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JP3721740B2 - Power transmission mechanism and electronic timepiece - Google Patents
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JP3721740B2 - Power transmission mechanism and electronic timepiece - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転中心と重心とが偏心した回転錘の回転を増速して、発電機のロータに伝達する動力伝達機構およびこれを備えた電子時計に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子時計等の小型電子機器のエネルギー源には、電池が用いられている。しかし、電池には寿命があるため、定期的に交換する手間が生じることから、近年、電子機器に発電機を搭載して電池を省略する方法が提案されている(特公平7−38029号公報)。
【0003】
この発電機は、永久磁石からなるロータ磁石を備えたロータ、このロータの周囲に配置された高透磁率材からなるステータおよびこのステータに接続されたコイルを有するものであり、回転中心と重心とが偏心した回転錘とともに、時計等に搭載されている。これらの回転錘と発電機のロータとの間には、動力伝達機構である増速輪列が設けられ、回転錘の回転運動が増速輪列により増速されてロータに伝達されるようになっている。発電機においては、このロータの回転により生じた磁界の変化をステータを介してコイルに伝えて、電磁誘導作用によって電力を発生させるようにしている。
【0004】
動力伝達機構では、回転錘に固定された回転錘車と、ロータに固定されたロータ歯車と、これらの回転錘車およびロータ歯車の間に配置された大歯車および小歯車からなる伝え車とを互いに噛み合わせて回転運動を伝達するようにしている。これら歯車には、噛合時の摩擦を低減するために、通常、バックラッシュが設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、ロータによって磁化されたステータに対して、ロータが磁気的に安定した状態(角度)で静止しようとするため、回転錘の回転によってロータを回転させようとする方向と、ロータが磁気的安定位置に留まるために回転しようとする方向とが、一致したり互いに逆方向になったりする。これらの方向が切り替わると、歯車には前述したバックラッシュが設けられているため、噛み合った歯車間で互いの歯(歯面)が衝突する。この衝突により、振動が発生し、機器を構成する他の部品やケーシング等に伝播して共振するため、発電時に音が発生するという問題がある。また、動力の伝達という面では、機械的回転方向および磁気的回転方向が切り替わる毎に、バックラッシュによるエネルギロスが生じるため、発電効率が低下する。
【0006】
とくに、このような発電機構を腕時計等に設けた場合、回転錘は、腕の動きによって双方向へ不規則に回転するため、回転錘の回転方向に応じて、歯車の回転方向が不規則に切り替わる。この回転方向が切り替わるときに、歯車間で互いの歯が衝突するので、前述した音の発生および発電効率の低下の原因となる。
【0007】
本発明の目的は、発電時の音の発生を低減できるとともに発電効率を向上できる動力伝達機構を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石を含んで構成されたロータ、前記ロータの周囲に配置された高透磁率材からなるステータおよびこのステータに接続されたコイルを有して前記ロータの回転運動を電気エネルギに変換する発電機と、回転中心と重心とが偏心した回転錘との間に設けられ、かつ、前記回転錘の回転を増速して前記ロータに伝達する動力伝達機構であって、前記動力伝達機構は複数の歯車を組み合わせて構成され、前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車は、その歯と、噛合する相手の歯車の歯との間の隙間を塞ぐためのバックラッシュ吸収機構を備え、前記バックラッシュ吸収機構は、回転軸に固定されて動力を伝達するためのメインギア、前記回転軸と同軸上に前記メインギアを介装して回転可能に係止された一対のサブギア、および、前記一対のサブギアの各々を付勢するひげぜんまいとを有し、前記ひげぜんまいは、前記メインギアに対して前記サブギアを互いに反対の回転方向に付勢させるため互いに逆向きに取り付けられて、前記動力伝達機構の両回転方向に生じるバックラッシュを吸収することを特徴とする。
【0009】
本発明では、動力伝達機構を構成する歯車にバックラッシュ吸収機構を設けたため、回転錘の回転によってロータを回転させようとする方向、およびロータが磁気的安定位置に留まるために回転しようとする方向が互いに一致したり逆になったりするときや、回転錘の回転方向の変化によって噛み合った歯車の回転方向が一致したり逆になったりするとき等に、歯車間で互いの歯が衝突することがなくなる。従って、歯の衝突による振動の発生を防止できるので、バックラッシュによるエネルギロスを低減できるから、発電効率を向上できる。また、このように付勢されたサブギアを含んで歯車を構成すれば、メインギアおよびサブギアで相手の歯を挟持した状態で、相手の歯車と噛合させることができるから、バックラッシュを確実に吸収できる。また、相手の歯との噛合状態に応じて、メインギアに対するサブギアの角度が変化して歯車の歯溝の幅が変化するので、相手の歯に応じて歯溝の幅を変化させることができるから、相手の歯車との間の距離を厳密にしなくても確実に噛合させることができ、動力伝達機構の製造を容易化できる。さらに、サブギアを両方向に付勢することで、歯車の回転方向がいずれの方向に切り替わる場合でも、バックラッシュを吸収できるようになるので、音の発生を一層確実に防止できるので、発電効率を確保できる。
【0016】
また、本発明では、永久磁石を含んで構成されたロータ、前記ロータの周囲に配置された高透磁率材からなるステータおよびこのステータに接続されたコイルを有して前記ロータの回転運動を電気エネルギに変換する発電機と、回転中心と重心とが偏心した回転錘との間に設けられ、かつ、前記回転錘の回転を増速して前記ロータに伝達する動力伝達機構であって、前記動力伝達機構は複数の歯車を組み合わせて構成され、前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車は、その歯と、噛合する相手の歯車の歯との間の隙間を塞ぐためのバックラッシュ吸収機構を備え、前記バックラッシュ吸収機構を有する歯車は、基端部を支点に変位可能とされた歯を備え、かつ、その歯溝の幅が前記相手の歯車の歯厚よりも小さくされ、当該歯車の歯が、噛合時に変位することにより、前記相手の歯車の歯を挟持可能とされていることを特徴とする。
【0017】
このように歯溝の幅を相手の歯車の歯厚よりも小さくしたうえで可変とすることで、相手の歯車との噛合時に、歯溝が相手の歯の歯厚に応じた幅に拡大され、相手の歯を挟持するようになる。従って、歯車の回転方向に拘わらず、バックラッシュを確実に吸収できるから、音の発生を確実に防止できるうえ、エネルギロスを低減できるから、発電効率の著しい向上を期待できる。
【0018】
また、歯溝の幅が変化するので、相手の歯車との距離を厳密にしなくてもよくなるから、動力伝達機構の製造を容易化できる。
【0019】
以上において、複数の歯車のうちバックラッシュ吸収機構を設ける歯車はとくに限定されないが、複数の歯車が、回転錘と同一軸上に配置されて当該回転錘に結合された回転錘車と、ロータと同一軸上に配置されて当該ロータに結合されたロータ歯車と、これらの回転錘車およびロータ歯車の間に配置されかつ互いに同じ軸上に設けられて一体化された大きさの異なる大歯車および小歯車とを含んで構成されている場合、回転錘車および大歯車のうち少なくともいずれか一つの歯車は、バックラッシュ吸収機構を有することが望ましい。
【0020】
ここで、一体化された大歯車および小歯車は、一組に限定されず、複数組の場合も含む。
【0021】
このように、複数の歯車のうち比較的大きい歯車である回転錘車および大歯車の少なくともいずれか一つにバックラッシュ吸収機構を設けることで、歯車の構造の微細化を回避できるので、比較的小さい歯車にバックラッシュ吸収機構を設けるよりも簡単に製造できる。
【0022】
そして、本発明の動力伝達機構は、電子時計に用いることが好ましい。とくに、前述したメインギアおよびサブギアを用いた機構を採用した場合には、複数のギアや、サブギアを付勢する付勢手段等を小型化しなくてもよくなるので、容易かつ少ないコストで製造できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
〔第一実施形態〕
図1には、本第一実施形態の動力伝達機構13を備えた小型電子機器である腕時計の要部が示されている。この腕時計は、回転中心と重心とが偏心した回転錘11と、発電機12と、回転錘11の回転を増速して発電機12のロータ21に伝達する動力伝達機構13とを有して構成されている。
【0025】
本実施形態の腕時計では、腕の動き等による回転錘11の回転運動を動力伝達機構13により増速して発電機12のロータ21に伝達し、このロータ21を回転させて交流電流を発生させ、この交流を、図示しないが、整流回路により整流して、大容量コンデンサ等の蓄電手段、例えば、電気二重層コンデンサ等に蓄電するようになっている。そして、この蓄電手段を電源として、時間標準である水晶を含む制御回路やこの制御回路に制御される駆動回路を作動させ、駆動回路から送られた駆動信号をステップモータ等の変換器において回転運動に変換し、この回転運動を減速輪列を介して指針に伝達して、指針を駆動させるようにしている。
【0026】
発電機12は、二極着磁の永久磁石を含んで構成された円盤状のロータ21、このロータ21の周囲に配置された高透磁率材からなるステータ22およびこのステータ22に接続されたコイル23を有して構成され、ロータ21の回転運動を電気エネルギに変換するようになっている。コイル23は、磁心23Aに電線23Bを巻装したものであり、この磁心23Aがステータ22にねじ24固定されている。
【0027】
回転錘11の回転中心は、図2に示すように、ボールベアリング14を介して回転軸15に装着されている。この回転軸15には、ボールベアリング14の内輪141が固定され、回転錘11にはベアリング14の外輪142が固定されている。また、回転軸15の上端には、ベアリング14を覆うねじ151が螺入されている。
【0028】
これらの回転錘11および発電機12の間の動力伝達機構13は、複数の歯車を組み合わせた増速輪列であり、回転錘11に結合された回転錘車31と、ロータ21に固定されたロータ歯車32と、これらの回転錘車31およびロータ歯車32の間に配置された伝え車33とを含んで構成されている。
【0029】
回転錘車31は、回転錘11と同一回転軸15上に設けられ、ボールベアリング14の外輪142を介して回転錘11と連結されている。この回転錘車31の軸孔の開口端31Aは、外輪142の外周に形成された溝部142Aに圧入され、これにより、回転錘車31および外輪142の接続部分には、回転錘11の回転運動を摩擦力によって伝達するクラッチ機構16が形成されている。
【0030】
このクラッチ機構16においては、回転錘11が所定速度以下で回転しているときには、回転錘車31の開口端31Aと外輪142の溝部142Aとの間に摩擦力が働いて、回転錘11の回転が回転錘車31に確実に伝えられる。一方、回転錘11の回転速度が所定速度を越えると、回転錘11の開口端31Aと溝部142Aとが滑って、回転錘11の回転運動が回転錘車31に充分に伝達されなくなる。これにより、ロータ21に伝達される動力を制限して、ロータ21の回転速度を発電機12の性能に応じた速度以下に制限できるようになっている。
【0031】
ロータ歯車32は、ロータ21と同一回転軸25上に設けられ、ロータ21に固定されている。このロータ歯車32は、前述した回転錘車31よりも大幅に直径の小さい歯車である。
【0032】
これらのロータ歯車32および回転錘車31の間の伝え車33は、互いに大きさ(直径)の異なる大歯車34および小歯車35からなる。これらの歯車34,35は、同じ回転軸36に対して固定され、この回転軸36を介して結合されている。このような伝え車33では、小歯車35は回転錘車31と噛合し、大歯車34はロータ歯車32と噛合している。
【0033】
なお、伝え車33の回転軸36およびロータ21の回転軸25は、これらの軸25,36と直交配置された地板17および輪列受18に支持されている。
【0034】
大歯車34は、その歯と、噛合する相手のロータ歯車32の歯32Aとの間の隙間を塞ぐためのバックラッシュ吸収機構4を備えている。具体的には、この大歯車34は、回転軸36に固定されて動力を伝達するメインギア41と、このメインギア41と同じ軸36上に設けられた一対のサブギア42,43とを有し、これら一対のサブギア42,43の間にメインギア41を介装した構造とされている。
【0035】
サブギア42,43は、回転軸36に対して回転可能に係止され、極細の線材を巻いたひげぜんまい44を介してそれぞれメインギア41に連結されている。これらのひげぜんまい44は、互いに逆向きに取り付けられ、メインギア41に対して、サブギア42,43を互いに反対の回転方向に付勢できるようになっている。なお、サブギア42,43は、ひげぜんまい44を介して回転軸36に連結してもよい。
【0036】
このようなサブギア42,43は、メインギア41に対して、互いに逆方向に回転させることにより付勢され、この付勢された状態でメインギア41とともにロータ歯車32と噛み合っている。この付勢力の大きさ、つまり、ロータ歯車32の歯32Aを挟み込むトルクは、サブギア42,43をメインギア41に対してずらすピッチを変えることで調整することができる。これにより、大歯車34およびロータ歯車32の噛み合う部分で、サブギア42,43が、それぞれ付勢された方向の歯に追従するので、大歯車34の歯溝の幅を、ロータ歯車32の歯厚および噛合状態に応じて変化させることができるから、メインギア41およびロータ歯車32の間のバックラッシュを吸収することができる。
【0037】
なお、このような大歯車34を製造する際には、サブギア42,43をそれぞれメインギア41に対して所望のピッチ分回転させて付勢した状態で、これらのギア41,42,43をピン或いはクリップ等により固定しておき、組立て時に、大歯車34およびロータ歯車32を噛み合わせてからピン等を取り去るようにすれば、組立て時にサブギア42,43の付勢状態を調整する手間を省略できるので、簡単に製造できる。
【0038】
本実施形態の伝え車33およびロータ歯車32の間では、具体的には、次のように、動力が伝達される。
【0039】
すなわち、伝え車33の大歯車34およびロータ歯車32の噛み合い部分において、回転錘11の回転により、図3に示すように、大歯車34が矢印L方向に回転した場合、メインギア41およびこれと同じ回転方向(矢印L方向)に付勢されたサブギア43が重なって、ロータ歯車32の歯32Aの一方の歯面32Bを押して回転運動を伝達する。
【0040】
このとき、回転方向(矢印L方向)と逆の矢印R方向に付勢されたサブギア42は、メインギア41から回転方向(矢印L方向)と反対の矢印R方向にずれて、ロータ歯車32の歯32Aの他方の歯面32Cに当接される。このサブギア42は、大歯車34および伝え車33の回転によって、メインギア41とロータ歯車32の他方の歯面32Cとの間の距離が変化しても、その他方の歯面32Cに追従する。つまり、サブギア42のメインギア41に対するずれ量は、噛合状態に応じて変化する。
【0041】
これとは逆に、図4に示すように、大歯車34が矢印R方向に回転した場合、メインギア41およびこれと同じ回転方向(矢印R方向)に付勢されたサブギア42が重なって、ロータ歯車32の歯32Aの他方の歯面32Cを押して回転運動を伝達する。このとき、回転方向(矢印R方向)と逆の矢印L方向に付勢されたサブギア43は、メインギア41からずれて、ロータ歯車32の歯32Aの他方の歯面32Bに当接されて追従するようになる。
【0042】
このように、本実施形態の大歯車34では、歯車の回転方向に拘わらず、バックラッシュの大きさに応じて歯溝の幅が変化し、回転運動の伝達は、常時ロータ歯車32の歯32Aを挟持した状態で行われる。
【0043】
本実施形態の腕時計では、大歯車34から伝達された回転運動により、ロータ歯車32が回転し、この回転に伴って発電機12のロータ21が回転する。このロータ21は二極着磁であるため180度ずつ回転し、180度回転する毎に磁気的に安定した状態、つまり、ロータ21によって磁化されたステータ22と引き合った状態に留まろうとする力が生じる。発電時には、この力の方向と、大歯車34から伝達される回転運動の方向とが一致したり逆になったりして、メインギア41の接触する歯面32B,32Cが切り替わる。この際、ロータ歯車32の歯32Aは、大歯車34のギア41〜43によって常時挟持されているので、回転方向が切り替わるときに、大歯車34およびロータ歯車32の間で互いの歯が衝突することはない。
【0044】
また、回転錘11の回転方向が変化して、歯車31,32,33の回転方向が切り替わる際にも、大歯車34およびロータ歯車32の間における互いの歯の衝突を回避できる。
【0045】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【0046】
すなわち、動力伝達機構13を構成する大歯車34にバックラッシュ吸収機構4を設けたため、回転錘11の回転によってロータ21を回転させようとする方向やロータ21が磁気的安定位置に留まるために回転しようとする方向が、一致したり逆になったりするときや、歯車31,32,33の回転方向が切り替わるとき等に、大歯車34およびロータ歯車32間で互いの歯が衝突することがなくなる。従って、歯の衝突による振動の発生を防止できるので、共振による音の発生を低減できるうえ、運動の伝達という面では、バックラッシュによるエネルギロスを低減できるから、発電効率を向上できる。
【0047】
そして、大歯車34は、メインギア41およびサブギア42,43を有して構成され、これらのサブギア42,43は、バックラッシュを吸収する回転方向である大歯車34の回転方向と逆方向に付勢されているので、ロータ歯車32との噛合部分において、ロータ歯車32の歯32Aを、メインギア41およびサブギア42,43によって挟持した状態で噛合させることができるから、バックラッシュを確実に吸収できる。
【0048】
さらに、大歯車34の歯溝の幅をロータ歯車32に応じて変化させることができるので、大歯車34およびロータ歯車32間の距離を厳密にしなくても、ロータ歯車32の歯32Aを挟み付けた状態で噛合させることができるから、動力伝達機構13の組立てを容易化できる。
【0049】
また、サブギア42,43は、一対設けられて互いに反対の回転方向に付勢されているので、歯車31,32,33の回転方向がいずれの方向に切り替わる場合でも、バックラッシュを確実に吸収できるから、音の発生を一層確実に防止できるうえ、優れた発電効率を確保できる。
【0050】
さらに、バックラッシュ吸収機構4は、複数の歯車31,32,34,35のうち比較的大きい歯車である大歯車34に設けられているので、バックラッシュ吸収機構4の構造の微細化を回避できるから、比較的小さい小歯車35やロータ歯車32等に設けるよりも簡単に製造できるうえ、メインギア41、サブギア42,43およびひげぜんまい44等を小型化しなくてもよくなるので、低コストに製造できる。
【0051】
また、バックラッシュ吸収機構4は大歯車34に設けられて、クラッチ機構16は回転錘車31に設けられているので、これらの機構4,16が分散されるから、機構4,16の集中による構造の複雑化を防止できる。
【0052】
〔第二実施形態〕
図5に示す本第二実施形態の動力伝達機構は、バックラッシュ吸収機構を有する歯車として、前記第一実施形態の大歯車34の代わりに、弾性体からなる大歯車51を用いたものであり、前記第一実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略し、以下には異なる部分のみを詳述する。
【0053】
本第二実施形態の大歯車51は、環状のリム部52Aを備えた歯車本体52と、このリム部52Aに取り付けられた噛合部53とを有して構成されている。このうち、歯車本体52は金属等の剛体からなり、噛合部53は弾性変形可能な弾性体により形成されている。この弾性体としては、合成ゴム等のエラストマ、ウレタン等の樹脂等を採用できる。
【0054】
また、大歯車51の歯溝の幅Wは、ロータ歯車32の歯厚Tよりも小さくされ、大歯車51の歯53Aが、噛合時に弾性変形することにより、ロータ歯車32の歯32Aを挟持可能とされている。
【0055】
このように構成された本実施形態では、大歯車51の歯溝が、ロータ歯車32の歯32Aにより押し広げられるので、その幅Wは、ロータ歯車32の歯厚Tに応じた幅になる。従って、大歯車51からロータ歯車32への回転運動の伝達は、常時、ロータ歯車32の歯32Aを挟持した状態で行われるので、回転方向に拘わらず、バックラッシュを確実に吸収できる。
【0056】
このような本実施形態によれば、前記第一実施形態と同様な作用、効果を奏することができる他、大歯車51の噛合部53を弾性体により形成して歯溝の幅Wを調整するだけでよいので、簡単な構造で容易にバックラッシュ吸収機構5を構成できる。
【0057】
〔第三実施形態〕
図6に示す本第三実施形態の動力伝達機構は、前記第二実施形態の大歯車51の代わりに、変位可能な歯を備えた大歯車61を用いたものであり、前記第二実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略し、以下には異なる部分のみを詳述する。
【0058】
本第三実施形態の大歯車61は、円盤状の歯車本体部62と、この歯車本体部62の周囲に放射状に設けられた複数の歯としての噛合片63とを備え、これらの本体部62および噛合片63は、弾性を有する材料により一体的に形成されている。
【0059】
噛合片63は、その歯たけが、ロータ歯車32と噛合するために必要な歯たけよりも大きくされ、基端部63Aを支点に変位可能とされている。また、噛合片63が変位する際の応力の集中を回避するために、本体部62のうち、隣接した噛合片63の各基端部63A間には、それぞれ切欠き部64が形成されている。
【0060】
本実施形態の大歯車61の歯溝の幅Wは、前記第二実施形態と同様に、ロータ歯車32の歯厚Tよりも小さくされ、大歯車61の噛合片63が、その基端部63Aを支点に回転方向に沿って変位することにより、ロータ歯車32の歯32Aを挟持するようになっている。
【0061】
このように構成された本実施形態では、大歯車61の歯溝が、ロータ歯車32の歯32Aによって押し広げられるので、歯溝の幅Wは、ロータ歯車32の歯厚Tに応じた幅になる。従って、大歯車61からロータ歯車32への回転運動の伝達は、常時、ロータ歯車32の歯32Aを挟持した状態で行われるので、回転方向に拘わらず、バックラッシュを確実に吸収できる。
【0062】
このような本実施形態によれば、前記第一、第二実施形態と同様な作用、効果を奏することができる。
【0063】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれる。
【0064】
前記各実施形態では、クラッチ機構16を回転錘車31および回転軸15の間に設けたが、クラッチ機構16を設ける場所はこれに限定されず、例えば、大歯車34或いは小歯車35とその回転軸36との間に設けてもよく、ロータ歯車32とその軸25との間に設けてもよい。なお、クラッチ機構を大歯車34に設けた場合には、構造の複雑化を防止するために、バックラッシュ吸収機構は、回転錘車に設けることが好ましい。
【0065】
また、クラッチ機構の構造は、前記第一実施形態で説明した構造に限定されず、例えば、第一実施形態において、クラッチ機構を大歯車34およびその軸36の間に設ける場合には、図7に示すように、メインギア41を回転軸36に対して完全に固定しないで、メインギア41の軸孔の開口端41Aを、回転軸36の周囲に形成された係止部36Aと、回転軸36に取り付けられた板ばね72とで挟持することにより、回転運動を摩擦力により伝達するクラッチ機構71を構成してもよい。
【0066】
前記第一実施形態では、メインギアおよびサブギアを含むバックラッシュ吸収機構を大歯車34に設けたが、動力伝達機構を構成する歯車であれば、バックラッシュ吸収機構を設ける歯車は任意である。例えば、回転錘車をメインギアおよびサブギアにより構成して、回転錘車と小歯車との間のバックラッシュを吸収するようにしてもよく、大歯車および回転錘車の両方にバックラッシュ吸収機構を設けてもよい。或いは、これらの回転錘車と噛合する小歯車や、大歯車と噛合するロータ歯車を、メインギアおよびサブギアによるバックラッシュ吸収機構を有する歯車としてもよい。
【0067】
また、前記第一実施形態では、二枚のサブギアを用いてバックラッシュ吸収機構を構成したが、サブギアを一枚にしてもよく、これによると、構造を簡略化できる。
【0068】
さらに、サブギアの周縁部は、図7に示すように、メインギア41に近接するように湾曲、或いは屈曲させてもよく、これによると、ひげぜんまい44を収納するスペースを確保しつつ、大歯車34のロータ歯車32と噛合する部分の厚さを小さくできるので、ロータ歯車の厚さを小さくできるから、動力伝達機構、つまり、腕時計の薄型化を実現できる。
【0069】
さらに、サブギアを付勢する付勢手段は、ひげぜんまいに限定されない。例えば、サブギアが一枚の場合、図8および図9に示すように、メインギア41およびサブギア43の間に配置した半円状のCリング73によって、サブギア43を付勢してもよい。この構造では、弾性変形可能な材料、例えば、ゴム、樹脂、金属等からなるCリング73の両端部をそれぞれメインギア41およびサブギア43に対して固定してから、サブギア42を回転させることで反発力を生じさせる。なお、付勢手段として、図10に示すように、略円状のCリング74を用いるようにしてもよい。
【0070】
また、図11および図12に示すように、付勢手段として、ゴム等の弾性体75を用いてもよい。この場合、弾性体75をメインギア41およびサブギア43の間に配置して各ギア41,43に固定してから、サブギア43を回転させることで反発力を生じさせる。この弾性体75は複数配置することが好ましい。
【0071】
或いは、付勢手段として、図13および図14に示すように、板ばね76を用いてもよい。この場合、メインギア41に係止部77を形成するとともに、板ばね76をサブギア43に取り付けて、板ばね76が係止部77に押しつけられる方向にサブギア43を回転させて反発力を生じさせる。
【0072】
また、図15に示すように、小歯車80をメインギア81およびサブギア82を用いて構成した場合、Cリング78を用いてサブギア82を付勢することで、ひげぜんまいを用いるよりも構造を簡略化できる。この際、Cリング78の一端には、係止孔78Aを形成しておき、メインギア81に突設した突部83に挿入することで、Cリング78をメインギア81に装着してもよい。
【0073】
そして、前記第二実施形態では、大歯車34の歯を弾性体により形成してバックラッシュ吸収機構を構成した場合について説明したが、回転錘車の歯を弾性体により形成して小歯車の歯を挟持するようにすることで、回転錘車にバックラッシュ吸収機構を設けてもよく、これらの両方に同様なバックラッシュ吸収機構を設けてもよい。さらには、これらの大歯車および回転錘車にそれぞれ噛合する小歯車の歯やロータ歯車の歯も、弾性体により形成してもよい。
【0074】
さらに、前記第三実施形態では、歯たけの長い噛合片を、その基端部を支点に変位するように構成したが、噛合片自体に弾性を持たせることにより、歯溝の幅を可変としてもよい。
【0075】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、動力伝達機構を構成する歯車にバックラッシュ吸収機構を設けたため、回転錘の回転方向の変化によって歯車の回転方向が切り替わるとき等に、歯車間で互いの歯が衝突することがなくなる。従って、歯の衝突による振動の発生を防止でき、バックラッシュによるエネルギロスを低減できるから、発電効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態を示す斜視図。
【図2】前記第一実施形態の動力伝達機構を示す断面図。
【図3】前記第一実施形態において大歯車からロータ歯車に動力を伝達する状態を示す図。
【図4】前記第一実施形態において大歯車からロータ歯車に動力を伝達する他の状態を示す図。
【図5】本発明の第二実施形態を示す図。
【図6】本発明の第三実施形態を示す図。
【図7】本発明の他のクラッチ機構を示す断面図。
【図8】本発明の他のバックラッシュ吸収機構を示す断面図。
【図9】本発明のバックラッシュ吸収機構で用いる付勢手段を示す斜視図。
【図10】本発明のバックラッシュ吸収機構で用いる他の付勢手段を示す斜視図。
【図11】本発明のさらに他のバックラッシュ吸収機構を示す図。
【図12】図11のバックラッシュ吸収機構を示す断面図。
【図13】本発明の別のバックラッシュ吸収機構を示す図。
【図14】図13のバックラッシュ吸収機構で用いる付勢手段の位置を示す図。
【図15】本発明のさらに別のバックラッシュ吸収機構を示す斜視図。
【符号の説明】
4,5,6 バックラッシュ吸収機構
11 回転錘
12 発電機
13 動力伝達機構
21 ロータ
31 回転錘車
32 ロータ歯車
33 伝え車
34,51,61 大歯車
35,80 小歯車
41,81 メインギア
42,43,82 サブギア
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission mechanism that accelerates the rotation of a rotating weight whose center of rotation and center of gravity are eccentric and transmits the rotation to a rotor of a generator, and an electronic timepiece including the power transmission mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, batteries have been used as energy sources for small electronic devices such as electronic watches. However, since the battery has a lifetime, it takes time to replace the battery regularly. In recent years, a method of mounting a generator in an electronic device and omitting the battery has been proposed (Japanese Patent Publication No. 7-38029). ).
[0003]
This generator has a rotor having a rotor magnet made of a permanent magnet, a stator made of a high permeability material arranged around the rotor, and a coil connected to the stator, and has a rotation center, a center of gravity, and Is mounted on a watch or the like with an eccentric rotating weight. A speed increasing wheel train, which is a power transmission mechanism, is provided between the rotating weight and the rotor of the generator so that the rotational motion of the rotating weight is accelerated by the speed increasing wheel train and transmitted to the rotor. It has become. In the generator, the change in the magnetic field generated by the rotation of the rotor is transmitted to the coil through the stator, and electric power is generated by electromagnetic induction.
[0004]
In the power transmission mechanism, a rotating spindle fixed to the rotary spindle, a rotor gear fixed to the rotor, and a transmission wheel composed of a large gear and a small gear arranged between the rotary spindle and the rotor gear. The rotating motion is transmitted by meshing with each other. These gears are usually provided with a backlash in order to reduce friction during meshing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this method, since the rotor tries to stand still in a magnetically stable state (angle) with respect to the stator magnetized by the rotor, the direction in which the rotor is rotated by the rotation of the rotating weight and the rotor is magnetic. The directions to rotate in order to remain in the stable position coincide with each other or are opposite to each other. When these directions are switched, the gears are provided with the above-described backlash, so that the teeth (tooth surfaces) collide with each other between the meshed gears. Due to this collision, vibration is generated and propagates to other parts and casings constituting the device and resonates, which causes a problem that sound is generated during power generation. In terms of power transmission, energy loss due to backlash occurs each time the mechanical rotation direction and the magnetic rotation direction are switched, resulting in a decrease in power generation efficiency.
[0006]
In particular, when such a power generation mechanism is provided on a wristwatch or the like, the rotating weight rotates irregularly in both directions due to the movement of the arm, so that the rotation direction of the gears is irregular depending on the rotating direction of the rotating weight. Switch. When the rotation direction is switched, the teeth collide with each other between the gears, which causes the generation of the above-described sound and the decrease in power generation efficiency.
[0007]
An object of the present invention is to provide a power transmission mechanism that can reduce generation of sound during power generation and improve power generation efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a rotor including a permanent magnet, Said A stator made of a high permeability material arranged around the rotor, a generator having a coil connected to the stator and converting the rotational motion of the rotor into electric energy, and a rotation center and a center of gravity are eccentric. A power transmission mechanism that is provided between the weights and transmits the rotation of the rotary weight to the rotor by increasing the rotation speed. The power transmission mechanism is configured by combining a plurality of gears, and the plurality of gears. At least one of the gears includes a backlash absorbing mechanism for closing a gap between the teeth and the teeth of the mating gear, and the backlash absorbing mechanism is fixed to the rotating shaft and transmits power. A main gear for transmission, a pair of sub-gears rotatably mounted on the same axis as the main shaft, and a hairspring for urging each of the pair of sub-gears The balance spring is attached to the main gears in opposite directions to urge the sub gears in opposite rotation directions with respect to the main gear, so that backlash generated in both rotation directions of the power transmission mechanism is generated. It is characterized by absorbing.
[0009]
In the present invention, since the backlash absorbing mechanism is provided in the gear constituting the power transmission mechanism, the direction in which the rotor is rotated by the rotation of the rotary weight and the direction in which the rotor is rotated in order to remain in the magnetically stable position. The teeth collide with each other when the gears match or reverse each other, or when the rotation directions of the gears meshed with each other change due to changes in the rotation direction of the rotating weight. Disappears. Therefore, since generation | occurrence | production of the vibration by a collision of a tooth can be prevented, since the energy loss by backlash can be reduced, electric power generation efficiency can be improved. In addition, if the gear is configured to include the biased sub gear, the main gear and the sub gear can be engaged with the mating gear with the mating gear held between the main gear and the sub gear. it can. Further, since the angle of the sub gear with respect to the main gear is changed according to the meshing state with the other tooth, and the width of the tooth gap of the gear is changed, the width of the tooth gap can be changed according to the other tooth. Therefore, it is possible to reliably engage with each other even if the distance from the other gear is not strict, and the manufacture of the power transmission mechanism can be facilitated. Furthermore, by energizing the sub gear in both directions, it is possible to absorb backlash even when the rotation direction of the gear is switched to any direction, so that generation of sound can be prevented more reliably, thus ensuring power generation efficiency. it can.
[0016]
In the present invention, the rotor includes a permanent magnet, a stator made of a high permeability material disposed around the rotor, and a coil connected to the stator to electrically rotate the rotor. A power transmission mechanism that is provided between a generator that converts energy and a rotating weight having a center of rotation and a center of gravity that are eccentric, and that increases the rotation of the rotating weight and transmits the rotation to the rotor, The power transmission mechanism is configured by combining a plurality of gears, and at least one of the plurality of gears includes a backlash absorbing mechanism for closing a gap between the teeth and the teeth of the mating gear. The gear having the backlash absorbing mechanism includes teeth that are displaceable with a base end as a fulcrum, and the width of the tooth gap is smaller than the tooth thickness of the counterpart gear, Teeth By displacing during engagement, characterized in that it is capable sandwich the teeth of the mating gear.
[0017]
Thus, by making the width of the tooth gap smaller than the tooth thickness of the counterpart gear and making it variable, the tooth gap is expanded to a width corresponding to the tooth thickness of the counterpart tooth when meshing with the counterpart gear. , Will come to hold the opponent's teeth. Therefore, since the backlash can be reliably absorbed regardless of the rotation direction of the gear, the generation of sound can be reliably prevented and the energy loss can be reduced, so that a significant improvement in power generation efficiency can be expected.
[0018]
In addition, since the width of the tooth gap changes, it is not necessary to make the distance from the gear of the other party strict, so that the power transmission mechanism can be easily manufactured.
[0019]
In the above, the gear provided with the backlash absorbing mechanism among the plurality of gears is not particularly limited, but the plurality of gears are arranged on the same axis as the rotating weight and coupled to the rotating weight, the rotor, A rotor gear arranged on the same axis and coupled to the rotor, a large gear of a different size arranged between the rotary spindle wheel and the rotor gear and provided on the same axis and integrated with each other; When configured to include a small gear, it is desirable that at least one of the rotating spindle wheel and the large gear has a backlash absorbing mechanism.
[0020]
Here, the integrated large gear and small gear are not limited to one set, but also include a plurality of sets.
[0021]
In this way, by providing the backlash absorbing mechanism in at least one of the rotating spindle wheel and the large gear, which are relatively large gears among the plurality of gears, the miniaturization of the gear structure can be avoided. It is easier to manufacture than a small gear with a backlash absorbing mechanism.
[0022]
The power transmission mechanism of the present invention is preferably used for an electronic timepiece. In particular, when the mechanism using the main gear and the sub-gear described above is employed, it is not necessary to downsize the plurality of gears, the urging means for urging the sub-gear, and the like, which can be manufactured easily and at low cost.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
[First embodiment]
FIG. 1 shows a main part of a wristwatch which is a small electronic device provided with the power transmission mechanism 13 of the first embodiment. This wristwatch includes a rotating weight 11 having an eccentric center of rotation and a center of gravity, a generator 12, and a power transmission mechanism 13 that accelerates the rotation of the rotating weight 11 and transmits the rotation to the rotor 21 of the generator 12. It is configured.
[0025]
In the wristwatch of this embodiment, the rotational movement of the rotary weight 11 due to the movement of the arm is accelerated by the power transmission mechanism 13 and transmitted to the rotor 21 of the generator 12, and the rotor 21 is rotated to generate an alternating current. Although not shown, this alternating current is rectified by a rectifier circuit and stored in a storage means such as a large-capacity capacitor, for example, an electric double layer capacitor. Then, using this power storage means as a power source, a control circuit including a time standard crystal and a drive circuit controlled by the control circuit are operated, and a drive signal sent from the drive circuit is rotated in a converter such as a step motor. The rotational movement is transmitted to the pointer through the reduction gear train, and the pointer is driven.
[0026]
The generator 12 includes a disk-shaped rotor 21 including a two-pole magnetized permanent magnet, a stator 22 made of a high permeability material disposed around the rotor 21, and a coil connected to the stator 22. 23, and the rotary motion of the rotor 21 is converted into electric energy. The coil 23 is obtained by winding an electric wire 23 </ b> B around a magnetic core 23 </ b> A, and the magnetic core 23 </ b> A is fixed to the stator 22 with a screw 24.
[0027]
As shown in FIG. 2, the rotation center of the rotary weight 11 is attached to the rotary shaft 15 via a ball bearing 14. An inner ring 141 of a ball bearing 14 is fixed to the rotating shaft 15, and an outer ring 142 of the bearing 14 is fixed to the rotating weight 11. A screw 151 that covers the bearing 14 is screwed into the upper end of the rotating shaft 15.
[0028]
The power transmission mechanism 13 between the rotary weight 11 and the generator 12 is a speed increasing wheel train combining a plurality of gears. The power transmission mechanism 13 is fixed to a rotary spindle 31 coupled to the rotary weight 11 and the rotor 21. The rotor gear 32 and a transmission wheel 33 disposed between the rotary spindle 31 and the rotor gear 32 are included.
[0029]
The rotary spindle 31 is provided on the same rotary shaft 15 as the rotary spindle 11 and is connected to the rotary spindle 11 via the outer ring 142 of the ball bearing 14. The opening end 31A of the shaft hole of the rotary spindle 31 is press-fitted into a groove 142A formed on the outer periphery of the outer ring 142, whereby the rotational movement of the rotary spindle 11 is caused at the connecting portion between the rotary spindle 31 and the outer ring 142. Is formed by a frictional force.
[0030]
In the clutch mechanism 16, when the rotary weight 11 rotates at a predetermined speed or less, a frictional force acts between the opening end 31 </ b> A of the rotary spindle 31 and the groove 142 </ b> A of the outer ring 142, and the rotary weight 11 rotates. Is reliably transmitted to the rotary spindle 31. On the other hand, when the rotational speed of the rotary weight 11 exceeds a predetermined speed, the opening end 31A of the rotary weight 11 and the groove 142A slip, and the rotary motion of the rotary weight 11 is not sufficiently transmitted to the rotary spindle 31. As a result, the power transmitted to the rotor 21 is limited, and the rotational speed of the rotor 21 can be limited to a speed corresponding to the performance of the generator 12.
[0031]
The rotor gear 32 is provided on the same rotation shaft 25 as the rotor 21 and is fixed to the rotor 21. The rotor gear 32 is a gear whose diameter is significantly smaller than that of the rotary spindle 31 described above.
[0032]
A transmission wheel 33 between the rotor gear 32 and the rotary spindle 31 is composed of a large gear 34 and a small gear 35 having different sizes (diameters). These gears 34 and 35 are fixed with respect to the same rotating shaft 36 and are coupled via the rotating shaft 36. In such a transmission wheel 33, the small gear 35 meshes with the rotary spindle 31, and the large gear 34 meshes with the rotor gear 32.
[0033]
The rotating shaft 36 of the transmission wheel 33 and the rotating shaft 25 of the rotor 21 are supported by the main plate 17 and the train wheel bridge 18 arranged orthogonal to these shafts 25, 36.
[0034]
The large gear 34 includes a backlash absorbing mechanism 4 for closing a gap between the teeth and the teeth 32 </ b> A of the mating rotor gear 32. Specifically, the large gear 34 includes a main gear 41 that is fixed to the rotary shaft 36 and transmits power, and a pair of sub gears 42 and 43 provided on the same shaft 36 as the main gear 41. The main gear 41 is interposed between the pair of sub gears 42 and 43.
[0035]
The sub gears 42 and 43 are rotatably locked with respect to the rotary shaft 36 and are connected to the main gear 41 via hairsprings 44 each wound with a fine wire. These hairsprings 44 are mounted in opposite directions so that the sub gears 42 and 43 can be urged in the opposite rotation directions with respect to the main gear 41. The sub gears 42 and 43 may be connected to the rotary shaft 36 via the hairspring 44.
[0036]
The sub gears 42 and 43 are energized by rotating in the opposite directions with respect to the main gear 41, and mesh with the rotor gear 32 together with the main gear 41 in this energized state. The magnitude of the urging force, that is, the torque that sandwiches the teeth 32A of the rotor gear 32 can be adjusted by changing the pitch at which the sub gears 42 and 43 are shifted with respect to the main gear 41. As a result, the sub gears 42 and 43 follow the teeth in the urged directions at the meshing portions of the large gear 34 and the rotor gear 32, so the width of the tooth groove of the large gear 34 is set to the tooth thickness of the rotor gear 32. Since it can be changed according to the meshing state, the backlash between the main gear 41 and the rotor gear 32 can be absorbed.
[0037]
When manufacturing such a large gear 34, the sub-gears 42, 43 are rotated by a desired pitch with respect to the main gear 41, and the gears 41, 42, 43 are pinned. Alternatively, by fixing with a clip or the like and engaging the large gear 34 and the rotor gear 32 at the time of assembly and then removing the pins and the like, the trouble of adjusting the urging state of the sub gears 42 and 43 at the time of assembly can be eliminated. So it can be manufactured easily.
[0038]
Specifically, power is transmitted between the transmission wheel 33 and the rotor gear 32 of the present embodiment as follows.
[0039]
That is, when the large gear 34 rotates in the direction of the arrow L as shown in FIG. 3 due to the rotation of the rotary weight 11 at the meshing portion of the large gear 34 and the rotor gear 32 of the transmission wheel 33, the main gear 41 and The sub gears 43 urged in the same rotational direction (arrow L direction) overlap to push one tooth surface 32B of the teeth 32A of the rotor gear 32 to transmit the rotational motion.
[0040]
At this time, the sub gear 42 urged in the direction of the arrow R opposite to the rotation direction (arrow L direction) shifts from the main gear 41 in the direction of the arrow R opposite to the rotation direction (arrow L direction), It abuts on the other tooth surface 32C of the tooth 32A. Even if the distance between the main gear 41 and the other tooth surface 32C of the rotor gear 32 changes due to the rotation of the large gear 34 and the transmission wheel 33, the sub gear 42 follows the other tooth surface 32C. That is, the amount of displacement of the sub gear 42 with respect to the main gear 41 changes according to the meshing state.
[0041]
On the contrary, as shown in FIG. 4, when the large gear 34 rotates in the direction of arrow R, the main gear 41 and the sub gear 42 urged in the same rotation direction (direction of arrow R) overlap, The other tooth surface 32C of the tooth 32A of the rotor gear 32 is pushed to transmit the rotational motion. At this time, the sub gear 43 urged in the direction of the arrow L opposite to the rotation direction (the direction of the arrow R) deviates from the main gear 41 and comes into contact with the other tooth surface 32B of the tooth 32A of the rotor gear 32 to follow. To come.
[0042]
As described above, in the large gear 34 of the present embodiment, the width of the tooth gap changes depending on the magnitude of the backlash regardless of the rotation direction of the gear, and the transmission of the rotational motion is always performed by the teeth 32A of the rotor gear 32. It is performed in a state of sandwiching.
[0043]
In the wristwatch of this embodiment, the rotor gear 32 is rotated by the rotational motion transmitted from the large gear 34, and the rotor 21 of the generator 12 is rotated along with this rotation. Since the rotor 21 is dipole magnetized, the rotor 21 rotates by 180 degrees, and each time it rotates by 180 degrees, it is a magnetically stable state, that is, a force that tries to stay in a state attracted to the stator 22 magnetized by the rotor 21. Occurs. At the time of power generation, the direction of this force and the direction of the rotational motion transmitted from the large gear 34 are matched or reversed, and the tooth surfaces 32B and 32C with which the main gear 41 contacts are switched. At this time, since the teeth 32A of the rotor gear 32 are always held between the gears 41 to 43 of the large gear 34, the teeth collide between the large gear 34 and the rotor gear 32 when the rotation direction is switched. There is nothing.
[0044]
Further, even when the rotation direction of the rotary weight 11 is changed and the rotation direction of the gears 31, 32, 33 is switched, the collision of the teeth between the large gear 34 and the rotor gear 32 can be avoided.
[0045]
According to this embodiment, there are the following effects.
[0046]
That is, since the backlash absorbing mechanism 4 is provided in the large gear 34 constituting the power transmission mechanism 13, the rotation is performed in order to rotate the rotor 21 by the rotation of the rotary weight 11 or because the rotor 21 remains in the magnetically stable position. The teeth do not collide between the large gear 34 and the rotor gear 32 when the directions to be matched or reversed, or when the rotation directions of the gears 31, 32, 33 are switched. . Therefore, generation of vibration due to tooth collision can be prevented, so that generation of sound due to resonance can be reduced, and in terms of motion transmission, energy loss due to backlash can be reduced, so that power generation efficiency can be improved.
[0047]
The large gear 34 includes a main gear 41 and sub gears 42 and 43. These sub gears 42 and 43 are attached in a direction opposite to the rotation direction of the large gear 34, which is a rotation direction that absorbs backlash. Therefore, the tooth 32A of the rotor gear 32 can be engaged with the main gear 41 and the sub gears 42 and 43 at the meshing portion with the rotor gear 32, so that backlash can be absorbed reliably. .
[0048]
Further, since the width of the tooth groove of the large gear 34 can be changed according to the rotor gear 32, the teeth 32A of the rotor gear 32 can be clamped even if the distance between the large gear 34 and the rotor gear 32 is not strict. Therefore, the assembly of the power transmission mechanism 13 can be facilitated.
[0049]
Further, since the sub gears 42 and 43 are provided in a pair and are biased in the opposite rotation directions, backlash can be reliably absorbed even when the rotation directions of the gears 31, 32 and 33 are switched to any direction. Therefore, generation of sound can be prevented more reliably and excellent power generation efficiency can be secured.
[0050]
Furthermore, since the backlash absorbing mechanism 4 is provided on the large gear 34 that is a relatively large gear among the plurality of gears 31, 32, 34, and 35, the structure of the backlash absorbing mechanism 4 can be prevented from being miniaturized. Therefore, it can be manufactured more easily than the relatively small small gear 35, the rotor gear 32, etc., and the main gear 41, the sub gears 42, 43, the hairspring 44 and the like need not be downsized, and can be manufactured at low cost. .
[0051]
Further, since the backlash absorbing mechanism 4 is provided on the large gear 34 and the clutch mechanism 16 is provided on the rotary spindle 31, these mechanisms 4 and 16 are dispersed, and therefore, due to the concentration of the mechanisms 4 and 16. The complexity of the structure can be prevented.
[0052]
[Second Embodiment]
The power transmission mechanism of the second embodiment shown in FIG. 5 uses a large gear 51 made of an elastic body instead of the large gear 34 of the first embodiment as a gear having a backlash absorbing mechanism. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different parts are described in detail below.
[0053]
The large gear 51 of the second embodiment includes a gear main body 52 having an annular rim portion 52A and a meshing portion 53 attached to the rim portion 52A. Of these, the gear body 52 is made of a rigid body such as metal, and the meshing portion 53 is formed of an elastic body that can be elastically deformed. As this elastic body, an elastomer such as synthetic rubber, a resin such as urethane, or the like can be employed.
[0054]
Further, the tooth gap width W of the large gear 51 is made smaller than the tooth thickness T of the rotor gear 32, and the teeth 53A of the large gear 51 are elastically deformed at the time of meshing, whereby the teeth 32A of the rotor gear 32 can be clamped. It is said that.
[0055]
In the present embodiment configured as described above, the tooth groove of the large gear 51 is expanded by the teeth 32 </ b> A of the rotor gear 32, so that the width W thereof corresponds to the tooth thickness T of the rotor gear 32. Therefore, transmission of the rotational motion from the large gear 51 to the rotor gear 32 is always performed with the teeth 32A of the rotor gear 32 being sandwiched, so that backlash can be reliably absorbed regardless of the rotational direction.
[0056]
According to this embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained, and the meshing portion 53 of the large gear 51 is formed by the elastic body to adjust the width W of the tooth gap. Therefore, the backlash absorbing mechanism 5 can be easily configured with a simple structure.
[0057]
[Third embodiment]
The power transmission mechanism of the third embodiment shown in FIG. 6 uses a large gear 61 having displaceable teeth instead of the large gear 51 of the second embodiment. The same parts are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described in detail below.
[0058]
The large gear 61 of the third embodiment includes a disc-shaped gear main body 62 and meshing pieces 63 as a plurality of teeth provided radially around the gear main body 62. The meshing piece 63 is integrally formed of an elastic material.
[0059]
The meshing piece 63 has a tooth depth larger than that required for meshing with the rotor gear 32, and can be displaced with the base end portion 63A as a fulcrum. Further, in order to avoid stress concentration when the engagement piece 63 is displaced, a notch portion 64 is formed between the base end portions 63 </ b> A of the adjacent engagement pieces 63 in the main body portion 62. .
[0060]
As in the second embodiment, the width W of the tooth gap of the large gear 61 of the present embodiment is made smaller than the tooth thickness T of the rotor gear 32, and the meshing piece 63 of the large gear 61 has its base end portion 63A. The teeth 32A of the rotor gear 32 are clamped by being displaced along the rotation direction about the fulcrum.
[0061]
In the present embodiment configured as described above, the tooth groove of the large gear 61 is pushed and widened by the teeth 32A of the rotor gear 32. Therefore, the width W of the tooth groove is a width corresponding to the tooth thickness T of the rotor gear 32. Become. Therefore, transmission of the rotational motion from the large gear 61 to the rotor gear 32 is always performed with the teeth 32A of the rotor gear 32 being sandwiched, so that backlash can be reliably absorbed regardless of the rotational direction.
[0062]
According to this embodiment, the same operations and effects as those of the first and second embodiments can be achieved.
[0063]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Other modifications etc. which can achieve the objective of this invention are included, The deformation | transformation etc. which are shown below are also contained in this invention.
[0064]
In each of the embodiments described above, the clutch mechanism 16 is provided between the rotary spindle 31 and the rotary shaft 15. However, the place where the clutch mechanism 16 is provided is not limited to this. For example, the large gear 34 or the small gear 35 and the rotation thereof. It may be provided between the shaft 36 and between the rotor gear 32 and the shaft 25. When the clutch mechanism is provided on the large gear 34, the backlash absorbing mechanism is preferably provided on the rotating spindle wheel in order to prevent the structure from becoming complicated.
[0065]
The structure of the clutch mechanism is not limited to the structure described in the first embodiment. For example, in the first embodiment, when the clutch mechanism is provided between the large gear 34 and its shaft 36, FIG. As shown in FIG. 3, the main gear 41 is not completely fixed to the rotating shaft 36, and the opening end 41A of the shaft hole of the main gear 41 is connected to the engaging portion 36A formed around the rotating shaft 36 and the rotating shaft. The clutch mechanism 71 that transmits the rotational motion by frictional force may be configured by being sandwiched between the leaf springs 72 attached to 36.
[0066]
In the first embodiment, the backlash absorbing mechanism including the main gear and the sub gear is provided in the large gear 34. However, the gear provided with the backlash absorbing mechanism is arbitrary as long as the gear constitutes the power transmission mechanism. For example, the rotating spindle wheel may be composed of a main gear and a sub gear to absorb backlash between the rotating spindle wheel and the small gear, and a backlash absorbing mechanism is provided for both the large gear and the rotating spindle wheel. It may be provided. Alternatively, the small gear that meshes with the rotating spindle wheel or the rotor gear that meshes with the large gear may be a gear having a backlash absorbing mechanism using a main gear and a sub gear.
[0067]
In the first embodiment, the backlash absorbing mechanism is configured by using two sub gears. However, one sub gear may be used, and according to this, the structure can be simplified.
[0068]
Further, as shown in FIG. 7, the peripheral portion of the sub gear may be curved or bent so as to be close to the main gear 41. According to this, the space for storing the hairspring 44 is ensured, and the large gear is secured. Since the thickness of the portion engaged with the rotor gear 32 of the 34 can be reduced, the thickness of the rotor gear can be reduced, so that the power transmission mechanism, that is, the wristwatch can be thinned.
[0069]
Further, the biasing means for biasing the sub gear is not limited to the hairspring. For example, when there is one sub gear, the sub gear 43 may be urged by a semicircular C ring 73 disposed between the main gear 41 and the sub gear 43 as shown in FIGS. In this structure, both ends of the C ring 73 made of an elastically deformable material, such as rubber, resin, metal, etc. are fixed to the main gear 41 and the sub gear 43, respectively, and then the sub gear 42 is rotated to repel it. Generate power. As an urging means, as shown in FIG. 10, a substantially circular C ring 74 may be used.
[0070]
As shown in FIGS. 11 and 12, an elastic body 75 such as rubber may be used as the biasing means. In this case, the elastic body 75 is disposed between the main gear 41 and the sub gear 43 and fixed to the gears 41 and 43, and then the sub gear 43 is rotated to generate a repulsive force. A plurality of elastic bodies 75 are preferably arranged.
[0071]
Alternatively, a leaf spring 76 may be used as the biasing means as shown in FIGS. In this case, the locking portion 77 is formed in the main gear 41, the leaf spring 76 is attached to the sub gear 43, and the sub gear 43 is rotated in a direction in which the leaf spring 76 is pressed against the locking portion 77 to generate a repulsive force. .
[0072]
Further, as shown in FIG. 15, when the small gear 80 is configured by using the main gear 81 and the sub gear 82, the structure is simplified by using the C ring 78 to urge the sub gear 82 rather than using the balance spring. Can be At this time, a locking hole 78 </ b> A is formed at one end of the C ring 78, and the C ring 78 may be attached to the main gear 81 by being inserted into a protrusion 83 protruding from the main gear 81. .
[0073]
In the second embodiment, the case where the backlash absorbing mechanism is configured by forming the teeth of the large gear 34 by an elastic body has been described. However, the teeth of the small gear are formed by forming the teeth of the rotary spindle by the elastic body. As a result, the backlash absorbing mechanism may be provided on the rotating spindle wheel, or the same backlash absorbing mechanism may be provided on both of them. Furthermore, the teeth of the small gear and the teeth of the rotor gear that mesh with the large gear and the rotary spindle, respectively, may be formed of an elastic body.
[0074]
Further, in the third embodiment, the engagement piece having a long tooth depth is configured to be displaced with the base end portion as a fulcrum. However, by providing elasticity to the engagement piece itself, the width of the tooth gap can be made variable. Good.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the backlash absorbing mechanism is provided in the gear constituting the power transmission mechanism, when the rotation direction of the gear is switched due to the change in the rotation direction of the rotary weight, the The teeth do not collide with each other. Therefore, generation of vibration due to tooth collision can be prevented and energy loss due to backlash can be reduced, so that power generation efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a power transmission mechanism of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which power is transmitted from a large gear to a rotor gear in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing another state in which power is transmitted from the large gear to the rotor gear in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing another clutch mechanism of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another backlash absorbing mechanism of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing biasing means used in the backlash absorbing mechanism of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing another urging means used in the backlash absorbing mechanism of the present invention.
FIG. 11 is a view showing still another backlash absorbing mechanism of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing the backlash absorbing mechanism of FIG.
FIG. 13 is a view showing another backlash absorbing mechanism of the present invention.
14 is a view showing the position of an urging means used in the backlash absorbing mechanism of FIG.
FIG. 15 is a perspective view showing still another backlash absorbing mechanism of the present invention.
[Explanation of symbols]
4, 5, 6 Backlash absorption mechanism
11 Rotating weight
12 Generator
13 Power transmission mechanism
21 Rotor
31 Rotating spindle
32 Rotor gear
33 Car
34, 51, 61 Large gear
35, 80 small gear
41, 81 Main gear
42, 43, 82 Sub gear

Claims (3)

永久磁石を含んで構成されたロータ、前記ロータの周囲に配置された高透磁率材からなるステータおよびこのステータに接続されたコイルを有して前記ロータの回転運動を電気エネルギに変換する発電機と、回転中心と重心とが偏心した回転錘との間に設けられ、かつ、前記回転錘の回転を増速して前記ロータに伝達する動力伝達機構であって、
前記動力伝達機構は複数の歯車を組み合わせて構成され、
前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車は、その歯と、噛合する相手の歯車の歯との間の隙間を塞ぐためのバックラッシュ吸収機構を備え、
前記バックラッシュ吸収機構は、回転軸に固定されて動力を伝達するためのメインギア、前記回転軸と同軸上に前記メインギアを介装して回転可能に係止された一対のサブギア、および、前記一対のサブギアの各々を付勢するひげぜんまいとを有し
前記ひげぜんまいは、前記メインギアに対して前記サブギアを互いに反対の回転方向に付勢させるため互いに逆向きに取り付けられて、前記動力伝達機構の両回転方向に生じるバックラッシュを吸収することを特徴とする動力伝達機構。
Generator for converting the rotor is structured to include a permanent magnet, the rotational movement of the rotor with a coil connected stator and the stator made of a high permeability material disposed around the rotor into electrical energy And a power transmission mechanism that is provided between the rotation center and the rotation weight whose center of gravity is eccentric, and that increases the rotation of the rotation weight and transmits it to the rotor,
The power transmission mechanism is configured by combining a plurality of gears,
At least one gear of the plurality of gears includes a backlash absorbing mechanism for closing a gap between the tooth and a tooth of a mating gear.
The backlash absorbing mechanism includes a main gear that is fixed to a rotating shaft and transmits power, a pair of sub gears that are coaxially coupled to the rotating shaft and rotatably engaged via the main gear, and Having a hairspring that energizes each of the pair of sub gears ,
The hairspring is attached to the main gears in opposite directions to urge the sub gears in opposite rotation directions, and absorbs backlash generated in both rotation directions of the power transmission mechanism. Power transmission mechanism.
永久磁石を含んで構成されたロータ、前記ロータの周囲に配置された高透磁率材からなるステータおよびこのステータに接続されたコイルを有して前記ロータの回転運動を電気エネルギに変換する発電機と、回転中心と重心とが偏心した回転錘との間に設けられ、かつ、前記回転錘の回転を増速して前記ロータに伝達する動力伝達機構であって、
前記動力伝達機構は複数の歯車を組み合わせて構成され、
前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車は、その歯と、噛合する相手の歯車の歯との間の隙間を塞ぐためのバックラッシュ吸収機構を備え、
前記バックラッシュ吸収機構を有する歯車は、基端部を支点に変位可能とされた歯を備え、かつ、その歯溝の幅が前記相手の歯車の歯厚よりも小さくされ、当該歯車の歯が、噛合時に変位することにより、前記相手の歯車の歯を挟持可能とされていることを特徴とする動力伝達機構。
A generator configured to include a permanent magnet, a stator made of a high permeability material arranged around the rotor, and a coil connected to the stator to convert the rotational motion of the rotor into electrical energy And a power transmission mechanism that is provided between the rotation center and the rotation weight whose center of gravity is eccentric, and that increases the rotation of the rotation weight and transmits it to the rotor,
The power transmission mechanism is configured by combining a plurality of gears,
At least one gear of the plurality of gears includes a backlash absorbing mechanism for closing a gap between the tooth and a tooth of a mating gear.
The gear having the backlash absorbing mechanism includes teeth that can be displaced with a base end as a fulcrum, and the width of the tooth gap is made smaller than the tooth thickness of the mating gear, and the gear teeth The power transmission mechanism is characterized in that the teeth of the mating gear can be clamped by being displaced at the time of meshing.
請求項1または2のいずれかに記載した動力伝達機構を備えたことを特徴とする電子時計 An electronic timepiece comprising the power transmission mechanism according to claim 1 .
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