DE69911419T2

DE69911419T2 - Elektronische analoguhr

Info

Publication number: DE69911419T2
Application number: DE69911419T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Tokorozawa-shi SUZUKI; Takayasu Tokorozawa-shi MACHIDA; Takanori Tokorozawa-shi NANYA; Shigeyuki Tokorozawa-shi TAKAHASHI; Takeaki Tokorozawa-shi SHIMANOUCHI
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2019-07-03
Also published as: DE69911419D1; CN1307695A; EP1096342B1; US6434086B1; WO2000002099A1; JP3423691B2; EP1096342A4; EP1096342A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Analoguhr zum Anzeigen der Zeit durch Zeiger, genauer auf eine Technologie zum Verringern des Leistungsverbrauchs davon.
HINTERGRUNDSTECHNOLOGIE
Eine Uhr dient nicht nur zum Anzeigend der richtigen Zeit sondern weist auch einen Aspekt eines Accessoires auf. In praktisch allen Uhren besetzt das äußere visuelle Design eine wichtige Position.
Praktisch alle kürzlichen Uhren, wie Armbanduhren sind elektronische Uhren, die Quarzoszillatoren benutzen, die von einem Digitaltyp des Anzeigens der Zeit durch Zahlen sind, und eines Analogtyps zum Anzeigen der Zeit durch ein Ziffernblatt und Zeiger. Bei den elektronischen Analoguhren müssen die folgenden zwei Funktionen zur gleichen Zeit erfüllt werden.
Eine von ihnen ist eine Funktion des Drehens der Zeiger nur um feste Winkel in einer gesetzten Zeitdauer, und die andere ist eine Funktion des Haltens der Zeiger zum Verhindern des Auftretens des Zeigerschlupfphänomens gegen einen äußeren Stoß.
19 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die die Struktur von Getrieberädern in einem Antriebsteil einer herkömmlichen elektronischen Rnalogzweizeigeruhr zeigt, und sie zeigt auch konzentrische und koaxiale Zahnräder auseinandergezogen.
Die Rotation eines Rotors 1a eines Schrittmotors wird durch ein Rotorritzel 2 auf ein fünftes Zahnrad 3 und durch ein fünftes Radritzel 4, das integral mit dem fünften Zahnrad 3 dreht, auf ein zweites Zahnrad 5 übertragen. Weiter wird die Rotation des zweiten Zahnrades 5 durch ein zweites Radritzel 6 auf ein drittes Zahnrad 7 und durch ein drittes Radritzel 8 auf ein Zentralzahnrad 9 zum Drehen eines Minutenzeigers 15 übertragen, der auf dem Zentralzahnrad 9 über eine Zentralradwelle angebracht ist.
Weiterhin wird die Rotation des Zentralzahnrades 9 durch ein Zentralradritzel 10 auf ein Minutenzahnrad 12 übertragen und durch ein Minutenradritzel 13 auf ein Stundenrad 14 übertragen, wodurch die Rotation zu einem Stundenzeiger 17 übertragen wird, der auf dem Stundenrad 14 angebracht ist. Mit anderen Worten, die Rotationsbewegung wird zweiseitig durch einen Getrieberadmechanismus von dem Rotor 1a zu dem Stundenzeiger 17 übertragen.
Zum Realisieren der zuvor erwähnten zwei Funktionen in der Analoguhr zur gleichen Zeit ist herkömmlicherweise ein Schrittmotor benutzt worden. Der Schrittmotor kann, wie allgemein bekannt ist, um einen festen Winkel drehen. Weiter kann der Schrittmotor, da er Halteenergie aufweist, die Zeiger an Ursprungspositionen gegen eine Störungsenergie in einem gewissen Ausmaß halten, die durch einen externen Stoß erzeugt wird.
Beim Konstruieren des Schrittmotors wird zuerst eine Halteenergie gemäß der zu benutzenden Zeiger gesetzt, und dann werden Antriebsbedingungen des Schrittmotors auf der Grundlage der Halteenergie gesetzt. Der Leistungsverbrauch wird praktisch durch die Antriebsbedingungen bestimmt, wenn der Schrittmotor gedreht wird, die so eingestellt sind.
Folglich sind die Antriebsbedingungen nicht nur von dem Gesichtspunkt des Antreibens optimiert, und wenn somit die Leistung der Zeigerbewegung alles ist, was notwendig ist, gibt es eine Möglichkeit, daß selbst eine kleinere Antriebsenergie eine Schrittbewegung verursacht. Der gesetzte Wert der Halteenergie wird auf das obige Ende verringert, wodurch ein Problem auftritt, daß die Zeiger nicht gehalten werden können, wenn die Störungsenergie die Halteenergie überschreitet, die auf einen kleinen Wert gesetzt worden ist.
Daher wird eine Halteenergie größer als die Störungsenergie gesetzt, die an den Zeigern aufgrund eines externen Stoßes auftritt, wodurch ein Zeigerschlupfphänomen bei der herkömmlichen elektronischen Analoguhr verhindert wird.
Die Größe der Störungsenergie bezieht sich auf die Größe der Trägheit im Hinblick auf ein Ungleichgewicht, das durch den Grad des unausgeglichenen Momentes der Zeiger verursacht wird. In Hinblick auf die Zeiger wird, da die Form des Zeigers beschränkt ist, die Störungsenergie stark durch die Größe der Zeiger beeinflußt. Wenn zum Beispiel Zeiger größer oder unterschiedlich in der Form hergestellt werden, von der, die sie sein sollten, indem Priorität auf das visuelle Design gelegt wird, wodurch die Störungsenergie leicht die Halteenergie überschreitet. Folglich tritt ein Zeigerschlupfphänomen auf, was in der Unmöglichkeit der Realisierung der zuvor erwähnten zwei Funktionen der Analoguhr resultiert.
Aus den obigen Gründen, indem Priorität dem visuellen Design gegeben wird, folgt das Einstellen einer Halteenergie auf einen großen Wert, wodurch notwendigerweise der Leistungsverbrauch des Schrittmotors vergrößert wird.
Die WO 94/09413 offenbart eine elektronische Analoguhr nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf den oben beschriebenen Hintergrund gemacht, und ihre Aufgaben sind es, die Begrenzungen von einem Aspekt der Funktionen einer Uhr von dem visuellen Design eines Zeigers in einer elektronischen Analoguhr zu beseitigen, wodurch ermöglicht wird, daß ein visuell frei entworfener Zeiger benutzt werden kann unabhängig von der Größe eines Momentes des Zeigers, und zum Verringern des Stromverbrauchs.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Analoguhr nach Anspruch 1 oder 2. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Zum Erzielen der obigen Aufgabe ist die vorliegende Erfindung wie folgt in einer elektronischen Analoguhr (eine elektronische Zweizeigeruhr) aufgebaut, die aus einem Stundenzeiger und einem Minutenzeiger zum Anzeigen der Zeit, einem Schrittmotor zum Drehen des Stundenzeigers und des Minutenzeigers und Getrieberädern zum Herabsetzen der Rotation des Schrittmotors und Übertragen derselben zu dem Stundenzeiger und dem Minutenzeiger zusammengesetzt ist.
Die Uhr ist derart aufgebaut, daß ein halbkreisförmiges Additionsteil mit einem Radius gleich dem eines Fußkreises eines Zentralzahnrades fest an einem Halbteil auf dem Zentralzahnrad befestigt ist, das sich eine Zentralradwelle mit dem Minutenzeiger und einem Zentralradritzel auf der gegenüberliegenden Seite zu einer Richtung, in der sich ein zeitanzeigendes Teil des Minutenzeigers in bezug auf die Zentralradwelle erstreckt, teilt zum Verringern eines Momentes auf die Zentralradwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines Zentralrades, das zusammengesetzt ist aus dem Zentralzahnrad, dem Zentralradritzel und der Zentralradwelle, und des Minutenzeigers.
Weiterhin ist zum Erzielen der obigen Aufgaben die vorliegende Erfindung wie folgt auch in einer elektronischen Analoguhr (eine elektronische Dreizeigeruhr) aufgebaut, die aus einem Stundenzeiger, einem Minutenzeiger und einem Sekundenzeiger zum Anzeigen der Zeit, einem Schrittmotor zum Drehen des Stundenzeigers, des Minutenzeigers und des Sekundenzeigers und Getrieberädern zum Herabsetzen der Rotation des Schrittmotors und Übertragen derselben zu dem Stundenzeiger, dem Minutenzeiger und dem Sekundenzeiger zusammengesetzt ist.
Die Uhr ist derart aufgebaut, daß ein halbkreisförmiges Additionsteil mit einem Radius gleich dem eines Fußkreises eines zweiten Zahnrades fest auf einem Halbteil auf dem zweiten Zahnrad befe stigt ist, das sich eine Sekundenradwelle mit dem Sekundenzeiger und einem zweiten Radritzel auf der entgegengesetzten Seite zu einer Richtung, in der sich ein zeitanzeigendes Teil des Sekundenzeigers in bezug auf die zweite Radwelle erstreckt, teilt zum Verringern eines Momentes auf die Sekundenradwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines Sekundenrades, das von dem zweiten Zahnrad, dem zweiten Radritzel und der Sekundenradwelle zusammengesetzt ist, und des Sekundenzeigers.
Weiterhin ist es auch geeignet, anstatt der Befestigung des Additionsteiles an dem zuvor erwähnten Zentralzahnrad oder dem zweiten Zahnrad, daß das Zentralzahnrad oder das zweite Zahnrad derart hergestellt sind, daß ein Halbteil davon, das eine Zahnform auf der gegenüberliegenden Seite aufweist, dicker als ein Halbteil auf der Seite einer Richtung ist, in die sich ein zeitanzeigendes Teil des Minutenzeigers oder des Sekundenzeigers erstreckt.
Alternativ ist es auch geeignet, daß das Zentralzahnrad oder das zweite Zahnrad derart hergestellt sind, daß ein Halbteil davon auf der gegenüberliegenden Seite größer in der Dichte seines Materials als ein Halbteil auf der Seite einer Richtung ist, in die sich ein zeitanzeigendes Teil des Minutenzeigers oder des Sekundenzeigers erstreckt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines antreibenden Teils einer elektronischen Analogzweizeigeruhr gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
2 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau eines Zentralrades derselben zeigt;
3 und 4 sind Ansichten der Unterfläche und eine Schnittansicht eines Zentralrades derselben, auf dem ein Additionsteil fest befestigt ist;
5 und 6 sind eine Vorderansicht und eine Ansicht einer Unterfläche eines gestuften Zentralzahnrades;
7 ist eine Vorderansicht eines Keilzentralzahnrades;
8 und 9 sind eine Ansicht einer Unterfläche und einer Schnittansicht eines Zentralzahnrades, in dem ein hohler Teil gebildet ist;
10 ist eine Schnittansicht eines antreibenden Teils einer elektronischen Analogdreizeigeruhr gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung;
11 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau eines zweiten Rades derselben zeigt;
12 und 13 sind eine Ansicht einer Unterfläche und eine Schnittansicht eines zweiten Zahnrades derselben, auf dem ein Additionsteil fest befestigt ist;
14 und 15 sind eine Vorderansicht und eine Ansicht einer Unterfläche eines gestuften zweiten Zahnrades;
16 ist eine Vorderansicht eines Keilsekundenzahnrades;
17 und 18 sind eine Ansicht einer Unterfläche und eine Schnittansicht eines zweiten Zahnrades, in dem ein hohler Teil gebildet ist; und
19 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die den Aufbau von Getrieberädern in einem antreibenden Teil einer herkömmlichen elektronischen Analogzweizeigeruhr zeigt.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zum Beschreiben dieser Erfindung im größeren Detail erläutert.
Erste Ausführungsform
Zuerst wird eine erste Ausführungsform, bei der diese Erfindung auf eine elektronische Analogzweizeigeruhr angewendet ist, unter Bezugnahme auf 1 bis 9 beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht eines antreibenden Teils der elektronischen Analogzweizeigeruhr, wobei der grundlegende Übertragungsmechanismus der Antriebskraft der gleiche wie jener der Getrieberadstruktur des in 19 gezeigten herkömmlichen Beispieles ist, und die gleichen Bezugszeichen werden Teilen gegeben, die jenen in 19 entsprechen.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Schrittmotor, der aus einem Rotor 1a, einem Stator 1b und einer Spule 1c zusammengesetzt ist, und der Rotor 1a dreht sich mit 180° pro Sekunde unterbrochen während seines Antriebs. Die Rotation des Rotors 1a wird zu einem fünften Zahnrad 3 übertragen, das mit einem Rotorritzel 2 in Eingriff steht zum Drehen eines zweiten Zahnrades 5 über ein fünftes Radritzel 4, das einstückig mit dem fünften Zahnrad 3 dreht. Die Rotation des zweiten Zahnrades 5 wird zu einem dritten Zahnrad 7 durch ein zweites Radritzel 6 übertragen, das einstückig mit dem zweiten Zahnrad 5 dreht, und weiter zu einem Zentralzahnrad 9 übertragen, das mit einem dritten Radritzel 8 in Eingriff steht, zum Drehen einer Zentralradwelle 11, die eine Rotationswelle ist, auf der das Zentralzahnrad 9 fest befestigt ist, und ein Minutenzeiger 15, der auf der Spitze der Zentralradwelle 11 angebracht ist.
Weiter wird die Rotation des Zentralzahnrades 9 zu einem Minutenzahnrad 12 übertragen, das in Eingriff mit einem Zentralradritzel 10 steht, und durch ein Minutenradritzel 13 zu einem Stundenrad 14 übertragen, so daß die Rotation zu einem Stundenzeiger 17 übertragen wird, der auf der Spitze des Stundenrades 14 angebracht ist. Der Aufbau der Getrieberäder wird nicht von der Seite der Zeiger wegen des Vorhandenseins eines undurchsichtigen Ziffernblattes 18 gesehen. Nebenbei, das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Hauptplatine, und das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Getrieberadbrücke. In der ersten Ausführungsform ist ein halbkreisförmiges Additionsteil 20, das als ein Gewicht dient, auf einem Halbteil der unteren Fläche des Zentralzahnrades 9 angebracht auf der gegenüberliegenden Seite zu einer Richtung, in die sich ein zeitanzeigendes Teil 15a (ein langes Zeigerteil, das sich nach links in 1 erstreckt) des Minutenzeigers 15 in bezug auf die Zentralradwelle 11 erstreckt.
2 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Zentralrades in dieser Ausführungsform zeigt, bei der das Zentralzahnrad 9 in die Zentralradwelle 11 eingeführt ist, die mit dem Zentralradritzel 10 integriert ist, so daß es fest darauf befestigt ist, wodurch ein Zentralrad 21 gebildet ist.
Der Minutenzeiger 15 ist auf der Spitze der Zentralradwelle 11 des Zentralrades 21 angebracht, und das halbkreisförmige Additionsteil 20 ist fest auf dem Halbteil der unteren Fläche des Zentralzahnrades 9 auf der gegenüberliegenden Seite zu der Richtung angebracht, in die sich das zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 in bezug auf die Zentralradwelle 11 erstreckt.
3 ist eine Ansicht einer unteren Fläche des Zentralzahnrades 4, und 4 ist eine Schnittansicht davon, die die Form und den Zustand des Anbringens des Additionsteiles 20 in bezug auf das Zentralzahnrad 9 zeigt. Das halbkreisförmige Additionsteil 20 ist fest auf dem rechten Halbteil in 3 und 4 der unteren Fläche des Zentralzahnrades 9, aber nicht auf einem Zahnteil 9a und einem Wellenloch 9b, in das die Zentralradwelle 11 eingeführt ist, befestigt.
Eine gerade Linie mit einem Pfeil 16, die in 3 gezeigt ist, ist eine Minutenzeigermittellinie (eine Linie, die die Spitze des zeitanzeigenden Teiles 15a des Minutenzeigers 15 und das Rotationszentrum verbindet), wie sie von oben von 2 gesehen wird, und der Pfeil A zeigt eine Richtung, in die sich das zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt. weiter fällt die Symmetrieachse des Additionsteils 20 mit der Minutenzeigermittellinie 16 zusammen.
Das Additionsteil 20, das als Gewicht dient, ist auf dem Zentralzahnrad 9 angebracht, wodurch der Schwerpunkt des in 2 gezeigten Zentralrades 21 von einer Achse 11a der Zentralradwelle 11 verschoben (versetzt) ist, die die Rotationswelle davon ist, zu innerhalb eines Bereiches in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung A, in die sich das zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt. Dieses verringert ein Moment auf der Zentralradwelle 11, die durch eine Kombination des Minutenzeigers 15 und das Zentralrad 21 verursacht wird.
Bezüglich der Richtung ist der Schwerpunkt des Zentralrades 21 von der Zentralradwellenachse 11a (siehe 2) senkrecht zu dem Papier zu innerhalb eines Winkelbereiches von weniger als ±90° in bezug auf die entgegengesetzte Richtung des Pfeiles A (eine Richtung, die durch den Pfeil B gezeigt ist, ist 180° dazu entgegengesetzt) versetzt, in der sich das zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt, wie in 3 gezeigt ist.
Die Versetzung des Schwerpunktes des Zentralrades 21 zu diesem Bereich sieht den Effekt des Verringerns des Momentes vor, das durch die Kombination des Zentralrades 21 und des Minutenzeigers 15 verursacht wird, und der Momentverringerungseffekt wird maximal, wenn der Schwerpunkt in die Richtung (die Richtung des Pfeiles B) 180° entgegengesetzt zu der Richtung (die Richtung des Pfeiles A) ver setzt ist, in die sich das zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt.
Das Additionsteil 20 ist ein halbkreisförmiges Plattenteil, wie in 3 gezeigt ist, und der Radius davon ist nicht größer als der Radius des Fußkreises des Zentralzahnrades 9 gemacht, so daß es nicht in Kontakt mit dem dritten Radritzel 8 steht, das in 1 gezeigt ist.
Der Zweck des Additionsteiles 20 ist es, das Moment zu verringern, das durch die Kombination des Zentralrades 21 und des Minutenzeigers 15 verursacht wird, und wenn somit die Seite des zeitanzeigenden Teils 15a des Minutenzeigers 15 schwer im Gewicht ist, ist es bevorzugt, daß der Radius des Additionsteils 20 groß ist, und der maximale Effekt wird vorgesehen, wenn er gleich dem Radius des Fußkreises des Zentralrades 9 ist.
Als ein Testbeispiel wurde der Radius des Additionsteils 20 zu 1,19 mm gemacht. Weiterhin kann das Additionsteil 20 in der Größe verringert werden, indem ein Material mit hoher Dichte, zum Beispiel Wolfram oder Tantal benutzt wird. Bei dem Testbeispiel wurde Wolfram für das Additionsteil 20 verwendet, und die Dicke davon wurde 200 μm gemacht. Es ist nicht notwendig zu sagen, daß, wenn es einen extra Raum gibt, je größer die Dicke ist, desto größer wird der Effekt.
Dieses Additionsteil 20 ist auf dem Zentralzahnrad 9 angebracht, wodurch das Moment verringert wird, das durch die Kombination des Zentralrades 21 und des Minutenzeigers 15 verursacht wird.
Die Beziehung der Ursache und der Wirkung der Möglichkeit des Verringern des Leistungsverbrauches durch teilweises Ausgleichen des Momentes des Minutenzeigers ist im einzelnen in der internationalen Patentoffenlegungsschrift WO 98/30939 gemäß der Erfindung durch die vorliegenden Erfinder offenbart.
Genauer, wenn "M" und "I" gesetzt sind, so daß sie die Beziehung unten erfüllen, kann der Zeigerschlupf verhindert werden: M2/I < 2 × Ep/v2,wobei ein durch die Kombination des Zentralrades und des Minutenzeigers verursachtes Moment gleich "M" ist, ein Äquivalentträgheitsmoment des Minutenzeigers von dem Minutenzeiger zu dem Rotor des Schrittmotors über die Getrieberäder "I" ist, eine Geschwindigkeit der Translationsbewegung der Uhr beim Empfangen eines externen Stoßes "v" ist, und eine Halteenergie, die dem Schrittmotor inne wohnt, "Ep" ist.
Das Äquivalentträgheitsmoment des Minutenzeigers entspricht hier dem Äquivalentträgheitsmoment des Zeigers, das in der zuvor erwähnten Druckschrift erläutert ist. Dieser Name wird hier benutzt, da bei dieser Ausführungsform auf den Minutenzeiger fokussiert wird.
Weiterhin ist von der in der oben erwähnten Druckschrift offenbarten Beschreibung gezeigt worden, daß, wenn ein Messingminutenzeiger mit einer Länge von 6,1 mm und einem Moment von 6,5 × 10^–9 [kg × m] und ein Schrittmotor mit einer Halteenergie von 150 nJ benutzt werden, ein Zeigerschlupf in einem Hammerschlagtest von einer Höhe von 30 cm auftritt.
Der obige Minutenzeiger ist herkömmlicherweise mit einem Schrittmotor mit einer Halteenergie von 330 nJ benutzt worden, aber es wird möglich, einen Zeigerschlupf zu verhindern selbst durch die Benutzung eines Schrittmotors mit einer kleinen Halteenergie von 150 nJ, die die oben beschriebene Halteenergie ist, da das Moment "M", das durch die Kombination des Zentralrades und des Minutenzeigers verursacht wird, verringert wird, wodurch die Energie zum Drehen des Minutenzeigers verringert wird, die auf einen Aufschlag von der Außenseite der Uhr als die oben beschriebene Beziehung auftritt.
Es ist ersichtlich, daß die Halteenergie des Schrittmotors verringert wird, wodurch die Antriebsenergie zum Überwinden der Halteenergie zum Drehen des Zeigers verringert wird, was in einem verringerten Leistungsverbrauch resultiert.
Gemäß dem Testbeispiel, das auf diese Weise hergestellt wurde, betrug ein Korrektionsmoment durch das Additionsteil 20 gleich –4,3 × 10^–9 [kg × m] (das Minuszeichen bedeutet, die Richtung des Momentes ist unterschiedlich), und das Moment des Minutenzeigers 15 betrug 6,5 × 10^–9 [kg × m], aber das durch die Kombination des Zentralrades 21 und den Minutenzeiger 15 verursachte Moment, die Summe des Korrektionsmomentes und des Minutenzeigermomentes wurde auf 2,2 × 10^–9 [kg × m] verringert.
Für den in diesem Testbeispiel benutzten Minutenzeiger 15 wird geschätzt, daß der Absolutwert des Momentes, das durch die Kombination des Zentralrades 21 und den Minutenzeiger 15 verursacht wird, nicht größer als 4,0 × 10^–9 [kg × m] ist als die Bedingung für das Moment ist, die nicht ein Zeigerschlupf in dem Hammerschlagtest von der Höhe von 30 cm verursacht, und somit erfüllt das oben erwähnte Moment von 2,2 × 10^–9 [kg × m] ausreichend diese Bedingung.
Wenn Schläge von Hammerhöhen von 30 cm durch einen Hammerschlagtester auf die herkömmliche Uhr und die Uhr dieser Ausführungsform ausgeübt wurden, trat ein Zeigerschlupf bei der herkömmlichen Uhr auf, die den gleichen Aufbau mit der Ausnahme der Abwesenheit des Additionsteils 20 aufweist, aber er trat nicht in der Uhr dieser Ausführungsform auf, bei der das Additionsteil 20 angebracht war.
Das Trägheitsmoment des Zentralrades 21 nimmt zu einem gewissen Ausmaß durch Anbringen des Additionsteils 20 daran zu, aber Untersetzungsgetrieberäder von 1/90 sind dazwischen vorhanden, wie von dem Rotor 1a des Schrittmotors 1 gesehen wird, wodurch der Einfluß der Zunahme des Trägheitsmomentes des Zentralrades 21, wie es von dem Rotor 1a gesehen wird, auf ein 8.100stel verringert ist. Daher nimmt die Antriebsenergie des Schrittmotors kaum zu.
Weiter wird nichts an dem Minutenzeiger angebracht, wodurch keine Begrenzung der Flexibilität in dem visuellen Design vorhanden ist. Weiter verdirbt das Zentralzahnrad 9 und das Additionsteil 20 niemals das Aussehen, da sie normalerweise nicht von der Außenseite der Uhr gesehen werden.
Es soll angemerkt werden, daß das in 3 gezeigte Additionsteil in einer Halbkreisform hergestellt ist, es ist aber auch geeignet, ein Additionsteil in der Form eines Flügels mit einem Zentralwinkel von weniger als 180° anzubringen, so daß es symmetrisch in bezug auf die Minutenzeigermittellinie 16 ist.
Mittel wie folgt können als Mittel zum Verschieben des Schwerpunktes des Zentralrades 21 ausgeführt werden.
Zum Beispiel wird das Zentralzahnrad in der Dicke entlang der Minutenzeigermittellinie 16 so geändert, daß ein Halbteil davon auf der gegenüberliegenden Seite dicker als ein Halbteil auf der Seite der Richtung ist, in die sich der zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt.
Das in 5 und 6 gezeigte Beispiel wird durch ein gestuftes Zentralzahnrad 22 realisiert, indem ein Halbteil 22b auf der Seite der Richtung des entgegengesetzten Pfeils B dicker hergestellt ist als ein Halbteil 22a auf der Seite der Richtung des Pfeils A, in die sich der zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers erstreckt, wobei eine Grenze durch eine Durchmesserlinie senkrecht zu der Minutenzeigermittellinie 16 definiert ist, wodurch eine Stufe vorgesehen wird. Das Bezugszeichen 22c in 6 bezeichnet ein Wellenloch, in das die Zentralradwelle 11 eingeführt ist.
Das in 7 gezeigte Beispiel ist ein Beispiel, bei dem ein Keilzentralzahnrad 23, das in der Form eines Keiles in der Dickenrichtung ist, als ein Zentralzahnrad benutzt wird, und das Keilzentralzahnrad 23 nimmt in der Dicke ohne Stufen entlang der Minutenzeigermittellinie in die Richtung des Pfeiles B zu.
Alternativ ist es ebenfalls effektiv, obwohl die Darstellung weggelassen ist, das Zentralzahnrad aus Materialien zu bilden, die sich in der Dichte (Masse) entlang der Minutenzeigermittellinie 16 ändern. Zum Beispiel sind die Materialien des Zentralzahnrades in der Dichte unterschiedlich hergestellt, wobei eine Grenze durch die Durchmesserlinie senkrecht zu der Minutenzeigermittellinie 16 gebildet wird, so daß ein Halbteil auf der Seite des Pfeiles B größer in der Dichte ist als ein Halbteil auf der Seite des Pfeiles A.
Weiterhin ist es geeignet, ein Zentralzahnrad 24, bei dem ein hohler Teil 24c in einem Halbteil gebildet ist, wobei Teile nahe einem Zahnteil 24a und ein Wellenloch 24b belassen sind, auf der Seite der Richtung des Pfeiles A zu benutzen, in der sich der zeitanzeigende Teil 15a des Minutenzeigers 15 erstreckt, wie in 8 und 9 gezeigt ist.
Anstelle des hohlen Teiles 24c kann ein dünner Wandteil durch Schneiden des Zentralzahnrades 24 halbwegs in der Dickenrichtung gebildet werden.
Es ist ersichtlich, daß größere Effekte durch Kombinieren der oben beschriebenen verschiedenen Arten erhalten werden können, zum Beispiel durch festes Anbringen eines Additionsteils an einem Halbteil des Zentralzahnrades und Bilden eines hohlen Teiles in der anderen Hälfte davon. Folglich ist es geeignet, eine Kombination von notwendigen Mitteln in Abhängigkeit davon zu benutzen, wieviel das Moment auf die Zentralradwelle, das durch eine Kombination des Minutenzeigers und eines Zentralrades verursacht wird, verringert werden muß.
Die Wirksamkeit des Anbringens eines Additionsteiles an dem Zentralrad und Ändern desselben in der Form zum Verhindern eines Zeigerschlupfes gegen einen externen Stoß, wenn ein Minutenzeiger zur Benutzung bestimmt ist, ist oben beschrieben worden.
Wenn jedoch ein Zentralrad mit einem Moment benutzt wird, das das gleiche in der Größe wie und unterschiedlich in der Richtung von dem eines Standardminutenzeigers als ein Standardartikel vorbereitet wird, kann ein Minutenzeiger mit einem Moment in einem im wesentlichen weiten Bereich die Bedingung des Nichtschlüpfens gegen einen externen Stoß durch Kombinieren mit dem Standardartikel des Zentralrades erfüllen. Somit wird es möglich, daß Zeiger in verschiedenen Formen mit den Standardartikeln des Zentralrades zum Bilden von Uhren kombiniert werden.
Weiterhin werden Zentralräder, die sich allmählich im Moment ändern, für Minutenzeiger mit großen Momenten vorbereitet, mit denen die Standardartikel von Zahnrad nicht fertig werden können, so daß ein Zentralrad für einen Minutenzeiger ausgewählt werden kann, von dem gewünscht wird, ihn zu benutzen, so daß ein Zeigerschlupf gegen einen externen Stoß verhindert werden kann.
Wie oben beschrieben wurde, können Zentralräder mit frei entworfenen Minutenzeigern auf graduelle Weise fertig werden, wodurch bevorzugtere Effekte erzielt werden. Weiterhin ist es nicht nötig zu sagen, daß bevorzugte Effekte auch erzielt werden können durch Kombinieren eines Zeigers, an dem eine Momentverringerung in einem gewissen Ausmaß durchgeführt worden ist, und des Zentralrades gemäß dieser Erfindung.
Es soll angemerkt werden, daß, wenn Zeiteinstellung des Minutenzeigers 15 und des Stundenzeigers 17, die in 1 gezeigt sind, durchgeführt wird, herkömmlicherweise das Zentralzahnrad 9 auf der Zentralradwelle 11 durch Empfangen eines großen Drehmomentes von einem Aufzugsknopf, der nicht gezeigt ist, schlupft, wodurch die Zeiteinstellung möglich ist. In dem Fall, in dem das Zentralrad gemäß dieser Erfindung benutzt wird, ändert das Zentralzahnrad 9 sich in der Positionsbeziehung in bezug auf die Zentralradwelle 11, wodurch ein Problem verursacht wird, aber das Zentralzahnrad 9 ist fest an der Zentralradwelle 11 befestigt, und das dritte Zahnrad 7 ist so hergestellt, daß es auf der Achse schlupft, wodurch kein Problem verursacht wird.
Obwohl das Beispiel, in dem vier Stufen von Untersetzungsgetrieberädern von dem Rotor 1a des Schrittmotors 1 zu dem Zentralzahnrad 9 gebildet sind, in der in 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben worden ist, macht die Benutzung der Zentralräder, die verschiedene Arten von Zentralzahnrädern aufweisen, wie oben beschrieben wurde, es möglich, den Leistungsverbrauch zu verringern selbst mit einem Aufbau von mehreren Stufen von Untersetzungsgetrieberädern ungleich den obigen.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform, bei der diese Erfindung auf eine elektronische Analogdreizeigeruhr angewendet ist, mit Bezugnahme auf 10 bis 18 erläutert.
10 ist eine Schnittansicht eines Antriebsteils der elektronischen Analogdreizeigeruhr, und die gleichen Bezugszeichen werden Teilen gegeben, die die gleichen wie jene in 1 sind.
Wenn in 10 ein Rotor 1a eines Schrittmotors 1 sich um 180° pro Sekunde unterbrechend dreht, wird die Rotation des Rotors 1a auf ein fünftes Zahnrad 3 übertragen, das mit einem Rotorritzel 2 in Eingriff steht, zum Drehen eines zweiten Zahnrades 5 durch ein fünftes Radritzel 4, das sich einstückig mit dem fünften Zahnrad 3 dreht.
Das zweite Zahnrad 5 dreht sich einstückig mit einem zweiten Radritzel 6 und einer Sekundenradwelle 25 zum Drehen eines Sekundenzeigers 19, der an der Spitze der Sekundenradwelle angebracht ist.
Weiter wird die Rotation der Sekundenradwelle 25 durch das zweite Radritzel 6 zu einem dritten Zahnrad 7 übertragen und weiter zu einem Zentralzahnrad 9, das in Eingriff mit einem dritten Radritzel 8 steht, zum Drehen einer Zentralradwelle 11, die eine Rotationswelle ist, auf der das Zentralzahnrad 9 fest befestigt ist, und ein Minutenzeiger 15, der auf der Spitze der Zentralradwelle 11 angebracht ist.
Weiter wird die Rotation des Zentralzahnrades 9 zu einem Minutenzahnrad 12 übertragen, das in Eingriff mit einem Zentralzahnradritzel 10 steht, und durch ein Minutenradritzel 13 zu einem Stundenrad 14 übertragen, so daß die Rotation zu einem Stundenzeiger 17 übertragen wird, der auf der Spitze des Stundenrades 14 angebracht ist.
Der Aufbau der Getrieberäder wird nicht von der Seite des Zeigers gesehen wegen des Vorhandenseins eines undurchsichtigen Ziffernblattes 18. Nebenbei, das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Hauptplatine, und das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Getrieberadbrücke.
Bei der zweiten Ausführungsform ist ein halbkreisförmiges Additionsteil 27, das als ein Gewicht dient, auf einem Halbteil der unteren Fläche des zweiten Zahnrades 5 auf der gegenüberliegenden Seite (der Seite, zu der sich der Rückteil 19b des Sekundenzeigers 19 erstreckt) zu einer Richtung, in der sich ein zeitanzeigendes Teil 19a (langes Zeigerteil, das sich nach links in 10 erstreckt) des Sekundenzeigers 19 in Bezug auf die Sekundenradwelle 25 erstreckt, angebracht.
11 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Sekundenrades in dieser Ausführungsform zeigt, bei der das zweite Zahnrad 5 in die Sekundenradwelle 25 eingeführt ist, die mit dem zweiten Radritzel 6 integriert ist, so daß es fest darauf befestigt ist, wodurch ein Sekundenrad 26 gebildet wird.
Der Sekundenzeiger 19 ist auf der Spitze der Sekundenradwelle 25 des Sekundenrades 26 angebracht, und das halbkreisförmige Additionsteil 27 ist fest auf dem Halbteil der unteren Fläche des zweiten Zahnrades 5 auf der gegenüberliegenden Seite zu der Richtung befestigt, die durch den Pfeil C bezeichnet ist, in der sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 in bezug auf die Sekundenradwelle 25 erstreckt.
12 ist eine Ansicht der unteren Fläche des zweiten Zahnrades 5, und 13 ist eine Schnittansicht davon, die die Form und den Zustand des Anbringens des Additionsteils 27 in bezug auf das zweite Zahnrad 5 zeigt. Das halbkreisförmige Additionsteil 27 ist fest auf dem rechten Halbteil in 12 und 13 der unteren Fläche des zweiten Zahnrades 5 befestigt, aber nicht an einem Zahnteil 5a und einem Wellenloch 5b, in das die Sekundenradwelle 25 eingeführt ist.
Eine in 12 gezeigte gerade Linie mit Pfeil 28 ist eine Sekundenzeigermittellinie (eine Linie, die die Spitze des zeitanzeigenden Teiles 19a des Sekundenzeigers 19 und dessen Rotationszentrum verbindet), wie sie von oben von 11 gesehen wird, und der Pfeil C zeigt die Richtung an, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 erstreckt. Weiter fällt die Symmetrieachse des Additionsteiles 27 mit der Sekundenzeigermittellinie 28 zusammen.
Das Additionsteil 27 dient als ein Gewicht, das an dem zweiten Zahnrad 5 angebracht ist, wodurch der Schwerpunkt des in 11 gezeigten Sekundenrades 26 von einer Achse 25a der Sekundenradwelle 25, die die Rotationswelle davon ist, zu innerhalb eines Bereiches in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung C, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 erstreckt, verschoben (versetzt) wird. Dieses verringert ein Moment auf der Sekundenradwelle 25, das durch eine Kombination des Sekundenzeigers 19 und des Sekundenrades 26 verursacht wird.
Bezüglich der Richtung wird der Schwerpunkt des Sekundenrades 26 von der Sekundenradwellenachse 25a (siehe auch 11) senkrecht zu dem Papier innerhalb eines Winkelbereichs von weniger als ±90° in bezug auf die entgegengesetzte Richtung zu dem Pfeil C (eine Richtung, die durch den Pfeil D gezeigt ist, die 180° dazu entge gengesetzt ist), in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 erstreckt, versetzt, wie in 12 gezeigt ist.
Die Versetzung des Schwerpunkts des Sekundenrades 26 zu diesem Bereich sieht den Effekt des Verringerns des Momentes vor, das durch die Kombination des Sekundenrades 26 und des Sekundenzeigers 19 verursacht wird, und der Momentverringerungseffekt wird maximal, wenn der Schwerpunkt in die Richtung (die Richtung des Pfeiles D) um 180° entgegengesetzt zu der Richtung (die Richtung des Pfeiles C) versetzt wird, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 erstreckt.
Das Additionsteil 27 ist ein halbkreisförmiges Plattenteil, wie in 12 gezeigt ist, und der Radius davon ist nicht größer als der Radius des Fußkreises des zweiten Zahnrades 5 gebildet, so daß das fünfte Radritzel 4 nicht berührt wird, wie in 10 gezeigt ist.
Der Zweck des Additionsteils 27 ist es, das Moment zu verringern, das durch die Kombination des Sekundenrades 26 und des Sekundenzeigers 19 verursacht wird, und somit, wenn die Seite des zeitanzeigenden Teils 19a des Sekundenzeigers 19 im Gewicht schwer ist, ist es bevorzugt, daß der Radius des Additionsteils 27 groß ist, und der maximale Effekt wird vorgesehen, wenn er gleich dem Radius des Fußkreises des zweiten Zahnrades 5 ist.
Als Testbeispiel wurde der Radius des Additionsteils 27 zu 1,17 mm gemacht. Weiterhin kann das Additionsteil 27 in der Größe verringert werden durch Benutzen eines Materials mit einer hohen Dichte, zum Beispiel Wolfram oder Tantal. In dem Testbeispiel wurde Wolfram für das Additionsteil 27 verwendet, und die Dicke davon wurde zu 100 μm gemacht. Es ist nicht nötig zu sagen, daß, wenn es einen extra Raum gibt, je größer die Dicke ist, desto größer der Effekt wird.
Das Additionsteil 27 ist auf dem zweiten Zahnrad 5 angebracht, wodurch das Moment verringert wird, das durch die Kombination des Sekundenrades 26 und des Sekundenzeigers 19 verursacht wird.
Die Beziehung der Ursache und des Effektes des Ermöglichens der Verringerung in dem Leistungsverbrauch durch teilweises Ausgleichen des Momentes des Sekundenzeigers ist auch im einzelnen in der oben beschriebenen internationalen Patentoffenlegungsschrift WO 98/30939 offenbart. Genauer, wenn "M" und "I" so gesetzt sind, daß sie die Beziehung unten erfüllen, kann Zeigerschlupf verhindert werden: M2/I < 2 × Ep/v2,wobei ein durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers verursachte Moment gleich "M" ist, ein Trägheitsmomentäquivalent des zweiten Zeigers von dem zweiten Zeiger zu dem Rotor des Schrittmotors über die Getrieberäder gleich "I" ist, eine Geschwindigkeit einer Translationsbewegung der Uhr durch Empfangen eines externen Stoßes gleich "v" ist und eine Halteenergie, die von dem Schrittmotor enthalten ist, gleich "Ep" ist.
Das Äquivalentträgheitsmoment des Sekundenzeigers entspricht hier dem Äquivalentträgheitsmoment des Zeigers, das in der zuvor erwähnten Druckschrift erläutert ist. Dieser Name wird hier benutzt, da diese Ausführungsform auf den Sekundenzeiger fokussiert ist.
Weiterhin ist aus der in der zuvor erwähnten Druckschrift offenbarten Beschreibung gezeigt, daß, wenn ein Sekundenzeiger mit einer Länge von 13,5 mm und einem Moment von 2,7 × 10^–9 [kg × m] und ein Schrittmotor mit einer Halteenergie von 154 nJ benutzt werden, ein Zeigerschlupf in einem Hammerstoßtest von einer Höhe von 30 cm auftritt. Es ist auch gezeigt worden, daß es ausreichend ist, das Moment, das durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers verursacht wird, um ungefähr 10% zum Verhindern eines Zeigerschlupfes in dieser Uhr zu verringern.
Der obige Sekundenzeiger ist herkömmlicherweise mit einem Schrittmotor mit einer Halteenergie von 334 nJ benutzt worden, aber es ist möglich geworden, einen Zeigerschlupf selbst durch die Benut zung eines Schrittmotors mit einer kleinen Halteenergie von 154 nJ zu verhindern, die die oben beschriebene Halteenergie ist, da das Moment "M", das durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers verursacht wird, verringert ist, wodurch die Energie zum Drehen des Sekundenzeigers verringert ist, die auf einen Stoß von der Außenseite der Uhr als die oben beschriebene Beziehung auftritt.
Es ist ersichtlich, daß die Halteenergie des Schrittmotors verringert wird zum dadurch Verringern der Antriebsenergie zum Überwinden der Halteenergie zum Drehen des Sekundenzeigers, was in einem verringerten Leistungsverbrauch des Schrittmotors resultiert.
Gemäß dem diese Zeit hergestellten Testbeispiel betrugt ein Korrekturmoment durch das Additionsteil 27 gleich –2,0 × 10^–9 [kg × m] (das Minuszeichen bedeutet, daß die Richtung des Momentes unterschiedlich ist), und wenn das Moment des Sekundenzeigers 19,27 × 10^–9 [kg × m] betrug, wurde das durch die Kombination des Sekundenrades 26 und dem Sekundenzeiger 19 verursachte Moment, die Summe des Korrekturmomentes und des Momentes des Sekundenzeigers, auf 0,7 × 10^–9 [kg × m] verringert.
Für den Sekundenzeiger 19, der bei dieser Ausführungsform benutzt wird, wird geschätzt, daß der Absolutwert des Momentes, das durch die Kombination des Sekundenrades 26 und des Sekundenzeigers 19 verursacht wird, nicht größer als 2,4 × 10^–9 [kg × m] als die Bedingung für das Moment ist, die kein Zeigerschlupf in dem Hammerstoßtest von der Höhe von 30 cm verursacht, und somit erfüllt das oben erwähnte Moment von 0,7 × 10^–9 [kg × m] diese Bedingung.
Wenn Stöße von Hammerhöhen von 30 cm durch einen Hammerstoßtester auf die herkömmliche Uhr und die Uhr dieser Ausführungsform ausgeübt wurden, trat ein Zeigerschlupf in der herkömmlichen Uhr auf, die den gleichen Aufbau mit der Ausnahme der Abwesenheit des Additionsteiles 27 aufweist, er trat jedoch nicht in der Uhr dieser Ausführungsform auf, bei der das Additionsteil 27 angebracht war.
Vom Gesichtspunkt des Einflusses auf den Antrieb nimmt das Trägheitsmoment des Sekundenrades 26 in einem gewissen Ausmaß zu durch Anbringen des Additionsteiles 27, aber Untersetzungsgetrieberäder sind dazwischen, wie von dem Rotor 1a des Schrittmotors 1 gesehen wird, wodurch der Einfluß durch die Zunahme im Trägheitsmoment des Sekundenrades 26, wie von dem Rotor 1a gesehen wird, auf ein 900stel verringert wird. Daher nimmt die Antriebsenergie des Schrittmotors kaum zu.
Es soll angemerkt werden, daß das in 12 gezeigte Additionsteil 27 in einer Halbkreisform hergestellt ist, aber es ist auch geeignet zum Anbringen eines Additionsteils in der Form eines Fächers mit einem Zentralwinkel von weniger als 180°, der symmetrisch in bezug auf die Sekundenzeigermittellinie 28 ist.
Mittel wie folgt können als Mittel zum Versetzen des Schwerpunktes des Sekundenrades 26 ausgeführt werden.
Zum Beispiel wird das zweite Zahnrad in der Dicke entlang der Sekundenzeigermittellinie 28 so geändert, daß ein Halbteil davon auf der gegenüberliegenden Seite dicker als ein Halbteil davon auf der Seite der Richtung ist, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des Sekundenzeigers 19 erstreckt.
Das in 14 und 15 gezeigte Beispiel wird realisiert mit einem gestuften zweiten Zahnrad 35, das in einem Halbteil 35b auf der Seite der Richtung des entgegengesetzten Pfeils D dicker hergestellt ist als ein Halbteil 35a auf der Seite der Richtung des Pfeils C, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des zweiten Zeigers 19 erstreckt, wobei eine Grenze durch eine Durchmesserlinie senkrecht zu der Sekundenzeigermittellinie 38 definiert ist, wodurch eine Stufe vorgesehen sind. Das Bezugszeichen 35c in 15 bezeichnet ein Wellenloch, in das die Sekundenradwelle 25 eingeführt ist.
Als ein konkretes Beispiel der Herstellung wurde das in 14 gezeigte gestufte zweite Zahnrad 35 aus Messing als ein Material derart hergestellt, daß die Dicke des dünnen Halbteils 35a 100 μm betrug und daß das dicke Halbteil 200 μm betrug. In diesem Fall betrug das Korrektionsmoment durch das gestufte zweite Zahnrad 35 gleich –1,1 × 10^–9 [kg × m], und wenn das Moment des zweiten Zeigers 19 gleich 2,7 × 10^–9 [kg × m] betrug, wurde das durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers verursachte Moment, die Summe davon, auf 1,6 × 10^–9 [kg × m] verringert.
Dieser Wert erfüllt die oben beschriebene Bedingung für das Moment, das keinen Zeigerschlupf verursacht. Weiter trat ein Zeigerschlupf nicht in dem Hammerstoßtest von der Höhe von 30 cm auf.
Das in 16 gezeigte Beispiel ist ein Beispiel, das ein Keilsekundenzahnrad 36, das in der Form eines Keiles in der Dickenrichtung vorliegt, als zweites Zahnrad benutzt, und das Keilsekundenzahnrad 36 vergrößert sich in der Dicke ohne Stufen entlang der Sekundenzeigermittellinie 28 in der Richtung des Pfeiles C.
Als konkretes Beispiel der Herstellung in diesem Fall wurde das Keilsekundenzahnrad 36 aus Messing so hergestellt, daß 200 μm an dem dicksten Teil und 100 μm an dem dünnsten Teil ist.
Somit betrug das Korrektionsmoment durch das Keilsekundenzahnrad 36 gleich –0,3 × 10^–9 [kg × m], und wenn das Moment des Sekundenzeigers 19,27 × 10^–9 [kg × m], betrug, wurde das durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers verursache Moment, die Summe davon auf 2,4 × 10^–9 [kg × m] verringert.
Alternativ ist es ebenfalls effektiv, obwohl die Darstellung weggelassen ist, das zweite Zahnrad aus Materialien herzustellen, die sich in der Dichte (Masse) entlang der Sekundenzeigermittellinie 28 ändern. Zum Beispiel sind die Materialien des zweiten Zahnrades in der Dichte mit einer Grenze hergestellt, die durch die Durchmeserlinie senkrecht zu der Sekundenzeigermittellinie 28 definiert ist, so daß ein Halbteil auf der Seite des Pfeiles D größer in der Dichte ist als ein Halbteil auf der Seite des Pfeiles C.
Weiterhin ist auch die Benutzung eines zweiten Zahnrades 37 geeignet, bei dem ein hohler Teil 37c in einem Halbteil gebildet ist, wobei Teile nahe einem Zahnteil 37a und einem Wellenloch 37b auf der Seite der Richtung des Pfeiles C belassen sind, in die sich das zeitanzeigende Teil 19a des zweiten Zeigers 19 erstreckt, wie in 17 und 18 gezeigt ist. Anstelle des hohlen Teils 37c kann ein dünnes Wandteil durch Schneiden des zweiten Zahnrades 37 halbwegs in der Dickenrichtung gebildet werden.
Als ein konkretes Beispiel der Herstellung in diesem Fall wurde in Hinblick auf die Festigkeit des Zahnteiles 37a der Radius des hohlen Teiles 37c zu 970 μm gemacht, so daß 200 μm selbst an dem dünnsten Teil belassen wurde. Das zweite Zahnrad 37 ist 100 μm in der Dicke und aus Messing hergestellt.
In diesem Fall betrug das Korrektionsmoment durch das hohle Teil 37c des zweiten Zahnrades 37 gleich –0,5 × 10^–9 [kg × m], und wenn das Moment des Sekundenzeigers 19,27 × 10^–9 [kg × m], betrug, konnte das durch die Kombination des Sekundenrades und des Sekundenzeigers 19 verursachte Moment auf 2,2 × 10^–9 [kg × m] verringert werden. Auch dieses erfüllt die oben beschriebene Bedingung für das Moment, das keinen Zeigerschlupf verursacht.
Es ist ersichtlich, daß größere Effekte erzielt werden können, indem die oben beschriebenen verschiedenen Arten von Mitteln kombiniert werden, zum Beispiel durch festes Befestigen eines Additionsteils an einem Halbteil des zweiten Zahnrades und Bilden eines hohlen Teiles in dem anderen Halbteil davon. Folglich ist es auch geeignet, eine Kombination von geeigneten Mitteln in Abhängigkeit davon zu benutzen, wie stark das Moment auf die Sekundenradwelle zu verringern ist, das durch eine Kombination des Sekundenzeigers und des Sekundenrades verursacht wird.
Auch in dieser elektronischen Analogdreizeigeruhr erfüllt, wenn ein Sekundenrad mit einem Moment, das das gleiche in der Größe und unterschiedlich in der Richtung von der eines Standard-Sekundenzeigers ist, als Standardartikel benutzt wird, ein Sekundenzeiger mit einem Moment in einem im wesentlichen weiten Bereich die Bedingung des Nichtschlupfens gegen einen externen Stoß für den Standardartikel, und somit wird es möglich, daß der Sekundenzeiger mit dem Standardartikel des Sekundenrades zum Bilden einer Uhr kombiniert wird.
Weiterhin werden Sekundenräder, die sich allmählich im Moment ändern, für Sekundenzeiger mit großen Momenten vorbereitet, mit denen Standardartikel von Sekundenrädern nicht fertig werden können, so daß ein Sekundenrad für einen Sekundenzeiger gewählt werden kann, von dem gewünscht wird, daß ein Zeigerschlupf gegen einen externen Stoß verhindert wird.
Wie oben beschrieben wurde, können die Sekundenräder mit frei entworfenen Sekundenzeigern auf graduelle Weise fertig werden, wodurch bevorzugtere Effekte erzielt werden. Weiterhin ist es nicht notwendig zu sagen, daß bevorzugte Effekte auch durch Kombinieren eines Sekundenzeigers, für den eine Momentreduktion in einem gewissen Ausmaße durchgeführt worden ist, und ein Sekundenrad gemäß dieser Erfindung kombiniert werden.
Obwohl zwei Schritte von Untersetzungsgetrieberädern von dem Rotor 1a des Schrittmotors zu dem zweiten Zahnrad 5 bei dieser Ausführungsform gebildet sind, macht es die Benutzung des zuvor erwähnten Sekundenrades möglich, den Leistungsverbrauch zu verringern selbst mit einem Getriebeaufbau, bei dem der Rotor und das zweite Zahnrad direkt miteinander in Eingriff stehen, oder selbst wenn zwei oder mehr Stufen von Untersetzungsgetrieberädern von dem Rotor zu dem zweiten Zahnrad vorhanden sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie beschrieben worden ist, ist der Schwerpunkt des Zentralrades, das das Zentralzahnrad enthält, oder des Sekundenrades, das das zweite Zahnrad enthält, von der Achse der Zentralradwelle oder Sekundenradwelle in bezug auf den Minutenzeiger oder den Sekundenzeiger verschoben, der ein großes Moment aufweist, wodurch die elektronische Analoguhr gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Moment auf der Rotationswelle verringert werden kann, das durch eine Kombination des Rades und des Minutenzeigers oder des Sekundenzeigers verursacht wird.
Daher kann eine Störungsenergie, die den Minutenzeiger oder den Sekundenzeiger dreht, die erzeugt wird, wenn ein externer Stoß von der Außenseite der Uhr gegeben wird, verringert werden, mit dem Resultat, daß ein Zeigerschlupf nicht auftritt, selbst wenn der Halteenergiewert in dem Schrittmotor verringert ist.
Folglich kann der Leistungsverbrauch des Schrittmotors verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Leistungsverbrauch der elektronischen Uhr zu verringern. Da weiterhin keine Begrenzungen für das visuelle Design des Minutenzeigers und des Sekundenzeigers auftreten, können ein Minutenzeiger und ein Sekundenzeiger, die frei im Aussehen entworfen sind, benutzt werden, wodurch eine Vielfalt von einer elektronischen Analoguhr resultiert.

Claims

Elektronische Analoguhr, die zusammengesetzt ist aus einem Stundenzeiger (17) und einem Minutenzeiger (15) zum Anzeigen der Zeit, einem Schrittmotor (1) zum Drehen des Stundenzeigers und des Minutenzeigers und Getrieberädern (3, 5, 7, 9, 12, 14) zum Verzögern der Drehung des Schrittmotors und Übertragen derselben zu dem Stundenzeiger und dem Minutenzeiger, dadurch gekennzeichnet, dass ein halbkreisförmiges Additionsteil (20) mit einem Radius gleich dem eines Fußkreises eines Zentralzahnrades (9) fest an einem Halbteil auf dem Zentralzahnrad (9) befestigt ist, das sich eine Zentralradwelle (11) mit dem Minutenzeiger (15) und einem Zentralradritzel (10) auf der gegenüberliegenden Seite zu einer Richtung, in der sich ein Zeit anzeigendes Teil des Minutenzeigers in Bezug auf die Zentralradwelle (11) erstreckt, teilt zum Verringern eines Momentes auf die Zentralradwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines Zentralrades (21), das zusammengesetzt ist aus dem Zentralzahnrad (9), dem Zentralradritzel (10) und der Zentralradwelle (11), und des Minutenzeigers (15).
Elektronische Analoguhr, die zusammengesetzt ist aus einem Stundenzeiger (17), einem Minutenzeiger (15) und einem Sekundenzeiger (19) zum Anzeigen der Zeit, einem Schrittmotor (1) zum Drehen des Stundenzeigers, des Minutenzeigers und des Sekundenzeigers und Getrieberädern (3, 5, 7, 9, 12, 14) zum Verzögern der Drehung des Schrittmotors und Übertragen derselben zu dem Stundenzeiger, dem Minutenzeiger und dem Sekundenzeiger, dadurch gekennzeichnet, dass ein halbkreisförmiges Additionsteil (20) mit einem Radius gleich dem eines Fußkreises eines zweiten Zahnrades (5) fest an einem Halbteil auf dem zweiten Zahnrad (5) befestigt ist, das sich eine zweite Radwelle (55) mit dem zweiten Zeiger (19) und einem zweiten Radritzel (6) auf der entgegengesetzten Seite zu einer Richtung, in der sich ein Zeit anzeigendes Teil des zweiten Zeigers in Bezug auf die zweite Radwelle (15) erstreckt, teilt zum Verringern eines Momentes auf die zweite Radwelle (25), das verursacht wird durch eine Kombination eines zweiten Rades (26), das von dem zweiten Zahnrad (5), dem zweiten Radritzel (6) und der zweiten Radwelle (25) zusammengesetzt ist, und des Sekundenzeigers (19).
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 1, bei der das Additionsteil fest auf einer Fläche des Zentralzahnrades (9) auf der entgegengesetzten Seite zu der Seite befestigt ist, auf der das Zentralradritzel (10) vorgesehen ist, oder bei der ein hohles Teil in einem Halbteil des Zentralzahnrades (9) auf der Seite der Richtung gebildet ist, in der das Zeit anzeigende Teil des Minutenzeigers (15) sich in Bezug auf die Zentralradwelle (11) erstreckt.
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Zentralzahnrad (22) eine Zentralradwelle (11) gemeinsam mit dem Minutenzeiger (15) teilt und ein Zentralradritzel (10) derart hergestellt ist, dass ein Halbteil davon, das eine Zahnform auf der gegenüberliegenden Seite enthält, dicker als ein Halbteil auf der Seite der Richtung ist, in die sich ein Zeit anzeigendes Teil des Minutenzeigers in Bezug auf die Zentralradwelle (11) erstreckt, zum Verringern eines Momentes auf die Zentralradwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines Zentralrades (21), das aus dem Zentralzahnrad (22), dem Zentralradritzel (12) und der Zentralradwelle (11) zusammengesetzt ist, und des Minutenzeigers (15).
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 2, bei der das Additionsteil (27) fest auf einer Fläche des zweiten Zahnrades (5) auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite befestigt ist, auf der das zweite Radritzel (6) vorgesehen ist, oder bei der ein hohles Teil in einem Halbteil des zweiten Zahnrades (5) auf der Seite der Richtung gebildet ist, in der sich das Zeit anzeigende Teil des zweiten Zeigers (19) in Bezug auf die zweite Radwelle (25) erstreckt.
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Zahnrad (35), das sich eine zweite Radwelle (25) gemeinsam mit dem zweiten Zeiger (19) und einem zweiten Radritzel (6) teilt, derart hergestellt ist, dass ein Halbteil davon, das eine Zahnform auf der gegenüberliegenden Seite enthält, dicker als ein Halbteil auf der Seite einer Richtung ist, in der sich ein Zeit anzeigendes Teil des zweiten Zeigers (19) in Bezug auf die zweite Radwelle (25) erstreckt, zum Verringern eines Momentes auf die zweite Radwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines zweiten Rades (26), das aus dem zweiten Zahnrad (35), dem zweiten Radritzel (6) und der zweiten Radwelle (25) zusammengesetzt ist, und des zweiten Zeigers (19).
Elektronische Analoguhr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Additionsteil (20, 27) aus Wolfram oder Tantal hergestellt ist.
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 1, bei der ein Zentralzahnrad, das sich eine Zentralradwelle (11) gemeinsam mit dem Minutenzeiger (15) und einem Zentralradritzel (10) teilt, derart hergestellt ist, dass ein Halbteil davon auf einer gegenüberliegenden Seite in der Dichte seines Materials größer als ein Halbteil auf einer Seite einer Richtung ist, in die sich ein Zeit anzeigendes Teil des Minutenzeigers (15) in Bezug auf die Zentralradwelle (11) erstreckt, zum Verringern eines Momentes auf die Zentralradwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines Zentralrades (21), das aus dem Zentralzahnrad, dem Zentral radritzel (10) und der Zentralradwelle (11) zusammengesetzt ist, und eines Minutenzeigers (15).
Elektronische Analoguhr nach Anspruch 2, bei der ein zweites Zahnrad, das sich eine zweite Radwelle (25) gemeinsam mit dem zweiten Zeiger (19) und einem zweiten Radritzel (6) teilt, derart hergestellt ist, dass ein Halbteil davon auf einer gegenüberliegenden Seite größer in der Materialdichte als ein Halbteil auf einer Seite einer Richtung ist, in die sich ein Zeit anzeigendes Teil des zweiten Zeigers (19) in Bezug auf die zweite Radwelle (25) erstreckt, zum Verringern eines Momentes auf die zweite Radwelle, das verursacht wird durch eine Kombination eines zweiten Rades (26), das aus dem zweiten Zahnrad, dem zweiten Radritzel (16) und der zweiten Radwelle (25) zusammengesetzt ist, und des zweiten Zeigers (19).