已知在钟表等中使用定位杆结构，该定位杆结构通过与日历环的齿相 啮合的日历进给指使得日历环旋转从而指示日历，并具有受到弹簧载 荷、与日历环的齿啮合以使日历环在齿的每个齿距处停止旋转的跳动和 限制部分。
根据该定位杆结构，跳动和限制部分形成很厚，从而使得即使由于跌 落或类似的冲击作用到钟表上时，跳动和限制部分与日历环的齿之间的 啮合很难松开。当使用厚的跳动和限制部分时，为了使质量(重量)最 小，通过树脂(塑料)形成跳动和限制部分。与此同时，由于弹簧部分 始终作用有载荷，因此很难使用树脂，这是由于塑料的流动性能很难避 免蠕变现象，而是使用金属材料作为弹簧部分的材料。结果，通常定位 杆结构设有复合结构的模式，通过人工地固定和连接由树脂制成的跳动 和限制部分以及由金属制成的弹簧部分形成该复合结构。
但是，根据这种复合结构，不仅部件成本或制造成本容易增加，而且 涉及到容易产生复合结构的性质的误差。
另外，尽管已知一种通过具有弹簧性能的金属材料整体形成的跳动和 限制部分以及弹簧部分的结构，当跳动和限制部分很薄从而使得重量最 小时，涉及到跳动和限制部分与日历环的齿之间的啮合容易松开。
与此同时，近来，已经提出通过模制树脂和碳纳米纤维制成卷簧。

考虑到上面所述的各种问题提出本发明，并且本发明的目的在于提供 一种质量轻能够降低制造成本的定位杆结构和使用该结构的时计。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种定位杆结构，通过将由碳 纳米纤维制成的跳动和限制部分以及由碳纳米纤维制成的弹簧部分整体 地模制形成。
根据本发明的定位杆结构，由于弹簧部分由碳纳米纤维制成，即使当 载荷或应力始终作用到弹簧部分上时，很少涉及由于蠕变现象或塑性流 动引起的弹簧性能的降低。另外，根据本发明的定位杆结构，由于定位 和限制部分由碳纳米纤维制成，跳动和限制部分的比重比由刚性金属材 料等制成的小，并且因此不会导致跳动和限制部分的重量的过多增加而 可以增大跳动和限制部分的厚度。因此，能够使得定位杆结构的跳动和 限制部分和与跳动和限制部分啮合并受到其限制的齿之间的啮合松开的 可能性最小。另外，根据本发明的定位杆结构，由于定位和限制部分与 弹簧部分整体地模制，可以使得定位杆结构的整体成本最小。另外，根 据本发明的定位杆结构，由于整体模制而成的跳动和限制部分以及弹簧 部分都是由碳纳米纤维制成的，并且通常由具有基本上相同或相似成分 的材料制成，能够很好地保持整体性能。
另外，根据本发明的定位杆结构，由于跳动和限制部分由碳纳米纤维 制成，跳动和限制部分的摩擦系数小，并且因此对于用来解除由跳动和 限制部分形成的停止所需要的力，其最小力大于由于跳动和限制部分以 及齿的形状给出的阻力或载荷就足够了，并且可使弹簧部分的弹簧强度 和引起跳动操作或跳动和限制操作所需要消耗的能量降至最小。另外， 当跳动和限制部分的摩擦系数大时，由摩擦系数中的扩散引起的摩擦力 的扩散同样变大，关系到使得用于解除由跳动和限制部分形成的停止所 需要的力的扩散的增大，并由于扩散的最大值需要设计一个日历环或类 似的旋转驱动系统，但是，根据本发明的定位杆结构，这种额外的设计 可以限制到最小程度。
在本说明书中，考虑到跳动和限制部分以及弹簧部分，“由碳纳米纤 维制成”意味着包括碳纳米纤维作为主要成分，使得可以充分利用比重 小的碳纳米纤维的性质，可以获得没有蠕变的稳定的弹簧性能而且碳纳 米纤维的重量比位于大约1％～60％的范围内。另外，为了整体模制定位杆 结构从而人工地连接碳纳米纤维的连接材料或粘接剂可以由树脂等构 成，可以包括树脂等，只要连接材料或粘接剂落入能够基本上避免弹簧 部分中的粘接剂材料中成分的蠕变现象或流动的范围内，可以由通过烘 焙和实际上碳化树脂等生产的结构构成。
由碳纳米纤维制成的整体模制的定位杆结构可以如下制成：通过将碳 纳米纤维的粉末与例如热塑性塑料混合，通过喷射模塑法或粉末模制法 进行模制和将混合物烘焙，从而在碳化塑料材料的同时基本上使混合物 烧结；或者可以通过将粉末与热塑性塑料材料混合，通过压模法或传递 模塑法进行模制，将混合物烘焙，从而在碳化塑料材料的同时基本上使 混合物烧结。
尽管在模制中使用的碳纳米纤维通常由所谓的单层碳纳米层构成，碳 纳米纤维可以由多层(复数层)构成或者可以将单层的与多层的相混合。 在复数层的情况中，可以层叠两层或多层以及可以层叠更多层例如几十 层。根据情况不同，可以层叠几百层或更多。另外，可以通过具有恒定 直径或手征性夹角或螺旋节距的成分或者将其与具有不同直径和手征性 夹角的成分混合构成该碳纳米纤维。另外，相应的碳纳米纤维的直径等 本身可以不是恒定的。另外，尽管碳纳米纤维通常只包括碳，根据情况 不同，其他类型的碳的小颗粒(石墨形式的小颗粒、无定形碳形式的小 颗粒、碳黑等形式的小颗粒)或者其他类型的原子、分子或小颗粒等等 可以附着到纳米纤维的表面上或者与纳米纤维颗粒混合。
在模制过程中，碳纳米纤维通常包括粉末或者小颗粒，使得碳纳米纤 维容易均匀地扩散到相对较小数量的用于构成粘接剂的树脂材料中，它 的直径落入大约1nm(纳米)至大约几十nm的范围内，其长度落入大约 几nm至大约几千nm的范围内。另外它的纵横比等于或大于50。
在利用树脂材料进行模制的过程中，最好是模制材料例如树脂材料的 比例相对较小，从而使得在模制树脂后由于碳化和烧结引起的尺寸和形 状的变化最小。当碳纳米纤维的小颗粒非常小，并且包括树脂材料和必 须添加的模制加速剂的模制材料可以具有足够的流动性时，此时采用利 用热塑性树脂的喷射模塑法或压模法或利用热硬化性的树脂材料的传递 模塑法。在这种情况中，碳纳米纤维的小颗粒的比率最好等于或高于例 如大约50％的体积比，根据情况的不同，该比率可以更小例如是大约20～ 30％的体积比。另外，当碳纳米纤维的比率增大时，在粉末和小量粘接剂 状态中可以实施粉末模制法。
通常在从模具中取出产品之后实施模制树脂之后的碳化和烘焙(通常 是烧结)。但是，当需要时，在模制之后，在模具的里面，可以进一步对 产品进行碳化或碳化和烘焙。另外，可以根据提供给定位杆结构的弹簧 部分的弹簧性能和在跳动和限制部分中需要的低摩擦性质，适当地选择 碳化和烘焙的程度。例如，在碳化中，可以部分地保留树脂，只要能够 避免在构成弹簧部分的部分中引起的树脂特有的塑料流动性，以及当树 脂在碳纳米纤维之间部分地用作粘接剂时，通过烘焙进行的烧结程度限 制得很低。可以根据树脂材料的种类和比率，可以适当地改变通过碳化 或烘焙进行烧结的温度、时间长度和空气条件。
另外，尽管根据上面所述，已经给出了解释使得通过一种类型的粘接 材料形成整个定位杆结构，并且在同样的碳化和烘焙条件下，可以通过 具有不同粘接比率的材料形成弹簧部分以及跳动和限制部分，或者以不 同的温度碳化或烘焙(烧结等)弹簧部分以及跳动和限制部分。
如上所述，为了防止跳动和限制部分与跳动和限制部分应当啮合的齿 之间的啮合在齿的轴线方向上松开，最好是关于轴线方向的跳动和限制 部分的厚度相对较大，并且通常将跳动和限制部分(更详细地，跳动和 限制部分的跳动和限制指部分)形成的比弹簧部分更厚。但是，例如， 当关于上面所述的轴线方向的弹簧部分的厚度也就是说在宽度方向上的 弹簧部分的长度相对较大时，跳动和限制部分以及弹簧部分可以由同样 程度的厚度制成，或者弹簧部分可以比跳动和限制部分更厚。另外，为 了使得齿部分的质量最小，轴线方向上齿的厚度通常相对较小，并且因 此跳动和限制部分通常形成为比齿厚。
为了使得由于跌落等引起的冲击造成的跳动和限制部分与齿之间位 于齿的轴线方向上的啮合的松开的可能性最小，跳动和限制部分设有限 制部分，该部分用于限制跳动和限制部分在跳动和限制部分的厚度方向 上相对于与跳动和限制部分的跳动和限制指部分相啮合的齿的位置偏 移。但是，当跳动和限制部分厚时，可以免除限制部分。限制部分通常 以类似屋檐的形状相对于齿的轴线方向上的一个端面伸出，通过与该端 面形成接触或受到其锁定，从而能够限制在轴线方向上的位置偏移。尽 管可以通过类似杆的形状构成屋檐状的伸出的限制部分，该部分通常包 括以平板形状和以屋檐形状宽广地伸出的伸出部分，从而能够与齿部分 的多个齿的端面形成接触。在这种情况中，通常通过包括具有平板形状 和屋檐形状的伸出部分的限制部分，限制跳动和限制部分的跳动和限制 指部分与齿之间在轴线方向上的位置偏移，因此可以防止两者之间的啮 合的松开。另外，由于跳动和限制部分由具有小比重的碳纳米纤维制成， 并且因此即使当跳动和限制部分设有该另外的限制部分时，质量的增加 限制在最小程度并且可以避免额外的载荷作用到旋转驱动系统等上。
这种定位杆结构通常应用在例如钟表等希望将其厚度限制在最小的 精密仪器中。在这种情况中，这种定位杆结构与例如在日历环中或者时 计的星期指示环中用于指示日历的轮啮合，该轮在其边缘表面上具有 齿，也就是说齿轮的齿部分，从而限制齿轮的旋转。但是，明显地，该 定位杆结构可以集成到其他任何机器或仪器上。
附图说明
参照所附附图，描述本发明的优选方式，其中：
图1表示利用构成根据本发明的优选实施例的定位杆结构的日历定 位杆结构的表(除去了表壳、表盘等的状态下)的平面图；
图2表示关于图1中的表的日历定位杆的停止(锁定)状态的放大视 图；
图3表示关于图1中的表的日历定位杆的跳动(跳动和限制)状态的 放大视图；
图4表示沿着图3中的直线IV-IV的剖面图；以及
图5表示图1中的日历定位杆的透视图。

接下来，参照附图表示的优选实施例，说明实施本发明的优选方式。
根据构成本发明优选实施例的时计的表1，如从图1至图4中所看到 的，其中除去了表壳、框架、指针和表盘，日历环驱动轮4的外边缘上 的齿与时轮3的外边缘上的齿相互啮合，其中时轮3与时针固定并且围 绕着中心轴线C1相对于主夹板2旋转，并且在时轮3围绕轴线C1在D1 方向上旋转2圈的时间周期中，日历环驱动轮4围绕轴线C2在D2方向 上旋转1圈。另外，附图标记5表示分轮，分轮5的外边缘上的齿与时 轮3的外边缘上的齿形成啮合，并且与中心轮/齿轴(图中没有示出)在 外边缘上的齿形成啮合，通过将速度减小到1/12将中心轮/齿轴的旋转 传递给时轮3。在图4中表示沿图3中的直线IV-IV的剖面图，附图标 记51和52表示马达50的定子和转子线圈组件。
为了简化说明，在下面中，在图1中与图面平行的面定义为X-Y平 面而指向与该平面垂直的一侧的方向定义为Z方向。
日历环驱动轮4在其顶侧上的端面处在Z方向上设有伸出的日历进 给指6。主夹板2设有基本上为圆环形的凹进部分7，其具有较大直径的 圆形内边缘表面7a和限定一个具有小直径的圆的外边缘表面7b和7c， 在留下一个预定的最大公差值的间隙的状态中，凹进部分7与圆环形的 日历环8宽松地配合。日历进给指6与具有较大直径并基本上为圆环形 的日历环8的内边缘表面的齿部分9的齿10啮合，并且在日历环驱动轮 4旋转1圈的时间周期中，日历进给指6与日历环8的齿部分9的齿10 中的一个啮合并且使得日历环8在D3方向上旋转一个齿距。
尽管时轮3的中心圆柱部分11和轴部分12以及日历环驱动轮4受 到至少位于它的一个侧面上的构成轴承(图中没有示出)的部分的支撑， 具有较大直径的圆环形的日历环8仅仅通过主夹板2的凹进部分7宽松 地配合而没有设置支撑轴部分。因此，通过主夹板2的凹进部分7的底 面13(图4)限制日历环8在-Z方向上相对于主夹板2的移动，并通过 图1至图3中的虚线所示以及图4中的实线部分所示的日历环支架14限 制其在+Z方向上相对于主夹板2的移动。另外，尽管通常日历环8的厚 度设为例如大约0.2mm，该厚度可以大于或小于0.2mm。日历环支架14 设有带槽口的部分17、18或类似结构，并且在带槽口的部分17的里面， 日历环驱动轮5的日历进给指6在+Z方向上伸出并在带槽口的部分17 以及带槽口的部分18中可以移动，构成定位杆结构的日历定位杆20的 跳动和限制部分23在+Z方向上伸出，并如后面所描述的在与X-Y平面 平行的表面中在E1和E2方向上的带槽口的部分18中可以移动。
日历定位杆20设有轴承孔21，用于安装在主夹板2中形成的轴15； 和设有围绕旋转轴线或旋转中心C3在E1和E2方向上能够旋转的基板部 分22，用于限制日历环8在D2方向上旋转的跳动和限制部分23，将基 板部分22与跳动和限制部分23相连接的刚性杆24，以及基本上为U型 从刚性杆24的基础末端部分25的侧面26伸出的弹簧部分27，用来使 得日历定位杆20的跳动和限制部分23在E1方向上围绕轴线C3偏离。 只要弹簧部分27能够在E1方向上向跳动和限制部分23作用偏离力，弹 簧部分27可以由其他任何形状例如简单的直线形状或弓形或圆弧形等等 代替U形。
跳动和限制部分23设有具有限定一个跳动和限制指部分28收敛形 状的跳动和限制表面或啮合侧面29和30，通过配合到位于构成日历环8 的内边缘处的齿部分9的一对相邻齿10、10之间的间隔中并且与相邻的 齿10、10啮合，用于锁定日历环8的旋转。另外，在跳动或在跳动和限 制过程，啮合侧面29和30在前端部分31处相交而端部31压住齿10中 的一个的前端10a。另外，尽管前端31在平面图中通常由点状的形状构 成，根据情况的不同，前端31可以由伸出弯曲的伸出形状构成。
也就是说，在日历环驱动轮4的一圈旋转周期的大部分时间中，日历 环驱动轮4的日历进给指6位于远离日历环8的齿部分9的齿10的位置 处，并且如图2中所示，日历定位杆20由于弹簧部分27的弹簧力围绕 中心轴线C3在E1方向上偏离，跳动和限制部分23的跳动和限制指部分 28与日历轮8的一对齿10、10啮合，从而锁定日历环8的旋转。与此 同时，每次日历环驱动轮4基本上旋转一圈，在日历环驱动轮4的一圈 旋转的特定时刻(一天结束时)，日历进给指6与位于下游侧的最接近的 一个齿10啮合并且在D3方向上推动齿10抵抗日历定位杆20的弹簧部 分27的弹簧力。当日历环8由于在D3方向上围绕旋转轴线C1作用到齿 10上的旋转力矩而在D3方向旋转时，跳动和限制部分23通过一对齿 10、10中的下游侧中的齿10r(也就是说，图2中的下游侧和上游侧上 的齿10r和10f)而在E2方向上围绕中心轴线C3枢转。结果，日历定 位杆20根据日历环驱动轮4在D2方向上的旋转和日历环8在D3方向上 的旋转到达图3中的跳动位置或跳动和限制位置。当日历定位杆20稍微 压在跳动和限制位置(跳动位置)上时，日历定位杆20使得日历环8旋 转齿部分9的齿10的一个齿距，与此同时由于弹簧部分27在E1方向上 的弹簧力而动作一次配合到下一对齿10、10之间的间隔中，从而使得日 历指示前进一天。在旋转日历环8的过程中，日历环8的齿部分9的齿 10与日历环驱动轮4的日历进给指6分离，位于下游侧的下一个齿10 到达一个位置，在该位置上只有在日历环4和日历进给指6基本上进行 下一圈旋转后，该下一个齿10能够与日历进给指6啮合。
更详细地，除了图2至图3以外，如从图5中可以理解的，跳动和 限制部分23的跳动和限制指部分28的厚度，也就是说，其在Z方向上 的长度大于基板部分22、刚性杆24和弹簧部分27在Z方向上的厚度或 长度。通常地，杆24和弹簧部分27的厚度是大约0.2mm而跳动和限制 部分23的厚度是大约0.5mm。但是，任何这些部分都可以更厚或更薄。 另外，跳动和限制部分23设有屋檐形状的平板部分32，作为从跳动表面 或啮合侧面29和30和端部31向前伸出的限制部分，从而形成基本上与 位于接近主夹板2的一侧上的跳动和限制指部分28的主平面相齐平的主 平面。在这种情况中，向前的方向指的是日历环8的相应齿所在的方向， 也就是说，在此例子中，在半径方向上相对于中心C1向外的方向。另外， 屋檐状平板部分32可以设在顶侧(前表面侧)上而不是底侧(后表面侧) 或者可以设在顶侧和底侧两侧上。
另外，尽管刚性杆24与跳动和限制部分23相对于厚度方向Z连接 的位置通常设在如图中例子给出的跳动和限制部分23的Z方向上的中心 位置处，除此以外，该位置可以是在+或-Z方向上偏离的位置，或者跳动 和限制部分23在+或-Z侧上的任何一个主平面可以与刚性杆24的+或-Z 侧上的主平面齐平。
因此，如图2中所示，即使当跳动和限制部分23的跳动和限制指部 分28的各个侧表面29和30与相应的齿10、10啮合时，另外，即使跳 动和限制部分23的跳动和限制指部分28的侧面29和30与齿部分9的 齿10、10之间的啮合松开时，并且如图3中所示，跳动和限制指部分28 的跳动和限制末端部分31沿着齿部分9的齿10之一的前端10a压住齿 10之一时，由于屋檐状平板部分32的内侧主平面33位于接近于日历环 8的齿部分9的外侧主平面16，通过跳动和限制部分23的屋檐状平板部 分32阻碍日历环8在-Z方向上相对于跳动和限制部分23的位移或位置 偏移。另外，尽管屋檐状平板部分32延伸到处于跳动的齿10之一的中 心的外侧表面的后面，屋檐状平板部分32可以延伸到正对位于上游侧和 下游侧两侧上的相邻齿10、10(也就是说，齿10r1或10f1中的任何一 个或全部，例如位于下游侧的齿10之一，即齿10r1)的外侧表面(位 于-Z方向上的端面)的位置。
另外，通过如从图4中已知的日历环支架14的保持面14a限制日历 环8在+Z方向上相对于跳动和限制部分23的位移或位置偏移。另外，由 于日历定位杆20的跳动和限制部分23比刚性杆24厚，如上所述跳动和 限制部分23的跳动和限制指部分28在Z方向上进入到日历环支架14的 带槽口部分18中。因此，即使当日历环8相对于跳动和限制部分23在 +Z方向上偏移到与日历环支架14的内表面14a形成接触的最大极限值 时，不会导致日历环8的齿部分9与跳动和限制部分23的跳动和限制指 部分28之间的啮合松开。即使在日历定位杆20的跳动和限制部分23的 跳动和限制指部分28与日历环8的一对相邻齿10、10至少之一(相对 于旋转方向D3位于背面上的齿)啮合的锁定操作中，或者即使在跳动和 限制指部分28与日历环8的齿10之一的前端部分10a或顶点形成接触 的跳动操作或跳动和限制操作中，条件保持不变，并且因此在操作日历 定位杆20的所有位置中都不会造成日历环8的齿部分9与跳动和限制部 分23的跳动和限制指部分28之间啮合的松开。
根据该日历定位杆20，跳动和限制部分23也就是跳动和限制指部分 28和屋檐状平板部分32由碳纳米纤维制成并且其质量轻(与跳动和限制 部分23由金属材料制成的情况相比较)，并且因此由于表1跌落而作用 到表上的外力(惯性力)能够限制到最小。结果，几乎不会引起跳动和 限制部分23的位置偏移。
另外，跳动和限制部分23也就是跳动和限制指部分28和屋檐状平 板部分32由碳纳米纤维制成并且其摩擦系数小，并且因此在日历定位杆 20的所有跳动和限制操作的时间周期中，日历定位杆20的跳动和限制部 分23阻止日历环8在D2方向上旋转的摩擦阻力可以限制到很低，并且 因此不需要作用额外的载荷来使得日历环8旋转。
另外，日历定位杆20的弹簧部分27由碳纳米纤维制成，并且因此， 即使当弹簧部分27始终受到旋转力矩或者E2方向上的力的作用时，弹 簧部分27可以在E1方向上作用弹性力而实际上不会损失弹簧性能或降 低弹簧性能，并且继续在围绕旋转轴线C3的E1方向上向跳动和限制部 分23施加锁定力。
另外，由于日历定位杆20的弹簧部分27由碳纳米纤维制成，当跳 动和限制部分23在E1和E2方向上枢转时，位于U形弹簧部分27的“U” 前端的支撑部分34能够在F1和F2方向上相对于主夹板19的伸出形状 的弹簧接收部分2适当地滑动运动，并且因此，作用到弹簧部分27上的 载荷状态可以规则地和周期地变化。结果，根据日历定位杆20，几乎不 会导致由于跳动和限制部分23引起的跳动和限制状态的扩散，并使驱动 源的能量消耗限制到最小。另外，日历定位杆20的基板部分22由碳纳 米纤维制成并且其摩擦系数小，因此基板部分22与轴15之间的摩擦阻 力也小，日历定位杆20可以围绕着旋转轴线C3滑动地旋转，几乎不会 导致由于跳动和限制部分23引起的跳动和限制状态的扩散，并使驱动源 的能量消耗限制到最小。另外，日历定位杆20包括整体模制的产品并且 因此组装等成本都能限制到最小。
尽管根据如上所述，已经给出了对一个例子的解释，其中构成定位杆 结构的日历定位杆20整体地设有基板部分22、刚性杆24、跳动和限制 部分23以及弹簧部分27，并且在基板部分22处可旋转地安装到轴15 上，只要可以通过弹簧部分27在跳动和限制部分23处进行跳动和限制 操作(锁定以及跳动和限制(跳动)操作)，基板部分和轴部分可省去， 另外日历定位杆20可以与其他元件例如主夹板整体形成。也就是说，通 过例如如下所述的其他结构可以构成日历定位杆20。
(1)如在日本实用新型公开No.2183/1988的图3中或日本实用新 型公开No.164183/1981的图3中所描述的，包括跳动和限制部分以及弹 簧部分的日历定位杆可以与日历环支架整体形成。在这种情况中，根据 本发明，日历环支架主要也由与日历定位杆相似的碳纳米纤维制成。另 外，在这种情况中，最好将跳动和限制部分的厚度做成大于弹簧部分的 厚度。
(2)如在日本实用新型公开No.164183/1981的图3中所描述的， 包括跳动和限制部分以及弹簧部分的星期定位杆也可以与日历环支架整 体形成。另外，同样在这种情况中，最好将跳动和限制部分的厚度做成 大于弹簧部分的厚度。
如上所述，日历定位杆20可以具有任何其他形状和结构，只要弹簧 部分和限制部分设置成为日历环8提供跳动和限制功能。另外，定位杆 结构可以是例如星期定位杆等其他定位杆来代替日历定位杆或者可以在 除了手表以外的其他机器或仪器中使用。