电子控制式机械计时器的制作方法

文档序号:6261928阅读:800来源:国知局
专利名称:电子控制式机械计时器的制作方法
技术领域
本发明涉及一边以发条等机械能储存装置为驱动源进行动作一边由发电机将一部分机械能变换为电能并用该电力驱动转动控制装置而控制转动周期的电子控制式机械计时器,尤其是涉及将机械能变换为电能的发电机的周边结构的改进。
背景技术
作为由发电机将发条松开时的机械能变换为电能并通过由该电能驱动转动控制装置而控制流过发电机的线圈的电流值等从而精确地驱动固定于轮系的指针并精确地指示时刻的电子控制式机械计时器,已知有特开平8-5758号公报中所公开的型式。
图17、18是该公报所公开的计时器的俯视图和断面图。
在各图中,来自内装发条的条盒轮1的转动动力、通过支承在底板2、轮系支承板3及二轮支承板113的由二轮7、三轮8、四轮9、五轮10、六轮11构成的轮系增速并传递到发电机20。
发电机20,具有与用于驱动现有的电池驱动式电子计时器的驱动用步进电动机类似的结构,并由转子12、定子150、及线圈组件160构成。
转子12,通过将转子磁铁12b、圆盘状的转子惯性板12c整体地安装在与六轮11啮合而转动的转子齿轴12a的轴系上而构成。
定子150,通过将4万匝的定子线圈150b缠饶在定子体150a上而构成。
线圈组件160,通过将11万匝的线圈160b缠饶在磁心160a上而构成。这里,将定子线圈150b与线圈160b串联连接,以便产生将其各自的发电电压相加后的输出电压。
并且,该发电机20,将由转子12的转动得到的电力通过图中未示出的电容器供给备有晶体振荡器的电子电路,并由该电子电路根据转子的转动检测及基准频率向线圈发送控制转子转动的控制信号,其结果是,轮系总是根据其制动力以恒定的转速转动。
这种电子控制式机械计时器,由于以发条为动力源驱动指针,因而不需要用于驱动指针运行的电动机,所以具有部件数少且价格低廉的特征。而且,只须发出为驱动电子电路所需的少许的电能即可,因而以很少的输入能量就可以使计时器动作。
同时,在上述公报所述的电子控制式机械计时器中,必须利用发条松开时产生的力使转子12以恒速转动,但为使该转子12的转动稳定而设置着上述转子惯性板12c。
但是,在转子惯性板12c的周围,沿轴向面对该转子惯性板12c接近地配置着底板2及定子150,所以,如转子惯性板12c与该底板2、定子150之间的间隙过小,则在这些部件之间产生的空气粘性阻力将对转子12的转动造成恶劣影响。即,当这些部件之间的间隙过小时,空气粘性阻力增大,因此为使转子12转动所需的负载转矩将增加,所以存在着使计时器的持续工作时间相应地缩短的问题。
另外,作为在电子控制式机械计时器中使用的发电机,除备有惯性板12c外,有时还采用与无电刷电动机同样的结构。在这种发电机中,沿转子的轴向安装着一对圆盘状的定子体,在各定子体内沿圆周方向交替地设置磁极不同的多个磁铁,在基板上形成的线圈夹装在该一对定子体之间(磁铁之间)。因此,包含着圆盘状定子体的转子本身也起着惯性板的作用,所以就不需要如上所述的惯性板12c了。
但是,在这种发电机中,当定子体与底板或线圈之间的间隙过小时,因这些部件间的空气粘性阻力也同样引起的上述问题。
本发明的目的是,提供一种可以通过减低空气粘性阻力的影响而延长持续工作时间的电子控制式机械计时器。
发明的公开权利要求1所述的电子控制式机械计时器,以机械能储存装置为能源而驱动机械能传递装置,同时由通过机械能传递装置使其转动的发电机产生电力,并利用由该电力驱动的电子电路控制上述发电机的转动周期,从而对机械能传递装置施加制动并进行调速,该电子控制式机械计时器的特征在于上述发电机,备有通过与上述机械能传递装置联接而转动的转子,如设该转子的最大直径构件与沿轴向最接近地相对于该转子固定的对置部件之间的上述轴向的间隙为h、圆周率为π、空气粘度为μ、转子的转动频率为f、传递到上述转子的机械能储存装置的最大输出转矩为Trzmax、系数为K、从转子的转动中心到转子的最大直径构件与上述对置部件沿平面重叠部分的内缘的距离为r1、从转子的转动中心到转子的最大直径构件与上述对置部件沿平面重叠部分的外缘的距离为r2,则当上述间隙h由下式给出时,h=π2fμKTrzmax(r24-r14)]]>上述系数K,设定为1/10以下。
这里,所谓「对置部件」及「最大直径构件」,指的是在其之间的粘性阻力随相互的间隙h的减小而增大从而使转子上的负载转矩增大的部件及构件。
因此,就「对置部件」而言,在对置部件中不包括例如后文中的权利要求6所述的桥形或悬臂式的支承构件及权利要求8所述的邻近部件等与转子的最大直径构件沿平面重叠的面积少因而即使间隙h减小时与最大直径构件之间的空气粘性阻力也不会引起任何问题的部件。
就「最大直径构件」而言,例如当从转子惯性板等最大直径构件的半径中点到外周侧设有向对置部件侧伸出的用于提高惯性的凸部时,只要沿平面与对置部件重叠的凸部的面积小于由最大直径形成的面积的1/5,则凸部与对置部件的相对面之间的空气粘性阻力就不会引起任何问题,所以这种相对面之间的间隙,不是本发明中所说的间隙h,本发明中所说的间隙h,指的是该凸部以外的面与对置部件的间隙。而且,不能将该凸部当作是本发明的最大直径构件。
另外,当从转子惯性板等最大直径构件的半中点到中心侧设有如上所述的凸部时,只要沿平面与对置部件重叠的凸部的面积不到由最大直径形成的面积的2/5,则凸部与对置部件的相对面之间的空气粘性阻力就不会引起任何问题,所以这种相对面之间的间隙,也不是本发明中所说的间隙h,本发明中所说的间隙h,指的是该凸部以外的面与对置部件的间隙。而且,也不能将该凸部当作是本发明的最大直径构件。
在如上所述的本发明中,发电机在结构上备有转子,但将转子中的易于由空气粘性阻力引起问题的最大直径构件与对置部件之间的间隙h设定为使由该部件间的空气粘性阻力引起的负载转矩为从机械能储存装置传递到转子的最大输出转矩Trzmax的1/10(10%)以下。
例如,在图14的曲线图中,示出本发明人通过进行在后文的第1实施例中所述的实验而得到的二轮7(相关的符号,可参照图1、图2)的负载转矩T2#与间隙h的关系、及将本发明人根据在后文的第1实施形态中所述的理论计算出的空气粘性引起的负载转矩Trz换算为二轮7的负载转矩T2#后的值与间隙h的关系。
在该曲线图中,不论间隙h的大小如何,从实测值减去计算值后的值基本不变,所以,可以判定该值是由轮系中的机械摩擦或榫销部位的油的粘性阻力等与在转子12和对置部件(例如定子123、133等)之间起作用的空气的粘性阻力不同的阻力引起的负载转矩。
另一方面,图16的曲线图,如后文中的第2实施例所述,示出间隙h与持续工作时间及机构厚度的关系。
从图14、16的曲线图可以看出,当间隙h小于0.1mm时,由空气粘性引起的负载急剧增大,而持续工作时间急剧缩短。持续工作时间,由发条1a的能力与为驱动计时器所需的负载转矩的关系决定。当使间隙h为0.1mm时由空气粘性在转子12中引起的负载转矩7Trz,从图14的曲线图可知,通过二轮7换算后为84.34×10-6N·m(等于将0.86gcm换算为国际单位制后的值),大致相当于从作为机械能储存装置的发条1a传递到转子12的最大输出转矩Trzmax的1/10。
由上述情况可知,在将间隙h设定为使系数K在1/10以下时,可以减小转子12的由空气粘性阻力引起的负载转矩Trz,并能减小机械能储存装置的能量损失,从而可以延长计时器的持续工作时间。
在权利要求2所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述系数K,设定为1/20~1/60。
在权利要求3所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述系数K,设定为1/20~1/40。
从图16可以看出,当使间隙h为0.6mm以上时,不仅不能使持续工作时间延长,反而却使机构厚度变厚。间隙h为0.6mm时由空气粘性引起的换算到二轮7的负载转矩T2#,从图14可知为13.73×10-6N·m(等于将0.14gcm换算为国际单位制后的值),大致成为从发条1a传递到转子12的最大输出转矩Trzmax的1/60。
如考虑到作为计时器所要求的持续工作时间及机构的厚度,则间隙h的更为理想的值为0.2~0.4mm左右。间隙h为0.2mm时由空气粘性引起的负载转矩T2#为42.17×10-6N·m(等于将0.43gcm换算为国际单位制后的值)、0.4mm时的负载转矩T2#,为21.57×10-6N·m(等于将0.22gcm换算为国际单位制后的值),分别成为从发条1a传递到转子12的最大输出转矩Trzmax的大致1/20、1/40。
在权利要求4所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述对置部件,是用于支承上述转子的轴向的至少一端的支承构件,该支承构件,与由该支承构件保持并承接上述轴向的一端的轴承相比在轴向上与上述转子的距离大。
这里,作为支承构件,例如,可以采用支承用作机械能传递装置的轮系的轮系支承件和底板等。
在这种结构中,配置在与转动中心的距离(即径向的距离)比靠近转子的转动中心的轴承大的位置上的支承构件,在轴向上离转子的距离也大,所以,能够在保持轴承与转子的轴向的良好啮合状态而不发生任何变化的同时,可靠地确保支承构件与转子的最大直径构件之间的间隙h。
在权利要求5所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述对置部件,是用于支承上述转子的轴向的至少一端的支承构件,该支承构件,具有用于保持承接上述轴向的一端的轴承的保持部,同时,该保持部的周边部位,与该保持部相比在轴向上与上述转子的距离大,作为其中的支承构件,也可以采用轮系支承件和底板。
在这种结构中,仅使支承构件上的与转子的最大直径构件接近的对置部位与转子的距离大,而轴承本身的结构没有作任何变更,所以,能取得与上述权利要求4所述发明相同的作用效果。此外,设在支承构件上的用于保持轴承的保持部离转子较近,并形成足够大的厚度,所以能可靠地保持轴承。这时,由于保持部设在靠近转子的转动中心、即转子圆周速度小且空气粘性阻力不引起多大问题的位置,所以不会产生使计时器的持续工作时间缩短的作用。
在权利要求6所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述转子的轴向的一端,由与支承上述机械能传递装置的部件分别设置且用桥形或悬臂式的支承构件支承。
在这种结构中,由于将支承转子的支承构件与用于支承机械能传递装置的部件分别设置,所以,可以使该转子支承构件不是按平面状而是按结构与棒状更为接近的桥形或悬臂式设置。因此,不仅能在可靠地支承转子的同时使在轴向上与转子接近地相对的对置部件离开大于间隙h的距离,而且也不会使由支承构件产生的空气粘性阻力增大。
在权利要求7所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述机械能传递装置,是由多个啮合轮构成的轮系,上述转子与上述机械能传递装置的与该转子啮合的啮合轮之间的轴向间隙h′,小于上述间隙h。
在这种情况下,通过将间隙h′设定为小于间隙h而减小计时器的厚度,可以促进计时器的薄型化。这时,啮合轮与转子(后文所述的转子惯性板或转子体)的重合部位,随着相互啮合引起的转动而向同一方向转动,所以,该重合部位上的相对速度不那么大,因此,只要将间隙h设定为即使因两个部件间产生的空气粘性阻力而使与转子啮合的啮合轮或转子发生振摆也不会相互接触的程度,则在实际上就不存在任何问题。但如设定为h′≥1/2h,则可以充分地减小空气粘性阻力的影响。
在权利要求8所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于备有配置在上述转子的最大直径构件与上述对置部件之间的邻近部件,在该邻近部件的与上述转子的最大直径构件对应的位置上,设置着沿上述轴向贯通的开口部。
在这种结构中,由于在邻近部件的与上述转子的最大直径构件相对的位置上设置着开口部,所以,在能可靠地确保最大直径构件与对置部件的间隙h的同时,可以将邻近部件配置在转子的最大直径构件与对置部件之间而不会对转子的负载转矩造成任何影响,从而能提高对计时器内的部件配置空间的配置效率。
在权利要求9所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于使在结构上包括上述机械能储存装置、机械能传递装置、及发电机的机构的内部进行减压。
这里,所谓「进行减压」,指的是包括真空的状态。
在上述的本发明中,由于机构内的空气密度低,所以上述的空气粘性阻力不会引起任何问题,因而能显著地延长计时器的持续工作时间。
另一方面,在权利要求10所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述发电机的转子,备有沿径向伸出的惯性板,该惯性板,即为上述转子的最大直径构件。
另外,在权利要求11所述的电子控制式机械计时器中,其特征在于上述发电机的转子,备有沿径向伸出且在圆周方向配置了多个转子磁铁的转子体,该转子体,即为上述转子的最大直径构件。
如上所述,作为在本发明的电子控制式机械计时器中使用的发电机,既可应用于由备有惯性板的转子构成的型式,也可以应用于由备有转子体的转子构成的型式。
附图的简单说明图1是表示本发明第1实施形态的电子控制式机械计时器的俯视图。
图2是表示上述第1′实施形态的断面图。
图3是表示上述第1实施形态中的发电机与电子电路的连接形态的电路框图。
图4是表示图3的短路电路的电路图。
图5是将本发明的实施形态的主要部分放大后示出的断面图。
图6是将本发明第2实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分放大后示出的断面图。
图7是表示本发明第4实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分的断面图。
图8是表示上述第4实施形态的俯视图。
图9是表示本发明第5实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分的断面图。
图10是表示本发明第6实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分的俯视图。
图11是表示上述第6′实施形态的断面图。
图12是表示本发明第7实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分的断面图。
图13是表示本发明第8实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分的断面图。
图14是表示本发明第1实施例的曲线图。
图15是表示本发明第2′实施例的断面图。
图16是表示上述第2实施例的曲线图。
图17是表示现有技术的俯视图。
图18是表示现有技术的断面图。
用于实施发明的最佳形态以下,参照


本发明的各实施形态。
〔第1实施形态〕图1~图2,示出本发明的第1实施形态。在各图中,除发电机结构的主要部分与现有技术不同以外,其他与现有技术相同,所以,对该相同部分或相当的部分标以相同符号,只对不同的部分或附加新的说明的部分标以不同的符号进行说明。
在各图中,电子控制式机械计时器,备有由作为机械能储存装置的发条1a、条盒齿轮1b、条盒心轴1c、及条盒盖1d构成的条盒轮1。发条1a,外端固定于条盒齿轮1b,内端固定于条盒心轴1c。筒状的条盒心轴1c,插入设在底板2上的支承构件而由该支承构件及条盒螺钉5设定上下方向(轴向)的余隙,并与方孔轮4一起转动。而且,在底板2上还安装着日历盘2a、及圆盘状的表盘2b。
条盒齿轮1b的转动,通过构成用作机械能传递装置的增速轮系的各啮合轮7~11增速到总计126000倍。这时,各啮合轮7~11,分别设置在不同的轴线上并配置在与后文所述的线圈124、134不重叠的位置,从而形成从发条1a起的转矩传递路径。
在与二轮7啮合的筒形齿轴7a上固定着进行时刻指示的图中未示出的分针,在秒齿轴14a上固定着进行时刻指示的图中未示出的秒针。因此,为使二轮7以1rph转动、使秒齿轴14a以1rpm转动,只需通过控制而使转子12以5rps转动即可。这时的条盒齿轮1b为1/7rph。
另外,避开转矩传递路径的秒齿轴14a,由设在条盒轮1与线圈124之间的指针限位装置140减小其齿隙。指针限位装置140,由通过特氟隆处理或分子间结合覆膜等进行了表面处理的一对直线状限位弹簧141、142、支承各限位弹簧141、142的基端侧并固定于二轮支承板113的弹簧夹头143、144构成。
该电子控制式机械计时器,备有由转子12及线圈组件121、131构成的发电机120。转子12,备有转子齿轴12a、转子磁铁12b、及圆盘状的转子惯性板12c,该转子惯性板12c,即为转子12的最大直径构件。
线圈组件121、131,通过将线圈124、134缠饶在将各个形状相同的薄板层叠后制成的定子(铁心、磁心)123、133上构成。定子123、133,通过将与转子邻接配置的铁心定子部122、132、缠饶上述线圈124、134的铁心饶线部123b、133b、相互联接的铁心磁导通部123a、133a整体形成后构成。
上述各定子123、133、即线圈124、134,以相互平行的方式配置。并且,上述转子12,配置在铁心定子部122、132侧,使其中心轴位于沿着各线圈124、134之间的边界线L上,并在结构上使铁心定子部122、132相对于上述边界线L左右对称。
这时,在各定子123、133的用于配置转子12的定子孔122a、132a内,如图2所示,配置着树脂制的衬套60。并且,在各定子123、133的纵向中间部分即铁心定子部122、132与铁心磁导通部123a、133a之间配置着树脂制的偏心销55。当转动该偏心销55时,可以使各定子123、133的铁心定子部122、132与衬套60接触,从而能精确且简单地对其进行定位,同时可以使铁心磁导通部123a、133a的侧面可靠地彼此接触。
各线圈124、134的匝数相同。在本实施形态中,所谓匝数相同,不只是匝数完全相同的情况,也包括从线圈整体看其误差的大小可以忽略的情况,例如相差几百匝左右的情况。
另外,各定子123、133的铁心磁导通部123a、133a,通过使其侧面接触而相互联接。因此,铁心磁导通部123a、133a的底面,与横跨各铁心磁导通部123a、133a配置的图中未示出的轭铁相接触。因此,在铁心磁导通部123a、133a中,形成2条磁导通路径,即通过各铁心磁导通部123a、133a的侧面部分的磁导通路径及通过跨设在铁心磁导通部123a、133a的底面之间的上述轭铁的磁导通路径,从而使定子123、133形成环形磁路。各线圈124、134,从定子123、133的铁心磁导通部123a、133a起向着铁心定子部122、132的方向沿同向缠饶。
上述各线圈124、134的端部,连接于设在定子123、133的铁心磁导通部123a、133a上的图中未示出的线圈引线基板。
在使用按如上方式构成的电子控制式机械计时器的情况下,当对各线圈124、134施加外部磁场H(图1)时,由于外部磁场H沿相同方向施加于平行配置的各线圈124、134,所以,相对于各线圈124、134的缠饶方向,外部磁场H按彼此相反的方向施加。因此,其作用正好是使由外部磁场H在各线圈124、134中产生的感应电压相互抵消,因而可以减轻外部磁场的影响。
另外,串联连接的各线圈124、134,如图3所示,可以同时用于电动势的产生、转子12的转动检测、及发电机的转动控制。即,由线圈124、134的电动势驱动由IC构成的电子电路240,并进行转动检测及转动控制。电子电路240,包括驱动晶体振子241的振荡电路242、根据在振荡电路242中产生的时钟信号生成用作时刻信号的基准频率信号的分频电路243、检测上述转子的转动的检测电路244、将由检测电路244测得的转动周期与基准频率信号进行比较并输出其差值的比较电路245、根据该差值向上述发电机120发送制动用控制信号的控制电路246。此外,也可以利用各种基准振动源等代替晶体振子241产生时钟信号。
各电路242~246,由在串联连接的各线圈124、134中生成的电力驱动,所以,当发电机120的转子12接受来自轮系的转动而沿一个方向转动时,在各线圈124、134中产生交流输出,该输出通过由二极管247、电容器248构成的升压充电电路进行升压整流,由该整流后的直流电流对蓄电用电容器250进行充电,并由该电容器250驱动控制电路(电子电路)240。
另外,各线圈124、134的交流输出的一部分,作为转子12的转动周期的检测信号取出,并输入到上述检测电路244。从各线圈124、134输出的输出波形,在每一个转动周期中描绘出精确的正弦波。因此,检测电路244,对该信号进行A/D转换而将其转换为时间序列的脉冲信号,由比较电路245将该检测信号与基准频率信号进行比较,并由控制电路246将与其差值对应的控制信号发送到起着各线圈124、134的制动电路作用的短路(闭环)电路249。
然后,短路电路249,根据来自控制电路246的控制信号将各线圈124、134的两端短路而施加短路制动,从而对转子12的转动周期进行调速。
另外,上述短路电路249,如图4所示,由包括流过彼此反向的电流的一对二极管251、与该各二极管串联连接的开关SW、与各开关SW并联连接的寄生二极管250的双向开关构成。因此,可以利用各线圈124、134的交流输出的全波进行制动控制,因而可以加大制动量。
其次,在下文中根据图5说明本实施形态的最具特征的结构。
在本实施形态的电子控制式机械计时器中,在转子惯性板12c和作为在轴向上与其接近地相对的对置部件的定子123、133(严格地说,应为铁心定子部122、132)之间,产生空气粘性阻力。这时,由于可以将转子惯性板12c和铁心定子部122、132之间的空气流看作库艾特(Couette)流,所以,如设与空气粘性阻力对应的空气层剪切应力为τ、空气粘度为μ、转子12的转速为U、转子惯性板12c与铁心定子部122、132的间隙为h,则剪切应力τ由以下的式(1)给出。τ=μUh]]>····(1)另外,如设由该剪切应力τ(空气粘性阻力)引起的负载转矩为T、转子惯性板12c与铁心定子部122、132重叠部分的面积为S、从转子12的转动中心到转子惯性板12c与铁心定子部122、132沿平面重叠部分的距离为r,则负载转矩T尽管根据铁心定子部122、132的平面形状也会有若干不同,但大体上由以下的式(2)给出。T=τsr=μUhsr]]>····(2)进一步,如设转子12的角速度为ω、转动频率为f、圆周率为π,则转速U=r·ω=r·2πf,当面积S为从到上述转子惯性板12c与铁心定子部122、132沿平面重叠部分的距离r1在径向上仅增大dr后的微小面积时,转子12与铁心定子部122、132的整个重叠部分上的负载转矩Trz,由以下的式(3)给出。式中的r2,如图5所示,为从转子12的转动中心到两个部件重叠部分的外缘的距离。Trz=∫(μr1hr·2πf·2π)dr=4π2fμh∫r3dr]]>····(3)=4π2fμh[14r4]r1r2=π2fμh(r24-r14)]]>因此,根据上述的式(3),间隙h由以下的式(4)表示。h=π2fμTrz(r24-r14)]]>····(4)于是,如本实施形态所示,在将发条1a用作机械能储存装置时,在发条1a松开时的持续工作的末期的输出转矩,将减小到最大输出转矩的1/2左右。此外,在电子控制式机械计时器中,磁损失、摩擦损失、及控制电路中的能量损失,占了总能量损失的大部分。因此,当设从发条1a传递到转子12的最大输出转矩为Trzmax时,如上所述,根据图14的曲线图,必须将由转子12与铁心定子部122、132之间的空气粘性阻力引起的负载转矩Trz设定为最大输出转矩Trzmax的1/10以下(T=1/10·Trzmax)、最好是1/20~1/40。
因此,如设系数为K,则图5所示的间隙h,由以下的式(5)、(6)决定,在这种情况下,可以减小空气粘性阻力,从而可以使负载转矩Trz得到相应的抑制,并能减小发条1a的能量损失。h=π2fμKTrzmax(r24-r14)]]>····(5)K≤110]]>····(6)另外,如图5所示,将转子惯性板12c与六轮11的齿轮之间的间隙h′设定为小于转子惯性板12c与定子123、133之间的间隙h,(h′<h),从而可以实现计时器的薄型化。
按照如上所述的本发明,具有如下的效果。
1)在本实施形态的电子控制式机械计时器中,通过使系数K在1/10以下,可以将转子惯性板12c与定子123、133之间的间隙h设定为使由这两个部件间的空气粘性阻力引起的负载转矩Trz为从转子12上的发条1a的最大输出转矩Trzmax的1/10以下,所以,可以减小发条1a的能量损失,并能延长计时器的持续工作时间。
2)如将系数K设定为1/20~1/40以下,则可以使间隙h更大并使转子12上的负载转矩Trz进一步减小,从而不仅可以进一步延长计时器的持续工作时间,而且可以防止间隙h的没有必要的增大,因此能防止使计时器过分地变厚,从而不用担心对薄型化会有所妨碍。
3)由于将转子惯性板12c和与之啮合的六轮11之间的间隙h′设定为比间隙h小,所以,可以减小计时器的厚度并促进了薄型化。此外,这时,六轮11与转子惯性板12c的重合部位,随着相互啮合引起的转动而向同一方向转动,所以,该重合部位上的相对速度不那么大,因此,即使间隙h′很小,两个部件间产生的空气粘性阻力也不会引起任何问题。
4)定子123、133,用各自独立的部件形成,在结构上没有因定子孔的悬臂支承等引起的脆弱部分及像外部切口那样的易于变形的部分,所以使处理变得简单,并能使各工序的处理性能得到改进,而且还可以防止合格率的降低。
5)由于定子123、133具有相同的形状,所以,可以对同一部件在表面和里面上进行饶线,并可以共用部件,因而能削减部件数。因此,可以减低制造成本和部件成本,而且也便于处理。
6)由于将形状相同的定子123、133以左右对称的方式进行配置,而且各定子123、133的线圈124、134的匝数相同,所以在两个线圈124、134内流过的由计时器外部产生的AC噪声等感应生成的磁通数相同,因此,可以将外部噪声的影响抵消,从而能形成抗噪声的电子控制式机械计时器。
7)通过将二~六轮7~11分别配置在不同的轴线上,可以提高这些啮合轮7~11的配置设计的自由度,所以,通过使秒齿轴14a避开转矩传递路径等而将啮合轮7~11配置在绕开转子12的一定距离上,可以配置在与线圈124、134不重叠的位置。因此,可以通过使线圈124、134的厚度方向增大而增加匝数,所以,可以缩短线圈124、134的平面方向的长度、即磁路长度,因而可以使铁损减少并延长发条1a的持续工作时间。
8)进一步,由于将转子12配置在上述边界线L上且使各定子123、133在结构上左右对称,所以也能缩短铁心定子部122、132部分的磁路,因此,也可以通过缩短磁路长度而减少铁损。
9)由于在铁心磁导通部123a、133a部分上形成2条磁导通路径,所以能使磁阻减小且稳定。而通过使磁阻稳定,能使感应电压稳定,并可以使发电及制动都能得到稳定。此外,还可以减少漏磁通,并能减小金属部件中的涡流损失。
10)由于设有偏心销55及衬套6,所以,可以在将转子12配置在定子孔53内的状态下对定子123、133进行定位,例如,可以在产品将要出厂前简单地进行定子122、123对转子12的最佳位置设定,因而可以更进一步地提高位置精度。
11)由于偏心销55以比各定子123、133柔软的树脂部件构成,所以,可以防止由偏心销55对定子123、133造成的损坏。
12)由于将偏心销55配置在铁心定子部122、132和铁心磁导通部123a、133a之间,所以,可以用一个偏心销55在每个定子123、133中调整铁心定子部122、132的定位及铁心磁导通部123a、133a的接触状态。因此,可以减少偏心销55的数量并使结构简化,而且还可以降低成本。
13)由于可以减轻由外部磁场H引起的磁噪声,所以,不需要在电子控制式机械计时器的表盘2b等机构部件内设置防磁板或对外装部件使用具有防磁效果的材料。因此,可以降低成本,同时,由于无需防磁板等因而能实现机构的小型化和薄型化,进而由于各部件的配置等不受外装部件的限制,所以能提高设计的自由度,并可以提供在图案构思及制造效率等方面优异的电子控制式机械计时器。
14)由于使秒齿轴14a避开转矩传递路径,因而在秒齿轴14a上不需要与条盒轮1重叠的用于传递转矩的齿轮,所以,可以使发条1a的宽度(与条盒心轴1c的轴线平行方向的尺寸)增加,并可以在保持计时器整体厚度的同时进一步地延长发条1a的持续工作时间。
〔第2实施形态〕根据图6说明本发明的第2实施形态。在本实施形态中,对与上述第1实施形态相同的部件标以相同的符号而将其说明省略,同时,在下文中只说明与第1实施形态的不同点。
在本实施形态中,作为转子12,采用与无电刷电动机同样的结构(均匀转矩电动机型式)。即,转子12,备有将多个转子磁铁12b以环绕着转动轴的方式配置在圆盘状的基座轭铁12d上的转子体12e,在结构上将该转子体12e沿轴向相对地配置。在各转子体12e中,将相邻的转子磁铁12b配置成使其磁极方向交替地不同。作为对置部件的基板223,配置在各转子体12e之间,并在与各转子磁铁12b对应的位置上设有沿圆周方向配置的多个线圈124。在该转子12中,由于圆盘状的转子体12e还起着惯性板的作用,所以不再设置像第1实施形态那样的转子惯性板12c。
即,在本实施形态中,该转子体12e与第1实施形态的转子惯性板12c一样,是当规定与对置部件的间隙h时用作基准的部件,并且是转子12的最大直径构件。因此,转子体12e(转子磁铁12b)和与其接近地相对的基板223之间的间隙h,可按上述的式(5)、(6)设定。而转子体12e与六轮11之间的间隙h′,也设定为小于间隙h。
因此,在本实施形态中,也能取得与上述1)~3)相同的效果。
此外,图中下侧的转子体12e与底板2之间的距离、及上侧的转子体12e与轮系支承板3之间的距离,也都可以按上述的式(5)、(6)设定,因此,可以使转子12的转动不受由该底板2、轮系支承板3产生的空气粘性阻力的影响。
〔第3实施形态〕作为本发明第3实施形态的电子控制式机械计时器,对在结构上包括发条、由各啮合轮构成的轮系、及发电机的机构的内部进行减压,但在附图中没有示出。
这种电子控制式机械计时器,例如,可以通过对具有气密性的透明的箱内进行减压并将手伸入该箱内等进行机构的组装、将机构装入表壳、及将后盖安装在表壳上而制成。
在这种实施形态中,由于机构内的空气密度低,所以,可以减小上述的空气粘性阻力等,因而能显著地延长计时器的持续工作时间。
另外,由于可以减小上述的空气粘性阻力,所以能使转子与定子的间隙更小,从而取得进一步促进计时器薄型化的效果。
〔第4实施形态〕在图7、图8中,示出本发明第4实施形态的电子控制式机械计时器的主要部分。
在本实施形态的电子控制式机械计时器中,在构成转子12时使转子惯性板12c介于各定子123、133与底板2之间。
这时,在作为与转子惯性板12c邻接的邻近部件的底板2上,在与转子惯性板12c相对的部位,设置着沿轴向贯通的开口部2c。在开口部2c的中央,设有用于承接图7中的转子12下端的榫销12f的组合轴承31的保持部2d,该保持部2d与为用于保持邻接的六轮11的组合轴承32而设置的保持部2e联接。在这种结构中,由于在底板2上设置着开口部2c,所以,使转子惯性板12c的靠底板2一侧的将近整个表面,除各保持部2d、2e及其联接部分外,都与在开口部2c另一侧的日历盘2a相对。而由于各保持部2d、2e及其联接部分与转子惯性板12c沿平面重叠的面积非常小,所以即使与转子惯性板12c接近,也不会使负载转矩Trz增加。
因此,在本实施形态中,日历盘2a是本发明的对置部件,转子惯性板12c与日历盘2a之间的间隙h、及转子惯性板12c与定子12、133之间的间隙h等,可分别根据第1实施形态中说明过的式(5)、(6)进行设定(以下各实施形态中的附图上记载的间隙h也按同样方法设定)。
按照本实施形态,在与转子惯性板12c最靠近的底板2上,在与转子惯性板12c相对的对置部位设置着开口部2c,所以,实际上与转子惯性板12c对置的部件是日历盘2a。因此,只要可靠地确保转子惯性板12c与日历盘2a之间的间隙h,即可取得上述1)的效果。
这时,如将开口部2c的面积设定为没有设置该开口部2c时底板2与转子惯性板12c沿平面重叠的面积的1/2以上、最好是2/3以上,则上述效果更为显著。
另外,可以将整个底板2配置在比间隙h更为接近该转子12的位置,而不会使转子12的负载转矩Trz有任何增加,从而能取得提高与计时器内的部件配置空间对应的配置效率并促进计时器薄型化的效果。
另外,在本实施形态中,将开口部2c中央的保持部2d与六轮11的保持部2e联接,但如作为图7的俯视图的图8中的单点锁线所示,也可以设置将保持部2d与开口部2c的另一内周部分联接的联接部2f等,而将保持部2d与开口部2c的哪一部分联接或与几个部位联接,可以考虑底板2所要求强度等而任意决定。但是,如本实施形态所示,当六轮11侧的保持部2e被设置成向保持部2d侧伸出时,通过将保持部2d、2e之间联接,可以进一步减小与转子惯性板12c的沿平面重叠的部分。
〔第5实施形态〕图9所示的第5实施形态,其结构为在具有均匀转矩电动机式的转子12的电子控制式机械计时器的底板2上设有与上述第4实施形态大致相同的开口部2c。但是,虽然存在着保持部2d与开口部2c的内周联接的部分,但在图9中没有示出。
在这种电子控制式机械计时器中,与转子12(下侧的转子体12e)最接近的部件仍是底板2,但由于在该底板2上也设置着开口部2c,所以,实际上与下侧的转子体12e对置的部件,是与该转子体12e距离较大的日历盘2a,因而日历盘2a是本发明的对置部件。
在上述的本实施形态中,也能取得与上述第4实施形态同样的效果。即,可以减小由空气粘性阻力引起的转子12的负载转矩Trz,同时可以使整个底板2与转子体12e更接近,因而能实现计时器的薄型化。
这时,与第4实施形态一样,如果也将开口部2c的面积设定为没有设置该开口部2c时底板2与转子体12e沿平面重叠的面积的1/2以上、最好是2/3以上,则上述效果更为显著。特别是,当开口部2c的内周缘以大于转子体12e的外周缘的直径形成时,由于转子体12e的最外周的转速最大,所以减小空气粘性阻力的效果将更大。
〔第6实施形态〕在图10、11所示的第6实施形态中,由图中未示出的二轮~六轮11构成的轮系,由底板2和轮系支承板3支承,与其不同,转子12,其一端由底板2支承,而另一端由与轮系支承板3分开设置的支承构件40支承。
支承构件40,跨设在位于转子12的径向两侧的竖立地设在底板2上的支杆等一对支柱构件41(图中的单点锁线)之间,形成一个桥的形状(包括支柱构件41在内的断面为门的形状),并用螺钉固定。组合轴承33被保持在支承构件40的长度方向的大致中央位置,转子12的榫销12g与该组合轴承33嵌合。支承构件40的宽度尺寸T,设定为转子惯性板12c的直径尺寸D的1/2以下,从而在具有能可靠地支承转子12的强度的同时还减小了与转子惯性板12c重叠的面积。这时,该重叠的面积,最好是与整个转子惯性板12c重叠时的面积的1/2以下,而如在1/3以下,则更为理想。
另外,在轮系支承板3上,延伸出一个用于保持六轮′11用的组合轴承34的保持部3a,以致与转子惯性板12c沿平面重叠。但是,该保持部3a的尺寸,也应设定为能够可靠地保持组合轴承34且使其伸出量为最小限度,并设定为尽可能减小与转子惯性板12c重叠的面积。
按照上述的本实施形态,由于使支承转子12的支承构件40与轮系支承板3分开设置,所以,可以使该支承构件40为没有很大的平面面积的部件。因此,可以使与转子惯性板12c有较大距离的后盖43成为在轴向上与转子惯性板12c接近地相对的对置部件,因而能可靠地确保间隙h。
另外,在本实施形态中,支承构件40,以桥的形状跨设在支柱构件41之间,因而设置成包括支柱构件41在内的断面为门形的形状,但除此以外,也可以在对底板2进行切削加工时设置筒状的铲削后留下的部分,并通过在该筒状部分的开口部侧架设支柱构件40等而形成断面为门的形状。但是,在这种情况下,由于在转子惯性板12c的外周端面与沿圆周方向连续的筒状部分的内表面之间存在着空气粘性阻力增大的可能性,所以最好还是用支杆等支柱构件41形成断面为门的形状。
另外,在本实施形态中,支承构件40,是将其两端固定于支柱构件41后的桥形形状,但在结构上,例如也可以只竖立地设置一个上述的支柱构件41,并用螺钉将支承构件40的一端固定在该支柱构件41上。在这种情况下,是将一个棒状部件以悬臂式固定在支柱构件41上。
另外,在使转子惯性板靠近底板侧的转子中,也可以由轮系支承板支承转子的一端,而用固定于轮系支承板的支承构件支承其另一端。
进一步,除备有转子惯性板的转子外,也可以用本实施形态的支承构件支承均匀转矩电动机式的转子。
〔第7实施形态〕在图12所示的第7实施形态中,使与转子惯性板12c最接近地相对的轮系支承板3(支承构件)的厚度尺寸小于组合轴承33的厚度尺寸,并使轮系支承板3的与转子惯性板12c的相对面在轴向上与转子惯性板12c的距离大于组合轴承33的相对面。
在组合轴承33中,形成外周的外周构件33a,与轮系支承板3接触部分的厚度,同样按照轮系支承板3的厚度尺寸减薄,但中央侧的厚度则与以往相同。因此,无需改变外周构件33a内的部件尺寸和形状,即可保持转子12与榫销12g的良好嵌合状态。
在本实施形态中,与靠近转子12的转动中心的组合轴承33相比,位置离转动中心的距离(沿径向离开的距离)较大的轮系支承板3,由于在轴向上与转子惯性板12c的距离也较大,所以,可以在保持组合轴承33与转子12的榫销12g的良好嵌合状态而不作任何改变的同时,增大轮系支承板3与转子惯性板12c的外周侧的间隙h。因此,在转子惯性板12c的圆周速度较大的外周侧、即空气粘性阻力影响大的部位,能够可靠地使该空气粘性阻力减小,因而可以延长计时器的持续工作时间。
上述中央加厚的部分最好具有小的面积,但由于设在转动中心侧,所以,如将其设定为转子惯性板12c在俯视图上的投影面积(当转子惯性板12c具有开口部分时,该开口部分的投影部分也包括在投影面积内)的1/3以下,则使该空气粘性阻力减小的效果更显著。
组合轴承33的外周构件33a的外形形状,不一定总是上大下小的断面形状,如图中的单点锁线所示,也可以是一般型式的矩形断面。
另外,在本实施形态中,示出了作为与转子惯性板12c最接近地相对的支承构件的轮系支承板3,但当将转子惯性板12c靠近底板2侧设置时,只需使该底板2与转子惯性板12c的距离大于图12所示的组合轴承31的距离即可。
进一步,在将结构如上所述的底板2及轮系支承板3应用于具有均匀转矩电动机式转子的电子控制式机械计时器时,也可以取得同样的效果。
〔第8实施形态〕在图13所示的第8实施形态中,作为支承图中的转子12下端的榫销12f并以与转子12(下侧的转子体12e)最接近地相对的方式固定的支承构件的底板2,具有一个用于在其整个厚度尺寸范围上保持承接榫销12f的组合轴承31的保持部2d。该保持部2d的周围,形成着离转子体12e的距离大于该保持部2的洼下去凹状部2g。
按照上述的本实施形态,由于在底板2上设置着在其整个厚度尺寸范围上保持组合轴承31的保持部2d,所以能可靠地确保组合轴承31的保持强度。这时,厚度大的保持部2d,设置在靠近转子12的榫销12f的位置、即转子体12e的圆周速度小、空气粘性阻力不会引起多大问题的位置,所以不会产生使计时器的持续工作时间缩短的作用。相反,通过设置在保持部2d周围的凹状部2g,能可靠地使底板2离开转子体12e的外周侧,因而可以确保间隙h。
当上侧的转子体12e与轮系支承板3最接近地相对时,如图中的单点锁线所示,只需在该轮系支承板3上设置凹状部3b即可。这时,只要将各凹状部2g、3b的面积设定为转子体12e的面积的1/2以上、最好在2/3以上,则可以显著地减小空气粘性阻力。
另外,在将具有上述凹状部2g、3b的底板2及轮系支承板3应用于备有带转子惯性板的转子的电子控制式机械计时器时,也可以取得同样的效果。
本发明,并不限定于上述实施形态,还包括可以达到本发明的目的其他结构等,也包括如下所示的变形等。
例如,在第1实施形态中,除发电机120周围的结构以外,还示出了与电子控制式机械计时器有关的其他结构,但这些与其他部位有关的结构和构成部件等,不限定于第1实施形态的结构和形状,可以在其实施时任意决定。
另外,在第1实施形态中,将转子12的转子惯性板12c配置在定子123、133与轮系支承板3之间,但如图7所示,也可以配置在定子与底板之间,在这种情况下,只需根据上述的式(5)、(6)设定转子惯性板与定子之间、或转子惯性板与底板之间的各间隙即可。
进一步,在上述第1、第2实施形态中,将间隙h′设定为小于间隙h,但不限于此,即使是将间隙h′设定为大于间隙h的情况,也包括在本发明内。但是,最好是按各实施形态进行设定,这是因为在使计时器薄型化时可以不必考虑空气粘性阻力的影响。
而作为具有本发明转子惯性板的转子,也包括无转子磁铁的型式。在这种情况下,例如可以将转子磁铁设置在与转子啮合的六轮等上,并构成包含该六轮等的发电机。
另外,作为本发明的最大直径构件的转子惯性板或转子体,与底板等对置部件的相对面不一定总是平面,也可以在这种相对面上设置开口部,在这种情况下,由于转子侧的开口部的空气随转子一起旋转,所以即使在转子侧设置开口部减小空气粘性的效果也不明显,但通过设置开口部可以减少转子的多余的重量,所以能够抑制轴承中的摩擦损失。特别是,在将开口部设在转子的中心侧时,可以在抑制重量的同时增大转子的惯性,因而是有效的。并且,如将这时的开口部面积设定为转子惯性板或转子体的面积的1/2以上、最好在2/3以上,则其效果更为显著。
作为本发明的对置部件,不限于底板、轮系支承板、后盖等,例如,构成轮系的各啮合轮中与转子惯性板或转子体沿平面重叠、且与这两个部件相比其转速明显迟缓的啮合轮,如从转子惯性板或转子体看去,实际上与静止的一样,所以也可以将其看作是对置部件。另外,在设有通过推动任意的啮合轮即可使转子开始转动的推动机构的计时器中,当使该推动机构动作时,该机构的推杆有时会与转子惯性板或转子体暂时重叠并接近地相对。因此,当由于空气粘性阻力的关系而影响到转子的负载转矩时,也可以将该推杆看作对置部件。
在上述各实施形态中,将发条1a用作机械能储存装置,但作为机械能储存装置,不限定于发条1a,也可以是橡胶件、弹簧、重锤,而当所制作的电子控制式机械计时器不是手表而是大型的计时器时,也可以将压缩空气等流体作为机械能储存手段。
另外,在上述权利要求6以外的电子控制式机械计时器中,作为机械能传递装置,也可以采用轮系以外的例如同步传动带或链条等环形部件。
〔第1实施例〕作为本发明的第1实施例,首先,根据第1实施形态,通过基于上述的式(3)的计算和实测检查了使间隙h按以下的表1所示改变时的空气粘性阻力引起的负载转矩T2#。在表1和图14中,示出间隙h与负载转矩T2#的关系。该负载转矩T2#,是将转子12中的负载转矩Trz换算为用二轮7产生的负载转矩后的值。在式(6)中给出了该换算式。式中,n是从转子12到二轮7的增速比,在本实施例中为36000,x是从转子12到二轮7的每一级的传递效率,在本实施例中为0.9,y是从转子12到二轮7的啮合级数,在本实施例中为5。此外,在表1中,下边的表是将上边的表中的值换算为国际单位制后的值。
表1


T2#=Trzn1xy]]>····(7)本实施例的各项条件如下。
空气粘度μ1.853Pa·s(等于将0.189×10-8gfs/mm2换算为国际单位制后的值)转动频率f10Hz距离r11.5mm距离r23.0mm发条 采用了传递到转子的发条的最大输出转矩Trzmaxx为0.0137N·m(等于将1.4mgmm(换算到二轮为8.5gcm)换算为国际单位制后的值)的发条。
转子磁铁为防止产生磁负载转矩,代替转子磁铁而采用了具有相同形状和重量的非磁性构件。
按照本实施例,从表1和图14的曲线可以清楚地看出,从实测值减去计算值后的值基本不变,所以,可以将该值解释为由轮系中的机械摩擦或榫销部位的油的粘性阻力等与空气粘性阻力不同的阻力引起的负载转矩。
因此,可以十分准确地将根据式(3)求得的负载转矩Trz判定为由空气粘性阻力引起的负载转矩。
另外,在本实施例中,使最大输出转矩Trzmax为0.0137N·m(等于将1.4mgmm(换算到二轮为8.5gcm)换算为国际单位制后的值),所以,按照上述的式(5)、(6),只要将系数K设定为使间隙h在0.102mm以上即可。与此相应地,按照图14的曲线图,当间隙h小于0.102mm时,换算到二轮7的负载转矩T2#,将超过83.36×10-6N·m(等于将0.85gcm(换算到转子为0.14mgmm)转换为国际单位制后的值)并急剧增大,由于转子12上的由空气粘性阻力引起的负载转矩Trz超过最大输出转矩Trzmax的1/10,可以看出,空气粘性阻力对计时器的持续工作时间产生了恶劣的影响。
相反,如间隙h在0.102mm以上,则负载转矩T2#,将基本上没有起伏变化,而且其值变得很小,所以,可以判定为可将空气粘性阻力对持续工作时间的影响忽略。
因此,通过本实施例,可以确认按照上述的式(5)、(6)设定间隙h的有效性。
〔第2实施例〕接着,在下文中说明第2实施例。在本实施例中,检查了根据第1实施形态的上述式(5)、(6)设定的间隙h、计时器的持续工作时间、及机构的厚度之间的关系。
本实施例的各项条件如下。
空气粘度μ1.853Pa·s(等于将0.189×10-8gfs/mm2换算为国际单位制后的值)转动频率f8Hz距离r11.5mm
距离r23.0mm发条可储存的能量→1.106μJ最大输出转矩→6.77N·m(等于将69gcm(传递到转子的最大输出转矩Trzmax为1.4mgmm(换算到二轮为8.5gcm))换算为国际单位制后的值)有效圈数→5.72圈有效圈数松开后的输出转矩→2.94N·m(等于将30gcm换算为国际单位制后的值)在以上条件下,当从条盒轮到二轮的增速比设定为7时,具有与以往的机械式计时器相同的40小时持续工作时间的电子控制式机械计时器的间隙h,根据上述的式(5)、(6),最小为0.095mm,整个机构的厚度,如图15所示为3.0mm,机构各部的厚度也如图15所示。并且,在本实施例中,还检查了使间隙h进一步增大时的持续工作时间的变化及机构厚度的变化。
其中,从条盒轮到二轮的增速比,根据由空气粘性阻力引起的负载转矩的变化选择了适当的值。此外,在图15中,当间隙h≥0.55mm时,轮系支承板3与转子惯性板12c之间的间隙h″也改变为与间隙h相等。
在表2和图16中给出其结果。
从该表2和图16的曲线可以清楚地看出,如使间隙h增大,则可以确认持续工作时间也随之延长,并可以确认根据上述的式(5)、(6)设定间隙h的有效性。而当间隙h超过了0.3mm时,持续工作时间的延长率就显著减小,所以,即使将间隙h增加到超过必要的值,也不能再取得延长持续工作时间的效果,反而却会使机构厚度变厚。因此,可以说,将间隙h设定为0.3mm左右,能有效地延长持续工作时间(约48小时),而不会使机构厚度变厚多少。
只要将间隙h设定为0.3mm±0.2mm左右,则从持续工作时间和机构厚度考虑,都能充分地供实际使用。
因此,该0.3mm等于当初的持续工作时间(40小时)时的间隙h(0.095mm)的3倍左右,所以,如根据上述式(5)进行反运算,则决定间隙h使其变为Trzmax的1/30(约30%),因而是有效的。
并且,作为其效果,如持续工作时间从40小时延长到48小时,则例如在手动上弦式的电子控制式机械计时器器中,只需每两天在同一时刻上紧发条即可,而且在上弦时不需要进行对时,所以与持续工作时间为40小时的情况相比,使用更加方便。因此,可以说上述权利要求2的发明是有效的。
表2


产业上的可应用性如上所述,按照本发明,可以将系数K及部件间的间隙h设定为使由部件间的空气粘性阻力引起的负载转矩充分地减小,所以,具有能减少发条的能量损失并可以延长计时器的持续工作时间的效果。
权利要求
1.一种电子控制式机械计时器,以机械能储存装置为能源而驱动机械能传递装置,同时由通过机械能传递装置使其转动的发电机产生电力,并利用由该电力驱动的电子电路控制上述发电机的转动周期,从而对机械能传递装置施加制动并进行调速,该电子控制式机械计时器的特征在于上述发电机,备有通过与上述机械能传递装置联接而转动的转子,如设该转子的最大直径构件与沿轴向最接近地相对于该转子固定的对置部件之间的上述轴向的间隙为h、圆周率为π、空气粘度为μ、转子的转动频率为f、传递到上述转子的机械能储存装置的最大输出转矩为Trzmax、系数为K、从转子的转动中心到转子的最大直径构件与上述对置部件沿平面重叠部分的内缘的距离为r1、从转子的转动中心到转子的最大直径构件与上述对置部件沿平面重叠部分的外缘的距离为r2,则当上述间隙h由下式给出时,h=π2fμKTrzmax(r24-r14)]]>上述系数K,设定为1/10以下。
2.根据权利要求1所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述系数K,设定为1/20~1/60。
3.根据权利要求2所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述系数K,设定为1/20~1/40。
4.根据权利要求1~3中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述对置部件,是用于支承上述转子的轴向的至少一端的支承构件,该支承构件,与由该支承构件保持并承接上述轴向的一端的轴承相比在轴向上与上述转子的距离大。
5.根据权利要求1~3中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述对置部件,是用于支承上述转子的轴向的至少一端的支承构件,该支承构件,具有用于保持承接上述轴向的一端的轴承的保持部,同时,该保持部的周边部位,与该保持部相比在轴向上与上述转子的距离大。
6.根据权利要求1~3中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述转子的轴向的一端,由与支承上述机械能传递装置的部件分别设置且为桥形或悬臂式的支承构件支承。
7.根据权利要求1~6中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述机械能传递装置,是由多个啮合轮构成的轮系,上述转子与上述机械能传递装置的与该转子啮合的啮合轮之间的轴向间隙h′,小于上述间隙h。
8.根据权利要求1~7中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于备有配置在上述转子的最大直径构件与上述对置部件之间的邻近部件,在该邻近部件的与上述转子的最大直径构件对应的位置上,设置着沿上述轴向贯通的开口部。
9.根据权利要求1~8中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于对在结构上包括上述机械能储存装置、机械能传递装置、及发电机的机构的内部进行减压。
10.根据权利要求1~9中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述发电机的转子,备有沿径向伸出的惯性板,该惯性板,即为上述转子的最大直径构件。
11.根据权利要求1~9中的任何一项所述的电子控制式机械计时器,其特征在于上述发电机的转子,备有沿径向伸出且在圆周方向配置了多个转子磁铁的转子体,该转子体,即为上述转子的最大直径构件。
全文摘要
将转子惯性板12c与定子123、133之间的间隙h设定为使由两个部件间的空气粘性阻力引起的负载转矩为转子12上的最大输出转矩的1/10以下。因此,由于可以充分地减小负载转矩,所以能减少发条的能量损失,并可以延长计时器的持续工作时间。
文档编号G04C3/00GK1288532SQ99802213
公开日2001年3月21日 申请日期1999年11月17日 优先权日1998年11月17日
发明者茂木正俊, 高桥理 申请人:精工爱普生株式会社
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