指针式钟表调时机构

本发明涉及一种指针式钟表的调时机构。

为了用美国专利4636087号所公开的指针式钟表之调时机构来调整时间，首先是将一操作部件拉出，以驱动一以可滑动方式安装在此操作部件上的齿轴，使之啮合一调整轮。当于此状态下转动操作部件时，此齿轴即随之转动，并将此转动通过调整轮传给一个分针轮。此分针轮即转动一上面装有分针的中心轮以及一上面装有时针的时针轮，以调整时间。

由于该操作部件的转矩是直接作用到上述这类齿轮之上，故用于传统调时机构中的此类齿轴应有很高的机械强度。为此，这样一些传统齿轮均由金属制成。

新近，业已研究出高机械强度的工程塑料，而由工程塑料制成且用于钟表齿轮系的齿轮已为英国专利2127991号所公开成为周知的了。由于钟表轮系中的齿轮在整个时间内均以恒速转动且具有恒定的转矩，因而即使它们如上述由工程材料制成，也是不会破裂的。但是，在调时机构中的各种齿轮要是象钟表轮系中的齿轮那样由工程塑料制成，它们破裂的可能性便会很高。这种可能性在调时机构中的齿轴与调整轮进行相互结合和相互分开时，就尤其要高。

更确切地说，在通过拉出操作部件使齿轴与调整轮相啮合来调整时间之际，此齿轮与调整轮二者的齿顶极易相互抵触。要是这些齿轮是由工程塑料制成，抵触的结果会使此两者的齿顶破裂或变形，而使得在其间无法传递转动或不能均衡地传递转动。

此外，当通过拉出操作部件使齿轴与调整轮啮合时，齿轴的齿易为调整轮的齿所卡住，或者反之，调整轮的齿易为齿轴的齿卡住。在这种情况下来转动操作部件时，它的转矩便集中作用到为另一种齿轮齿所卡住的齿轮齿上。如果调时机构的齿轮是由工程塑料制成，被卡塞住的齿轴之齿或调整轮的齿就会破裂或变形，以致在齿轴与调整轮之间无法传递或不能均匀地传递转动。

特别是由于调整轮始终是与钟表齿轮轮系中的分针轮相啮合，要是调整轮的齿裂或变形，钟表的指针将不会正常地运动。

本发明之目的在于提供一种指针式钟表用的调时机构，既使是该机构中所用齿轮是由合成树脂制成，也能防止这些齿轮发生塑性形变或破裂，因而能确保钟表的齿轮轮系良好地运行。

为了达到本发明的上述目的，提供了一种指针式钟表用的调时机构，它包括：

一种操作部件在其自身轴向上至少可在一第一位置与第二位置之间运动;

一根齿轴，它能以一种联锁关系，相对于上述操作部件从该第一位置运动至第二位置时而从此第一位置运动至第二位置，同时能随此操作部件的转动而转动;以及

一个外转矩传递齿轮，通常以联锁关系相对于指针的运动而转动，并与齿轴相啮合，把由操作部件转动所产生且经此操作部件传递给齿轴的转矩，在随轴伴同操作部件运动至第二位置而移向第二位置时，传送给指针;此机构的特征在于：

齿轴与外转矩传递齿轮是由合成树脂制成，而齿轴是由一种在挠性上比外转矩传递齿轮所用树脂材料为高的树脂材料制成。

按照上述方式构成的本发明之调时机构，在调时操作中较通常转 矩要大且作用于齿轴和/或上述这种齿轮上的转矩，即由与此齿轴啮合的该齿轮所吸收，因而就能在齿轴与齿轮间导致均匀与良好的啮合，防止了齿轮的塑性形变与破裂。这样便可平稳地调整时间，得以使此齿轮轮系机构均衡地工作。

图1为示意性剖面图，示明作为装有本发明之调时机构的指针式钟表基本组成部分的指针运动机构;

图2为一示意性纵剖面图，示明一联结到图1所示指针式钟表上指针运动机构上的调时机构;

图3与图4为平面图，示意性地表明本发明调时机构中的齿轴与调整轮间关系，图3所示为指针式钟表处于正常状态下的这种关系，图4所示为操作部件已被拉出进行调准时间之际的这种关系;

图5为一示意性透视图，示明本发明调时机构中之齿轴的一种改型。

图1为一纵剖面图，表明作为电池驱动的指针式手表之基本组成部分的指针运动机构。在此指针运动机构中，步进电机1的转子5的转动被传递给齿轮轮系机构2。齿轮轮系机构2驱动时针3a、分针3b与秒针3c去指示表盘14上的时刻。

图1所示之指针运动机构中的调时作业是由调时机构4来进行，后者的纵剖面图示明于图2。

步进电机1是驱动时、分、秒针3a、3b、3c的动力源，它由转子5、定子（未示明）与线圈等组成。每当向此线圈供给一恒定重复时间的倒脉冲时，转子5即在一个方向上实行180°的一步转动。在这一实施例中，转子5如图1所示，是由转子体5a、转子齿轴5b与转子轴5c组成，而这些部件是由含钛酸钾须晶的聚醛树脂用整体模具整体成形的。在转子体5a上装配有磁环5d，而转子轴 5c的相对两端则以可转动的方式分别由主夹板6与轴承板7所支承。当转子5是由上述树脂整体成形时，在对应于转子轴5c上端面的一处设有树脂注入口G。

由步进电机1的转动来驱动时、分、秒针3a、3b、3c的齿轮轮系机构2，是由第五轮8、秒轮9、第三轮10、中心轮11、分轮12与时轮13组成。此第五轮8、秒轮9与第三轮10三者之轴的相对两端，都分别以可转动的方式由主夹板6与轴承板7支承。中心轮11、分轮12与时轮13则以可轮动方式支承在主夹板6上。在本实施例中，主夹板6与轴承板7是由含40%玻璃填料的聚乙酰胺树脂制成。表盘14设在主夹板6的上方。

第五轮8啮合步进电机1的转子齿轮5b。第五轮8是由含钛酸钾须晶的聚醛树脂用整体模整体成形为带有轴部8a与第五轮齿轴8b。在模制成形时，树脂注入口G设在与轴部8a下端面相对应的一处。

秒轮9啮合第五轮8之第五轮齿轴8b，由步进电机1传来的转矩所转动，通过第五轮8驱动秒针3c。秒轮的轴部9a起着秒针轴的作用，向上穿过主夹板6的轴承部6a与表盘14。轴部9a的上突部分则用作为秒针的支承部9c。秒轮9由含15%钛酸钾须晶的聚乙酰胺树脂由整体模成形为带有轴部9a与秒轮齿轴9b。在模制成形此种齿轮时，树脂注入口G设在对应于轴部9a下端面的一处。为轴部9a穿过的主夹板6的轴承部6a，具有足够的高度来防止轴部9a的转动轴线偏心。

第三轮10啮合秒轮9的秒轮齿轴9b，且由传递至此的转矩所转动。此第三轮10是由含钛酸钾须晶的聚醛树脂，用整体模形成为带有轴部10a与第三轮齿轴10b。在本实施例中，第三轮齿轴 10b向上穿过主夹板6。在模压成形此第三轮10时，树脂注入口G置放于与轴部10a下端面相对应的一处。

中心轮11与第三轮10的第三轮齿轴10b啮合，且由传递至此的转矩所转动。中心轮11的筒状轴部11a以可转动的方式装配在主夹板6之轴承部6a的外周上。轴部11a的上端从表盘14向上突起，分针3b即装在此上突部分之上。中心轮11的轴部11a在它位于表盘14下方的位置处有一中心轴齿轴11b。中心轮齿轮11c由整体模模制成形在轴部11a的外周上，得以滑移地于其上转动。轴部11a由含有15%钛酸钾须晶的聚乙酰胺树脂成形。轴部11a的这种材料具有很高的耐磨耗性和很高的强度，同时还具有比中心轮齿轮11c所用材料2熔点为高的熔点。中心轮齿轮11c由含钛酸钾须晶之“尼龙12”树脂形成。齿轮11c的这种材料具有低的收缩度，且与轴部11a的材料相比，还具有较低的熔化温度。这样，中心轮11即有一预定的合适的滑动转矩（本实施例中为3至6克。厘米），而轴部11a在齿轮11c接收到一高于上述预定转矩之转矩（即载荷）时，就可在中心轮齿轴11b的正下方于齿轮11c的外周上滑动。

分轮12啮合中心轮齿轴11b的齿b。这些个齿b均具有渐开线的齿形。

分轮12借来自中心轮11的转矩而转动。分轮12由含钛酸钾须晶的聚醛树脂用整体模成形为带有分轮齿轴12b。它以可转动的方式装配在从主夹板6上表面向上突起之轴部6c的外周之上。在本实施例中，分轮12的齿轮12c具有与中心轮11之中心轮齿轴11b之齿b相同的渐开线齿形，从而得以与中心轮齿轴11b的齿b啮合。

时轮13与分轮12的分轮齿轴12b啮合，借传递至此的转矩而转动。时轮13由含钛酸钾须晶的聚醛树脂形成，它的筒状轴部13a以可转动的方式装配于中心轮11之轴部11a的外周上。轴部13a的上端从表盘14朝上突起，面此突起的上端则用作为时针的支承部13b，时针3a即压配合于其上。

齿轮轮系机构2中的齿轮齿，除中心轮11的齿b与啮合齿b之分轮12的齿12c外，均具有摆线的齿形。

图2所示的调时机构4包括操作部件17、齿轴18、调整轮19、定位杆20与离合杆21，这些部件都设置在主夹板6上。

更具体地说，操作部件17是这样地装设在主夹板6之上，便它可沿本身的轴向滑动并能绕此轴线转动。它的滑动与转动是借助一个从手表壳向外突出的柄头（未示明）来进行。在本实施例中，操作部件17是由金属制成。在它的轴向上内端处形成有导向部分17a，邻接导向部分17b的外端形成有花键部分17b，而邻接此花键部分17b的外端则加工出阶梯状的凹部17c。导向部分17a插入于主夹板6的导向孔6d中，使之能在导向孔6d中沿轴向滑行并能绕其轴线转动。花键部分17b则在其外周上形成有一批花键。在此刻有花键的外周部上，滑配合上齿轴18。定位杆20即装配在阶梯状凹部17c的外周上，此定位杆20限制住操作部件17的拉出位置。

齿轮18由聚乙酰胺树脂用整体模成形为圆柱状，在它的相对两端上分别形成有外凸缘。在齿轴18外周上的中间区形成有凹部18b，而在其左侧或内部的凸缘之左侧或内端面上则形成有齿18a。在本实施例中，齿18a具有渐开线的齿形。离合杆21使齿轴18响应操作部件17的拉出动作而沿操作部件17的花键部分 17b滑动，使齿轴18b的齿18a得与调整轮19相啮合。

调整轮19将通过齿轴18从操作部件17传递来的转矩，传送给上述齿轮轮系机构2中的分轮12。调整轮19由含30%钛酸钾须晶的聚乙酰胺树脂形成，以可转动的方式装配于从主夹板6向上突起之轴部6e的外周上。由金属制成的止动板22接附在表盘14下方主夹板的顶部上，压在轴部6e之上端面上用以防止调整轮19从轴部6e上掉下。在本实施例中，调整轮19的各个齿均具有渐开线的齿形，以与齿轴18的齿同时也与分轮12的齿12c相啮合。如图3所示，调整轮19齿顶圆上的齿距P1基本上与齿轴18的齿18a之齿顶圆上的齿距P相等。调整轮19之齿顶圆上的齿距P2则小于上述齿轴18的齿距P。更确切地说，调整轮19之齿顶圆上的齿距P1确定为齿轴18之齿18a的齿顶圆上的齿距P的0.9至1.1倍（即P1＝0.9至1.1P）。这样，如图4所示，当齿轴18之齿18a的齿顶在调时之际与调整轮19之齿顶相卡塞时，由于齿轴18之齿18a与调整轮19之齿间的齿侧隙，以及操作部件17之花键部分17b与齿轴18之内周边间沿周缘方向上所设的微隙，而得以让齿轴18作前述的滑行，这时的齿轴18与调整轮19便可沿反方向略略转动，这样便解脱了上述的齿顶卡塞现象。结果，齿轴18之齿18a的齿顶在齿轴18沿着调整轮19之齿表面滑行时，便被引导向调整轮19的齿根。按此种方式，齿轴18的齿18a与调整轮19的齿二者之间便得以正常啮合。

表1示明调时机构4中齿轴18与调整轮19以及齿轮轮系机构2中之分轮这三者的机械强度。

表1

齿轴18    调整轮19    分轮12

洛氏硬度    M100    M110    R90

（ASTM-D785）    或更高    或更高    或更高

相对延伸率    40%    6%    -

（ASTM-D638）    或更高    或以下    -

抗弯强度    1400公斤/平    1400公斤/平    700公斤/平

（ASTM-D790）    方厘米或更高    方厘米或更高    方厘米或更高

下面将描述按图1构制的指针运动机构的运动。

当步进电机1的转子5按预定方向转动时。此转动经第五轮8传递至秒轮9，这样，装配在秒轮9轴部9a上端的秒针3c即被驱动。秒轮9的转动经第三轮10传至中心轮11的中心轮齿轮11c。由于因步进电机1传递给中心轮齿轮11c的转动力，中心轮齿轮11c作用到轴部11a外周上的转矩强度小于上述的滑动转矩，所以中心轮齿轮11c即在无滑动的条件下将此转动力传给轴部11a。这样，安装在中心轮11轴部11a之上端的分针3b即被驱动。中心轮11的转动经由与中心轮齿轴11b啮合的分轮12而传给时轮13，而使时轮带动时针3a。这样，在表盘14上运动的时、分、秒针3a、3b、3c便指示着时间。

进行调时之际，将图2所示调时机构4中的操作部件17依箭头X的方向拉出，然后按照所需方向转动。更具体地说，当沿箭头方向拉出操作部件17时，设在操作部件17之阶梯状凹部17c上的定位杆20即随此操作部件运动，以触发装在主夹板6上的一止动件（未示明），由此将操作部件17确定到一用于调时的预定位置。定 位杆20的运动引起离合杆21依箭头Y的指向运动。离合杆21的这种运动则导致齿轴18在此同一方向中沿着操作部件17的花键部分17b运动，而使齿轴18的齿18a与调整轮19的齿相啮合。在图2中，操作部件17的以及齿轴18与离合杆21在此操作部件17沿箭头X方向被拉出前的位置，均以虚线表明;而这些部件在操作部件沿箭头X方向拉出的位置则以实线示明。在这项操作中，齿轴18的齿18a平稳地与调整轮19的齿相啮合，而不会如以前所述伤及齿轮齿。在这样的状态下，不论操作部件17是依哪个方向转动，它的转动即经由齿轴18而传给调整轮19，而调整轮19的转动随即又通过分轮12而传给中心轮11的中心轮齿轴11b与时轮13。这样，中心轮11的齿轴11b与轴部11a以及时轮13都转动着，而分别带动时针3a与分针3b。此时，由操作部件17传给中心轮11之齿轴11b的转矩而引起的，为轴部11a之外周施加到中心轮齿轮11c内周上的转矩强度，超过了前述之中心轮齿轮11c上的滑动转矩（3至6克·厘米）。于是，轴部11a即与中心轮齿轴11b一起在中心轮齿轮11c上滑动。换句话说，没有转矩从操作部件17传给啮合中心轮11之齿轮11c的第三轮10，而对于此中心轮是没有从操作部件17传送来的转矩的，同时，此操作部件的转矩也不传给相继与第三轮10联结的秒轮9、第五轮8与转子5。因此，操作部件17的转动既不会导致安装在秒轮的秒针3c运动，也不会引起步进电机1之转子5的转动，这就是说，由于调时而产生的操作部件17之转动只会引致分针3a与时针3b的运动。

在上述之调时机构的实施例中，齿轴18是由高挠性的聚乙酰胺树脂制成，分轮12是由含钛酸钾须晶的聚醛树脂制成，而位于齿轴 18与分轮12之间的调整轮19则是由含30%钛酸钾须晶的聚乙酰胺制成。在这三种构成以上三个齿轮件的不同材料中，齿轴18的材料最软而调整轮19的材料最硬。因此，当齿轴18的齿18a之齿顶与调整轮19之齿顶如图4所示相互碰触时所产生的冲击力即为齿轴18吸收，从而防止了这两种齿轮件的齿变形或受损。此外，在调时之际，齿轴18之齿18a决不会为调整轮19之齿所卡住。既使调整轮19的齿为齿轴18的齿18a所卡塞，它们的这种阻滞现象也会由于齿18a的脱出而得以防止。于是，在这样的调时操作中，齿轴18能够可靠而平稳地啮合调整轮19。这样，操作部件17的转动也就可靠而平稳地由齿轴18传给调整轮19，得以稳定地进行定时操作。还由于始终与分轮12之齿12c相啮合的调整轮19之针决不会因与齿轴18碰触而变形或致伤，齿轮轮系机构2就总能平稳地工作。此外，既使是齿轴18的齿18a略有变形，除非是在进行调时操作之际，由于齿轴18不与调整轮啮合，也可确保齿轮轮系机构2中之指针正常运行。还由于齿轴18的齿18a、调整轮19的齿、分轮12的齿12c以及中心轮11的齿b都具有渐开线的齿形，因而即便是这些齿轮件全是由合成树脂由整体模成形，上述的各种齿均有足够的机械强度和优良的耐久性。

在以上实施例中，齿轴18是由聚乙酰胺树脂制成，调整轮19是由含30%钛酸钾须晶的聚乙酰胺树脂制成，而分轮12是由含钛酸钾须晶的聚醛树脂制成。但是，根据本发明，是可以采用其它树脂来形成齿轴18、调整轮19与分轮12，只要求齿轴18的材料是一种在挠性上高于分轮12与调整轮19之树脂材料的树脂即可。此外，通过沿着齿轴18之齿18a的边缘形成具有小宽度的平坦表面或弧形的凹面18a，可以提高齿18a的机械强度。

还有，在以上实施例中，调整轮19啮合齿轮轮系机构2中的分轮12，而操作部件17的转动是经由齿轴18与调整轮19传送给分轮12的。但是，根据本发明，也可使调整轮19啮合齿轮轮系机构中的另一个齿轮，例如时轮13或中心轮11，使操作部件17的转动可以通过齿轴18与调整轮19而传给齿轮系机构2中的另一个齿轮，例如时轮13或中心轮11。此外，还能在调整轮19与齿轮轮系机构2中的一个齿轮之间设置一空转齿轮，以取代使调整轮19直接啮合齿轮轮系机构2中一个齿轮的那种结构。

也还有可能省除掉调整轮19，而使齿轴18直接啮合齿轮轮系结构2中的一个齿轮，例如分轮12或中心轮11。在这种情形下，齿轴18所用的树脂材料，应比齿轮轮系机构2中为齿轴18所啮合之齿轮的树脂材料具有更高的挠性。而且齿轴18可以安装在操作部件17上或与后者按整体成形。

此外，尽管以上实施例是关于电池驱动的指针式手表的，但本发明也可应用于其它各种指针式手表。