专利名称：堆叠式座钟机芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪器领域电动机械钟表的机芯，特别是涉及一种为解决现有小型座钟必须使用成本较高表芯问题而可提供一种可应用于座钟、以供取代表芯的具有低成本钟芯的堆叠式座钟机芯。
现今座钟所使用的机芯，可按机芯的尺寸大小分为时钟机芯(以下简称为钟芯)与手表机芯(以下简称为表芯)两种，钟芯由于齿轮及相关构件的设计尺寸较不受限制，制造成本较为低廉，然而设计出的钟芯直径与体积较大，故而仅适用于一般的挂钟与外形较大的座钟，但是对于小巧型式的座钟，仅能使用尺寸小且薄的表芯，然由于表芯的各项构造细小，因此相对的制造成本较为昂贵，此即导致小型座钟的成本居高不下。本设计人欲提供一种适当的技术解决方案，以解决上述小型座钟必须使用表芯的限制，而以下即就现有的钟芯及表芯的构造分析如下。
请参阅
图1、图2所示，分别为矩形与圆形钟芯的结构示意图，在钟芯本体90的背面处形成设有电池91、闹铃钮98及调时钮97，而内部形成有马达线圈92、指针齿轮组93等构件，该呈外突的指针齿轮组93则可供套合秒针、分针、时针以及闹铃指针而形成钟面指针，而其各指针齿轮组93与其他部分的配置关系，亦如前述图2C所示，在本体90的下方为配置马达线圈92，而借位于马达线圈92略上方位置的马达轮94带动配置在本体90中央位置的以多个齿轮构成的指针齿轮组93，达到指示时间的效果，而钟芯所需的电池91及闹铃蜂鸣器96则配置在外围位置，亦即令指针齿轮组集中在中芯部位，而较占空间的马达线圈92、电池91及蜂鸣器96均为配置在指针齿轮组93外围位置的平面陈列方式，因此占用的表面积较大，而上述图1、图2的矩形或圆形的钟芯则可设计为供套合于如图3A及图3B的方框型或球型座钟的座体900所形成的凹槽901中，据以形成完整的座钟。
而前述钟芯的指针齿轮组93的实际结构如图4所示，该马达轮94一般均设计为每秒转动0.5圈，经过秒前轮95减速1/30(1/5×1/6)后，再驱动秒轮81，秒轮81则依次通过分前轮84减速1/60(1/8×1/7.5)而驱动分轮82，又经时前轮85再减速1/12(1/4×1/3)，而带动时轮83产生每12小时转动一圈的效果，在时前轮85的一侧则与调时钮97的齿轮相啮合(供调整时间用)，在前述秒轮81的上方还设置有一分隔板841，以供承受上方的压力，以避免造成秒轮81不当负荷，而对于在闹铃的结构上，则在时轮83的上方设置一闹铃设定轮87，该时轮83以及闹铃设定轮87分别与图面右侧的上、下叠合的上、下凸轮88、89相啮合。此两凸轮88、89的详细构造如图5、图6所示，分别形成有数个相对应的凸块881及凹槽890，而在上凸轮88一侧则与一闹铃钮98上的齿轮相啮合，以供调整该闹铃钮98而带动闹铃设定轮87转动；再者，下凸轮89的下方抵靠于一设置在印刷电路板891的金属薄片892上，当闹铃指针与时针不在一直线位置时，则为如图7A所示，通过下凸轮89使金属薄片892向下顶开，而不致与位于其一侧的闹铃接点893接触，而当两指针重合时，为如图7B所示，下凸轮89上升，使金属薄片892与闹铃接点893接触，故而可通过接通蜂鸣器96产生闹铃响声。
而目前的表芯其外观尺寸皆控制在30mm(直径)×4mm(厚度)以内，外形如图8所示，其内部结构的配置结构型态与前述钟芯相同，亦为在中央配置指针齿轮组93，外围亦为使用平面分布结构方式，分别设置有马达线圈92、电池91及其他周边元件等，但是使用的零件既小且薄，尺寸的精密度要求甚高，故其制造成本远较钟芯高昂甚多，而如图1、图2所示的钟芯的尺寸约为56×56×16mm以及50mm(直径)×8mm(厚度)，因此，在实际使用上，若机芯套孔的直径在小于35mm以下时，只得使用价格较为昂贵的表芯，显然造成制造成本增加的负担。目前所采用的高价的微细齿轮为现有的表芯齿轮，该现有的表芯齿轮其数据如以下表一所示
表一、φ30mm的表芯齿轮数据例
上述零件尺寸的精密度要求非常高，其制造成本远较钟芯高昂甚多，使用价格较为昂贵的表芯，必然造成制造成本大为增加。故本设计人鉴于表芯成本较为高昂，欲提出一可缩小到直径35mm以内的钟芯，以适应于小型座钟。
由此可见，上述现有的座钟所使用的机芯仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。本设计人基于丰富的实务经验及专业知识，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本实用新型。
本实用新型的主要目的在于，克服现有的座钟机芯存在的缺陷，而提供一种新型结构的堆叠式座钟机芯，使其主要为运用双层式结构设计技巧，令钟芯的现有结构区分为上、下两层，在上层配置指针齿轮组，而下层为配置电路板、电池、马达线圈及蜂鸣器等，而形成一种缩小型式的钟芯结构。
本实用新型的另一目的在于，提供一种堆叠式座钟机芯，使前述使用的齿轮组均为沿用钟芯的较大尺寸的各种齿轮，而无需采用如表一所示的高价的微细齿轮，而具有显著降低制造成本的功效。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。依据本实用新型提出的一种堆叠式座钟机芯，其特征在于其包括一本体，为设计区分成多层式空间结构；一齿轮组，其为使用时钟机芯的较大尺寸的齿轮，并设置在本体的上层位置；一结合设有马达线圈的印刷电路板，其配置在本体的另一层位置。
本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。前述的堆叠式座钟机芯，其中所述的本体其外表面配置设有一闹铃调整环，该闹铃调整环的内部形成设有内齿环，并通过设有上凸轮与齿轮组的闹铃设定轮相啮合。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上的技术方案可知，本实用新型为一种可使传统直径较大的时钟机芯改变为相同于表芯的小直径规格的结构，其主要是通过双层式结构的设计技巧，令钟芯的现有结构区分为上、下两层，在上层设置指针齿轮组，而在下层则为配置电路板、电池、马达线圈及蜂鸣器等，不仅使得直径可达到表芯的结构小型化效果，且其内部的元件亦可沿用钟芯元件，形成一种可达到表芯的结构小型化而成本较表芯低廉的座钟机芯。其使用的齿轮组均为沿用钟芯的较大尺寸的各种齿轮，而无需采用高价的微细齿轮，而具有显著降低制造成本的功效。
综上所述，本实用新型巧妙地将钟芯的构造改进设计成双层式堆叠的构造，不仅可缩小整体直径，而且更可沿用现有钟芯的指针齿轮组，无需重新设计，因此具有较易于制造及成本低廉的特性。其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。
图1A是现有矩形钟芯的结构背面示意图。
图1B是现有矩形钟芯的结构侧剖视图。
图1C是现有矩形钟芯的结构正面示意图。
图2A是现有圆形钟芯的结构背面示意图。
图2B是现有圆形钟芯的结构侧剖视图。
图2C是现有圆形钟芯的结构正面示意图。
图3A、图3B是现有方框型与球型座钟的结构示意图。
图4是现有钟芯的内部结构剖视图。
图5A是现有上凸轮的结构剖视图。
图5B是现有上凸轮的结构侧视图。
图6A是现有下凸轮的结构剖视图。
图6B是现有下凸轮的结构侧视图。
图7A是上、下凸轮分离时的动作结构示意图。
图7B是上、下凸轮结合时的动作结构示意图。
图8A、图8B是现有表芯的结构示意图。
图9是本实用新型的剖视示意图。
图10是本实用新型的结构后视示意图。
图11是本实用新型的结构剖视示意图。
图12是本实用新型的结构正视示意图。
图13是本实用新型将图11的上盖卸下后的结构正面示意图。
图14是本实用新型的结构剖视图。
图15是本实用新型的部分结构剖视图。
图16是本实用新型的马达部位在图9中A-A剖面的结构剖视图。
图17是本实用新型的马达轴部位在图9中B-B剖面的结构剖视图。
图18、图19、图20是本实用新型的印刷电路板的结构示意图。
图21、图22是本实用新型的实施例结构示意图。
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的堆叠式座钟机芯其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图11、图12所示，本实用新型堆叠式座钟机芯主要旨在缩小钟芯的尺寸，且在不缩小内部各齿轮的前提下，达到使表芯结构小型化的效果，亦即，本实用新型堆叠式座钟机芯，其本体10设计区分为前、后两部分，该前半部分形成齿轮箱20，而后半部分则设置有电池14、马达线圈30、电路板40，背面设有底盖50封闭，而正面则设置有上盖11、指针及通明胶片13，而在正面外围的位置形成设有一供调整闹铃时间的闹铃调整环12，如此，即可借由该双层式结构设计，使钟芯的直径缩小至30mm。请参阅以下表二所示为常用的钟芯齿轮数据范围
表二、φ50mm的钟芯齿轮数据例
>注上述齿轮经适当排列后可纳入φ30mm直径范围内。
借由本实用新型双层式结构设计，使钟芯的直径可缩小至30mm。如上述表二所示常用的钟芯齿轮，确可置入30mm以内，虽然厚度增加，但在很多应用场合中不致造成任何影响，请参阅图3B所示即为一例。
请参阅图13所示，其显示将图11的上盖11卸下的正面图，其中，该马达轮22、秒前轮271、指针齿轮组272、时/分前轮29、调时轮24、上凸轮23等零件的尺寸大小为与现有的钟芯的各齿轮完全相同，唯一变更的是取消现有钟芯的闹铃调整钮，而将其结构改变为以如前述的调整环12进行闹铃调整点的设定的结构，设置位于图13外围位置的数个螺丝承座21供结合图11中的上盖11；请参阅图10所示，底盖50的表面为形成设有一电池盖15、调时钮31、闹铃声音出口54以及一闹铃开关设定钮49，可通过背面进行时间调整、更换电池、设定闹铃启闭以及由背面发出闹铃响声，将该底盖50拆下后，则如图9所示，为在印刷电路板40的下方配置有马达线圈30，而在略上方侧可设置电池14。
请配合参阅图14、图15所示，前述位于本体10最外表面外围位置的闹铃调整环12其在底缘形成有环状内齿轮16，并靠抵在本体10所形成的圆环槽17中，使其可自由旋转，该环状内齿轮16与上凸轮23相啮合，并传递带动位于中央的闹铃设定轮87转动，而上盖11贴靠设置在闹铃调整环12的环状内齿轮16的上方位置，并通过螺丝18与本体10内部的螺丝承座21结合，其不仅可供上盖11固定，而且亦可防止闹铃调整环12脱落，而指针齿轮组的时轮83、分轮82、秒轮81、上凸轮23及下凸轮231等齿轮的尺寸及相对结构关系均与现有的钟芯结构相同，而对于秒前轮、分前轮与时前轮亦均相同于图4中所示现有的钟芯的配置结构方式，仅是图面角度关系未予表示而已，其在分轮82与秒轮81之间亦设有分隔板19进行隔离。
设置于本体10下层位置的马达线圈30，其实际的结构可配合参阅图16(即图9的A-A剖视图)及图9所示，其设有一内定子25以及一外定子26，在该内定子25以及外定子26之间以螺丝27锁入螺丝承座72、73，以此夹合马达线圈30，而通过该由图16中朝左侧延伸的外定子26处设置马达轮22，该马达轮22的底端为抵靠于马达轴承座28上，可以配合参阅图17(即图9中B-B剖视图)的对应于该马达轴承座28前后方向的剖视图所示，该外定子26通过本体10内部的两个内支轴74、75加以固定，并与形成设有两个立柱76、77的马达轴承座28相套合，该两个立柱76、77贯穿印刷电路板40，并分别套合设有如图14所示的导电弹簧52，而在印刷电路板40供导电弹簧52相互接触的部位形成设有驱动蜂鸣器的铜箔接点，因而借由两个导电弹簧52与结合在底盖50内面位置的压电式结构蜂鸣器51的两个电极相接触，即可建立蜂鸣器51与电路板40之间的连结结构关系，蜂鸣器51产生的响声，则由设置位于底盖50对应处的闹铃声音出口54朝外传出，而图14中该印刷电路板40在对应于电池14的正、负极处还焊接设有电池正导板413及电池负导板414，以使电源电压加在印刷电路板40上，更在电路板40上连接有一金属弹片411及金属接触片412，形成可供下凸轮231升降而启闭的闹铃动作接点。
另位于图14左下方的朝外突出的闹铃设定钮49，为对应于设置在印刷电路板40底面的开关弹片44上，其为位于如图18所示的印刷电路板40设计图的下方以及如图20所示的相对位置，即可在拨动该闹铃设定钮49时，决定闹铃启闭，而图18所示的印刷电路板40的其他部位分别形成设有可供容纳电池的圆孔41、供调时钮穿伸的圆孔47、供容纳马达线圈的孔42、供图16中螺丝27穿过而固定外定子26的两圆孔43、供图17中两立柱76、77穿出的圆孔45、46、供焊接金属弹片411的接点48，与供焊接金属接触片412的接点481，以及在表面配置设有圆形封装的控制器(IC)482与管状的石英振荡器483(其侧视图如图19所示)。该控制器(IC)482为普通技术人员熟知的现有技术产品，故此不再赘述。
前述的闹铃设定钮49，其为设置位于本体10底面的结构型态，然而亦可改设成如图21、图22所示，将本实用新型套合于一钟头外壳60的开口63中，并通过一个设置于外壳60处朝下延伸的闹铃开关491予以带动，此结构亦可达到由外表面控制的效果，而在本体10底部一侧为形成设有音孔61及在外壳60设有朝上延伸的声音通道62，以使设置于内部的蜂鸣器产生的响声传出，此外，外壳60的背面形成设有开口63，以便于调整时间及更换电池。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种堆叠式座钟机芯，其特征在于其包括一本体，为设计区分成多层式空间结构；一齿轮组，其为时钟机芯的较大尺寸的齿轮，并设置在本体的上层位置；一结合设有马达线圈的印刷电路板，其配置在本体的另一层位置。
2.根据权利要求1所述的堆叠式座钟机芯，其特征在于其中所述的本体其外表面配置设有一闹铃调整环，该闹铃调整环的内部形成设有内齿环，并设有上凸轮与齿轮组的闹铃设定轮相啮合。
专利摘要一种堆叠式座钟机芯,其包括:一本体,为设计区分成多层式空间结构;一齿轮组,其为使用时钟机芯的较大尺寸的齿轮,并设置在本体的上层位置;一结合设有马达线圈的印刷电路板,配置在本体的另一层位置。本体外表面可配置设有一闹铃调整环,闹铃调整环内部形成设有内齿环,并通过设有上凸轮与齿轮组的闹铃设定轮相啮合。其将钟芯构造改进设计成双层式堆叠构造,可缩小整体直径,更可沿用现有钟芯的指针齿轮组,无需重新设计,具有易于制造及成本低廉的功效。
文档编号G04B33/00GK2335171SQ9820062
公开日1999年8月25日 申请日期1998年1月16日 优先权日1998年1月16日
发明者黄国忠 申请人:黄国忠