专利名称：一种小型化单旋钮石英闹钟机芯的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种小型化的石英闹钟机芯，它具有时、分、秒长三针指示时刻和单旋钮拨针对时和对闹的功能。
随着石英闹钟的发展，近些年来，外形小巧精美的石英闹钟逐渐成为受欢迎的新款系列。为适应该新款系列不断推新的需要，提高机芯的小型化程度是本行业急待解决的问题之一。普通石英闹钟的机芯，在空间组成上包括机械构件和电路构件两个部分，机械构件包括机芯壳体、步进电机、机芯齿轮轮系、闹系机构、拨针机构；电路构件包括电路板和安装在电路板上电子元器件。对已有石英闹钟机芯的小型化应包括两个方面，第一方面是对机械构件进行小型化设计，主要完成对机芯齿轮轮系和闹系齿轮的小型化设计，从而减小机械构件的体积；第二方面是机芯总体结构的小型化设计，即对机械和电路构件在有限的空间内进行总体的合理化布局，使机芯构件能够合理地利用空间，达到结构紧凑、减小机芯总体体积的目的。然而，在已有技术中，多数产品都只是对机械构件进行小型化设计，而对总体结构的空间利用系数却不很高，使得该类产品的小型化程度处在较低的水平上。例如目前较为普遍采用的一种双旋钮石英闹钟机芯，其机芯壳体是一个长、宽比很大的条形壳体，机械构件安装在该壳体内，而电路板和蜂鸣器均设置在壳体外。该机芯虽然机械部分的体积已做得很小，但是由于电路部分与机械部分欠缺统筹布局，使机芯总体的面积和体积并未得到较大幅度的改观。再者，该机芯闹系机构中还不带止闹机构，使用时，需加上外部止闹开关，实际上又增加了机芯的体积。另外，在已问世的小型化石英闹钟机芯中，都是双旋钮拨针机构的机芯，而单旋钮拨针机构的机芯还未见到，这是由于单旋钮拨针机构比双旋钮的结构稍复杂，故而在小型化的机芯中很少有人考虑单旋钮款式。然而，单旋钮款式也是一种受欢迎的石英闹钟系列，且由于它少一个旋钮，可对钟体外观造型少一分破坏，所以这种款式对钟体外观造型的美感是有利的。因此，在小型化的石英闹钟机芯中没有单旋钮款式是一个缺陷。
本实用新型的目的是针对已有技术中小型化程度不高、小型化机芯中缺少单旋钮款式的问题，提供一种小型化程度高的单旋钮石英闹钟机芯。
为实现上述目的，本实用新型的解决方案如下它由机芯壳体、步进电机、长三针机芯齿轮轮系、闹系机构、单旋钮拨针机构、电路板和安装在该电路板上的电子元器件构成；所述的闹系机构包括闹齿轮、对闹齿轮、闹触点付、止闹机构；所述的电子元器件包括石英谐振器、集成电路、三极管放大器和蜂鸣器，其关键结构是所述的机芯壳体是一个由前壳、后盖、电路板构成的长方体双层壳体，其体积长×宽×高≤40×32×13立方毫米，其中前壳作为骨架位于后盖和电路板的中间，在前壳的周边设有分别伸出前壳两端面的爪臂，并在电路板和后盖对应于爪臂的位置设有爪臂钩挂槽，所述的后盖和电路板通过爪臂和钩挂槽卡扣固定在前壳上；在所述前壳和后盖长方体的一个角上设有壳外圆柱体让位槽，安装在电路板对应角位上的蜂鸣器在电路板卡扣固定后刚好位于该让位槽中；所述的机芯齿轮轮系、闹系机构中闹齿轮和对闹齿轮及单旋钮拨针机构位于机芯壳体内的中部；所述的步进电机位于机壳内的蜂鸣器对面的短边一侧，其最大长度小于28.5毫米，且电机线圈的轴线平行于该短边；所述的单旋钮拨针机构具有一个拨针轴杆，所述的对闹齿轮按间隙配合套在拨针轴杆的头部，并且对闹齿轮按过渡配合压入从前壳突起的轴架的孔中，在对闹齿轮与拨针轴杆的接触面之间还设有使拨针轴杆进行单方向对闹的斜齿结构，在拨针轴杆的中前部设有与拨针轴杆一体的拨针齿轮，在拨针轴杆的中部设有凹槽结构，拨针轴杆的尾部安装在从后盖伸出的一对爪臂中，其爪尖伸入所述的凹槽中，形成拨针轴杆轴向推拉的两个挡位结构；所述机芯齿轮轮系、闹齿轮、对闹齿轮和拨针齿轮的小型化参数是1．转子轴齿轮和与其啮合的传动齿轮片的模数m1=0.18～0.20，转子轴齿轮的齿数Z1=10，传动齿轮片的齿数Z2=50；2．传动轴齿轮和与其啮合的秒齿轮片的模数m2=0.20～0.21，传动轴齿轮的齿数Z3=10，秒齿轮片的齿数Z4=60；3．秒轴齿轮和与其啮合的过齿轮片的模数m3=0.23～0.25，秒轴齿轮的齿数Z5=8，过齿轮片的齿数Z6=64；4．过轴齿数和与其啮合的分齿轮片的模数m4=0.2435～0.2647，过轴齿轮的齿数Z7=8，分齿轮片的齿数Z8=60；5．分轴齿轮和与其啮合的跨齿轮片及与跨齿轮片啮合的拨针齿轮的模数m5=0.28～0.3，分轴齿轮的齿数Z9=14～16，跨齿轮片的齿数Z10=42～48，拨针齿轮的齿数Z11=14～15；6．跨轴齿轮和与其啮合的时齿轮片的模数m6=0.28～0.31，跨轴齿轮的齿数Z12=12～14，时齿轮片的齿数Z13=48～56；7．闹齿轮和与其啮合的对闹齿轮的模数m7=0.25，闹齿轮的齿数Z14=60，对闹齿轮的齿数Z15=21～22。
通过上述解决方案可以看出，本实用新型不仅对机械构件进行了小型化的处理，更重要是对机芯的总体结构进行了合理化的布局，从而使机芯的长方体面积和厚度都大大减小，小型化的水平也随之提高。同时，本实用新型还将单旋钮拨针机构有机结合到该小型化的机芯中，使小型化单旋钮款式的石英闹钟机芯得以实现。因此，本实用新型的优越性在于结构合理、小型化程度高、有利于小巧精美钟体的外部造型，且功能完善。
下面根据实施例详细说明其结构。
图1，本实用新型整体结构的外形示意图。
图2，图1的右视图之一。
图3，本实用新型的轴向剖面结构示意图。
图4，图1的右视图之二。
图5，图1的右视图之三。
图6，图1的右视图之四。
参见图1，所述的机芯壳体由前壳(1)、后盖(2)、电路板(3)卡扣而成，其中(4)是所述的从前壳周边伸出的爪臂，(5)是所述的爪臂钩挂槽。向前壳后端面可伸出2～4个爪臂，用于后盖的固定，向前壳前端面可伸出3～5个臂爪用于电路板的固定。该种机芯壳体可省略中夹板，减小机芯总体厚度，同时，该爪臂式固定结构还具有结构简单、固定方便的优点。
参见图2，(6)是所述的壳外圆柱体让位槽，所述的蜂鸣器(7)位于该让位槽中。为了给机芯壳体多留一些空间，该蜂鸣器可略突出机壳长方体，其突出部分小于蜂鸣器圆柱体的20％。所述的步进电机由薄片状的U型定子(8)、套在U形定子一个臂上的线圈(9)和设在U形定子头部的转子(10)构成。在步进电机与蜂鸣器之间的空间内设置所述的机芯齿轮轮系、闹齿轮、对闹齿轮和单旋钮拨针机构，它们的轴向结构如图3所示。
参见图3，所述的机芯齿轮轮系包括转子轴齿轮和与其啮合的传动齿轮片(11)、传动轴齿轮和与其啮合的秒齿轮片(12)、秒轴齿轮和与其啮合的过齿轮片(13)、过轴齿轮和与其啮合的分齿轮片(14)、分轴齿轮和与其啮合的跨齿轮片(15)、跨轴齿轮和与其啮合的时齿轮片(16)。其中转子轴齿轮轴B1(即是步进电机的转轴)和传动齿轮轴B2、秒齿轮轴B3、过齿轮轴B4安装在前壳(1)和后盖(2)之间对应的轴孔中；跨齿轮轴B5套在从前壳突起的过齿轮轴架(19)上，并且以电路板(3)作跨齿轮的轴向挡板。图中(18)是从前壳上突起的秒齿轮片轴孔架。所述的单旋钮拨针机构中的拨针轴杆(20)的头部设有一个伸出的细轴(23)，对闹齿轮(21)按间隙配合套在该细轴上，对闹齿轮的轴套前端按过渡配合压入从前壳突起的轴架(24)的孔中，其轴套尾端嵌入拨针轴杆头部的径向平面中，并在它们的圆周接触面(25)处设有三付等间隔布置的斜齿结构。所述的拨针齿轮位于拨针轴杆的中前部，并与其注塑成一体。拨针轴杆中部设有两个凹槽(27)、(28)，拨针轴杆尾部安装在从后盖竖起的一对爪臂(26)中。当拨针轴杆位于推进位置时，即是图中所示的位置，对闹齿轮(21)与闹齿轮(17)啮合，当单方向即逆时针旋动拨针轴杆，则对闹齿轮轴与拨针轴杆之间的斜齿结构契合，带动对闹轮转动，从而闹齿轮随之转动，完成对闹功能，如顺时针旋动拨针轴杆，所述的斜齿打滑，对闹齿轮不能转动。当拨针轴杆位于拉出位置即爪臂的指尖卡在凹槽(27)中时，拨针齿轮与跨齿轮啮合，即可进行拨针对时。
图3中步进电机、机芯齿轮轮系、单旋钮拨针机构的具体平面布局如图2所示，其中步进电机的转子轴可与蜂鸣器对角象限布置，如图2、4所示，也可以与蜂鸣器同一侧象限布置，如图4、6所示。根据该转子轴的不同位置，传动齿轮轴B2、过齿轮轴B4、单旋钮拨针机构的轴心B6可围绕着转子端B1和输出端B3进行适当的位置变换。图4～6示出几种具体的径向布局结构。所述的闹触点付和止闹机构采用现有的簧片式触点付和拨钮式止闹结构，其中簧片式触点付由安装在电路板外端面的动触点簧片(29)和设置在电路板外端面上的铜箔的静触点构成。所述拨钮式止闹结构(30)的安装位置如图2、4、5、6所示。另外，机芯壳体至少设置两个固机孔(31)，该固机孔也内含在壳体中，不另外增加机芯壳体的面积。
权利要求1.一种小型化单旋钮石英闹钟机芯，它由机芯壳体、步进电机、长三针机芯齿轮轮系、闹系机构、单旋钮拨针机构、电路板和安装在电路板上电子元器件构成；所述的闹系机构包括闹齿轮、对闹齿轮、闹触点付、止闹机构(30)；所述的电子元器件包括石英谐振器、集成电路、三极管放大器和蜂鸣器，其特征是1.1．所述的机芯壳体是一个由前壳(1)、后盖(2)、电路板(3)构成的长方体双层壳体，其体积长×宽×高≤40×32×13立方毫米，其中前壳作为骨架位于后盖和电路板的中间，在前壳的周边设有分别伸出前壳两端面的爪臂(4)，并在电路板和后盖对应于爪臂的位置设有爪臂钩挂槽(5)，所述的后盖和电路板通过爪臂和钩挂槽卡扣固定在前壳上；1.2．在所述前壳和后盖长方体的一个角上设有壳外圆柱体让位槽(6)，安装在电路板对应角位上的蜂鸣器(7)在电路板卡扣固定后刚好位于该让位槽中；1.3．所述的机芯齿轮轮系、闹系机构中闹齿轮和对闹齿轮及单旋钮拨针机构位于机芯壳体内的中部；1.4．所述的步进电机位于机壳内蜂鸣器对面的短边一侧，其最大长度小于28.5毫米，且电机线圈的轴线平行于该短边；1.5．所述的单旋钮拨针机构具有一个拨针轴杆(20)，所述的对闹齿轮(21)按间隙配合套在拨针轴杆的头部，并且对闹齿轮按过渡配合压入从前壳突起的轴架(24)的孔中，在对闹齿轮与拨针轴杆的接触面之间设有使拨针轴杆进行单方向对闹的斜齿结构，在拨针轴杆的中前部设有与拨针轴杆一体的拨针齿轮(22)，在拨针轴杆的中部设有凹槽结构(27)、(28)，拨针轴杆的尾部安装在从后盖伸出的一对爪臂(26)中，其爪尖伸入所述的凹槽中，形成拨针轴杆轴向推拉的两个挡位结构；1.6．所述机芯齿轮轮系、闹齿轮、对闹齿轮和拨针齿轮的小型化参数是1.6.1．转子轴齿轮和与其啮合的传动齿轮片(11)的模数m1=0.18～0.20，转子轴齿轮的齿数Z1=10，传动齿轮片的齿数Z2=50；1.6.2．传动轴齿轮和与其啮合的秒齿轮片(12)的模数m2=0.20～0.21，传动轴齿轮的齿数Z3=10，秒齿轮片的齿数Z4=60；1.6.3．秒轴齿轮和与其啮合的过齿轮片(13)的模数m3=0.23～0.25，秒轴齿轮的齿数Z5=8，过齿轮片的齿数Z6=64；1.6.4．过轴齿数和与其啮合的分齿轮片(14)的模数m4=0.2435～0.2647，过轴齿轮的齿数Z7=8，分齿轮片的齿数Z8=60；1.6.5．分轴齿轮和与其啮合的跨齿轮片(15)及与跨齿轮片啮合的拨针齿轮(22)的模数m5=0.28～0.3，分轴齿轮的齿数Z9=1416，跨齿轮片的齿数Z10=42～48，拨针齿轮的齿数Z11=14～15；1.6.6．跨轴齿轮和与其啮合的时齿轮片(16)的模数m6=0.28～0.31，跨轴齿轮的齿数Z12=12～14，时齿轮片的齿数Z13=48～56；1.6.7．闹齿轮(17)和与其啮合的对闹齿轮(21)的模数m7=0.25，闹齿轮的齿数Z14=60，对闹齿轮的齿数Z15=21～22。
2.如权利要求1所述的小型化单旋钮石英闹钟机芯，其特征是所述的蜂鸣器略突出机壳长方体，其突出部分小于蜂鸣器圆柱体的20％。
专利摘要本实用新型是一种小型化单旋钮石英闹钟机芯,其机芯壳体是一个以前壳为中间骨架而后盖和电路板卡扣在前壳上的长方体壳体,在该壳体的一个角位上设有蜂鸣器的圆柱体让位槽,机芯齿轮轮系和单旋钮拨针机构安装在该壳体内的中部,步进电机位于该壳体内的蜂鸣器对面的短边一侧。本产品通过总体结构上的合理化布局,使机芯的长方体面积和厚度都大大减小,小型化的水平也随之提高,同时,还将单旋钮拨针机构有机地结合到小型化的机芯中。
文档编号G04B33/00GK2308100SQ9723988
公开日1999年2月17日 申请日期1997年9月24日 优先权日1997年9月24日
发明者吴妙胜 申请人:吴妙胜