IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ カシオ計算機株式会社の特許一覧

<>
  • 特開-ギヤアッシー及び時計 図1
  • 特開-ギヤアッシー及び時計 図2
  • 特開-ギヤアッシー及び時計 図3
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025050489
(43)【公開日】2025-04-04
(54)【発明の名称】ギヤアッシー及び時計
(51)【国際特許分類】
   G04B 19/02 20060101AFI20250328BHJP
【FI】
G04B19/02 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023159313
(22)【出願日】2023-09-25
(71)【出願人】
【識別番号】000001443
【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 雄太
(72)【発明者】
【氏名】飯田 雅貴
(57)【要約】
【課題】ギヤを有するシャフトを好適に支持する。
【解決手段】ギヤアッシー40は、ギヤ42を有するシャフト41と、シャフト41が挿入される筒状部材43と、を備えている。シャフト41と筒状部材43とは、当該筒状部材43よりも硬度の高いワッシャ44を介して軸方向に接触している。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ギヤを有するシャフトと、
前記シャフトが挿入される筒状部材と、を備え、
前記シャフトと前記筒状部材とは、当該筒状部材よりも硬度の高いワッシャを介して軸方向に接触している、
ギヤアッシー。
【請求項2】
前記筒状部材及び前記シャフトの少なくとも一方には、前記ワッシャの角部に対向する位置に逃げ溝が設けられている、
請求項1に記載のギヤアッシー。
【請求項3】
前記筒状部材は、軸方向の端面にザグリ穴を有し、
前記ワッシャは、前記ザグリ穴に収容される、
請求項2に記載のギヤアッシー。
【請求項4】
前記筒状部材には、前記ザグリ穴の底面の外径側の角部に前記逃げ溝が設けられている、
請求項3に記載のギヤアッシー。
【請求項5】
前記筒状部材の前記逃げ溝は、前記シャフトの軸方向に深くなるように設けられている、
請求項4に記載のギヤアッシー。
【請求項6】
前記ワッシャはシリコン製であり、
前記ワッシャは、前記ワッシャが前記ザグリ穴に収容された状態で、前記筒状部材の前記ザグリ穴を有する側の端部がカシメられて前記ザグリ穴内に固定されている、
請求項3に記載のギヤアッシー。
【請求項7】
前記ワッシャは、前記筒状部材と接着剤で接合されている、
請求項4に記載のギヤアッシー。
【請求項8】
前記シャフトには、前記ワッシャと接触する面の内径側の角部に前記逃げ溝が設けられている、
請求項2に記載のギヤアッシー。
【請求項9】
前記シャフトの前記逃げ溝は、前記シャフトの軸に交差する方向に深くなるように設けられている、
請求項8に記載のギヤアッシー。
【請求項10】
前記ワッシャはシリコン製である、
請求項1~5及び7~9のいずれか一項に記載のギヤアッシー。
【請求項11】
前記シャフトは高硬度の金属製であり、
前記筒状部材は前記シャフトよりも硬度が小さい金属製である、
請求項10に記載のギヤアッシー。
【請求項12】
請求項1~9のいずれか一項に記載のギヤアッシーを含む輪列機構と、
前記輪列機構を収容するケースと、
を備える時計。
【請求項13】
請求項10に記載のギヤアッシーを含む輪列機構と、
前記輪列機構を収容するケースと、
を備える時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ギヤアッシー及び時計に関する。
【背景技術】
【0002】
機械式時計の輪列機構では、指針を動作させる四番車等のシャフトが、センターチューブ等の支持部材と軸方向に面接触してこれに支持されている(例えば、特許文献1参照)。
そのため、シャフトと支持部材との摩擦が大きいと、運針に必要なエネルギーが増えるうえに、摩耗粉が生じて製品寿命が短くなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020―30092号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ギヤを有するシャフトを好適に支持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するために、本発明は、ギヤアッシーであって、
ギヤを有するシャフトと、
前記シャフトが挿入される筒状部材と、を備え、
前記シャフトと前記筒状部材とは、当該筒状部材よりも硬度の高いワッシャを介して軸方向に接触している。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、ギヤを有するシャフトを好適に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施形態に係る時計の要部を示す正面図である。
図2】実施形態に係る時計における四番車周辺の要部断面図である。
図3】実施形態に係る四番車の上側半部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【0009】
[時計の全体構成]
図1は、本実施形態に係る時計100の要部を示す正面図である。なお、図1では、要部構造の分かり易さのために、文字板やメインプレート21の一部等の図示を省略している。
【0010】
図1に示すように、本実施形態に係る時計100は、複数の指針3(秒針3s、分針3m、時針3h)で時字102を指し示して時刻表示を行うアナログ方式の時計である。時計100は、正面視で短円筒状に形成された本体ケース101を備える。
本体ケース101の内部には、複数の指針3と、当該複数の指針3を個別に回転駆動させる複数の駆動機構30等とが収容されている。
【0011】
複数の駆動機構30は、秒針3sを回転駆動させる秒針駆動機構30s、分針3mを回転駆動させる分針駆動機構30m、時針3hを回転駆動させる時針駆動機構30hを含む。
各駆動機構30は、駆動源であるモータ32と、モータ32の駆動力を指針3に伝達する輪列機構33とを含む。具体的には、秒針駆動機構30sが第1モータ32s及び第1輪列機構33sを含み、分針駆動機構30mが第2モータ32m及び第2輪列機構33mを含み、時針駆動機構30hが第3モータ32h及び第3輪列機構33hを含む。
【0012】
各輪列機構33は、複数のギヤアッシー40を含む。
例えば、秒針駆動機構30sの第1輪列機構33sは、四番車(秒針車)等のギヤアッシー40を含む。分針駆動機構30mの第2輪列機構33mは、二番車(分針車)等のギヤアッシー40を含む。時針駆動機構30hの第3輪列機構33hは、日の裏車や筒車(時針車)等のギヤアッシー40を含む。
なお、輪列機構33は、ギヤアッシー40以外の歯車を含んでいてもよい。この場合の歯車は少なくともギヤとシャフトを備えていればよい。当該ギヤとシャフトは一体的であれば別部品でもよい。
【0013】
[ギヤアッシーの構成]
以下、本実施形態に係るギヤアッシー40の一例として、四番車40Aを挙げてその構成について説明する。
図2は、時計100における四番車40A周辺の要部断面図である。なお、図2では、要部構造の分かり易さのために、時針駆動機構30hの第3輪列機構33hの一部(日の裏車や筒車等)の図示を省略している。
この図に示すように、四番車40Aは、シャフト41と、ギヤ42と、筒状部材(センターチューブ)43とを備える。
以下、時計100の正面-背面方向を上下方向といい、このうち正面側(図2及び図3の下側)を「下側」、背面側(図2及び図3の上側)を「上側」という。また、上下方向に沿ったシャフト41の中心軸Axに垂直な方向を「径方向」、中心軸Axを中心とする回転方向を「周方向」という。
【0014】
シャフト41は、例えば炭素工具鋼鋼材(SK材)の軸部品であり、上下方向に沿って配置されている。シャフト41は、中心軸Ax回りに回転可能なように輪列受け22及び二番受け23に支持されている。輪列受け22は、メインプレート(地板)21の上側に配置され、シャフト41の上端を支持する。二番受け23は、メインプレート21と輪列受け22の間に配置され、シャフト41のうち上下中央よりもやや上側の部分を、筒状部材43を介して支持する。
シャフト41の下端には、秒針3sが固定されている。
【0015】
ギヤ42は、例えばシリコン製の平歯車であり、シャフト41の上部に取り付けられている。より詳しくは、ギヤ42は、シャフト41の上部に形成された大径部41aの上面に接着されている。ただし、ギヤ42の材質や固定構造は特に限定されない。
ギヤ42は、その上側の輪列受け22との間に配置された座金45により、下方に付勢されている。
ギヤ42は、第1モータ32sに連結された四番中間車46と噛合している。これにより、四番車40Aに第1モータ32sの回転力が伝達されて、シャフト41下端の秒針3sが回転する。
【0016】
筒状部材43は、略円筒形状の部品であり、シャフト41の下端を除く下半部ほどが挿入されて、シャフト41と同軸状に配置されている。筒状部材43は、シャフト41よりも柔らかい素材(例えばステンレス材、黄銅、ニッケルなど)で形成されている。
筒状部材43は、鍔部を有する大径の固定部43aを上端に有している。固定部43aが二番受け23に上側から圧入されてカシメ(加締め)られることにより、筒状部材43は二番受け23に固定される。
【0017】
筒状部材43には、分針駆動機構30m(第2輪列機構33m)の二番車50が同軸状に配置されている。
二番車50は、筒状の二番車本体(シャフト)51と、二番歯車(ギヤ)52とを備える。
二番車本体51は、メインプレート21に回転可能に支持されている。二番車本体51にはシャフト41と筒状部材43が挿通され、下端からシャフト41が露出している。二番車本体51の下端には、分針3mが固定されている。
二番歯車52は、例えばシリコン製の平歯車であり、二番車本体51の上部に固定されている。二番歯車52は、その上側の二番受け23との間に配置された座金55により、下方に付勢されている。
二番歯車52は、第2モータ32mに連結された二番中間車56と噛合している。これにより、二番車50に第2モータ32mの回転力が伝達されて、二番車本体51下端の分針3mが回転する。
【0018】
図3は、四番車40Aの上側半部の拡大図である。
この図に示すように、筒状部材43の上端は、当該筒状部材43よりも硬度の高いシリコン製のワッシャ44を介して、シャフト41と軸方向(上下方向)に面接触している。
具体的に、筒状部材43の固定部43aの上面には、上側に開口する円筒状のザグリ穴43bが形成され、当該ザグリ穴43bにワッシャ44が収容(嵌合)されている。
ザグリ穴43bのうち底面の外径側の角部には、逃げ溝43cが形成されている。本実施形態の逃げ溝43cは、ザグリ穴43b底面の外径端が下側に凹む形状、つまり、軸方向(上下方向)に深くなるように(下向きに)形成されている。ただし、逃げ溝43cは、ワッシャ44の外径下側の角部を逃げる(接触を避ける)ことが可能な形状であればよい。例えば、外径側又は外径斜め下側に逃げる形状であってもよい。
【0019】
ワッシャ44は、例えばリソグラフィによって、ザグリ穴43bに対応する円環状に形成される。ワッシャ44の内径及び外径は、シャフト41の座面(大径部41aの下面)との間に所要の接触面積を有するサイズに形成される。また、ワッシャ44の内径は、シャフト41との間に、接触を回避できる十分な隙間を有するサイズに形成される。
ワッシャ44は、筒状部材43のザグリ穴43b内に、接着剤で接合されている。
なお、ワッシャ44は、筒状部材43を二番受け23にカシメる前に、ザグリ穴43b内に配置しておいてもよい。これにより、筒状部材43のカシメ時にザグリ穴43bの内周面が収縮するため、ワッシャ44をザグリ穴43b内に好適に固定できる。すなわち、ワッシャ44は、ワッシャ44がザグリ穴43bに収容された状態で、固定部43a(筒状部材43のザグリ穴43bを有する側の端部)がカシメられてザグリ穴43b内に固定されている。
【0020】
また、シャフト41のうち、ワッシャ44と接触する大径部41a下面の内径側の角部には、逃げ溝41bが形成されている。本実施形態の逃げ溝41bは、大径部41a下面の内径端が内径側に凹む形状に、つまり、シャフト41の軸に交差する方向に深くなるように設けられている。ただし、逃げ溝41bは、ワッシャ44の内径上側の角部を逃げる(接触を避ける)ことが可能な形状であればよい。例えば、上側又は内径斜め上側に逃げる形状であってもよい。
【0021】
[本実施形態の技術的効果]
以上のように、本実施形態によれば、シャフト41と筒状部材43とが、筒状部材43よりも硬度の高いワッシャ44を介して軸方向に接触している。
これにより、筒状部材43がシャフト41と直接接触する場合に比べ、運針時における筒状部材43とシャフト41との摩擦を低減できる。したがって、ギヤ42を有するシャフト41を好適に支持することができる。
さらに言えば、運針時のシャフト41の摩擦低減により、運針に必要なエネルギーを低減し、摩耗粉の発生を抑制できる。すなわち、製品の省エネルギー化と長寿命化が可能となる。また、バックラッシュの低減が可能となるため、指針3の位置精度が向上する。
ここで、座金45は、秒針3sの運針精度を向上するために四番車40Aを制動させることを目的として、輪列受け22とギヤ42との間に配置されている。上述の通り、本実施形態の構成を採用することで指針3の位置精度が向上することから、共通の作用を奏する座金45についてはこれを用いない構成としてもよい。その場合には、部品点数を削減できるという効果が得られることとなる。
なお、ワッシャ44を用いずに、筒状部材43自体を硬い材料に代えることも考えられる。しかし、筒状部材43は、四番車40Aのシャフト41や二番車本体51との接触を避けるために複雑な形状をしている。そのため、筒状部材43を硬い材料とすると、加工が困難になるうえに、二番受け23へのカシメも難しくなってしまう。ワッシャ44を用いることで、筒状部材43自体を硬い材料に代えるよりも比較的容易に、上述したような効果を得ることができる。
【0022】
また、本実施形態によれば、ワッシャ44は、筒状部材43の上端面に形成されたザグリ穴43bに収容(嵌合)される。
これにより、筒状部材43がシャフト41を直接支持する場合と比べ、ワッシャ44の挿入に伴う上下方向長さの増大を回避でき、時計100の厚さを同等に維持できる。また、ザグリ穴43bによりワッシャ44を上下方向及び径方向に好適に位置決めできる。
【0023】
また、本実施形態によれば、筒状部材43には、ザグリ穴43bの底面の外径側の角部に逃げ溝43cが設けられている。
これにより、ザグリ穴43b内にワッシャ44を好適に保持できる。
すなわち、シリコン製のワッシャ44は、非常に硬く、またフォトリソグラフィで製作するため、応力が集中すると角部が欠けやすいうえに、当該角部に面取りを付けることが難しい。そのため、ザグリ穴43bの底面の角部には、組み込み時にワッシャ44と干渉(接触)しうる隅Rができるのは望ましくない。しかしながら、通常の切削加工では当該角部に隅Rができてしまうことは避けられない。そこで、筒状部材43のザグリ穴43bの角部に対して追加の切削加工を施すことで隅Rを取り除き、逃げ溝43cを設ける。これによって、組み込み時のワッシャ44とザグリ穴43bとの干渉を回避することができる。これにより、隅Rを避けるためにワッシャ44を小さくしてワッシャ44の位置決めを困難にすることなく、ザグリ穴43bによりワッシャ44を好適に保持できる。
なお、逃げ溝43cの方向は、ザグリ穴43bの加工方向と一致する上下方向(軸方向)であるのが好ましい。逃げ溝43cの方向を径方向とするには、ザグリ穴43bの加工方向に対してアンダーカットが必要になる。一方で、逃げ溝43cの加工方向を軸方向とすることで、比較的容易に切削加工によって逃げ溝43cを形成することができる。
【0024】
また、本実施形態によれば、ワッシャ44が筒状部材43と接着剤で接合されている。つまり、ザグリ穴43b底面の逃げ溝43cを、接着剤の溜まり溝として利用できる。
これにより、接着剤をザグリ穴43b内に好適に保持でき、接着剤の余剰分がザグリ穴43bからはみ出るのを抑制できる。ひいては、ザグリ穴43bからはみ出た接着剤に起因する動作不良の発生を抑制できる。
【0025】
また、本実施形態によれば、シャフト41には、ワッシャ44と接触する面の内径側の角部に、逃げ溝41bが設けられている。
これにより、ワッシャ44の角部がシャフト41と接触することによる当該角部の欠損を抑制できる。
【0026】
また、本実施形態によれば、ワッシャ44がシリコン製である。
つまり、潤滑性が高いシリコン製のワッシャ44を用いることにより、運針時のシャフト41の摩擦をより一層低減できる。
【0027】
[その他]
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であることは言うまでもない。
【0028】
例えば、上記実施形態では、シャフト41を支持するワッシャ44がシリコン製であることとした。しかし、ワッシャ44の材料(素材)は、筒状部材43よりも硬度の高いものであれば、シリコンに限定されない。
また、シャフト41の材質は、炭素工具鋼鋼材(SK材)に限定されず、高硬度の金属であればよい。筒状部材43はシャフト41よりも硬度が小さい金属製であればよい。
【0029】
また、上記実施形態では、筒状部材43及びシャフト41に、ワッシャ44との接触を避ける逃げ溝を設けることとした。しかし、筒状部材43及びシャフト41の少なくとも一方のうち、ワッシャ44の角部に対向する位置に、逃げ溝が設けられていればよい。
【0030】
また、上記実施形態では、本発明に係るギヤアッシーの一例として、四番車を挙げて説明した。しかし、本発明に係るギヤアッシーは、輪列機構のうち四番車以外のものにも適用できる。例えば、秒針以外の時刻針の輪列機構に用いてもよいし、時刻以外の各種機能表示を行う機能針の輪列機構に適用してもよい。
さらに言えば、本発明に係るギヤアッシーは、時計の輪列機構に用いられるものに限定されず、ギヤを有するシャフトを筒状部材(孔部を有する部材)で支持する構造のものに広く適用できる。特に、複雑な軸受構造の採用が困難な小型の歯車機構に好適に適用できる。
【符号の説明】
【0031】
100 時計
101 本体ケース(ケース)
3 指針
3h 時針
3m 分針
3s 秒針
21 メインプレート
22 輪列受け
23 二番受け
30 駆動機構
30h 時針駆動機構
30m 分針駆動機構
30s 秒針駆動機構
32 モータ
32h 第3モータ
32m 第2モータ
32s 第1モータ
33 輪列機構
33h 第3輪列機構
33m 第2輪列機構
33s 第1輪列機構
40 ギヤアッシー
40A 四番車
41 シャフト
41a 大径部
41b 逃げ溝
42 ギヤ
43 筒状部材
43a 固定部
43b ザグリ穴
43c 逃げ溝
44 ワッシャ
Ax 中心軸
図1
図2
図3