专利名称：模拟式电子时钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及用指针来进行时刻表示的模拟式电子时钟，特别是涉及力图使电力低消耗化的技术。
背景技术：
时钟不只是用来获知正确的时刻，也兼有所谓装饰品方面的功能。在差不多所有的时钟中，外观设计占有重要的位置。
现在的手表等时钟的大多数一般是采用晶体振荡器的电子时钟，包括用数字来表示时刻的数字式、用刻度盘与指针来表示时刻的模拟式。这种模拟式电子时钟必需同时满足下面的2种功能。
一种是，在设定时间内使指针旋转驱动一定角度的功能；另一种是，在外部冲击下不至于引起指针跳跃现象地保持指针的功能。
图19是表示以往的模拟式双指针电子时钟的驱动部中的齿轮组的构成的展开图，同心同轴的齿轮也展开表示。
步进电机的转子1a的旋转通过转子小齿轮2传递到第五齿轮3，通过与第五齿轮3一体地旋转的第五小齿轮4传递到第四齿轮5。而且，该第四齿轮5的旋转通过第四小齿轮6传递给第三齿轮7，通过第三小齿轮8传递给第二齿轮9，使通过第二齿轮9上的第二轴安装的分针15旋转。
此外，该第二齿轮9的旋转通过第二小齿轮10传递给分钟齿轮12，通过分钟小齿轮13传递给小时齿轮14，一直传递到安装在小时齿轮14上的时针17。即，从转子1到时针17，通过齿轮组机构的旋转动作构成双向传递的结构。
为了实现上述模拟式时钟中的2种功能，以往是使用步进电机。步进电机是公知的，它可以旋转仅一定的角度。而且，步进电机中具有保持能量，即使由于外部冲击而发生某种程度的外来扰乱能量，指针也可以保持原来的位置。
在步进电机的设计中，首先对应所使用的指针设定必要的保持能量，据此设定步进电机的驱动条件。步进电机旋转时的消耗电力大致根据这样设定的驱动条件来确定。
因此，从所谓驱动的观点看，就驱动条件最合适而言，即使采用比仅进行运针动作还要小的驱动能量，也可以进行步进运针。但是，当用于此的保持能量的设定值变小时，外来扰乱能量就会超过这样小地设定的保持能量，产生不能保持指针的问题。
因此，以往的模拟式电子时钟中，通过设定比由外部冲击而在针部发生外来扰乱能量还要大的保持能量，来防止指针跳跃的现象。
这种外来扰乱能量的大小与由于指针惯性矩的不均衡的程度引起的不平衡性的惯性的大小有关。在以指针为对象的场合，由于形状大致地设定，外来扰乱能量受到惯性大小的很大影响，由于优先考虑外观设计，越增大针形状就越变成相异的形状，造成非平衡性增大，容易超过保持能量。其结果是发生时钟跳跃现象，不能实现前述模拟式时钟的2种功能。
基于上述理由，优先考虑外观设计与增大保持能量进行设定都是必要的，因此步进电机的消耗电力必然增大。
发明的概述本发明是鉴于上述背景而提出的，其目的是在模拟式电子时钟中，消除相对于指针的外观设计对时钟的功能方面的制约，与指针的惯性矩的大小无关地，可以使用自由设计的指针，且可减少消耗的电力。
本发明为了达到上述目的，提出了一种模拟式电子时钟(双指针电子时钟)，其由用于进行时刻表示的时针与分针、用于驱动旋转该时针与分针的步进电机、将该步进电机的旋转减速后传递到前述时针与分针的齿轮组构成，该电子时针采用以下的构造。
即，将安装前述分针的第二齿轮与第二小齿轮以及第二轴构成的第二轴回转体的重心，从前述第二轴的轴线上偏离，该偏离位于在与前述分针的指时部延伸的方向相反方向、以上述轴线为中心旋转不到±90°角度的范围内，由此降低与合成前述分针和前述第二轴回转体的前述第二轴有关的惯性矩。
此外，为达到上述目的，还提出这样一种模拟式电子时钟(三指针电子时钟)，其由用于进行时刻表示的时针与分针以及秒针、用于驱动旋转该时针与分针以及秒针的步进电机、将该步进电机的旋转减速后传递到前述时针与分针以及秒针的齿轮组构成，该电子时针具有以下的构造。
即，将安装前述秒针的第四齿轮与第四小齿轮以及第四轴构成的第四轴回转体的重心，从前述第四轴的轴线上偏离，该偏离位于在与前述秒针的指时部延伸的方向相反的方向、以上述轴线为中心旋转不到±90°角度的范围内，由此降低与合成前述秒针和前述第四轴回转体的前述第四轴有关的惯性矩。
作为使上述第二轴回转体的重心偏离的机构，可以采用下面的机构。
在上述第二齿轮的上面或下面的相对于上述第二轴的与分针的指时部延伸方向相反侧的半部上，固定着附加部件。
在上述第二齿轮的相对于上述第二轴的分针的指时部延伸方向侧的半部上，形成旋挖切除部分。
上述第二齿轮的厚度，其相反侧的半部一方的厚度比相对于上述第二轴的分针的指时部延伸方向侧的半部的厚度要厚。
此外，作为使上述第四轴回转体的重心偏离的机构，可以采用下面的机构。
在前述第四齿轮的上面或下面的相对于前述第四轴的与秒针的指时部延伸方向相反侧的半部上，固定着附加部件。
在前述第四齿轮的相对于前述第四轴的秒针的指时部延伸方向侧的半部上，形成旋挖切除部分。
前述第四齿轮的厚度是，其相反侧的半部一方的厚度比相对于前述第四轴的秒针的指时部延伸方向侧的半部的厚度要厚。
图面的简单说明图1是本发明第一实施例的模拟式双指针电子时钟的驱动部的断面图。
图2是表示同一实施例的第二轴回转体的构成的正面图。
图3及图4是同一实施例的固定有附加部件的第二齿轮的下面图及断面图。
图5及图6是具有台阶的第二齿轮的正面图及下面图。
图7是楔形的第二齿轮的正面图。
图8及图9是形成有旋挖切除部分的第二齿轮的下面图及断面图。
图10是本发明第二实施例的模拟式三指针电子时钟的驱动部的断面图。
图11是表示同一实施例的第四轴回转体的构成的正面图。
图12及图13是同一实施例的固定有附加部件的第四齿轮的下面图及断面图。
图14及图15是具有台阶的第四齿轮的正面图及下面图。
图16是楔形的第四齿轮的正面图。
图17及图18是形成有旋挖切除部分的第四齿轮的下面图及断面图。
图19是表示以往的模拟式双指针电子时钟的驱动部中的齿轮组的构成的展开图。
实施发明的最佳方式为了更详细地说明本发明，下面参照附图来说明本发明的实施方式。
首先，参照图1～图9说明将本发明应用于模拟式双指针电子时钟上的第一实施例。
图1是该模拟式双指针电子时钟的驱动部的断面图，基本的驱动力传递机构与图19所示的以往例子的齿轮组构造相同，因此与图19相对应的部分用同一符合表示。
在图1中，1是步进电机，由转子1a与定子1b以及线圈1c构成，其驱动时转子1a间歇地每秒旋转180°。该转子1a的旋转传递给与转子小齿轮(小齿轮)2结合的第五齿轮3，通过与第五齿轮3一体地旋转的第五小齿轮4而使第四齿轮5旋转。该第四齿轮5的旋转通过与其一体地旋转的第四小齿轮6而传递给第三齿轮7，进一步传递给与第三小齿轮8结合的第二齿轮9，使固定有该第二齿轮9的作为旋转轴的第二轴11以及安装在其前端的分针15同时旋转。
而且，第二齿轮9的旋转传递给与第二小齿轮10结合的分钟齿轮12，通过分钟小齿轮13传递给小时齿轮14，一直传递到安装在该齿轮14前端的时针17上，使其旋转。这样的齿轮组构造由于不透明的刻度盘18而从指针侧不能看到。此外，31是底板，32是齿轮组支承板。该第一实施例中，在与第二齿轮9下面的相对于第二轴11的分针15的指时部(时间指示部)15a(沿图1的左方向延伸的纵长部)延伸的方向相反侧的半部，安装作为重锤功能的半圆形状的附加部件20。
图2是表示该实施例中第二轴回转体的构成的图，第二齿轮9嵌入固定在与第二小齿轮10成一体的第二轴11上，由此构成第二轴回转体21。
该第二轴回转体21的第二轴11的前端安装分针12，在与第二齿轮9下面的相对于第二轴11的分针15的指时部15a的延伸方向相反侧的半部，固定有半圆形状的附加部件20。
图3是该第二齿轮9的下面图，图4是其断面图，表示附加部件20相对于第二齿轮9的形状与安装状态。在第二齿轮9的除去齿部9a与嵌入第二轴11的轴孔9b之外的下面，固定着图3及图4中右半部的半圆形的附加部件20。
图3所示的附有箭头的直线16是从图2的上方观看的分针中心线(连结分针15的指时部15a的前端与旋转中心的线)，箭头A表示分针15的指时部15a的延伸方向。而且，附加部件20的对称轴与该分针中心线16一致。
这样，通过在第二齿轮9上安装作为重锤功能的附加部件20，图2所示的第二轴回转体21的重心就从作为其旋转轴的第二轴11的轴线11a上在与分针15的指时部15a延伸的方向相反的方向的范围内偏离(偏置)。由此，获得了降低与合成分针15和第二轴回转体21的第二轴11有关的惯性矩的构造。
如图3所示，该第二轴回转体21的重心偏离方向在这样的一范围内，该范围是以垂直于纸面的第二轴的轴线11a(也参照图2)为中心，从该轴线11a到与分针15的指时部15a的延伸箭头A的方向相反的方向(用180°的相反的箭头B表示的方向)的旋转不到±90°的范围内。
第二轴回转体21的重心在该范围内偏离，具有降低第二轴回转体21与分针15的合成惯性矩的效果，当在与分针15的指时部15a的延伸方向(箭头A的方向)相对的180°相反方向(箭头B的方向)偏离时，其惯性矩降低效果最大。
附加部件20为如图3所示的半圆形状的板件，其半径小于第二齿轮9的齿底圆的半径，与图1所示的第三小齿轮8不接触。
由于使第二轴回转体21与分针15的合成惯性矩减小的目的，在分针15的指时部15a侧重的场合，最好是附加部件20的半径较大，与第二齿轮9的齿底圆的半径相等时效果最好。
作为试验例，附加部件20的半径为1.19mm。此外通过使用密度大的材料、例如钨或钽等，可以减小附加部件20的大小。试验例中附加部件27采用钨，其厚度为200μm。如果厚度采用在空间上具有富余的厚度，则效果可增大，这是不言而喻的。
通过在第二齿轮9上安装该附加部件20，可以降低第二轴回转体21与分针15的合成惯性矩。
通过分针的惯性矩的部分抵消，可以降低消耗的电力，这种因果关系详细公开在本发明者等的与发明有关的国际公开公报WO98/30939中。
即，假设第二轴回转体与分针的合成惯性矩为M，从分针通过齿轮组传递至步进电机的转子的分针等价惯性矩为I，时钟受到外部冲击而进行并进运动时的速度为v，步进电机所具有的保持能量为Ep，如果满足M2/I＜2×Ep/v2
的关系地设定上述M及I，则可以防止指针跳跃。
此处所谓的分针等价惯性矩相当于上述文献中说明的指针等价惯性矩。在该实施例中是着眼于分针，因而采用这样的名称。
而且，根据上述文献公开的内容，在采用长度为6.1mm、惯性矩为6.5×10-9[kg·m]的黄铜制造的分针以及保持能量为150nJ的步进电机的场合，在从30cm的高度的铁锤冲击测试中确认引起了指针跳跃。
以往，上述分针与带有330nJ的保持能量的步进电机共同使用，通过如上述关系那样减小第二轴回转体与分针的合成惯性矩M，由于从时钟的外部施加冲击时发生的使分针旋转的能量减少，因此即使采用前述保持能量为150nJ的所谓小的保持能量的步进电机，也可以防止指针跳跃。
这样，通过减小步进电机的保持能量，可以使克服这种保持能量、用于使指针旋转的驱动能量减小，明显可以降低步进电机的消耗电力。
按照此般制成的试验例，附加部件20的补正惯性矩为-4.3×10-9[kg·m](减的符号表示惯性矩的方向相反)，分针15的惯性矩为6.5×10-9[kg·m]，第二轴回转体21与分针15合成的惯性矩为补正惯性矩与分针的惯性矩之和，减少到2.2×10-9[kg·m]。
相对于该试验例中所使用的分针15，在从30cm高度的重锤冲击试验中，作为与不引起指针跳跃的惯性矩有关的条件，第二轴回转体21与分针15的合成惯性矩的绝对值推定为4.0×10-9[kg m]以下，因此2.2×10-9[kg·m]的惯性矩可以充分地满足该条件。
对比以往的时钟与该实施例的时钟，由重锤冲击试验机进行重锤高度30cm的冲击，没有附加部件20、但其他完全相同构造的以往的时钟发生了指针跳跃，而安装有附加部件20的实施例的时钟没有引起指针跳跃。
通过安装附加部件20，虽然仅几分增大第二轴回转体21的惯性矩，但由于在步进电机1的转子1a所获得的场合这种惯性矩存在于1/90的减速齿轮组之间，因此由转子1a得到的第二轴回转体21的惯性矩增加的影响就缩小到1/8100。因此步进电机的驱动能量几乎不增加。
此外，由于对分针全然没有施加惯性矩，因此对设计自由端不会产生制约。而且，由于第二齿轮9与附加部件20通过从外侧不能看见，因此无损于外观。
虽然图3所示的附加部件20为半圆形状，但将中心角不到180度的扇形的附加部件相对于分针中心线16对称地安装也是可以的。
作为使第二轴回转体21的重心偏离的机构，可以实施如下的机构。
例如，使第二齿轮的厚度沿分针中心线16变化，使相反侧的半部一方的厚度大于分针15的指时部15a延伸方向侧的半部的厚度。
图5及图6所示的例子是由具有台阶的第二齿轮22来实现的，该具有台阶的第二齿轮22以与分针中心线16正交的直径线为界，相反箭头B方向侧的半部22b的厚度比分针15的指时部15a延伸箭头A方向侧的半部22a的厚度大，如此地设置台阶。图6中的22c是嵌入第二轴11的轴孔。
图7所示的例子是作为第二齿轮采用楔形第二齿轮23的例子，其沿该第二齿轮的厚度方向制成楔形，该楔形第二齿轮23沿分针中心线16的厚度沿箭头B的方向无台阶地连续增加。
此外，虽然图中未示出，但沿分针中心线16采用密度(质量)不同的材料来形成第二齿轮也是有效的。例如，以与分针中心线16正交的直径线为界，使第二齿轮的材料密度不同，其中箭头B侧半部一方的密度大于箭头A侧半部一方的密度。
而且，如图8及图9所示，在分针15的指时部15a延伸箭头A方向侧的半部，除齿部24a与轴孔24b的近旁之外，使用形成有旋挖切除部分24c的第二齿轮24也是可以的。代替该旋挖切除部分24c，在厚度方向的途中形成切削的薄壁部分亦可以。
将这样的各种机构组合，例如通过在第二齿轮的一半部分上固定附加部件，在另一半部分上形成旋挖切除部分，显然可以获得更高的效果。根据减小与将分针与第二轴回转体合成的第二轴有关的惯性矩的多少，可以分别采用必要机构的组合。
如上所述，在确定所使用的分针时，相对于外部冲击不引起指针跳跃地在第二轴回转体上或者安装附加部件，或者使其形状变化，具有所述的有效性。
但是，如果将具有与标准的分针的惯性矩的大小相同、方向相反的惯性矩的第二轴回转体用作标准品，通过与该标准品的第二轴回转体的组合，具有相当大范围的惯性矩的分针就会满足相对于外部冲击不引起指针跳跃的条件。因此，可以构成将各种形状的指针与标准品的第二轴回转体组合而成的时钟。
而且，标准品的第二轴回转体对于具有不对应的大惯性矩的分针，准备惯性矩在台阶上变化的第二轴回转体，这种第二轴回转体可以如此选择，使得所使用的分针对于外部冲击不产生指针跳跃。
对于这样自由地设计的秒针，可对应于第二轴回转体的台阶，由此获得更好的效果。此外在指针上施加某种程度的对抗惯性矩时，通过本发明的与第二轴回转体的组合，不言而喻可以获得良好的效果。
在进行图1所示的分针15与时针17的时刻修正的场合，承受来自图中未示出的表把的大的旋转力，以往的第二齿轮9相对于第二轴11滑动，从而可以修正时刻。在采用本发明的第二轴回转体的场合，虽然具有第二齿轮9相对于第二轴11的位置关系变化的问题，但将第二齿轮9相对于第二轴11固定，不会产生第三齿轮7相对于轴滑动的问题。
在图1所示的实施例中，是以从步进电机1的转子1a到第二齿轮9为止的4级减速齿轮组构成的的例子来说明的，但即使采用除此以外的级数的减速齿轮组的结构，通过使用具有前述那样各种第二齿轮的第二轴回转体，可以获得低消耗电力化。
下面，参照图10～图18说明将本发明应用到模拟式三指针电子时钟上的第二实施例。
图10是该模拟式三指针电子时钟的驱动部的断面图，与图1相同的部分用同一符号表示。
在图10中，步进电机1的转子1a间歇地每秒旋转180°时，该转子1a的旋转传递给与转子小齿轮2结合的第五齿轮3，通过与第五齿轮3一体地旋转的第五小齿轮4而使第四齿轮5旋转。
该第四齿轮5与第四小齿轮6及第四轴25一体地旋转，使安装在该第四轴前端的秒针19旋转。
而且，该第四轴25的旋转通过第四小齿轮6而传递给第三齿轮7，进一步传递给与第三小齿轮8结合的第二齿轮9，使固定有该第二齿轮9的作为旋转轴的第二轴11以及安装在其前端的分针15同时旋转。
此外，第二齿轮9的旋转传递给与第二小齿轮10结合的分钟齿轮12，通过分钟小齿轮13传递给小时齿轮14，一直传递到安装在该齿轮14前端的时针17上，使其旋转。这样的齿轮组构造由于不透明的刻度盘18而从指针侧不能看到。31是底板，32是齿轮组支承板。
该第二实施例中，在与第四齿轮5下面的相对于第四轴25的秒针19的指时部19a(沿图1的左方向延伸的纵长部)延伸的方向相反侧(秒针19的尾部19b延伸侧)的半部，安装作为重锤功能的半圆形状的附加部件27。
图11是表示该实施例中第四轴回转体的构成的图，第四齿轮5嵌入固定在与第四小齿轮6成一体的第四轴25上，由此构成第四轴回转体26。
在该第四轴回转体26的第四轴25的前端安装秒针19，在与第四齿轮5下面的相对于第四轴25的秒针19的指时部19a的延伸箭头C所示方向相反侧的半部，固定有半圆形状的附加部件27。
图12是该第四齿轮5的下面图，图13是其断面图，表示附加部件27相对于第四齿轮5的形状与安装状态。在第四齿轮5的除去齿部5a与嵌入第四轴25的轴孔5b之外的下面，固定着图12及图13中右半部的半圆形的附加部件27。
图12所示的附有箭头的直线28是从图11的上方观看的秒针中心线(连结秒针19的指时部19a的前端与旋转中心的线)，箭头C表示秒针19的指时部19a的延伸方向。而且，附加部件27的对称轴与该秒针中心线28一致。
这样，通过在第四齿轮5上安装作为重锤功能的附加部件27，图11所示的第四轴回转体26的重心就从作为其旋转轴的第四轴25的轴线25a上在与秒针19的指时部19a延伸的方向C相反的方向的范围内偏离(偏置)。由此，获得了降低与合成秒针19和第四轴回转体26的第四轴25有关的惯性矩的构造。
如图12所示，该第四轴回转体26的重心偏离方向在这样的一范围内，该范围是以垂直于纸面的第四轴的轴线25a(也参照图11)为中心，从该轴线25a到与秒针19的指时部19a的延伸箭头C的方向相反的方向(用180°的相反的箭头D表示的方向)的旋转不到±90°的范围内。
第四轴回转体26的重心在该范围内偏离，具有降低第四轴回转体26与秒针19的合成惯性矩的效果，当在与秒针19的指时部19a的延伸方向(箭头C的方向)相对的180°相反方向(箭头D的方向)偏离时，其惯性矩降低效果最大。
附加部件27为如图12所示的半圆形状的板件，其半径小于第四齿轮5的齿底圆的半径，与图10所示的第五小齿轮4不接触。
由于使第四轴回转体26与秒针19的合成惯性矩减小的目的，在秒针19的指时部19a侧重的场合，最好是附加部件27的半径较大，与第四齿轮5的齿底圆的半径相等时效果最好。
作为试验例，附加部件27的半径为1.17mm。此外通过使用密度大的材料、例如钨或钽等，可以减小附加部件27的大小。试验例中附加部件27采用钨，其厚度为100μm。如果厚度采用在空间上具有富余的厚度，则效果可增大，这是不言而喻的。
通过在第四齿轮5上安装该附加部件27，可以降低第四轴回转体26与秒针19的合成惯性矩。
通过秒针的惯性矩的部分抵消，可以降低消耗的电力，这种因果关系详细公开在前述国际公开公报WO98/30939中。
即，假设第四轴回转体与秒针的合成惯性矩为M，从秒针通过齿轮组传递至步进电机的转子的秒针等价惯性矩为I，时钟受到外部冲击而进行并进运动时的速度为v，步进电机所具有的保持能量为Ep，如果满足M2/I＜2×Ep/v2
的关系地设定上述M及I，则可以防止指针跳跃。
此处所谓的秒针等价惯性矩相当于上述文献中说明的指针等价惯性矩。在该实施例中是着眼于秒针，因而采用这样的名称。
而且，根据上述文献公开的内容，在采用长度为13.5mm、惯性矩为2.7×10-9[kg·m]的秒针以及保持能量为154nJ的步进电机的场合，在从30cm的高度的重锤冲击测试中确认引起了指针跳跃。对于该时钟，为了不引起指针跳跃，使第四轴回转体与秒针的合成惯性矩减少约10％时，即可得以充分的不引起指针跳跃的确认。
以往，上述秒针与带有334nJ的保持能量的步进电机共同使用，通过如上述关系那样减小第四轴回转体与秒针的合成惯性矩M，由于从时钟的外部施加冲击时发生的使秒针旋转的能量减少，因此即使采用前述保持能量为154nJ的所谓小的保持能量的步进电机，也可以防止指针跳跃。
这样，通过减小步进电机的保持能量，可以使克服这种保持能量、用于使秒针旋转的驱动能量减小，明显可以降低步进电机的消耗电力。
按照此般制成的试验例，附加部件27的补正惯性矩为-2.0×10-9[kg·m](减的符号表示惯性矩的方向相反)，秒针19的惯性矩为2.7×10-9[kg·m]，第四轴回转体26与秒针19合成的惯性矩为两者之和，减少到0.7×10-9[kg·m]。
相对于该试验例中所使用的秒针19，在从30cm高度的重锤冲击试验中，作为与不引起指针跳跃的惯性矩有关的条件，第四轴回转体26与秒针19的合成惯性矩的绝对值推定为2.4×10-9[kg m]以下，因此0.7×10-9[kg·m]的惯性矩可以充分地满足该条件。
对比以往的时钟与该实施例的时钟，由重锤冲击试验机进行重锤高度30cm的冲击，没有附加部件27、但其他部分的构造完全相同的以往的时钟发生了指针跳跃，而安装有附加部件27的实施例的时钟没有引起指针跳跃。
对于与驱动有关的影响，通过安装附加部件27，虽然仅几分(稍微)增大第四轴回转体26的惯性矩，但由于在步进电机1的转子1a所获得的场合这种惯性矩存在于减速齿轮组之间，因此由转子1a得到的第四轴回转体26的惯性矩增加的影响就缩小到1/900。因此步进电机的驱动能量几乎不增加。
虽然图12所示的附加部件27为半圆形状，但将中心角不到180度的扇形的附加部件相对于秒针中心线28对称地安装也是可以的。
作为使第四轴回转体26的重心偏离的机构，可以实施如下的机构。
例如，使第四齿轮的厚度沿秒针中心线28变化，使相反侧的半部一方的厚度大于秒针19的指时部19a延伸方向侧的半部的厚度。
图14及图15所示的例子是由具有台阶的第四齿轮35来实现的，该具有台阶的第四齿轮35以与分针中心线28正交的直径线为界，相反箭头D方向侧的半部35b的厚度比秒针19的指时部19a延伸箭头C方向侧的半部35a的厚度大，如此地设置台阶。图15中的35c是嵌入第四轴25的轴孔。
作为具体的制造例子，图14所示的具有台阶的第四齿轮35的较薄一方的半部35a的厚度为100μm，较厚一方半部的厚度为200μm，材料用黄铜制成。在此种情形中，由具有台阶的第四齿轮35补正的惯性矩为-1.1×10-9[kg·m]，秒针19的惯性矩为2.7×10-9[kg·m]，由于第四轴回转体与秒针19的合成惯性矩是两者之和，因此减少到1.6×10-9[kg·m]。
该值满足与不引起前述的指针跳跃的惯性矩有关的条件。此外在从30cm高度的重锤冲击测试中，不引起指针跳跃。
图16所示的例子是作为第四齿轮采用楔形第四齿轮36的例子，其沿该第四齿轮的厚度方向制成楔形，该楔形第四齿轮36沿秒针中心线28的厚度沿箭头C的方向无台阶地连续增加。
作为该情况下具体的制造例子，图16所示的楔形的第四齿轮36的最厚部分的厚度为200μm，最薄部分的厚度为100μm，材料用黄铜制成。
这样，由楔形的第四齿轮36补正的惯性矩为-0.3×10-9[kg·m]，秒针19的惯性矩为2.7×10-9[kg·m]，由于第四轴回转体与秒针19的合成惯性矩是两者之和，因此减少到2.4×10-9[kg·m]。
此外，虽然图中未示出，但沿秒针中心线28采用密度(质量)不同的材料来形成第四齿轮也是有效的。例如，以与秒针中心线28正交的直径线为界，使第四齿轮的材料密度不同，其中箭头D侧半部一方的密度大于箭头C侧半部一方的密度。
而且，如图17及图18所示，在秒针19的指时部19a延伸箭头C方向侧的半部，除齿部37a与轴孔37b的近旁之外，使用形成有旋挖切除部分37c的第四齿轮37也是可以的。代替该旋挖切除部分37c，在厚度方向的途中形成切削的薄壁部分亦可以。
作为该情况下具体的制造例子，考虑齿部37a的强度，由于其最薄部分的厚度也具有200μm，因此旋挖切除部分37c的半径可以设为970μm。该第四齿轮37的厚度为100μm，材料用黄铜制成。
此时，由第四齿轮37的旋挖切除部分37c补正的惯性矩为-0.5×10-9[kg·m]，秒针19的惯性矩为2.7×10-9[kg·m]，由于第四轴回转体与秒针19的合成惯性矩是两者之和，因此减少到2.2×10-9[kg·m]。这也满足与前述的不引起指针跳跃的惯性矩有关的条件。
将这样的各种机构组合，例如通过在第四齿轮的一半部分上固定附加部件，在另一半部分上形成旋挖切除部分，显然可以获得更高的效果。根据与将秒针和第四轴回转体合成的第四轴有关的惯性矩的减小的量，可以分别采用必要机构的组合。
在该模拟式三指针电子时钟中，如果将具有与标准的秒针的惯性矩的大小相同、方向相反的惯性矩的第四轴回转体作为标准品而准备，对于该标准品来说，具有相当大范围的惯性矩的秒针就会满足相对于外部冲击不引起指针跳跃的条件，因此，可以构成与标准品的第四轴回转体组合而成的时钟。
而且，标准品的第四轴回转体对于具有不对应的大惯性矩的秒针，准备惯性矩在台阶上变化的第四轴回转体，这种第四轴回转体可以如此选择，使得所使用的秒针对于外部冲击不产生指针跳跃。
这样，对于自由地设计的秒针，可对应于第四轴回转体的台阶，由此获得更好的效果。此外在秒针上施加某种程度的对抗惯性矩时，通过本发明的与第四轴回转体的组合，不言而喻可以获得良好的效果。
在该实施例中，是以从步进电机1的转子1a到第四齿轮5为止的2级减速齿轮组构成的的例子来说明的，但即使采用将转子与第四齿轮直接结合的齿轮组构造，或者从转子到第四齿轮为2级以上的减速齿轮组，通过使用前述第四轴回转体，可以获得低消耗电力化。
工业实用性如上所述，按照本发明的模拟式电子时钟，对于惯性矩大的分针或秒针，通过将含有第二齿轮的第二轴回转体或含有第四齿轮的第四轴回转体的重心从第二轴或第四轴偏离，就可以降低与合成该回转体和分针或秒针的回转轴有关的惯性矩。
这样，在从时钟的外部施加冲击时发生的使分针或秒针旋转的外来扰乱能量得以减少，步进电机中保持能量的值也被减小，不会发生指针跳跃。
因此，步进电机的消耗电力可以降低，可以获得电子时钟的低消耗电力化。此外，由于对分针和秒针不产生设计上的限制，因此可以使用自由地设计的分针和秒针，模拟式电子时钟可以获得多样化。
权利要求
1.一种模拟式电子时钟，由用于进行时刻表示的时针与分针、用于驱动旋转该时针与分针的步进电机、将该步进电机的旋转减速后传递到前述时针与分针的齿轮组构成，其特征是将安装前述分针的第二齿轮与第二小齿轮以及第二轴构成的第二轴回转体的重心，从前述第二轴的轴线上偏离，该偏离位于在与前述分针的指时部延伸的方向相反方向、以上述轴线为中心旋转不到±90°角度的范围内，由此降低与合成前述分针和前述第二轴回转体的前述第二轴有关的惯性矩。
2.一种模拟式电子时钟，由用于进行时刻表示的时针与分针以及秒针、用于驱动旋转该时针与分针以及秒针的步进电机、将该步进电机的旋转减速后传递到前述时针与分针以及秒针的齿轮组构成，其特征是将安装前述秒针的第四齿轮与第四小齿轮以及第四轴构成的第四轴回转体的重心，从前述第四轴的轴线上偏离，该偏离位于在与前述秒针的指时部延伸的方向相反的方向、以上述轴线为中心旋转不到±90°角度的范围内，由此降低与合成前述秒针和前述第四轴回转体的前述第四轴有关的惯性矩。
3.如权利要求1所述的模拟式电子时针，其特征是在前述第二齿轮的上面或下面的相对于前述第二轴的与前述分针的指时部延伸方向相反侧的半部上，固定着附加部件。
4.如权利要求1所述的模拟式电子时针，其特征是在前述第二齿轮的相对于前述第二轴的前述分针的指时部延伸方向侧的半部上，形成旋挖切除部分。
5.如权利要求1所述的模拟式电子时针，其特征是前述第二齿轮的厚度，其相反侧的半部一方的厚度比相对于前述第二轴的前述分针的指时部延伸方向侧的半部的厚度要厚。
6.如权利要求2所述的模拟式电子时针，其特征是在前述第四齿轮的上面或下面的相对于前述第四轴的与前述秒针的指时部延伸方向相反侧的半部上，固定着附加部件。
7.如权利要求2所述的模拟式电子时针，其特征是在前述第四齿轮的相对于前述第四轴的前述秒针的指时部延伸方向侧的半部上，形成旋挖切除部分。
8.如权利要求2所述的模拟式电子时针，其特征是前述第四齿轮的厚度是，其相反侧的半部的厚度比相对于前述第四轴的前述秒针的指时部延伸方向侧的半部的厚度要厚。
全文摘要
一种模拟式电子时钟,其能经一齿轮组降低一步进电机(1)的转子(1a)的旋转,然后再传递给一时针(17)和一分针(15),其中由一中心齿轮(9)、一中心齿轮小齿轮(10)以及安装分针(15)一第二轴(11)构成的一第二轴旋转体的重心在小于±90°的一角度范围内从第二轴(11)的轴线偏离,偏离的方向在与分针(15)的一时间指示部(15a)的延伸方向相反的一方向,从而降低由分针(15)与第二轴旋转体在第二轴(11)上造成的惯性矩,由此即使降低步进电机(1)的保持能量的值,也可以防止由于扰乱而造成的指针的损坏。
文档编号G04B19/00GK1307695SQ9980806
公开日2001年8月8日 申请日期1999年7月2日 优先权日1998年7月3日
发明者铃木一男, 町田任康, 南谷孝典, 高桥重之, 岛内岳明 申请人:时至准钟表股份有限公司