专利名称：具有树脂制成的轴承部的时钟以及轮系装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有树脂制成的轴承部的时钟，例如，模拟电子时钟，机械式时钟等。另外，本发明还涉及具有可适用于测量装置、印刷机、影像装置、录音机、记录装置等的具有树脂制成的轴承部的轮系装置。
背景技术：
以往，在含有通过驱动马达而转动的轮系的时钟(例如，模拟电子时钟)中，通过驱动构成步进马达的转子而使轮系转动。转子包括转子磁铁，转子小齿轮(在转子中，为转子磁铁以外的部分，以下相同)。例如，转子小齿轮、第5轮、第4轮、第3轮、分轮等构成了轮系。另外，以往，包括通过发条的力转动的轮系的装置例如，在机械式时钟中，通过含有发条条盒的转动使轮系转动。例如，发条条盒、第2轮、第3轮、第4轮、擒纵轮等齿轮构成了轮系。齿轮具有齿轮部以及轴部。在底板、轮系接收件、第二接收件等支持部件上设置轴承部。通过轴承部可转动地支承齿轮的轴部。
底板、轮系接收件、第二接收件构成支持部件。底板、轮系接收件、第二接收件由黄铜等金属形成。轮系的轴承部的结构为与底板主体(底板体)、轮系接收件主体(轮系接收体)、第二接收主体(第二接收体)分开形成红宝石制成的宝石轴承、铜合金轴承的榫接框架，所述宝石轴承将榫接框架压入并固定在底板体、轮系接收体、第二接收体上。或者，在底板体、轮系接收体、第二接收体上直接形成构成轴承部的轴承孔(榫眼)。在任意一种结构中，在轮系的轴承部中注入润滑油(时钟油)。
然而，因使用时钟时的振动或作用于时钟上的撞击会造成润滑油的飞散，以致不需要的润滑油会附着在齿轮的齿面或发丝弹簧等上，从而导致时钟性能的恶化。另外，由于使用时钟的环境温度会变化，因此，润滑油的粘度会发生变化，从而会增加时钟的耗电量，降低摆轮的振角等，以致对时钟的基本性能造成很大的影响。另外，为了抑制润滑油的蒸发和飞散，要使用如含有止推宝石轴承以及宝石轴承的“组合轴承”这样的特殊轴承结构，若在轴承部中设置“储油部”，则会出现使轴承的结构变复杂，提高时钟成本的问题。
另外，还存在的问题有在使用了红宝石制成的宝石轴承的情况下，例如，如构成发条条盒轮的上下轴承部的宝石轴承那样，宝石轴承的(外径/孔径)之比若越接近1.0，则在将宝石轴承打入接收体时，就越担心宝石破坏。例如，参见图11，在以往的自动上弦时钟中，在传动接收件810中打入转动锤轴812。通过螺纹在转动锤轴812的外螺纹部固定内圈822。内圈822以及压圈820通过多根滚珠824可转动地支承外圈826。通过转动锤体828将转动重锤(图中未示出)固定在外圈826上。保持器830用于在内圈822和压圈820以及外圈826之间对多个滚珠824进行定位。将第四上侧宝石轴承架814打入转动锤轴812的中心孔内。将第四上侧宝石轴承816打入第四上侧宝石轴承架814的中心孔内。第四上侧宝石轴承架814可转动地支承第四轮840的上轴部840b。在双重打入结构(即在支承部件中打入图11所示的宝石轴承架，在打入支承部件的宝石架中的宝石轴承中打入宝石轴承)中，在将宝石轴承打入宝石轴承架中时，宝石轴承被破坏的危险程度提高。特别是，打入宝石轴承架的部分以及将宝石轴承打入宝石轴承架中的部分在处于大致同一平面中时，会显著发生宝石轴承架的破损。
发明内容
本发明在具有驱动源以及轮系的时钟中，设有构成驱动源的马达以及/或发条，以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮，以及/或以所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮。所述齿轮具有齿轮部以及轴部。本发明的时钟设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的时钟中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。在本发明的时钟中，所述支承部件具有该支承部件的主体，独立于该主体构成的轴承部件，所述轴承部设置在所述轴承部件上。
本发明在具有驱动源以及轮系的时钟中，设有构成驱动源的马达以及/或发条，以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮，以及/或以所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮。所述齿轮具有齿轮部以及轴部。本发明的时钟设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，所述齿轮的至少轴部以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的时钟中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
本发明在具有驱动源以及轮系的时钟中，设有构成驱动源的马达以及/或发条，以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮，以及/或以所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮。述齿轮具有齿轮部以及轴部。本发明的时钟设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部，所述齿轮以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的时钟中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
另外，本发明在具有齿轮以及支承部件的轮系装置设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部。所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的轮系装置中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。另外，本发明的轮系装置的支承部件具有该支承部件的主体，独立于该主体构成的轴承部件，所述轴承部设置在所述轴承部件上。
另外，本发明在具有齿轮以及支承部件的轮系装置设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部。所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，所述齿轮的至少轴部以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的轮系装置中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
另外，本发明在具有齿轮以及支承部件的轮系装置设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部。此处，所述齿轮以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成。因此，在本发明的轮系装置中，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
在本发明中，所述原料树脂最好从由聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚环氧乙烷)、聚酰胺、变性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亚胺构成的组中选择。另外，在本发明中，所述碳填充物最好从由单层碳纳米管、多层碳纳米管、气相生长碳纤维、纳米石墨杆、碳纳米棒、杯状叠加型碳纳米管、单层“富勒烯”、多层“富勒烯”以及在前面所述的碳填充物中的任意一种中掺入硼所得的混合物构成的组中选择。
在本发明中，由于通过填料树脂形成构成轴承部的部件，因此，无需使用红宝石制成的宝石轴承、宝石轴承架、铜合金制成的榫接框架，并能制造出结构简单的时钟以及轮系装置。另外，在本发明的时钟以及轮系装置中，由于通过在原料树脂中添加碳填充物的填料树脂形成了轴部以及轴承部，因此，不必在支承部件的所述轴承部中注入润滑油，通过碳填充物具有的滑动性能，在轴部以及轴承部不易产生磨损。另外，由于本发明的时钟以及轮系装置的轴承部在制造时，对构成轴承部的部件损坏的担心非常小。另外，由于具有本发明的轮系的时钟以及轮系装置在构成轴部以及轴承部中使用了通用树脂作为原料树脂，因此，降低了成本，树脂的循环使用性优良。
图1为平面图，其显示了在本发明的第1实施例中，从表面观察机构的大致形状(在图1中，省略了一部分部件)。
图2为显示在本发明的第1实施例中，从秒马达显示秒针部分的示意性局部剖面图。
图3为显示在本发明的第1实施例中，从分马达显示分针部分的示意性局部剖面图。
图4为显示在本发明的第1实施例中，从小时马达显示时针部分的示意性局部剖面图。
图5为平面图，其显示了在本发明的第2实施例中，机构的表面侧的大致形状(在图5中，省略了一部分部件，并且接收部件以假想线示出)。
图6为在本发明的第2实施例中，从发条条盒显示簧片部分的示意性局部剖面图。
图7为在本发明的第2实施例中，从擒纵轮显示摆轮的示意性局部剖面图。
图8在本发明的第3实施例中，从秒马达显示秒针部分的示意性局部剖面图。
图9为在本发明的第4实施例中，从发条条盒显示簧片部分的示意性局部剖面图。
图10为显示在本发明的第4实施例中，转动锤的支承部的示意性局部剖面图。
图11为显示在以往的自动上弦时钟中，转动锤的支承部的示意性剖面图。
具体实施例方式
用以实施本发明最佳实施例〔第1实施例〕首先，对本发明的第1实施例进行说明。本发明的第1实施例为具有轮系的时钟，即，模拟电子时钟。但是，本发明的轮系装置不应局限于模拟电子时钟，其也适用于测量装置、印刷机、影像装置、录音机、记录装置等。
参见图1～图4，在本发明的模拟电子时钟的第1实施例中，模拟电子时钟的机构(机构体)100具有构成机构基板的底板102。指针调整表柄110可转动地装配在底板102的指针调整表柄导引孔内。文字板104(在图中以假想线示出)安装在机构100内。机构100设有用于确定指针调整表柄110的轴线位置的转换弹簧166。在机构100的“表面侧”安装有电池120，电路块116，小时马达210，时显示轮系220，分马达240，分显示轮系250，秒马达270，秒显示轮系280等。底板102、轮系接收件112、第二接收件114构成支承部件。通过小时马达210的转动使小时显示轮系220转动，以通过时针230显示当前时刻的中的“小时”。通过分马达240的转动使分显示轮系250转动，以通过分针260显示当前时刻的中的“分”。通过秒马达270的转动使秒显示轮系280转动，以通过秒针290显示当前时刻的中的“秒”。
IC118和水晶振子122安装在电路块116上。相对于底板102以及轮系接收件112，通过绝缘板160、利用开关弹簧162固定电路块116。转换弹簧166与开关弹簧162一体形成。电池120构成模拟电子时针的动力源。作为模拟电子时针的动力源，既可以使用可充电的充电电池，也可以使用可充电的电容器。水晶振子122构成模拟电子时针的振动源，例如，以32，768赫兹振动。
参见图1，图2，秒马达270具有秒线圈组件272，秒定子274，秒转子276。若秒线圈组件272输入秒马达驱动信号，则使秒定子274磁化，以使秒转子276转动。秒马达转子276，例如每秒转动180度。秒转子276具有上轴部276a，下轴部276b，小齿轮部276c以及转子磁铁276d。上轴部276a，下轴部276b，小齿轮部276c由碳素钢等金属形成。根据秒转子276的转动，通过秒传动轮282的转动，秒轮284转动。秒传动轮282具有上轴部282a，下轴部282b，小齿轮部282c以及转子磁铁282d。小齿轮部276c与齿轮部282d啮合。上轴部282a，下轴部282b，小齿轮部282c由碳素钢等金属形成。齿轮部282d由黄铜等金属形成。
秒轮2841分钟转一圈。秒轮284具有上轴部284a，算盘珠形部284b，齿轮部284d。小齿轮部282c与齿轮部284d啮合。上轴部284a，算盘珠形部284b由碳素钢等金属形成。齿轮部284d由黄铜等金属形成。秒针290安装在秒轮284上。秒轮284可以设置在模拟电子时针的中心，也可以设置在不同于模拟电子时针中心的位置处。秒针290构成秒显示部件。作为秒显示部件，可以使用秒针，也开始使用圆盘，还可以使用含有花或几何形状的其它形状的显示部件。秒显示轮系220具有秒传动轮282以及秒轮284。相对于底板102和轮系接收件112可转动地支承秒转子276、秒传动轮282。即，相对于轮系接收件112可转动地支承秒转子276的上轴部276a，秒传动轮282的上轴部282a，秒轮284的上轴部284a。另外，相对于底板102可转动地支承秒转子276的下轴部276b，秒传动轮282的下轴部282b。相对于底板102可转动地支承日轮170。
底板102，轮系接收件112以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。若以填料树脂形成底板102、轮系接收件112，则轴部以及轴承部均具有优良的耐久性，并且易于维护。
在本发明中使用的原料树脂一般采用聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚环氧乙烷)、聚酰胺、变性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亚胺。即，在本发明中，所述原料树脂可以采用所谓通用工程塑料或所谓优质工程塑料。在本发明中，作为原料树脂，也可以采用上述以外的通用工程塑料或优质工程塑料。在本发明中使用的原料树脂最好采用热塑性树脂。
在本发明中使用的碳填充物一般情况下，为在单层碳纳米管、多层碳纳米管、气相生长碳纤维、纳米石墨杆、碳纳米棒、杯状叠加型碳纳米管、单层“富勒烯”、多层“富勒烯”、在前面所述的碳填充物的任意一种中掺入硼所得的混合物。相对于混入填充物树脂的总体重量，所含碳填充物的重量百分比最好为0.2％～60％，或者，相对于混入填充物树脂的总体体积，所含碳填充物的体积百分比最好为0.1％～30％。
单层碳纳米管的直径优选为0.4nm～2nm，形状比(长度/直径)优选为10～1000，形状比最好为50～100。单层碳纳米管以具有圆筒状或圆锥台状的六角形网状形成，且采用单层结构。单层碳纳米管作为[SWNT]，可以从美国的Carbon NanotechnologiesInc.(CNI)得到。
多层碳纳米管的直径优选为2nm～100nm，形状比优选为10～1000，形状比最好为50～100。多层碳纳米管以具有圆筒状或圆锥台状的六角形网状形成，且采用多层结构。多层碳纳米管可作为[MWNT]、从日机装获得。
在P.G.Collins等的[碳纳米管，急展开的电子应用]([日经科学]2001年3月号，第52～62页)，[纳米材料的挑战]([日经机械]2001年12月号，第36～57页)等中对所述多层碳纳米管进行了说明。另外，例如在特开2001-200096号公报中披露了含有碳纤维的树脂合成物的结构和制造方法。
气相生长碳纤维的直径优选50nm～200nm，形状比优选10～1000，形状比最好为50～100。气相生长碳素以具有圆筒状或圆锥台状的六角形网状形成，且采用多层结构。气相生长碳纤维作为[VGCF(登记商标)]、可由昭和电工获得。例如，在特开平5-321039号公报，特开平7-150419号公报，特公平3-61768号公报等中均披露了气相生长碳纤维。
纳米石墨杆的外径优选2nm～500nm，形状比优选10～1000，形状比最好为50～100。纳米石墨杆具有大致实心圆筒形状。纳米石墨杆可从伊势电子获得。
碳纳米棒的外径优选2nm～500nm，形状比优选10～1000，形状比最好为50～100。碳纳米棒具有以六角形的网状形成的杯状形成。
杯状叠加型碳纳米管具有以杯状层叠所述碳纳米棒形成的形状，形状比优选10～1000，最好为50～100。
“富勒烯”为以碳簇为母体的分子，在CAS的定义中，为与20个以上的碳原子彼此邻接的3个原子结合、具有闭合球形的分子。单层”富勒烯”具有如足球那样的形状。单层”富勒烯”的直径优选0.1nm～500nm。单层”富勒烯”的组成优选C60～C540。单层”富勒烯”例如为C60，C70，C120。C60的直径为大约0.7nm。多层”富勒烯”具有以同心状层叠前面所述的单层”富勒烯”而成的嵌套形状。多层”富勒烯”的直径优选0.1nm～1000nm，最好为1nm～500nm。多层”富勒烯”的组成最好为C60～C540。多层”富勒烯”的结构例如优选将C70设置在C60的外侧，将C120设置在所述C70的外侧。例如，在坦内孝宏等的[洋葱结构”富勒烯”的大量生成以及在润滑材料中的应用]([精密工学会志]vol.67、No.7、2001年)中对这种多层”富勒烯”进行了说明。
另外，所述碳填充物也可以在前面所述的碳填充物(单层碳纳米管、多层碳纳米管、气相生长碳纤维、纳米石墨杆、碳纳米棒、杯状叠加型碳纳米管、单层“富勒烯”、多层“富勒烯”)的任意一种中搀入硼(硼元素)而制成。例如，在特开2001-200096号公报等记载了在前面所述的碳填充物中搀入硼(硼元素)的方法。在由特开2001-200096号公报记载的方法中，通过亨舍尔混合机型混合机混合通过气相法制造的碳纤维和硼(硼元素)，在高频率炉等中、以2300度对所述混合物进行热处理。之后，通过粉碎机粉碎经热处理的前面所述的混合物。接着，以规定的比例配合原料树脂和前面所述的混合物的粉碎物，并通过挤压机熔融混合以制造颗粒。
参见图1～图4，电池负极端子170安装在底板102上。电池负极端子170通过电路块116的负极结构导通电池120的阴极和IC118的负极输入部Vss。电池按压件172安装在开关弹簧162上。电池按压件172以及开关弹簧162通过电路块116的正极模式导通电池120的阳极和IC118的正极输入部Vdd。
参见图1，图3，分马达240具有分线圈组件242，分定子244，分转子246。若分线圈组件242输入分马达驱动信号，则使分定子244磁化，从而使分转子246转动。分转子246，例如每20秒转动180度。分转子246具有上轴部246a，下轴部246b，小齿轮部246c以及转子磁铁246d。上轴部246a，下轴部246b，小齿轮部246c由碳素钢等金属形成。
根据分转子246的转动，第一分传动轮252转动，根据第一分传动轮252的转动，通过第二分传动轮254使分轮256转动。第一分传动轮252具有上轴部252a，下轴部252b，小齿轮部252c以及齿轮部252d。小齿轮部246c与齿轮部252d啮合。上轴部252a，下轴部252b，小齿轮部252c由碳素钢等金属形成。齿轮部252d由黄铜等金属形成。第二分传动轮254具有上轴部254a，下轴部254b，小齿轮部254c以及齿轮部254d。小齿轮部252c与齿轮部254d啮合。上轴部254a，下轴部254b，小齿轮部254c由碳素钢等金属形成。齿轮部254d由黄铜等金属形成。分轮256具有筒状部256a，齿轮部256d。小齿轮部254c与齿轮部256d啮合。筒状部256a由碳素钢等金属形成。齿轮部256d由黄铜等金属形成。
分轮256一小时转一圈。分针260安装在分轮256上。分轮256的转动中心与秒轮284的转动中心相同。分针260构成分显示部件。作为分显示部件可以使用分针，也开始使用圆盘，还可以使用含有花或几何形状的其它形状的显示部件。
分显示轮系250具有第一传动轮252，第二传动轮254，分轮256。相对于底板102和轮系接收件112可转动地支承分转子246，第一传动轮252，第二传动轮254。分轮256与设置在第二接收件114上的中心管126的外周部接触，并被可转动地支承。即，相对于轮系接收件112可转动地支承分转子246的上轴部246a，第一分传动轮252的上轴部252a，第二分传动轮254的上轴部254a。另外，相对于底板102可转动地支承分转子246的下轴部246b，第一分传动轮252的下轴部252b以及第二分传动轮254的下轴部254b。
参见图1～图4，小时马达210具有时线圈组件212，小时定子214，小时转子216。若小时线圈组件212输入小时马达驱动信号，则使小时定子214磁化，从而使小时转子216转动。小时转子216例如每20分转动180度。小时转子216具有上轴部216a，下轴部216b，小齿轮部216c以及转子磁铁216d。上轴部216a，下轴部216b，小齿轮部216c由碳素钢等金属形成。
根据小时转子216的转动，第一小时传动轮222转动。根据第一小时传动轮222的转动，通过第二小时传动轮224的转动使小时轮226转动。第一小时传动轮222具有上轴部222a，下轴部222b，小齿轮部222c以及齿轮部222d。小齿轮部226c与齿轮部222d啮合。上轴部222a，下轴部222b，小齿轮部222c由碳素钢等金属形成。齿轮部222d由黄铜等金属形成。第二分传动轮224具有上轴部224a，下轴部224b，小齿轮部224c以及齿轮部224d。小齿轮部222c与齿轮部224d啮合。上轴部224a，下轴部224b，小齿轮部224c由碳素钢等金属形成。齿轮部224d由黄铜等金属形成。小时轮226具有筒状部226a，齿轮部226d。小齿轮部224c与齿轮部226d啮合。齿轮226由黄铜等金属形成。
小时轮226采用了12个小时转一圈的结构。时针230安装在小时轮226上。小时轮226的转动中心与分轮256的转动中心相同。因此，小时轮226的转动中心、分轮256的转动中心以及秒轮284的转动中心相同。时针230形成小时的显示部件。作为小时显示部件可以使用时针，也开始使用圆盘，还可以使用含有花或几何形状的其它形状的显示部件。
时显示轮系220具有第一小时传动轮222，第二小时传动轮224，小时轮226。相对于底板102和轮系接收件112可转动地支小时转子马达216，第一小时传动轮252，第二小时传动轮224承。小时轮226与分轮256的的外周部接触，并被可转动地支承。即，相对于轮系接收件112可转动地支承小时转子216的上轴部216a，第一小时传动轮222的上轴部216a，第二小时传动轮224的上轴部216a。另外，相对于底板102可转动地支承小时转子216的下轴部216b，第一小时传动轮222的下轴部222b以及第二小时传动轮224的下轴部224b。通过小时轮226转动，使日转动轮(图中未示出)转动。日转动轮通过小时轮226的转动，一天转动1圈。设置在日转动轮上的日拨叉(图中未示出)使日轮170持续一天送进1个齿。
作为变形例，秒转子276中的至少上轴部276a以及下轴部276b(或者，秒转子276的转子小齿轮整体)，秒传动轮282中的至少上轴部282a以及下轴部282b可以以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。秒转子276中的至少上轴部276a和下轴部276b以及小齿轮部276c，秒传动轮282的整体最好均由前面所述的填料树脂形成。若以填料树脂形成秒转子276，则能够减小轴部产生磨损的可能性。
另外，作为变形例，分转子246中的至少上轴部246a以及下轴部246b(或者，分转子246的转子小齿轮整体)，第一分传动轮252中的至少上轴部252a以及下轴部252b，第二分传动轮254中的至少上轴部254a以及下轴部254b可以以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。分转子246中的上轴部246a和下轴部246b以及小齿轮部246c，第一分传动轮252的整体，第二分传动轮254的整体最好均由前面所述的填料树脂形成。若以填料树脂形成分转子246，第一分传动轮252和第二分传动轮254，则能够减小轴部产生磨损的可能性。
另外，作为变形例，小时转子216中的至少上轴部216a以及下轴部216b(或者，小时转子216的转子小齿轮整体)，第一小时传动轮222中的至少上轴部222a以及下轴部222b，第二小时传动轮224中的至少上轴部224a以及下轴部224b可以以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。小时转子216中的上轴部246a和下轴部246b以及小齿轮部246c，第一小时传动轮222的整体，第二分传动轮224的整体最好均由前面所述的填料树脂形成。若以填料树脂形成小时转子216，第一小时传动轮222和第二小时传动轮224，则能够减小轴部产生磨损的可能性。
〔第2实施例〕下面，对本发明的第2实施例进行说明。本发明的第2实施例为具有轮系的机械式时钟。参见图5～图7，在机械式时针中，机械时钟的机构(机构体)300具有构成机构基板的底板302。指针调整表柄310可转动地装配在底板302的指针调整表柄导引孔302a内。文字板304(在图26中以假想线示出)安装在机构300内。一般情况下，在底板的两侧中，将有文字板的某一侧称为机构的“里侧”，将与有文字板中的这一侧相反的侧面称为机构的“表面侧”。将装配在机构的“表面侧”中的轮系称为“表面轮系”，将装配在机构“里侧”中的轮系称为“里侧轮系”。
通过具有推顶件390，锁杆392，锁杆弹簧394，内部压件396的转换装置确定指针调整表柄310轴线方向的位置。基轮312可转动地设置在指针调整表柄310的导引轴部。若指针调整表柄310在沿转动轴线方向、在机构内侧位于最近的第1指针调整表柄位置(0级数)的状态下使指针调整表柄310转动，则通过弧形轮的转动使基轮312转动。圆孔轮314通过基轮312的转动而转动。方孔轮316通过圆孔轮314的转动而转动。通过方孔轮316转动，使容纳在发条条盒320中的发条322卷起。第二轮324通过发条条盒320的转动而转动。擒纵轮330通过第四轮324，第三轮326，第二轮324的转动而转动。擒纵轮330，第二轮324，第三轮326，第四轮328构成表面轮系。
用于控制表面轮系转动的擒纵·调速机构具有摆轮340，擒纵轮330，簧片342。摆轮340具有转轴340a，转轮340b，发丝弹簧340c。根据第二轮324的转动，筒状小齿轮350同时转动。安装在筒状小齿轮350上的分针352显示“分”。在筒状小齿轮350中设有与第二轮324相对的滑动机构。根据筒状小齿轮350的转动，通过日的内侧轮的转动，筒轮354转动。设置在筒轮354上的时针356显示“小时”。发丝弹簧340c为具有多个卷数的螺旋状的薄板。发丝弹簧340c的内端固定在固定于转轴340a上的游丝球340d上，发条340的外端部通过安装在游丝托架370(其固定于摆轮接收件366上)的游丝保持件370a、由螺纹紧固固定。快慢针368可转动地安装在摆轮接收件366上。游丝接收件1340和游丝棒1342安装在快慢针368上。接近发丝弹簧340c外端部的部分位于游丝接收件1340和游丝棒1342之间。相对于底板302和摆轮接收件366可转动地支承摆轮340。
发条条盒320设有发条条盒齿轮320d、发条条盒轴320f、发条322。发条条盒轴320f具有上轴部320a，下轴部320b。发条条盒轴320f由碳素钢等金属形成。发条条盒齿轮320d由黄铜等金属形成。第二轮324具有上轴部324a，下轴部324b、小齿轮部324c、齿轮部324d、算盘珠形部324h。小齿轮部324c与发条条盒齿轮320d啮合。上轴部324a，下轴部324b、算盘珠形部324b由碳素钢等金属形成。齿轮部324d由黄铜等金属形成。第三轮326具有上轴部326a，下轴部326b、小齿轮部326c、齿轮部326d。小齿轮部326c与齿轮部324d啮合。上轴部326a，下轴部326b由碳素钢等金属形成。齿轮部326d由黄铜等金属形成。第四轮328具有上轴部328a，下轴部328b、小齿轮部328c、齿轮部328d。小齿轮部328c与齿轮部326d啮合。上轴部328a，下轴部328b由碳素钢等金属形成。齿轮部328d由黄铜等金属形成。
擒纵轮330具有上轴部330a，下轴部330b，小齿轮部330c，齿轮部330d。小齿轮部330c与齿轮部328d啮合。上轴部330a，下轴部330b由碳素钢等金属形成。齿轮部330d由铁等金属形成。簧片342设有簧片主体342d和簧片轴342f。簧片轴342f设有上轴部342a和下轴部342b。簧片主体342d由镍等金属形成。簧片轴342f由碳素钢等金属形成。
以相对于底板302以及发条条盒接收件360可转动的方式支承发条条盒320。即，以相对于发条条盒接收件360可转动的方式支承发条条盒轴320f的上轴部320a。相对于底板302可转动地支承发条条盒轴320f的下轴部320b。相对于底板302以及轮系接收件362可转动地支承第二轮324、第三轮326、第四轮328、擒纵轮330。即，相对于轮系接收件362可转动地支承第二轮324的上轴部324a、第三轮326的上轴部326a、第四轮328的上轴部328a、擒纵轮330的上轴部330a。另外，相对于底板302可转动地支承第二轮324的下轴部324b、第三轮326的下轴部326b、第四轮328的下轴部328b、擒纵轮330的下轴部330b。
相对于底板320以及簧片接收件364可转动地支承簧片342。即，相对于簧片接收件364可转动地支承簧片342的上轴部342a。相对于底板302可转动地支承簧片342的下轴部342b。底板302、发条条盒接收件360、轮系接收件362、簧片接收件364以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。若以填料树脂形成底板302、发条条盒接收件360、轮系接收件362、簧片接收件364，则会减少在轴部产生磨损的可能性。
在本发明的第2实施例中，用于底板302、发条条盒接收件360、轮系接收件362、簧片接收件364的填料树脂与在第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂相同。因此，此处引入了关于在上述第1实施例中使用的填料树脂、原料树脂、碳填充物的说明。
作为变形例，第三轮326中的至少上轴部326a以及下轴部326b，第四轮328中的至少上轴部328a以及下轴部328b可以以热塑性树脂作为原料树脂，由将碳填充物填充在所述原料树脂内所得的填料树脂形成。第三轮326的整体、第四轮326的整体最好由前面所述的填料树脂形成。若以填料树脂形成第三轮326、第四轮328，则能够减小在轴部产生磨损的可能性。
〔第3实施例〕下面，对本发明的第3实施例进行说明。
以下的说明主要是针对本发明的第3实施例与本发明的第1实施例的不同点进行的。因此，此处，对于以下所记载的内容以外之处，可采用对上述本发明的第1
参见图8，在模拟电子时针中，模拟电子时钟的机构(机构体)400具有构成机构基板的底板402。相对于底板402和轮系接收件412可转动地支承秒转子276、秒传动轮282。即，相对于设置在轮系接收件412上的秒转子上榫接框架476a可转动地支承秒转子276的上轴部276a。相对于设置在轮系接收件412上的秒传动上榫接框架482a可转动地支承秒传动轮282的上轴部282a。相对于设置在轮系接收件412上的秒上榫接框架484a可转动地支承秒轮284的上轴部284a。另外，相对于设置在底板402上的秒转子下榫接框架476b可转动地支承秒转子276的下轴部276b。相对于设置在底板402上的秒传动下榫接框架482b可转动地支承秒传动轮282的下轴部282b。相对于分别设置在轮系接收件412上的榫接框架(图中未示出)可转动地支承上述以外的转子以及齿轮的上轴部。另外，相对于分别设置在底板402上的榫接框架(图中未示出)可转动地支承上述以外的转子以及齿轮的下轴部。
底板402以及轮系接收件412由黄铜等金属形成。或者，底板402以及轮系接收件412也可以由聚碳酸酯等塑料形成。各个榫接框架由本发明的第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂形成。在本发明的第3实施例中，用于榫接框架的填料树脂与本发明的第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂相同。因此，此处引入了关于上述本发明的第1实施例中的填料树脂、原料树脂、碳填充物的说明。
〔第4实施例〕下面，对本发明的第4实施例进行说明。
以下的说明主要是针对本发明的第4实施例与本发明的第1实施例的不同点进行的。因此，对于以下所记载的内容以外之处，此处，可采用对上述本发明的第2
参见图9，在机械式时针中，机械式时钟的机构(机构体)500具有构成机构基板的底板502。相对于底板502和发条条盒接收件560可转动地支承发条条盒轮320。即，相对于设置在发条条盒接收件560上的发条条盒上榫接框架520a可转动地支承发条条盒轴320f的上轴部320a。相对于设置在底板502上的发条条盒下榫接框架520b可转动地支承发条条盒轴320f的下轴部320b。
相对于底板502以及轮系接收件562可转动地支承第二轮324、第三轮326、第四轮328、擒纵轮330。即，相对于设置在轮系接收件562上的第二上榫接框架524a可转动地支承第二轮324的上轴部324a。相对于设置在轮系接收件562上的第三上榫接框架526a可转动地支承第三轮326的上轴部326a。相对于设置在轮系接收件562上的第四上榫接框架528a可转动地支承第四轮328的上轴部328a。相对于设置在轮系接收件562上的擒纵轮上榫接框架530a可转动地支承擒纵轮330的上轴部330a。另外，相对于设置在底板502上的第二下榫接框架524b可转动地支承第二轮324的下轴部324b。相对于设置在底板502上的第三下榫接框架526b可转动地支承第三轮326的下轴部326b。相对于设置在底板502上的第四下榫接框架528b可转动地支承第四轮328的下轴部328b。相对于设置在底板502上的擒纵轮下榫接框架530b可转动地支承擒纵轮330的下轴部330b。
相对于底板502以及簧片接收件(图中未示出)可转动地支承簧片(图中未示出)。即，相对于设置在簧片接收件上的簧片上榫接框架(图中未示出)可转动地支承簧片的上轴部。相对于设置在底板502上的簧片下榫接框架(图中未示出)可转动地支承簧片的下轴部。前面所述的各个榫接框架由在本发明的第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂形成。
参见图11，在传动接收件410中打入转动锤轴412。通过螺纹将内圈422的内螺纹部422c紧固在转动锤轴412的外螺纹412c上。内圈422以及压圈420通过多个滚珠424可转动地支承外圈426。转动重锤(图中未示出)通过转动锤体428固定在外圈426上。保持器430在内圈422以及压圈420与外圈426之间对多个滚珠424进行定位。在转动锤轴412的中心孔中打入第四轮用榫接框架414。第四轮用榫接框架414可转动地支承第四轮440的上轴部440b。第四轮用榫接框架414由本发明的第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂形成。在将如图11所示的由填料树脂形成的第四轮用榫接框架414打入接收件中的结构中，在将榫接框架打入接收件中时，几乎不会担心榫接框架破损。
底板502，发条条盒接收件560，轮系接收件562，簧片接收件由黄铜等金属形成。或者，底板502，发条条盒接收件560，轮系接收件562，簧片接收件，传动接收件410也可以由聚碳酸酯等塑料形成。在本发明的第4实施例中，用于榫接框架的填料树脂与本发明的第1实施例中在底板102、轮系接收件162中使用的填料树脂相同。因此，此处引入了关于上述本发明的第1实施例中的填料树脂、原料树脂、碳填充物的说明。
〔其它实施例〕在上面所述的本发明的实施例中，尽管根据含有多个马达以及多个轮系的模拟电子时钟的实施例以及含有1个发条以及轮系的机械式时钟的实施例对本发明进行了说明，但是，本发明也可适用于含有1个马达以及1个齿轮的模拟电子时钟，也可适用于含有1个马达以及多个轮系的模拟电子时钟，也可适用于含有多个发条以及多个轮系的机械式时钟，也可适用于含有马达以及轮系、含有发条以及轮系的时钟。
在上面所述的本发明的实施例中，原料树脂虽然在一般的情况下，采用聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚环氧乙烷)、聚酰胺、变性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亚胺，但是，作原料树脂，也可以采用其它的塑料，例如，聚砜，聚酯砜，聚乙烯，尼龙6，尼龙66，尼龙12，聚丙烯，ABS树脂，AS树脂等热塑性树脂。另外，作为原料树脂，可以混合使用2种以上上面所述的热塑性树脂。另外，在本发明中使用的原料树脂中，还可以配合使用添加剂(防氧化剂，润滑剂，增塑剂，稳定剂，填充剂，溶剂等)。
下面，参照表1以及表2，说明显示实验数据的一个例子，这些实验数据显示了上述实施例中，加入碳填充物树脂能够优化滑动性能、优化平滑性以及表面性(耐磨性等)。
表1显示了添加20％(重量比)碳填充物的聚酰胺树脂12(PA12)，聚碳酸酯(PC)的基本特性(动摩擦系数与单位磨损量)。即，在表1中，VGCF(登记商标)[Vaper GrownCarbon Fiber气相生长碳纤维]为添加了重量比10％或20％的碳填充物的树脂。通过这些实验数据可知添加碳填充物的表面是否为易于滑动的材料，以及是否难以磨损。为了比较，将未添加碳填充物的非复合材料(树脂单体，即PA12，POM，PC自身)的特性显示为[BLANK]。
上述各种树脂由表2所示的成形条件注射成形。即，在PA12中添加了重量比20％的碳填充物的复合材料在喷嘴，前部(测量部)、中部(压缩部)、后部(供给部)、成形用金属模具的温度分别为220℃，230℃，220℃，210℃，70℃，对于PA12的非复合材料而言，分别为190℃，200℃，180℃，170℃，70℃。另外，对于在PC中添加了重量比20％的碳填充物的复合材料而言，上述各个温度分别为290℃，310℃，290℃，270℃，80℃，对于PC的非复合材料而言，分别为280℃，290℃，270℃，260℃，80℃。另外，对于在PA12中添加重量比10％的碳填充物的复合材料而言，为与重量比20％相同的条件。
在表1中，动摩擦系数以及单位磨损量(mm3/N·km)显示了一边对具有规定形状(Φ55mm×厚度2mm)的树脂片施加50N的表面压力，一边以0.5米/秒的速度在铜板(S45C)上滑动时的值。另外，这些测定方法应遵循塑料的滑动磨损试验方法(JISK 7218规格)(JIS日本工业标准)。
如表1所示，在PA12，PC中，添加了碳填充物的复合材料与未添加碳填充物的非复合材料相比，基本特性(动摩擦系数与单位磨损量)均大幅度提高。此处，动摩擦系数成为上述复合材料的表面平滑性或表面性的目标，例如通过动摩擦系数小的复合材料构成齿轮等，由此能够润滑地进行转动。另外，通过单位磨损量小的复合材料构成齿轮等，能够提高耐磨性。
所以，在本实施例中，由于以加入碳填充物的树脂形成轴承部或齿轮等部件，因此，能够提高所述轴承部或齿轮的润滑性，无需使用红宝石制成的宝石轴承、宝石轴承架、铜合金制成的榫接框架，并能制造出结构简单的时钟以及轮系装置。另外，在本实施例的时钟以及轮系装置中，由于通过在原料树脂中添加碳填充物的填料树脂形成了轴部以及轴承部，因此，不必在支承部件的所述轴承部中注入润滑油，通过碳填充物具有的滑动性能在轴部以及轴承部不易产生磨损。另外，在本实施例的时钟以及轮系装置中，由于通过填料树脂形成了支承部等，因此，通过碳填充物所具有的滑动性能等，能够极大的减小制造时构成轴承部等的部件破损的可能。
工业实用性在本发明中，由于通过填料树脂形成构成轴承部或齿轮的部件，因此，无需使用红宝石制成的宝石轴承、宝石轴承架、铜合金制成的榫接框架，并能制造出结构简单的时钟以及轮系装置。另外，在本发明的时钟以及轮系统装置中，由于通过在原料树脂中添加碳填充物的填料树脂形成了轴部以及轴承部(或齿轮)，因此，不必在支承部件的所述轴承部中注入润滑油，通过碳填充物具有的滑动性能，在轴部以及轴承部不易产生磨损。另外，由于本实施例的时钟以及轮系装置在构成轴部以及轴承部(或齿轮)中使用了通用树脂作为原料树脂，因此，降低了成本，树脂的循环使用性优良。
表1
表2
权利要求
1.时钟，其具有驱动源以及轮系，其特征在于设有构成驱动源的马达以及/或发条；以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮可能性所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮，所述齿轮具有齿轮部以及轴部；设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
2.根据权利要求1所述的时钟，其特征在于所述支承部件具有该支承部件的主体，和独立于该主体构成的轴承部件，所述轴承部设置在所述轴承部件上。
3.时钟，其具有驱动源以及轮系，其特征在于设有构成驱动源的马达以及/或发条；以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮，以及/或以所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮，所述齿轮具有齿轮部以及轴部；设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，所述齿轮的至少轴部以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
4.时钟，其具有驱动源以及轮系，其特征在于设有构成驱动源的马达以及/或发条；以通过所述马达的转动而转动的方式构成的齿轮，以及/或以所述发条作为驱动源而转动的方式构成的齿轮，所述齿轮具有齿轮部以及轴部；设有支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述齿轮以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的时钟，其特征在于所述原料树脂从由聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚环氧乙烷)、聚酰胺、变性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亚胺构成的组中选择。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的时钟，其特征在于所述碳填充物从由单层碳纳米管、多层碳纳米管、气相生长碳纤维、纳米石墨杆、碳纳米棒、杯状叠加型碳纳米管、单层“富勒烯”、多层“富勒烯”、以及在前面所述的碳填充物的任意一种中掺入硼所得的混合物构成的组中选择。
7.轮系装置，其具有齿轮以及支承部件，其特征在于，设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
8.根据权利要求7所述的轮系装置，其特征在于所述支承部件具有该支承部件的主体，和独立于该主体构成的轴承部件，所述轴承部设置在所述轴承部件上。
9.轮系装置，其具有齿轮以及支承部件，其特征在于，设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述支承部件以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，所述齿轮的至少轴部以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
10.轮系装置，其具有齿轮以及支承部件，其特征在于，设有具有齿轮部以及轴部的齿轮；支承部件，其具有轴承部，该轴承部可转动地支承所述齿轮的轴部；所述齿轮以热塑性树脂作为原料树脂，由在所述原料树脂中填充碳填充物的填料树脂形成，因此，在所述支承部件的所述轴承部中不用注入润滑油。
11.根据权利要求7～10中任意一项所述的轮系装置，其特征在于所述原料树脂从由聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚环氧乙烷)、聚酰胺、变性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亚胺构成的组中选择。
12.根据权利要求7～11中任意一项所述的轮系装置，其特征在于所述碳填充物从由单层碳纳米管、多层碳纳米管、气相生长碳纤维、纳米石墨杆、碳纳米棒、杯状叠加型碳纳米管、单层“富勒烯”、多层“富勒烯”、以及在前面所述的碳填充物中的任意一种中掺入硼所得的混合物构成的组中选择。
全文摘要
本发明涉及具有树脂形成的轴承部的时钟。另外，本发明还涉及具有树脂形成的轴承部的轮系装置。并且，本发明形成的时钟设有齿轮和支承齿轮的支承部件，由填料树脂形成支承部件。或者，构成的轮系装置设有齿轮和支承齿轮的支承部件，由填料树脂形成支承部件。
文档编号G04B29/02GK1606717SQ02825500
公开日2005年4月13日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月21日
发明者远藤守信, 内山哲夫, 山口晃生, 近藤康雄, 青山宽, 重城幸一郎, 竹田和俊, 竹中雅人, 铃木重男, 所毅 申请人:北川工业株式会社, 精工电子有限公司