内周に対して滑るように構成されている。また、ぜんまい１０の内端は、香箱１１の中心に設けられた香箱真１３に固定されており、香箱真１３は、角穴車１５と一体的に回転可能な香箱真かな１４とともに、一体的に回転可能となっている。角穴車１５は、図示略の巻き上げ部に接続されており、巻き上げ部の一部である巻真を回転させると、角穴車１５が回転し、ぜんまい１０が巻き上げられるようになっている。
【００１３】
駆動輪列２０は、香箱歯車１２と噛み合う二番車２、二番車２と噛み合う三番車３、二番車２と同軸上に配置されて三番車３と噛み合う四番車４、四番車４と噛み合う五番車５、五番車５と噛み合う六番車６により構成された増速輪列である。二番車２と一体の図示しない筒かなには分針が取り付けられ、筒かなから日の裏車を介して回転が伝達される筒車には時針が取り付けられる。また、四番車４の軸部先端には秒針が取り付けられる。
【００１４】
さらに、電子制御式機械時計１では、最も高速となる六番車６の回転は発電機７のロータ８に伝達され、発電機７にて発電された電気的エネルギによりロータ８の回転制御を行い、駆動輪列２０を調速するように構成されている。ロータ８には、回転体である円板状のロータ慣性板９が一体に設けられており、このロータ慣性板９がロータ８の回転ムラを抑制するように機能する。なお、図１において、二番車２および四番車４の外径寸法は略同じであるため、図中では互いに重なった状態で図示してある。
【００１５】
発電機７は、一対のステータ体７Ａ，７Ａと、これらのステータ体７Ａ，７Ａにそれぞれ巻回されたコイル７Ｂ，７Ｂとを備えた構成であり、このコイル７Ｂ，７Ｂと図示しない回路ブロックとが電気的に接続されている。そして、回路ブロックに設けられた制御回路により、ロータ８に電磁ブレーキがかけられ、運針制御が行われる。
【００１６】
図２には、加減算輪列３０の部分拡大図が示されている。図１および図２に示されるように、加減算輪列３０は、巻き上げ輪列４０と、巻き戻り輪列５０と、パワーリザーブ表示輪列６０とを備えている。
【００１７】
巻き上げ輪列４０は、香箱真かな１４に噛合される第一遊星伝え車４１と、この第一遊星伝え車４１に噛合する第二遊星伝え車４２と、第二遊星伝え車４２に噛合する第三遊星伝え車４３と、第三遊星伝え車４３に噛合する第二太陽車４４と、第二太陽車４４に噛合する第一の遊星車４５Ａおよびこの第一の遊星車４５Ａと一体とされた第二の遊星車４５Ｂを有する遊星車４５と、第二太陽車４４と同軸上に配置され、遊星車４５を遊星回転可能に固定する遊星中間車４６と、第二の遊星車４５Ｂに噛合する回転歯車としての太陽車４７とを備えている。
【００１８】
一方、巻き戻り輪列５０は、出力車としての太陽車４７と、遊星車４５と、遊星中間車４６と、遊星中間車４６に噛合する第五遊星伝え車５１と、第五遊星伝え車５１に噛合する第四遊星伝え車５２とを備えて構成される。第四遊星伝え車５２は、香箱歯車１２に噛合されている。
【００１９】
パワーリザーブ表示輪列６０は、太陽車４７に噛合する円弧歯車６１と、円弧歯車６１に噛合するとともに、パワーリザーブ針６３が固定されるパワーリザーブ針車６２とを備えて構成される。円弧歯車６１は、中心軸６１Ａを中心とする仮想円上の二箇所に部分的に円弧状に複数の歯が形成されており、一方が太陽車４７に噛合され、他方がパワーリザーブ針車６２に噛合されている。このような円弧歯車６１によれば、太陽車４７の回転運動が円弧歯車６１を介してパワーリザーブ針車６２に伝達されることにより、パワーリザーブ針６３のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２０】
このような巻き上げ輪列４０、巻き戻り輪列５０、およびパワーリザーブ表示輪列６０によれば、ぜんまい１０の巻上げ操作で香箱真かな１４が回転されると、そのトルクは第一遊星伝え車４１から順次減速して第二遊星伝え車４２、第三遊星伝え車４３、第二太陽車４４、遊星車４５、および太陽車４７に伝達されるようになっている。ここで、ぜんまい１０の巻上げ時には香箱歯車１２は回転が遅くほぼ停止状態の為、遊星中間車４６から第四遊星伝え車５２までは固定状態とされ、遊星車４５はその場で回転して太陽車４７を回転させる。太陽車４７に伝達されたトルクは円弧歯車６１、およびパワーリザーブ針車６２に伝達され、パワーリザーブ針６３が回動するようになっている。
【００２１】
また、ぜんまい１０が巻戻る時には、香箱真かな１４が停止しているために、第一遊星伝え車４１から第二太陽車４４までは停止している。そして、香箱歯車１２が回転されると、そのトルクは第四遊星伝え車５２から順次減速して第五遊星伝え車５１、および遊星中間車４６に伝達される。この際、第二の遊星車４５Ｂが噛合している第二太陽車４４が停止しているため、遊星車４５は第二太陽車４４の回りを自転しながら公転する。これにより、第一の遊星車４５Ａに噛合している太陽車４７がぜんまい１０の巻上げ操作時とは逆方向に回転する。この太陽車４７に伝達されたトルクは、円弧歯車６１、およびパワーリザーブ針車６２に伝達され、パワーリザーブ針６３が巻き上げ操作時とは逆方向に回動するようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態では、香箱歯車１２（香箱真かな１４）から太陽車４７まで減速比は１／２７に設定されており、ぜんまい１０の巻数が「７．５」の場合（回転角は３６０°×７．５＝２７００°）、太陽車４７つまりパワーリザーブ針６３は１００°回動するように設定されている。ここで、これらの減速比およびパワーリザーブ針６３の作動角の設定は、電子制御式機械時計１の大きさや、仕様などによって適宜設定されればよい。
【００２３】
また、太陽車４７には、香箱真かな１４が回転するとぜんまい１０の巻上げ量に対応したトルクが伝達されて所定方向の回転として加算され、ぜんまい１０が巻き戻されて香箱歯車１２が回転するとぜんまい１０の巻戻し量に対応したトルクが伝達されて反対方向の回転として減算される。従って、太陽車４７を共通に含んだ巻き上げ輪列４０および巻き戻り輪列５０によりぜんまい１０の巻数が算出され、太陽車４７の回転位置によりぜんまい１０の巻数が示される。
【００２４】
ここで、太陽車４７の回転軸には、その中心から外方に延出した太陽レバー７０が固定されている。従って、太陽レバー７０は、太陽車４７と連動して回転するとともに、パワーリザーブ針６３と同期してぜんまい１０の残量に応じて作動する。太陽レバー７０は、ぜんまい１０が巻き戻って持続時間に達した状態では、第五遊星伝え車５１に接触し、太陽車４７の戻り側への回転をロックする。このことにより、ぜんまい１０のさらなる巻き戻りが防止されるため、パワーリザーブ針６３がゼロ表示位置からさらに戻った位置を示すことがないうえ、トルク不足によって調速が不能になるといった事態も生じない。
【００２５】
一方、ぜんまい１０が完全に巻上がった状態では、太陽レバー７０は、地板１Ａに打ち込まれているピン７１に接触することとなり、太陽車４７の巻き上げ側への回転をロックする。このことにより、ぜんまい１０のさらなる巻き上がりが防止されるため、パワーリザーブ針６３がフル表示位置からさらに進んだ位置を示すことがない。
【００２６】
以下では、本発明の最も特徴的な構成を図２、図３に基づいて説明する。図３は、ロータ８および太陽車４７部分を拡大して示す断面図である。図２、図３において、太陽車４７には、パワーリザーブ表示輪列６０の円弧歯車６１と同様な形状の円弧中間歯車８０が噛合している。円弧中間歯車８０には外部歯車８１が噛合しており、外部歯車８１には、回転軸の垂直な所定面積の平坦面を有する空気粘性調整レバー８２が一体に設けられている。従って、円弧中間歯車８０および空気粘性調整レバー８２も、太陽車４７と連動して回転するとともに、パワーリザーブ針６３と同期してぜんまい１０の残量に応じて作動する。
【００２７】
図２において、実線で示される空気粘性調整レバー８２の位置は、ぜんまい１０がおおよそ巻き上がった側にある場合であり、パワーリザーブ針６３の位置で言えば、残量表示が略フルを示す位置にある。この時、空気粘性調整レバー８２は、ロータ８のロータ慣性板９に対し、地板１Ａ側に近接するように最大に入り込んだ位置にある。この状態では、ロータ慣性板９に対して、空気粘性調整レバー８２が最大の面積で平面的に重なるため、ロータ慣性板９および空気粘性調整レバー８２間の隙間に生じる空気粘性抵抗が最大となる。この結果、ぜんまい１０が巻き戻ろうとした際には、非常に大きなぜんまいトルクが出力されようとするのに対して、この空気粘性抵抗が負荷となり、発電機７による電磁ブレーキのブレーキトルクをアシストする。
【００２８】
このような空気粘性調整レバー８２は、ぜんまいが巻き戻るにつれてロータ慣性板９から外れる方向に回動し、ロータ慣性板９および空気粘性調整レバー８２間で生じる空気粘性抵抗が減少する。ぜんまい１０が所定の巻数分だけ戻った後には、空気粘性調整レバー８２がロータ慣性板９の重なり位置から完全に脱することになり、空気粘性抵抗が生じなくなる。このため、ぜんまい１０がおおよそ巻き戻った状態では、空気粘性抵抗が生じておらず、空気粘性抵抗によって持続時間が短くなるといった事態が生じない。
【００２９】
従って、本実施形態によれば、以下の効果がある。
すなわち、本実施形態の電子制御式機械時計１では、ぜんまい１０の巻数に応じてロータ慣性板９との重なり量が変化する空気粘性調整レバー８２が設けられ、ぜんまい１０が巻き上がった時にロータ慣性板９と空気粘性調整レバー８２との重なり量が最大となり、両者間に生じる空気粘性抵抗が最大となるように構成されているため、巻き上がったぜんまい１０から出力される大きなぜんまいトルクに対して、空気粘性抵抗で対向でき、その分電磁ブレーキによるブレーキトルクを小さくできる。
【００３０】
従って、発電機７としては発生させる電磁ブレーキが小さくてよいため、コイル７Ｂの巻数を減らすことができ、発電機７の小型化、ひいては電子制御式機械時計１全体の小型化を促進させることができる。
換言すれば、従来と同様なブレーキトルクを生じさせる発電機７を用いるのであれば、空気粘性抵抗がブレーキトルクをアシストする分、ぜんまい１０から出力されるぜんまいトルクがより大きくなっても十分に対抗できる。このため、ぜんまい１０としてより大きなサイズのものを採用でき、持続時間を延ばすことができる。
【００３１】
空気粘性調整レバー８２と重なるロータ慣性板９は、電子制御式機械時計１の外周側に位置されているため、空気粘性調整レバー８２や円弧中間歯車８０を配置し易くでき、それらのレイアウトおよび形状の自由度を高めることができる。
【００３２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、本発明に係る回転体として、ロータ慣性板９を採用したが、空気粘性抵抗を生じさせるための回転体としてはこれに限定されるものではなく、駆動輪列２０の五番車５や六番車６から分岐して高速駆動される専用の回転体を採用してもよい。しかしながら、前記実施形態のように、発電機７として元々有しているロータ慣性板９を本発明の回転体とすることにより、そのような専用の回転体をロータ慣性板９とは別に設ける必要がないから、部品点数の増加を抑制できる。
【００３３】
前記実施形態では、加減算輪列３０が巻き上げ輪列４０と、巻き戻り輪列５０と、パワーリザーブ表示輪列６０とを備えていることで、ぜんまい１０の巻数を表示できる構成になっていたが、本発明としては、ぜんまい１０の巻数に応じて空気粘性抵抗を可変にできる構成があれば足りるので、必ずしもぜんまい１０の巻数を表示させる必要はなく、パワーリザーブ表示輪列６０等を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御式機械時計を示す概略平面図。
【図２】前記実施形態の要部を示す部分拡大図。
【図３】前記要部を示す断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１…電子制御式機械時計、８…発電機、９…回転体であるロータ慣性板、１０…ぜんまい、２０…輪列である駆動輪列、３０…加減算輪列、４０…巻き上げ輪列、４７…回転歯車である太陽車、５０…巻き戻り輪列、８２…空気粘性調整レバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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