机械钟用发条的能量显示及限位机构的制作方法

本实用新型涉及一种机械钟用发条的能量显示及限位机构。

背景技术：

机械钟走时的能量由发条或者重锤来提供，发条被卷紧时储存的弹性势能(重锤被提升时储存的重力势能)决定了机械钟延续走时的长短，所储存的能量越大，则延续走时越长。机械钟在走时的同时，发条或重锤储存的能量逐渐释放，当其储存的能量全部释放完后，机械钟就会停止运行。所以使用者必须及时地为机械钟上弦(或提升重锤)以保证其能连续不间断地运行。其中，重锤式机械钟的能量释放较为直观，使用者只需要透过机械钟的玻璃视窗观察重锤下落的高度，当重锤下落到接近机械钟壳体内底板时，即可拉动链条或转动头轮轴来提升重锤。但对于发条式机械钟，使用者无法通过简单的观察来获取发条剩余能量等信息，所以很难知道应该在何时为机械钟上弦，尤其对于长动力机械钟，其延续走时较长，使用者更加难以记住其上弦周期，不知道应该在何时为其上弦。

随着人们生活水平和生活水平的提高，机械钟尤其是中高档机械钟再次走入人们的生活，使用机械钟的用户变得越来越多。再加上使用者大多忙于日常工作和家庭生活而容易忘记及时地为机械钟上弦，这就迫切的需要机械钟拥有一种剩余能量显示机构，提醒用户及时地为机械钟上弦。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供一种机械钟用发条的能量显示及限位机构。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种机械钟用发条的能量显示及限位机构，安装在前夹板和后夹板上的条轴和动显轴；在前夹板和后夹板之间的条轴上由上而下依次设有压合在动显一轮套上的动显一轮、组合安装的条盒盖和条盒轮、保险轮装置和条轴齿，在后夹板下方的条轴上设有棘轮，所述保险轮装置包括相互啮合的通过保险轮轴安装条盒轮底部的保险轮乙和安装在条轴上的保险轮甲；在前夹板上方的动显轴上自上而下依次设有动显指针、钟面和动显复位装置，所述动显复位装置包括复位弹簧和压合在动显复位轮套上的动显复位轮，在钟面和动显复位轮上分别设有复位簧销和动显复位簧挂钩，所述复位弹簧一端挂在动显复位簧挂钩上、另一端挂在复位簧销上；在前夹板和后夹板之间的动显轴上自上而下依次设有压合在动显四轮套上的动显四轮、动显三轴齿、压合在公转轮轴套和公转轮挡圈上的公转轮以及压合在动显五轮套上的动显五轮；在条轴和动显轴之间的前夹板上设有安装在动显二轮轴上的、压合为一体的动显二轮和动显二轴齿，后夹板上设有两组配合安装的动显传动轮装置甲和动显传动轮装置乙，所述动显传动装置甲和动显传动轮装置乙分别由压合在动显传动轮轴甲上的动显传动轮甲和压合动显传动轮轴乙上的动显传动轮乙组成，所述动显传动轮甲与动显传动轮乙啮合；在公转轮上设有安装在行星轮轴上的压合为一体的行星轮和行星轴齿；所述动显一轮与动显二轮啮合、公转轮与动显二轴齿啮合、动显四轮与行星轴齿啮合、行星轮与动显三轴齿啮合、动显传动轮甲与条轴齿啮合、动显传动轮乙与动显五轮啮合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：动显指针与发条轴不同心，更利于钟面的排布和设计；针对机械钟上弦力矩较大的特点，将保险轮装置置于条盒轮上，以解决其置于动显轮系末端而易损坏的问题；增加复位装置，消除由于动显传动级数过多所产生的动显指针抖动，滞后或超前现象；能量显示部分的全部零部件均固定在前后夹板之上，不额外增加夹板或铣削槽型，符合机械钟机芯常见设计结构，尤其适用于双夹板或少夹板的机械钟机芯，且便于将此机构附加到常见基础机械钟机芯。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述保险轮甲的中心孔为方孔，设置有在对称位置的两个高齿和十个矮齿，记高齿齿顶圆半径为r1，矮齿齿顶圆半径为r2，齿根圆半径为r3；所述保险轮乙的中心孔为圆孔，设置有一个浅齿槽和十三个深齿槽，记齿顶圆半径为R1，深齿槽齿根半径为R2，浅齿槽齿根半径为R3；保险轮甲和保险轮乙的中心距记为a，则r2+R3＜a，r1+R2＜a，r1+R3＞a；所述保险轮甲与条轴齿之间设有可调整其轴向位置的条轴垫块。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于r2+R3＜a，所以当保险轮甲上的矮齿形与保险轮乙上的所有齿槽相啮合时，可带动保险轮乙转动；由于r1+R2＜a，所以当保险轮甲上的两个高齿与保险轮乙上的深齿槽相啮时，可带动保险轮乙转动；由于r1+R3＞a，所以当保险轮甲上的高齿形与保险轮乙上的浅齿槽相啮合时，保险轮甲和保险轮乙相互锁定，无法继续转动；由于保险轮甲和保险轮乙的齿数分别为12和14，其最小公倍数为84，所以保险轮甲转动7圈、保险轮乙转动6圈为一个周期，又因保险轮甲有两个对称的高齿，所以其锁定圈数为7/2＝3.5圈。

附图说明

图1、本实用新型的平面结构示意图；

图2、本实用新型的轴向结构示意图；

图3：本实用新型在钟面上的动显指针和能量指示结构示意图；

图4、本实用新型在走时时的工作状态；

图5、本实用新型在上弦时的工作状态；

图6a、发条释放完设定圈数时保险轮装置的工作状态；

图6b、发条上满设定圈数时保险轮装置的工作状态；

图7a、设定圈数为5圈时的一种保险轮装置的结构示意图；

图7b、设定圈数为4.5圈时的一种保险轮装置的结构示意图；

图7c、设定圈数为5时的一种保险轮装置的结构示意图。

在图中，1、条盒轮；2、条盒盖；3、保险轮乙；4、保险轮轴；5、保险轮甲；6、动显一轮；7、动显一轮套；8、条轴；9、条轴垫块；10、条轴齿；11、动显二轴齿；12、动显二轮；13、动显二轮轴；14、动显轴；15、公转轮；16、公转轮套；17、动显三轴齿；18、动显四轮；19、动显四轮套；20、公转轮挡圈；21、动显五轮套；22、行星轴齿；23、行星轮；24、行星轮轴；25、动显指针部件；26、动显复位轮套；27、动显复位轮；28、动显复位簧挂钩；29、复位弹簧；30、复位簧销；31、动显传动轮甲；32、动显传动轮轴甲；33、动显五轮；34、棘轮；35、钟面；36、前夹板；37、后夹板；38、动显传动轮乙；39、动显传动轮轴乙。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示：行星轴齿22和行星轮23压合为一体构成行星轮部件，其行星轮轴24固定在公转轮15上，行星轮部件可在其轴上自由转动，公转轮15压合在公转轮套16上构成公转轮组件；公转轮组件活套在动显轴14上，其前后两侧分别为压合在动显轴14上的动显三轴齿17和由紧定螺钉固定在动显轴14上的公转轮挡圈20，限制其轴向位置，使其可以在动显轴14上自由转动；动显四轮18压合在动显四轮套19上构成动显四轮部件，其活套在动显轴14上，紧贴于动显三轴齿17之前，动显四轮套19前端置于前夹板36对应孔中，可自由转动；动显指针25压入动显四轮套19前端，随动显四轮部件同步转动；动显五轮33压合在动显五轮套21上构成动显五轮部件，由紧定螺钉固定在动显轴14上，其轴向位置可在安装时调整。

动显二轮12和动显二轴齿11压合为一体构成动显二轮部件，其动显二轮轴13由螺钉固定在前夹板36上，动显二轮部件可在其轴上自由转动。

动显一轮6压合在动显一轮套7上，动显一轮套7又压合在条盒盖2上，条盒盖2又压合在条盒轮1上，四者构成一体。

动显传动轮甲31和动显传动轮乙38的动显传动轮轴甲32和动显传动轮轴乙39均由螺钉固定在后夹板37上，动显传动轮甲31和动显传动轮乙38可在其各自轴上自由转动；动显传动轮甲31和动显传动轮乙38相互啮合，动显传动轮甲31与条轴齿10相啮合，动显传动轮乙38与动显五轮33相啮合；动显四轮18与行星轴齿22相啮合，行星轮23与动显三轴齿17相啮合；公转轮15与动显二轴齿11相啮合，动显二轮12与动显一轮6相啮合；条盒轮1与走时轮系中的二轮齿轴相啮合，驱动走时轮系运转。二轮齿轴是钟表走时轮系的基本结构，不属于本发明的内容，并且本领域工作人员均能理解或熟悉此结构，所以在此不予详细叙述，其详细结构也不予示出。

动显复位簧挂钩28固定在动显复位轮27上，动显复位27压合在动显复位轮套26上，三者为一体构成动显复位轮部件，并由紧定螺钉固定在动显四轮套19上，其轴向位置可在安装时调整；套在动显四轮套19上的复位弹簧29一端挂在复位簧挂钩28上，另一端挂在压入前夹板36中的复位簧销30上；安装时先绕动显四轮轴套19顺时针旋转动显复位轮27一定角度以使复位弹簧29储存一定初始扭矩，再将紧定螺钉拧紧。

如图3所示：动显指针25在位于钟面35六点钟方位的扇形刻度环上指示的读数为发条剩余延续走时天数；由于本实用新型采用动显指针25与条轴8不同心的结构，所以动显指针25位置并不局限于图3中的位置，其位置可根据钟面35的设计做相应的变化。

如图4所示：走时过程中，条盒轮1逆时针转动释放能量，由于保险轮乙3的保险轮轴4固定在条盒轮1上，并与保险轮甲5啮合，所以保险轮乙3绕条轴8逆时针公转的同时绕保险轮轴4逆时针自转，直至保险轮甲5的高齿与保险轮乙3的浅齿槽相啮合，条盒轮1被锁定，无法继续转动，走时停止(如图6a所示)。同时，由于条盒盖2、条盒轮1、动显一轮套7、动显一轮6相互压合为一体，所以动显一轮6也随着条盒轮1逆时针转动，由于动显二轮部件与动显一轮6啮合，所以动显一轮6带动动显二轮12顺时针转动；由于公转轮15与动显二轮部件啮合，所以动显二轮部件带动公转轮15逆时针转动；由于行星轮部件的行星轮轴24固定在公转轮15上，且与动显三轴齿17相啮合，所以行星轮部件在绕动显轴14逆时针公转的同时绕行星轮轴24逆时针自转；由于动显四轮18与行星轮部件啮合，所以行星轮部件带动动显四轮部件逆时针转动；由于动显指针25固定在动显四轮部件前端，所以动显指针25随着动显四轮部件同步逆时针转动；动显指针25在钟面35上指示发条剩余延续走时天数，示数随着走时变得越来越小，直至保险轮甲5和保险轮乙3相互锁定，停止走时，此时动显指针25指向刻度0。

如图5所示：上弦过程中，用户旋动上弦钥匙带动条轴8逆时针转动，由于保险轮甲5固定在条轴8上，并与保险轮乙3啮合，所以保险轮甲5带动保险轮乙3顺时针转动，直至保险轮甲5的高齿与保险轮乙3的浅齿槽相啮合，条轴8被锁定，无法继续上弦。同时由于条轴齿10固定在条轴8上，所以条轴齿10也随着条轴8逆时针转动，由于动显五轮33经由动显传动轮甲31和动显传动轮乙38与条轴齿10啮合，所以条轴齿10经由动显传动轮甲31和动显传动轮乙38带动动显五轮33顺时针转动；由于动显五轮部件是固定在动显轴14上的，所以动显轴14随之顺时针转动；由于动显三轴齿17压合在动显轴14上，所以动显三轴齿17随之顺时针转动；由于行星轮部件与动显三轴齿27啮合，所以动显三轴齿17带动行星轮部件逆时针转动；由于动显四轮18与行星轮部件啮合，所以行星轮部件带动动显四轮部件顺时针转动；由于动显指针25固定在动显四轮部件前端，所以动显指针25随着动显四轮部件同步顺时针转动；动显指针25在钟面35上指示发条剩余延续走时天数，示数随着上弦变得越来越大，直至保险轮甲5和保险轮乙3互相锁定，无法继续上弦，此时动显指针25指向其最大刻度。

实施例设定圈数为3.5圈时：

如图6a所示保险轮装置：保险轮甲5中心孔为方孔，其圆周上设置有十二个齿形，其中处于对称位置的两个齿形为高齿，其余齿形为矮齿，记其高齿齿顶圆半径为r1，矮齿齿顶圆直径为r2，齿根圆半径为r3；保险轮乙3中心孔为圆孔，其圆周上设置有十四个齿形，其中一个齿槽设置为浅齿槽，其余齿槽为深齿槽，记其齿顶圆半径为R1，深齿槽齿根圆半径为R2，浅齿槽齿根圆半径为R3；保险轮甲5和条轴齿10均套在条轴8上，二者与条轴8连接处条轴8铣为四方形，使二者能随条轴8同步转动，二者之间套有一条轴垫块9，以调整其轴向位置；保险轮乙3的保险轮轴4固定在条盒轮1上，保险轮乙3可在其轴上自由转动，保险轮甲5和保险轮乙3的中心距记为a，则：r2+R3＜a，r1+R2＜a，r1+R3＞a；由于r2+R3＜a，所以当保险轮甲5上的矮齿与保险轮乙3上的所有齿槽相啮合时，可带动保险轮乙3转动；由于r1+R2＜a，所以当保险轮甲5上的两个高齿与保险轮乙3上的深齿槽相啮时，可带动保险轮乙3转动；由于r1+R3＞a，所以当保险轮甲5上的高齿与保险轮乙3上的浅齿槽相啮合时，保险轮甲5和保险轮乙3相互锁定，无法继续转动；由于保险轮甲5和保险轮乙3的齿数分别为十二和十四，其最小公倍数为八十四，所以保险轮甲5转动七圈、保险轮乙3转动六圈为一个周期，又因保险轮甲5有两个对称的高齿，所以其锁定圈数为7/2＝3.5圈。

如图6a图6b所示分别为：保险轮装置在发条释放完设定圈数后，锁定条盒轮1并停止走时的状态；保险轮装置在上满设定圈数后，锁定条轴8，无法继续上弦时的状态。其中，保险轮甲5和保险轮乙3的齿数、形状及结构不仅限于本例中的情况，设计人员可以调整保险轮甲5和保险轮乙3的结构、齿形以改变发条盒的工作圈数，以选择最佳的发条工作区间、提高机芯走时精度、精确机芯延续走时天数。例如图7a，7b，7c中所示为不同结构、齿形的保险轮装置的实例，其锁定条盒轮1工作圈数分别为5圈，4.5圈和5圈。

在上述走时和上弦的过程中，由于受到固定于动显四轮18上的动显复位部件和复位弹簧29初始扭矩的作用，动显四轮部件持续受到逆时针方向的扭矩，有逆时针方向转动的趋势，使得动显机构中的每个轮齿始终紧贴于相啮合轮齿的一侧，使得无论在走时或上弦，亦或在走时、上弦动作变换时，动显指针25均无抖动、滞后或超前的现象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。