Reverser mechanism for driving wheel set to rotate unidirectionally

本発明は、駆動ピニオンの回転方向がどうであろうと、キネティック・チェーンの第１のフォイール・セットを単方向に駆動するリバーサ機構に関する。 このようなリバーサ機構は、機械式時計の香箱ばねを自動的に巻くために、またはいずれかの小型の可搬式電子装置の発電機を駆動するために特に使用され、前記駆動ピニオンもまた、振動重り（回転錘）によって運動させられる。

振動重りやリバーサ機構を使用する多数の自動巻きデバイスがすでに提案されてきた。 これらのデバイスは、カムまたはレバー・クリック機構の原理、それらの一方のみが駆動車である２つの噛合された車のギア・チェンジ機構、中国特許第３０５ ４６３号に開示されているようなローラ機構、またはたとえば、日本国実用新案第１８７０７／７２号に開示されているような、アーム／クリックに頼っている。 このようなデバイスは、比較的扱いにくく、極めて多数の部品の組立を必要とし、かつ規定された方向に回転するときに高速では大きな摩擦力を有するという欠点を有する。

中国特許第３０５ ４６３号

日本国実用新案第１８７０７／７２号

したがって、従来技術のデバイスの部品よりも高いまたはそれと等しい性能を有しながら、少ない数の組立部品を備え、したがってより低いコストで生産することができるリバーサ機構を提供することによって、上述の従来技術の欠点を克服することが、本発明の目的である。

したがって、単一の方向に駆動されなければならないキネティック・チェーンの第１の車と、交互動作する運動を有する駆動ピニオンとの間に挿入されたリバーサ機構が、アーバーに装着された従動車の上方で同じアーバーに装着され、キネティック・チェーンの第１のフォイール・セットと直接的にまたは間接的に噛合された駆動車を備える。 駆動車は、駆動ピニオンの回転方向に応じて２つの車と結合／または結合解除するように、弾性材料製である結合デバイスを収容するために駆動車に向かって開いているドームを備える。 結合デバイスは、その一方の端部が駆動車上にピボット点を有し、その他方の端部が、前記アームと一体であるばねの作用の下で従動車のドーム内壁に対する当接点を有する、少なくとも１つの屈曲されたロッキング・アームを備えることを特徴とする。

第１の実施態様によると、アームは、駆動車に固定されたアーバーの周りを回転し、かつ以下でより詳細に説明されるであろう第２の実施態様によると、ピボット点が、駆動車に固定されたカムに沿って移動する。

この「単方向」機構では、および特に第２の実施態様では、前記ロッキング・アームの第３の位置調整点を与えるロッキング・アーム上のガイド延長部、不釣合いを減少させる、または除去するためのバランス延長部、および／または隙間が大きすぎる場合にカムに沿ったピボット点の移動を制限するためのセキュリティ・デバイスを提供することで、動作をさらに改善することができる。

上記で簡単に説明されたリバーサ機構は、駆動ピニオンの一方の交互動作に対してしか駆動しないため、「単方向」機構と呼ばれる。 しかし、リバーサ結合デバイスを有する２つの「単方向」リバーサ機構を結合することによって、「二方向」リバーサ機構とすることが可能である。 好ましい実施態様では、２つのリバーサ機構が重ねられ、かつ２つの従動車が単一部片を形成する。

本発明の他の特徴および利点が、添付の図面を参照にして、限定されない例として与えられる様々な実施形態の以下の説明で明らかになるであろう。

図１、２を最初に参照して、本発明によるリバーサ機構の第１の実施形態を以下で説明する。 この実施形態は、その駆動ピニオン３が、その最後のフォイール・セットが香箱ラチェットと噛合する減速キネティック・チェーン（図示せず）の第１のフォイール・セット１を駆動するために単方向に作用する振動重りを介した機械式時計のための自動巻き機構を例として示される。

振動重りによる駆動ピニオン３が、板と受（図示せず）の間、または時計機構の部品を互いに対して位置調整するためのその他のアーバーの間で回転するアーバー６に自由に装着された第１の歯付駆動車５と噛合する。

第２の従動車７が、駆動車５の下方に配置され、アーバー６にも自由に装着されて、アーバー６の周りを回転する。 第２の従動車７はまた、キネティック・チェーンの第１のフォイール・セット１と噛合する歯を備える。

ここで図２の断面図を参照すると、従動車７が、その開口が駆動車５のほうへ方向付けられたドーム１１を備えることを見ることができる。 このドーム１１は、その実施形態が以下で説明される結合デバイス１０を収容するためのものである。

結合デバイス１０は、単一部片で作製されるか、または２つの別個の部品で形成されてもよい、２つの部品を基本的に備える。

第１の部品は、この実施形態では、屈曲しているロッキング・アーム１２によって形成され、「脚部」と称される、ロッキング・アームの一方の端部１４は、駆動車５にピボット点１４ａを備え、たとえば駆動車に設けられたアーバー２４の周囲に回動可能である。 「頭部」と示される他方の端部１６は、ドーム１１の内壁２との当接点１６ａを備える。 この当接すなわち接触は、頭部１６と駆動車５内の取付点２２と接続されたばね２０によって行われる。 このばね２０は、２つの接合点の間の円弧の形状で示されていたが、本発明の範囲から逸脱することなく、設計要求に応じた他のいかなる輪郭形状を有してもよいことは明らかである。

図１の透視図で見ることができるように、軸６を中心として、ピボット点１４ａと当接点１６ａとによって形成される角度は、１８０°よりもわずかに小さい鈍角であり、第２の実施形態を参照にして詳細に説明されるように、アームによって、駆動車５が従動車７を駆動することなく一方の方向に自由に回転することができる一方、駆動車５が他方の方向に回転するときに従動車７を駆動することを意味する。

図３の断面図は、駆動車５と従動車７の動力取出しの位置に注目した第１の実施形態の変形形態に関する。 明らかであるように、結合機構１０が活動していないとき、駆動車５と従動車７が互いに対して自由に回転することが、本質的である。 図示した例では、従動車７はもはや噛み合せを有さずに、アーバー６にそれ自体が固定された追加のピニオン８を駆動するが、一方駆動車５は前記アーバー６に自由に装着されたままである。 キネティック・チェーンの第１のフォイール・セット１が追加のピニオン８と噛合する。 同様に（図示せず）、追加のピニオン８が駆動車５とかみ合わされ、かつアーバー６を駆動しても駆動しなくてもよい。 そのとき、従動車７はアーバー６に自由に装着される。 これらの設計変形形態は、時計ムーブメントの他のフォイール・セットのために残されなければならない空間によって、単に決まるだけである。

図４、５をここで参照すると、結合デバイス１０の構成で前に説明したものとは異なる第２の実施形態が、以下で説明される。 したがって、共通の構造詳細は、さらに説明されることはなく、同じ符号を与えられる。

図４に見られるように、ロッキング・アーム１２の脚部１４はもはや駆動車５において回転しないが、そのピボット点１４ｂが、たとえば２本のピン２３を用いて駆動車５に固定された板によって形成されたガイド・カム２１の縁部を移動することができる。 ばね２０が、当接点１６ａをドーム１１の壁２と接触状態を保持するように、頭部１６とカム２１を接続する。 カム２１の輪郭形状は、「死角」、すなわち従動車７を駆動する前に駆動車５が移動しなければならない角度を最小にまで減少させるように設計される。 本発明による結合デバイスによって、この死角が２°未満の値まで減少されるが、一方従来技術のリバーサ機構ではこれは２６°のオーダーである。

カムの曲率は、たとえば指数タイプであるが、当業者の把握の範囲内での他の選択が可能である。 この結合機構の動作が、この第２の実施形態の第１の変形形態の説明の後、以下で説明される。

図６は、第２の実施形態の第１の変形形態の概略図である。 見ることができるように、ロッキング・アーム１２の頭部が、ガイド延長部１３によって、ばね２０との連接の反対側で、延長されている。 ガイド延長部１３は、ロッキング当接点１６ａの位置調整をよりよく制御するためにドーム１１の壁２上への第３の当接点１３ａを形成する。 この変形形態は、本発明によるリバーサ機構の動作をより良く説明するために以下で再び使用されるであろう。

図７は、ガイド延長部１３が、ドーム１１の壁２によってガイドされず、駆動車５の下の、たとえばピン２８を用いてそれと固定されてドーム１１内に位置されたガイド・プレート２６によってガイドされている、前の変形形態とは異なる第２の変形形態の概略図である。

図８は、前の２つの変形形態の一方または他方を組み込むこともできる第３の変形形態の概略図である。 この変形形態では、駆動車５の大きな移動の際に、ピボット点１４ｂがカム２１から離れるのを防止するために、セキュリティ・デバイスが設けられている。 このセキュリティ・デバイスは、図示した例では、カム２１を形成するプレートの延長部内に形成されたくぼみ２５と協働する、ロッキング・アーム１２の脚部１４から形成されたビーク１５から成る。 当業者はもちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、このセキュリティ・デバイスの別の構成を考案することができる。

図９は、前の変形形態を組み込むことができる第４の変形形態の概略図である。 公知の方式では、可動部品の重心が、デバイスの降伏に対して不利な不均衡を防止するために、その回転軸と一致することが望ましい。 ここで説明された構造では、結合デバイス１０を形成している組立体の重心が、アーバー６と一致しないことは、明らかである。 この第４の変形形態は、その幾何形状が結合デバイスの重心をアーバー６の重心と一致させるように計算された、少なくとも１つの釣合延長部１７を設けることによって、この欠点を克服する。 ロッキング・アーム１２の形状に応じて、２つ以上の釣合延長部を設けることも可能である。

今説明された結合デバイスは、実施形態の一方または他方によると、ばね２０のためにある弾性を有さなければならない材料製の一体鋳造デバイスである。 これは、レーザー切断、ワイヤ電気侵食などの公知のマイクロ・マシンニング法によって、またはＬＩＧＡ技術などのＭＥＭを製造するために使用される方法によって金属または合金で製造されてもよい。 使用される材料は、たとえば、所望の輪郭形状を得るためのマスキングやエッチング法を使用する、シリコン、二酸化シリコン、ガラス、またはその他のシリコン化合物、水晶またはダイヤモンドなどの非金属であってよい。 これらの製造方法は、当業者に公知であり、したがってさらには説明されない。

図６の変形形態に前に記載されたリバーサ・デバイスの動作を説明するために、図１０、１１、１２をここで参照する。

図１０は、ガイド・カム２１が、ピン２３を用いて駆動車５と固定された後であるが、従動車７のドーム１１内に最終的に定着される前の結合デバイス１０を示している。 見ることができるように、アーム１２の脚部１４はカム２１と接触しておらず、頭部１６とガイド延長部１３の端部が、ドーム１１の内壁２を越えて延びている。 最終的に装着されるとき、ばね２０が、ドーム１１の内壁１１ａと接触するように、頭部１６とガイド延長部１３に力を加える。

組立前の取り扱いを容易にし、結合デバイス１０が面外へ変形することを回避するために、製造中に、かつ図１０に示すように、脚部１４とカム２１の間に材料１８の受が形成され、前記受１８が、その後、最終組立の直前に破壊される。

図１１は、デバイスが「自由な方向に」回転駆動されているとき、すなわち、駆動車５が、従動車７を駆動することなく、中心の矢印によって示される時計方向に回転しているときの、組立後の同じ結合デバイスを示している。 実際、ロッキング・アーム１２の頭部１６とガイド延長部１３とによってドーム１１の内壁２に及ぼされる圧力は十分でなく（小さい矢印によって表される）、当接点を内壁２に沿って滑動させだけである。

逆に、図１２に示すように、駆動車５が中心の矢印によって示される反時計方向に回転しているとき、頭部１６によって及ぼされる圧力は強い接触を生じさせて従動車７を駆動するために十分である（大きな矢印で示されている）。 見ることができるように、ガイド延長部の端部が、ドーム１１の壁２からわずかに遠ざかり、隙間が図１２で拡大されている。 同様に、脚部１４の当接点１４が、ロッキング効果を増加させるために、駆動車５の回転方向に対して反対方向に、カム２１に沿ってわずかに移動する。

図１３から１６を参照すると、第３、第４の実施形態が、基本的に、その符号が文字「ａ」によって追従される第１の単方向リバーサ機構と、その符号が文字「ｂ」によって追従される第２の単方向リバーサ機構と結合することにある、「二方向」リバーサ機構に関して以下で説明される。

図１３、１４に示されている第３の実施形態によると、２つのリバーサ機構が同一平面上に位置され、駆動車５ａ、５ｂが両方とも駆動ピニオン３と噛合し、従動車７ａ、７ｂが互いに噛合し、かつ結合デバイス１０ａ、１０ｂが、反対の動作をするようにそれらのそれぞれのドーム１１ａ、１１ｂ内に配置されている。 この構造では、結合デバイス１０ａ、１０ｂは互いの鏡像である。 平面状の方式または重なった方式のいずれかで配置される中間車をたとえば使用することによって、本発明の範囲を逸脱することなく他の構成が可能であることは明らかであり、そのとき結合デバイス１０ａ、１０ｂは同じ方向性を有する。

図１３では、黒矢印が、駆動ピニオン３の交互動作が時計方向に生じたときの、フォイール・セットの回転方向を表し、二重線矢印によって交互動作が反時計方向に生じたときのものを表している。

交互動作が時計方向に生じたとき、ピニオン３が駆動車５ｂを駆動し、駆動車５ｂが今度はロッキングによって従動車７ｂを駆動し、従動車７ｂはそれ自体、キネティック・チェーンの第１のピニオン１を時計方向に駆動する。 従動車７ａは従動車７ｂと噛合し、かつその回転は実際には、駆動ピニオン３によって駆動される駆動車５ａによって妨げられないが、自由に回転し、駆動車５ｂの反対方向に回転する。

駆動ピニオン３が、反時計方向に反対の交互動作を有するとき、キネティック・チェーンの第１のフォイール・セット１は、それ自体が駆動される従動車７ｂによってなお同一方向に駆動されており、それ自体が従動車７ａによって駆動され、駆動車５ａによるロッキングによって駆動され、第２の機構１０ｂの駆動車５ｂが、従動車７ｂに対して自由に回転することを見ることができる。

図１５、１６は、２つの結合機構が重ねられるとき、前の実施形態の変形形態として含まれる第４の実施形態を説明している。 見ることができるように、駆動ピニオン３は、第１の結合機構の駆動車５ａと噛合し、かつ、中間車４を介して、第２の結合機構の駆動車５ｂと噛合している。 この第４の実施形態は、従動車７ａ、７ｂが、この場合同じ方向を有するが、中間車４のために反対の動作を有する、機構１０ａ、１ｂを受けるために、そのドーム１１ａ、１１ｂの両側に形成された接合プレート９を形成することを特徴とする。 動作は、第３の実施形態の説明から本質的に得られるため、説明されない。

このタイプのリバーサ機構は、駆動ピニオンが振動重りによって駆動されるとき、その機械的または電気的エネルギー源に動力供給するために、腕時計などのいかなる小型の可搬式装置でも使用されることができる。 たとえば、円錐形のピニオン・ギアを提供することによってたとえば巻き止めのために他の適用例も見出されることができる。

当業者が、たとえば特定の時計キャリバーのために、または非時計の用途のために、必要に応じて適用することができるため、本発明は、ここに説明された実施形態に限定されない。

第１の実施形態の透視図である。

図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った破断面図である。

第１の実施形態の変形形態の断面図である。

第２の実施形態の透視図である。

図４の線Ｖ−Ｖに沿った破断面図である。

第２の実施形態の第１の変形形態の透視図である。

第２の実施形態の第２の変形形態の透視図である。

第２の実施形態の第３の変形形態の透視図である。

第２の実施形態の第４の変形形態の透視図である。

組立て前の結合デバイスの上面概略図である。

図１０の構造詳細図である。

リバーサ機構の動作を説明する図である。

リバーサ機構の動作を説明する図である。

第３の実施形態の透視図である。

図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿った破断面図である。

第４の実施形態の透視図である。

図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿った破断面図である。

符号の説明

１ フォイール・セット、２ 壁、３ 駆動ピニオン、５ 駆動車、６、２４ アーバー、７ 従動車、８ 追加のピニオン、１０ 結合デバイス、１１ ドーム、１３ ガイド延長部、１３ａ 当接点、１４ 脚部、１４ａ、１４ｂ ピボット点、１５ ビーク、１６ 頭部、１６ａ 当接点、２０ ばね、２１ ガイド・カム、２２ 取付点、２６ ガイド・プレート、２３、２８ ピン