位置探测装置和使用该装置的时计指针位置探测装置

申请号 CN02141349.5 申请日 2002-05-11 公开(公告)号 CN1385768A 公开(公告)日 2002-12-18
申请人 精工电子有限公司; 发明人 增田重行; 长谷川贵则;
摘要 提供一种能够提高可运动体的 位置 探测确定度的位置探测装置,一种能提高 指针 的位置探测确定度的时计指针位置探测装置,以及具有这种指针位置探测装置的 电子 时计。电子时计指针位置探测装置包括,由包括导电 碳 纳米管 的导电部分和包括非导电 碳纳米管 的非导电部分整体成型构成的可运动体,和用来探测可运动体的所述导电部分和非导电部分的哪一个是在探测区域的探针。
权利要求

1、一种位置探测装置,包括:
一由包括导电纳米管的导电部分和包括非导电碳纳米管的非导电部分整 体成型来构成的可运动体;以及一用来探测可运动体的导电部分和非导电部分的任一部分的探针是在被探 测的区域内。
2、如权利要求1所述的位置探测装置,其特征在于,该探针至少包括与该可 运动体的表面形成接触的单片的导电接触片。
3、如权利要求2所述的位置探测装置,其特征在于,该探针包括一对与该可 运动体的表面形成接触的导电接触片。
4、如权利要求3所述的位置探测装置,其特征在于,该对导电接触片与该可 运动体的不同表面形成接触。
5、如权利要求3所述的位置探测装置,其特征在于,该对导电接触片与该可 运动体的相同表面形成接触。
6、如权利要求1所述的位置探测装置,其特征在于,该可运动体是可旋转体。
7、如权利要求6所述的位置探测装置,其特征在于,该旋转体包括一轮。
8、如权利要求7所述的位置探测装置,其特征在于,该探针与该轮的旋转轴 线相交的表面形成接触。
9、如权利要求1所述的时钟指针位置探测装置,还包括固定在该旋转体上并 与该旋转体一起往前运动的指针。
10、一种具有如权利要求9所述的指针位置探测位置装置的电子时计。

说明书全文

技术领域

发明涉及位置探测装置,更具体而言,涉及适宜在时计或类似件的指针位 置探测装置中使用的位置探测装置。

背景技术

在各种模拟型(指针类型)时计内,很少需要将指针设定或定位到一参考位 置,就是说,零位置或初始位置。例如,其相应的是当在开始计算时间之前强制 地将秒表指针设置到零位,或者在通过探测包括时间信息的无线电波来调整时间 的无线电波型时计的情况下,时计的指针位置通常被设置在基于无线电波的时间 信息的基础上的时间信息的位置(例如12点0分0秒等)处。为了设置这类指针位 置,按照这类时计,通常提供一用来快速强进给指针的快速进给机构,和能够 探测指针达到一特定旋转位置(例如零位置)的指针部分探测装置。更具体而言, 按照这类传统时计,典型地是,例如,构建成这样的结构,其中由金属制成的片 簧固定到秒轮上,该秒轮固定在附着有秒针的秒齿轴上,而片簧的延伸端部和电 路板的表面形成压力接触,并且当片簧沿秒针旋转时且秒轮与形成在电路板表面 上的垫或接触部分接触时,探测到该秒针到达初始位置。
但是,按照这类传统指针位置探测机构,通常直径大约为3mm且厚度大约为 0.2mm的齿轮(例如,秒轮)固定在片簧上,该片簧和齿轮分别形成,因此,在 片簧和齿轮之间会引起自然的联系,片簧和齿轮之间的相对位置彼此错移,片簧 和(例如)秒针之间的相对位置就会彼此错移,这样秒针的探测位置的确定性就 遭到破坏。
同时已经发现,纳米管导电性会根据其直径或手性(螺旋角)而改变, 而且,由于其结构的原因,希望得到高机械强度(断裂强度或刚度)等,并且开 始研究它的使用。
根据上述的各种观点研究本发明,并且本发明目的是提供一种能提高探测可 运动体的位置的确定性的位置探测装置。

发明内容

本发明的另一个目的是提供一种能提高探测指针位置的确定性的时计的指 针位置探测装置,和具有这种指针位置探测装置的电子时计。
为了达到上述的目的,按照本发明,提供了一种位置探测装置,它包括一可 运动体和一探针。可运动体由包括导电碳纳米管的导电部分和包括非导电碳纳米 管的非导电部分整体成型来构成,探针用来探测可运动体的导电部分和非导电部 分中哪一个部分是在被探测的区域内。
本发明的位置探测装置具有“用来探测可运动体的导电部分和非导电部分中 哪一个部分是在被探测区域内的探针,该表达包括通过被探测的区域”,因此, 能通过探针探测到可运动体的运动状态。
另外,按照本发明的位置探测装置,“可运动件的导电部分包括导电碳纳米 管,其非导电部分包括非导电碳纳米管”,因此,导电部分和非导电部分实际上 能由相同或类似的宏观材料来构成。因此,“可运动体由导电部分和非导电部分 整体成型”能被认作基本上在整体上包括相同的材料,因此,比较而言,例如, 在将导电金属粉和类似物仅仅分散到导电部分的情况下,在整体成型中,导电部 分和非导电部分能可靠地形成一整体或接合。而且,宏观而言,碳纳米管能采用 例如精细粉末的模式,因此,当碳纳米管分散到树脂或类似物中时,碳纳米管可 以均匀地分布,在每个导电部分和非导电部分,就能容易地实现基本上均匀和对 等的组成。结果,在可运动体中,就能容易地实现导电部分和非导电部分的可靠 的整体性。因此,很难引起在导电部分和非导电部分的相对位置间的错移的现象, 并且导电部分和非导电部分的位置的探测就能在可运动体的位置探测中有高的确 定性。而且,能尽可能地确保导电部分和非导电部分的稳定的整体性,当需要时, 碳纳米管可以不均匀地分散在导电部分和非导电部分的至少某个部分中。
另外,关于可运动体,“非导电部分”表示“比较导电部分而言其导电性低 到可确认的程度”。因此,当导电部分提供金属性能或是导电程度时,非导电部 分典型地就是包括所说的具有高的电绝缘性能的绝缘体,但是,在这种情况下, 非导电部分可以是半导体(典型地,是指半导体的导电性能和导电程度)。此外, 当非导电部分包括彼此相互远离的多个区域时,所有的区域可包括类似的结构, 或是一个或多个区域可包括彼此不同的结构。同时,当非导电部分是半导体的设 置时,非导电部分典型地可以包括绝缘体。而且,相对于导电性而言能确定导电 程度彼此不同的两个部分即可,在这种情况下,两个部分可以是提供导电性的情 况,通常是金属的导电性,或者可提供非导电性(绝缘性能)的情况,通常是电 绝缘性能,或者两个部分是通常为具有半导体性能的情况。而且,当导电部分是 由多个彼此远离的区域构成的情况时,所有的区域可以是结构基本上类似的情 况,或者单一或多个区域可以是彼此结构不同的情况。
尽管导电部分和非导电部分可以在可运动体内以任意方式分布,只要导电部 分和非导电部分能由探针确定出来,但是,典型地,导电部分包括这样的表面部 分,即构成能设置在探针的相对侧的可运动体的表面的一部分,而非导电部分包 括这样的表面部分,即能构成设置在探针的相对侧的可运动体的表面的一部分。
此外,按照本发明的位置探测装置,“可运动体的导电部分和非导电部分是 整体设置的”,因此,探针可以是任意探测元件,只要探针能探测到可运动体的 导电部分和非导电部分现在是否在探测区域内。即是说,只要能确认导电部分和 非导电部分,位置探测装置可以是通过使得探针的前端或类似端与可运动体的表 面形成接触而确认导电部分和非导电部分的类型(接触类型),或者也可以是用 探针的前端或类似端在可运动体的相对的区域(探测区域),由探针用其间的间 隙来确认导电部分和非导电部分的类型(非接触类型),而且,关于探测的双向 操作和规则可以是任意的电子的、光学的、电磁的或者磁的类型和系统。此外, 对于探针,“探测可运动体的导电部分和非导电部分的某一个部分现在是否在被 探测的区域内”的构成,是不限于探测“存在”或“存在与非存在”的结构的, 即是说,在被探测区域中导电部分或非导电部分的“存在或不存在”还包括这样 的结构,即探测导电部分和非导电部分是否通过被探测的区域。在后一种情况中, 可以构造成这样的结构,即探测导电部分或非导电部分从被探测区域外进入被探 测区域内,或者探测导电部分或非导电部分是正通过被探测的区域,或者探测导 电部分或非导电部分从被探测区域内出来到被探测区域外,或者是探测导电部分 或非导电部分从被探测区域外进入到被探测区域内然后出来到被探测区域的外 侧。此外,尽管探针可以典型地是探测“导电部分”是否在被探测区域的类型, 除了“导电部分”探针还可以探测“非导电部分”是否在被探测区域内的类型。
此外,尽管包括在导电部分中的碳纳米管大多是典型地包括导电碳纳米管, 只要导电部分的导电性足够高于非导电部分的导电性,包括在导电部分的碳纳米 管的一部分或相应的部分就可以是相对的非导电部分。尽管相应部分的比率典型 地是等于或小于,例如50%,在这种情况下,比率也可以是超过50%。此外,包 括在导电部分里的基本上全部的碳纳米管可以是导电碳纳米管。此外,导电区域 同时可以与碳纳米管外的物质相混或混合。
类似地,尽管包括在非导电部分的碳纳米管的大部分典型地包括非导电碳纳 米管,但是只要非导电部分的导电性足够低于导电部分的导电性,包括在非导电 部分的碳纳米管的一部分或相应部分就可以是相对导电的。尽管相应部分的比率 典型地是等于或小于大约50%,在这种情况下,比率可以超过50%。此外,包括 在非导电部分里的基本上全部的碳纳米管可以是非导电碳纳米管。此外,非导电 区域同时可以与碳纳米管外的物质相混或混合。
关于碳纳米管,涉及关于可运动体的区域中被导电或非导电的情况中的导电 性或非导电性,或类似地,只从导电性的观点看,相对于可确定程度的导电性是 高或低,典型地,导电碳纳米管是指具有金属导电性的碳纳米管,而非导电碳纳 米管是指,如具有较大能带系的半导体或绝缘体中具有相对而言的高电绝缘性能 的碳纳米管。
此外,事实本身是,碳纳米管是按照其直径或手性角(螺旋角)确定导电性 或非导电性的,这是公知。导电碳纳米管可包括具有恒定直径或手性角的组分, 或者可以混合具有不同直径或手性角的组分,只要导电碳纳米管设置有导电性足 够大于非导电碳纳米管的导电性即可。此外,各自碳纳米管本身的直径或类似因 素可以是不恒定的。类似地,非导电碳纳米管可包括具有恒定直径或手性角的组 分,或者可以混合具有不同直径或手性角的组分,只要非导电碳纳米管设置有导 电性足够小于非导电碳纳米管的导电性即可。尽管,优选是碳纳米管的长度相对 宏观而言是短的以均匀分散,但是相对较长的长度也可以,只要在基底材料中操 作的树脂或类似物能足够均匀或均衡分散碳纳米管。此外,为了碳纳米管耦合(包 括缠结)稳定,在这种情况下,长度也可以是较长的情况。
尽管碳纳米管典型地是包括所谓的单层纳米管,碳纳米管也可以是包括多层 的或者是混合单层和多层的情况,只要能提供所需的导电性质。此外,尽管碳纳 米管典型地是仅包括碳,在这种情况下,除了碳以外的原子也可放入纳米管的内 侧或表面或管之间。
可运动体的非导电主体部分和导电部分典型地是在相同树脂的不同区域或 部分由分散具有不同导电性的碳纳米管构成的。即是,典型地,单独准备的导电 树脂材料(当导电部分按照种类包括多种二次传导部分,一种或多种导电树脂材 料时)是用所需的比率均匀分散导电碳纳米管到树脂材料中来构成的,并且,非 导电树脂材料(当非导电主体部分按照种类包括多种二次传导部分,一种或多种 非导电树脂材料时)是用所需的比率均匀分散非导电碳纳米管到树脂材料中来构 成的,并且,例如,通过所说的两种或多种颜色喷射成模法,会形成具有所需的 图案的导电主体部分(区域)和非导电部分(区域),并且是整体成型的。此外, 树脂的两种颜色和多种颜色的喷射成模法技术本身是公知的(例如,参考“第一 章1.5.6两种颜色(多种颜色)喷时成模法”在“喷射成模法模具成型机”(日本 发明与创造研究会)专利局编订专利系列图表)。
作为树脂,例如,可使用聚碳酸脂树脂。但是,其他树脂也可以用,只要是 适合形成可运动体的材料的并且该材料能均匀和均衡地分散碳纳米管的树脂就可 以。
碳纳米管颗粒或粉末分散在树脂中的比率可按照可运动体提供的性质任意 选择,只要导电区域(部分)和非导电区域(部分)能形成整体的可运动体。从 导电性的观点看,具体是在由分散导电碳纳米管构成的导电区域(部分),优选 是碳纳米管的比率高的情况。同时,从机械强度的角度看,当碳纳米管的比率高 的情况时,引起在基底材料上树脂的整体性受破坏时,基本上混合碳纳米管的比 率的上限是按照可运动件的种类和树脂和类似物的种类来定的。同时,典型地, 不仅碳纳米管是具有高机械强度,而且碳纳米管本身也是有弹性的,并且因此, 通过分散碳纳米管到树脂中,能增加机械强度或弹性。因此,从机械性质的角度 看,按照组成电子部分的种类、树脂或类似物的种类,碳纳米管的比率可以有一 下限。上限和下限,就是说,按照混合电子部分的种类、树脂或类似物的种类, 优选的上下限的范围可以是不同的。
此外,除了由树脂作为基底材料达到非导电主体部分和导电部分整体成型 外,还可构建成这样的结构,即在其中,可运动体的初始成型是通过有机材料作 为粘合剂来进行的,并且之后,通过热分解、汽化或类似加热等充分燃烧粘合剂 部分,碳纳米管基本上燃烧固化成具有高比率或纯度的碳纳米管的成型产品。在 这种情况下,例如,燃烧后的残余物是相互耦合到碳纳米管中的。但是,当按照 混合电子部分的使用情况,以所需的强度相互耦合碳纳米管时,实际上也可以无 需残余物或类似物。
已经解释过探针,位置探测装置典型地是探测可运动体的导电部分和非导电 部分到达被探测区域,但是,在这样情况下,可构建成这样的结构,其中,位置 探测装置探测导电部分和非导电部分通过被探测区域。此外,位置探测装置可简 单探测或感测导电部分或非导电部分到达探测区域,或其相反的情况,包括探针 的探测系统是连接到电子驱动系统的,因此由探测或其他的感测引起的其他的程 序也能被执行,例如,根据探测或感测结果使电流流动,或是将电压施加到其他 部分。
按照本发明的位置探测装置,只要能区分导电部分和非导电部分,如上所 述,探针可以设置成任意结构,但是,按照本发明的位置探测装置,典型地,探 针包括至少单片导电触片,用来与可运动体的表面形成接触,此外,典型地,探 针包括一对导电接触片,与可运动体的表面接触。
在这种情况下,即是说,当探针包括导电触片时,按照本发明的位置探测装 置,基本上,可运动体是“由包括导电碳纳米管的导电部分和包括非导电碳纳米 管的非导电部分整体成型构成”的,并且因此,当可运动主体的表面在与探针的 导电触片相接触时,在介于导电部分的表面部分和非导电部分的表面部分之间的 边界处引起台阶状的差别和类似的情况,就能被约束到最小状态,并因此,甚至 当相对于探针而言可运动体的运动速度大时,这里很少涉及探针的导电触片会是 由可运动体的表面在边界处发生突升、跌落和反弹,并且导电触片会保持在稳定 的接触状态。此外,可运动体是整体成型的,例如,由所说的两种或多种颜色喷 射成模或以类似方法成型的,因此,在非导电表面部分的导电表面部分的尺寸和 位置或是在导电表面部分的非导电表面部分的尺寸和位置就能精确地形成。
此外,既然可运动体的导电部分和非导电部分两者都包括碳纳米管,可运动 体的导电部分和非导电部分的机械性质就是以所提供的碳纳米管的反射性质而彼 此相近,例如,机械强度(破裂限)、弹簧性质的弹性和类似性质都能提高。结 果是,接触状态的关联性相当小,在导电部分的表面部分和非导电部分的表面之 间的边界处探针的导电触片的接触状态显著改变,触片的接触状态能稳定地保 持。此外,不仅由探针进行的预定探测能确定地执行,而且探针的接触部分或支 持基底部分在探针在台阶状差别上撞击时受到的损伤或破坏,也能限制到最低程 度。
当探针是由一对导电触片构成时,这对导电触片可是这样构成的,其与在可 运动体的整个表面上的共同表面部分形成接触,或者可这样构成,即可与不同的 表面部分接触。在前一种情况中,与一对探针接触的共同表面部分是设置有导电 部分的表面部分(暴露的部分)和非导电部分的表面部分(暴露的部分)。对于 各自的其他的表面部分,导电部分和非导电部分中的一个可以是暴露的,或者导 电部分和非导电部分两个都是暴露的,而导电部分或非导电部分是否暴露给其他 的表面部分,可从可运动体的作用的角度在考虑可运动体的所需的性质,如适当 的摩擦力或制造成本的情况下适度选择。在后一种情况中,按照可运动体的运动 方式,可选择与探针接触的表面。当可运动体包括环形板状的可旋转体时,各自 的探针对可构建成这样的结构,即与环板形旋转体的相对侧的端面形成接触,或 者,可构建成,一个探针与外周边表面接触。
在这种情况下,尽管探针的导电触片的前端部分典型地是弹性压向可运动体 的表面的,只要能确保探针的导电触片的前端部与可运动体的表面相接触,前端 和表面就也可用其他的元件方式彼此接触。此外,为了弹性将探针的导电触片压 向可运动体的表面,探针的导电触片本身可以是弹性变形的,或者探针的导电触 片可由弹性元件压向可运动体的表面。
可运动体可由任何可运动结构来构成,只要可运动体的导电区域和非导电区 域通过被探测区域,例如,可以构建成往复运动的结构,旋转结构(旋转体), 和沿复杂路径循环的结构,或执行其他类似运动的结构。
当可运动体被构建成旋转体结构时,与探针接触的可旋转体的表面可以是可 旋转体的外周边面,或与可运动体的旋转轴线相交的表面。在后一种情况中,尽 管表面可典型地构建成对旋转轴线是平面直角的表面,但是,在这种情况下,表 面也可以是光滑的凹入、突起或是波纹状。
当探针是成对触片的结构时,触片对可以与可运动体的相同面形成接触,也 可与其不同面接触。例如,当可运动体是旋转体的结构时,各个触片对都与旋转 体的外周面接触,或者与端面中的一个接触,或者触片中的任一对可与外周面形 成接触,或者其他的与同旋转轴线相交的端面形成接触,或者触片对中的一个与 旋转体的一个端面接触,而另一接触面与另一端面接触。
当探针构建成一对触片而旋转体构建成齿轮的结构时,触片就与共同端面或 相对侧上的端面相接触了。在这种情况下,齿轮就整体构建成包括碳纳米管的部 分的结构,因此,齿轮相对是较轻的,并且具有高的机械强度。因此,齿轮一方 面能轻松地在高速下旋转,另一方面,齿轮能传送大能量和力。此外,齿轮还能 构建成包括导电碳纳米管的导电部分和包括非导电碳纳米管的非导电部分整体成 型的结构,因此,甚至当齿轮以高速或施加大负载旋转时,实际上引起过渡变形 或引起永久变形的情况相当小。
例如,当该齿轮构建成驱动时钟的指针的齿轮时,如上所述,例如,用所说 的两种或多种颜色以喷射成模法或类似方法,齿轮能整体成型,并且在导电表面 部分的导电表面部分或在导电表面部分上的非导电部分的尺寸和位置就能精确形 成,因此,指针的位置就能精确并稳定很长时间。
附图说明
本发明的优选形式参照附图进行示例:
图1示出按照本发明的优选实施例有指针位置探测装置的电子时计的解释性 示例,图1A是无线电波修正机构的示例性方框图,而图1B是指针位置探测部分(沿 图2中线IB-IB作的横截面图)的垂直截面示意图;
图2是沿图1中线II-II作的秒轮的示意性平面图;
图3是图1的秒齿轴的改进的示例,图3A是沿图3B中线IIIA-IIIA作的示例性 横截面图,与图1B的垂直截面相类似,图3B是沿图3A中线IIIB-IIIB作的示例性 横截面图;
图4是图1的秒齿轴的其他改进的示例,图4A是沿图4B中线IVA-IVA作的示 例性横截面图,图4B是沿图4A中线IVB-IVB作的示例性横截面图;
图5仍是图1的秒齿轴的其他改进的示例,图5A是沿图5B中线VA-VA作的 示例性横截面图,图5B3是沿图5A和图5C中线VB-VB作的示例性横截面图;图5 是沿图5B中线VC-VC作的示例性横截面图。

具体实施方式

在附图所示的优选实施例的基础上,将给出执行本发明的几种模式的解释性 说明。
图1所示为用指针位置探测装置40的无线电波的时间修正类型的电子时计1 的示例的相关部分,该指针位置探测装置40构成符合本发明的优选实施例的位置 探测装置。在这种情形下,指针位置探测装置40通常指三种指针位置探测装置, 即秒针初始位置探测装置40s、分针初始位置探测装置40m和时针初始位置探测装 置40h,根据其使用可以仅探测一种指针位置。图1B中,数字2表示固定地安装或 固定到包括时计的外壳(未示出)的时计主体部分上的主夹板,时钟1具有在其前 端部分附有秒针3的秒齿轴4、在其前端部分附有分针5的中心齿轴6以及在其前端 部分附有时针7的时轮8。符号C表示旋转中心轴线。秒齿轴4的芯部4a的基底端部 形成有齿轴部分9并附有秒轮10。秒齿轴4的芯部4a由轮系夹板12以及在其基底端 11处的轮系夹板12的推力轴承部分13支撑,该芯部通过上部轴部分14与中心齿轴6 的圆柱形芯部6a形成滑动接触,上部轴部分14在其中间部分有放大直径的算盘珠 子形状。
轮系夹板12可设置有环形凸起部分以在其内周这边缘支持秒轮10,如图中虚线 12a所示。中心齿轴6的芯部6a的基底端侧部形成有齿轴部分15,具有中心齿轴6的 放大直径的插嘴部分16附着安装到中心齿轮17上。中心齿轴6与秒齿轴4的齿轴部 分9的相反端表面在基底端侧部的端表面处形成滑动接触。设置有配合地安装到在 中心齿轴6和时轮8之间的法兰部分18的主夹板2的孔中。中心管19在其内周面旋转 滑动支持中心齿轴6的圆柱芯6a的放大的圆柱桶部分6b和6c,并在其外周面通过放 大的圆柱桶部分19a和19b旋转滑动支持时轮8。在前端部方向C1拆卸时轮8的后部 齿轮部分20受固定到主夹板2上的时轮支持件21的限制。
按照图1A所示的例子的电子时计1,通过分频器31对来自时钟脉冲发生器30 的时钟脉冲进行分配产生秒脉冲,秒计时器32对秒脉冲进行计数,当秒计时器32 在每计数60次后被重新设置为0时产生分脉冲,并由分计时器33计数,当分计时器 33在每计数60次后重新设置为0时就产生时间(小时)脉冲,并由时间(小时)计 时器34计数。通过在每次计数时产生秒指针脉冲,秒计时器32操纵秒针驱动部分 35,从而在D1方向经秒轮10和秒齿轴4各自相应转6度来旋转秒针3,通过在每次 计数时产生分针脉冲,分计时器33操纵分针驱动部分36,从而在D1方向经中心齿 轮17和中心齿轴6来旋转分针5。通过例如每计数10次而产生时针脉冲,分计时器 33来操作时针驱动部分37,从而在D1方向经时轮8的齿轮部分20和小时主体部分 22各自相应转5度来旋转时针7。
如图1B和图2所示,秒轮10设置有占据齿轮10的大部分面积的非导电部分41 和沿齿轮10径向延伸的导电部分42。顺便提及,在图2中,齿轮10的齿和类似件是 被夸大放大显示的。当秒轮10的直径约为3mm,而其厚度为大约0.1mm~0.3mm 时,导电部分42的长度例如是约1mm而其宽度约是0.1mm。自然,这个尺寸只是 简单示例,并且,根据时钟1的尺寸以及通过旋转体设置的作用,至少旋转体的直 径和厚度中的一个以及导电部分的长度和宽度是可大可小的。另外,导电部分42 可沿秒轮10的径向在其整个长度上延伸,并且在这种情况下,导电部分42的径向 的外侧端面部分可设置在齿轮10的外周面上形成的齿的顶端部分上,也可设置在 齿的齿底部分上,还可设置在其斜面上,或者可扩展到多个齿上。按照这个示例, 导电部分42是在秒轮10的整个厚度上相对于厚度方向整体延伸的,并且设置的厚 度与秒轮10的厚度相符。因此,导电部分42是同时暴露在秒轮10的基底端侧表面 43和前端侧表面44。例如通过将大约百分之几十的非导电碳纳米管颗粒基本均匀 地分散在树脂材料中来形成非导电部分41,同样例如将大约百分之几十的导电碳 纳米管颗粒基本均匀地分散在树脂材料中来形成导电部分42。利用分散有非导电 碳纳米管的树脂行(resin row)材料和分散有非导电碳纳米管的低树脂(resin low) 材料经过所说的两种颜色注入成型整体成型形成包括非导电部分41和导电部分42 的秒轮1。
和秒轮10的基底端侧表面43相对的轮系夹板12上形成有一对轴向孔45a和 45b,并且孔45a和45b内设置有构成一对在纵向滑动的导体片的导电销46和47。导 电压缩弹簧48和49沿方向C1将销46和47压向前端面,弹簧48和49设置在稳定地安 装和固定在时钟1的外部或主夹板2或类似部件上的电路23和销46及47之间。尽 管弹簧48和49可以和实心杆形式的销46及47的基底端压力接触或固定到销46和47 的基底端上,销46和47优选是由圆柱体组成,每个圆柱体有闭合的前端部和敞开 的基底端部,并且弹簧48和49的前端部装配入圆柱销46和47内,并在圆柱体的内 表面与销46和47接触。以中心轴线C为中心从径向方向看,销46和47位于导电部分 42的相反侧的范围内,并且当导体部分42按照秒轮10的旋转在D1方向旋转时,在 这种情况下,导电部分42到达和销46和47相反的旋转位置,就是说探测位置,更 具体而言,在这种情况下两个销46和47的前端部分46a和47a在旋转方向D1与导体 部分42的前边缘接触,通过关闭接触开关的操作,销46和47的前端部分46a和47a 导电。
电源50的电压施加在销46和47的弹簧48和49之间,每次通过导体部分42使销 46和47的前端部分46a和47a导电时,通过探测信号Ss的输出表示导体部分42出现 在探测区域时(导体部分42进入到探测区域内或是穿过探测区域)。在这种情况 下,典型的是例如秒轮10如此进行定位,因此秒针3准确定位在零位或初始位置 时,导电部分42的前边缘部分在D1方向和销46和47的前端部分46a和47a接触。自 然地,相反的是,也可以探测到导体部分42离开探测区域(完成穿过探测区域, 也就是说,在D1方向销46和47都离开后部边缘)。当导电部分42的宽度足够小时, 在对秒轮10进行定位时,其在宽度方向与销46和47接触的位置是可以被忽略的。 在上面的描述中,在这个实施例中,秒针初始位置探测装置40s包括具有导电部分 42和非导电部分41的可运动件的秒轮10、构成探针的销46及47,还包括电源50和 类似件,所述探针作为与秒齿轮10的导体部分42共同操作的接触开关而操作。
还有,如图3所示,代替在销46及47和秒轮10的导体部分之间基本同时引起 或是去掉接触或是传导,秒针初始位置探测装置40s可构造成这样,导体部分52是 由圆圈或环形中心部分53和从环形中心部分53的外周面在径向延伸的径向延伸部 分54构成的,这样,仅当秒轮设置在预定旋转位置(例如,零位置或初始位置) 时,销46和47中的一个引线47就保持在与导体部分52形成接触和导电的状态,而 另一销46就变成与秒齿轮的导体部分52相接触和导电。在这种情况下,图1和图2 所示的例子是不同的,轮系夹板12的位置可确定,就是说,在两个销46和47的D1 方向位置的设置,即,在两个孔45a和45b的D1方向的位置,定位一个销46,就是 说,相对于秒针3的初始位置而言,在轮系夹板12的孔45a的D1方向的位置是设定 在预定位置的,并且因此,定位是可简单和准确地可信赖地执行的。在这个例子 中,引线47变成始终与导体部分52的中心环形部分53相接触,因此,引线47不会 被看作为探针。例如,当类似于环形支持部分的凸起12b或是在图1B中在轮系夹板 12的内周边缘以虚线表示的环形凸起12a,是与轮系夹板12本身整体形成的,所述 环形凸起12b是用作导电通道形成元件来代替引线47(自然,这里形成一连接到外 部开始终端的导体通道,是形成在轮系夹板12的表面或内部的),因此,指针位 置探测装置40s就能制成用来执行类似操作。在这种情况下,指针位置探测装置40s 设置有接触片或由单个探针组成的销46及代替探针对46和47的导体支持件12b。此 外,按照该实施例,导电部分52是暴露在秒轮10的基底端侧表面43上的,并向上 延伸到秒轮10的厚度方向的中间的。自然,可代替的是,导体部分52也可延伸到 整个厚度方向。此外,径向延伸部分54的径向外端部分可设置在外周齿部分的径 向内侧上,而不是延伸到秒轮10的外周上,此外,这里还可以构建这样的结构, 其中,环形部分53是设置在径向延伸部分54的径向的外侧的,并总是与销46形成 接触,并且从环形部分53的内周边缘在径向向内延伸的径向延伸部分54,是在预 定旋转位置与引线47形成接触的。此外,在图3所示例子的情况下,对于秒轮10 的旋转方向D1,销46和47可设置在任意相对的位置,而不是设置在相同的位置(从 径向看在一条直线上)。另外,按照图3的实施例,径向延伸部分54可对径向倾斜, 可形成曲线形状而不是直线形,或者其宽度可按照在纵向的位置变化,只要开始 与销46形成接触时的旋转位置能设定在预定位置处。
此外,在秒针初始位置探测装置40s中,代替设置一对接触片在秒轮10的共 同端面43(例如,图1和图2的例子)或44的相对面上,可设置构成该对接触片的 该对销46和47中的一个引线(例如,引线47),这个引线与秒轮10的前端侧面端 面44的导电部分42形成接触,如图4所示。在图4中,引线47经导电压缩弹簧49由 支持件24支持,支持件包括类似于电路块23的辅助电路块。在该实施例的情况下, 甚至当秒轮10的直径是相对较小的情况下,销46和47各自能确定地受到支持并且 销46和47各自在导体部分的宽度范围内能彼此独立定位,因此,定位是简单可靠 地执行的。尽管在这种情况下,引线47是经轮系夹板12典型地准确设置为销46的 相反侧,引线47和46从相对于各自的方向在直径方向的长度范围内以及在旋转方 向的长度范围内,就是说,导电部分42的宽度范围,仍可彼此移位。依照这种情 况,导体部分42从厚度方向看可以是倾斜的。
另外,如图5所示,秒针初始位置探测装置40s可由如图3和图4所示的改进结 合起来的结构构成。即,其可构建成类似于图4所示的改进的例子,一个引线47 经导电压缩弹簧49由支持件24支持在与秒轮10的前端侧端面44的相反侧面上,此 外,类似于图3的改进的例子,导电部分56总是与一个引线47相接触,该导电部分 设置成其暴露部分在该前端侧面端面44的形状是构造成圆形板状或环形板状,而 可与另一销46形成接触的导电部分57是配置成线性形状或是带状的,这样在底部 端侧端面43上的其暴露的形状是细长并在径向延伸的。在这种情况下,尽管由第 二导电部分56和57构成的导电部分58是形成在该位置的,并且是从秒轮10的厚度 方向看的该种形状,例如如图5所示的形状,从制造的简单程度的观点看,当需要 时,位置和形状是不用构建在厚度方向上的一个行上的。
反回来参照图1B,类似于秒轮10,中心齿轮17也是由包括非导电碳纳米管的 非导电部分61和包括导电碳纳米管的导电部分62的成模产品成整体构成的。类似 秒轮10的的导电部分42,中心齿轮17的导电部分62是细长的并在径向延伸,并且 是暴露在厚度方向上的两个端部的端面63和64的。按照该实施例,一对触片是由 导电弹簧65和66构成的,导电弹簧65和66就其本身而言可以是例如由金属制成的 盘簧,而弹簧65和66是在其前端面65a和66a与秒轮17的前端侧端面64相接触的, 并且是与相应于固定到在其底部端部65b和66b上的主夹板2上的电路板25的印刷 配线的垫或终端部分相接触的。底部端部65b和66b可固定连接到电路板25的相应 的终端部分。另外,当在D1方向旋转中心齿轮17时,为了限制弹簧65和66的前端 65a和66a运动或弯曲在与C1和C2方向交叉的方向,可构建一形成在盘簧的前端部 的接触部分,还可提供所需的限制元件和导引元件,比如从接触部分穿透盘簧的 轴,并在C1方向延伸,并且还可在板25的内侧在C1和C2方向滑动运动。另外,在 以相对高密度分散碳纳米管树脂的情况下,具有较高的硬度和相对较小的摩擦 力,就可以免掉那些限制和导引元件。按照该实施例,弹簧65和66本身构成接触 片,因此在电路板25和中心齿轮17之间的间隙就能减少。通过电源电路(未示) 施加到导电弹簧65和66之间的电压,类似于电源电路50对导电弹簧48和49是在其 间导电的,这些是仅在导电弹簧65和66的前端部分65a和66a与中心齿轮17的导电 部分62相接触时才发生的,并且是由导电部分62来导电的。电子导电部分是典型 地选择在这样一个位置的,即分针5是设置在零位置或是初始位置的。因此,当分 针5回到初始位置时,由导电弹簧65和66探测导电部分62,并且输出分针初始位置 探测信号Sm。
另外,对于导电部分62和接触片65和66的形状、排列等类似问题,类似于参 照图1至图5的关于秒轮10和接触片46和47的导电部分42、52和58的构成的解释, 采用所需的任意的方式(另外,还可采用类似于中心齿轮17的导电部分62以及用 于秒轮10和接触片46和47的导电部分42、52和58的接触片65和66的形状和排列)。 自然,接触片65和66可由销或类似件构成,并由分开的弹簧偏离,类似于接触片 46和47那样。
另外,类似地,时轮18的齿轮部分20也是由包括非导电碳纳米管的非导电部 分71和包括导电碳纳米管的导电部分72的成模产品整体构成的。时轮8总体上是由 整体成模产品构成的,或者时轮8的齿轮部分20是可由整体成模产品构成的,并且 齿轮部分20可固定到时轮8的小时主体部分22上。时轮8的齿轮部分20的导电部分 72,设置有中心环形部分73和径向延伸部分74,径向延伸部分74是从环形部分73 的外周边在径向向外细长延伸的,类似于图3所示的秒轮10的导电部分52,并且导 电部分72是形成在齿轮部分20的厚度方向的部分上的,以暴露在一个端面75,即 齿轮部分20的前端侧端面75处。按照该实施例,一对触片是由导电片簧76和77构 成的,并且弹簧76和77是在圆顶形突起的其前端部分76a和77a与齿轮部分20的前 端侧端面75相接触的,并且它们支持和固定在固定到主板2上的小时齿轮支持件21 和在其基底端部部分76b和77b的电路板或电路块26之间的,并且在基底端部部分 76b和77b与相应于电路板26的印刷配线的垫或终端部分形成接触。基底端部部分 76b和77b可固定连接到电路板26的相应的终端部分。按照该实施例,弹簧77的前 端部77b是比弹簧76的前端部分76b更靠近中心轴线C设置的,并且总是与导电部分 72的环形中心部分73形成接触,而设置在径向外侧的弹簧76的前端部部分76b,按 照在D1方向齿轮部分的旋转能与细长径向延伸部分74形成接触。由类似于对导电 弹簧48和49的电源电路50的电源电路(未示)对导电弹簧76和77之间施加电压, 是仅当导电弹簧76和77的两个前端部分76a和77a都与齿轮部分20的导电部分72相 接触时,才在其间导电,并且是由导电部分72导电。电子导电部分也是典型地选 择在这样的位置,即,时针7设置在零位置或初始位置的。因此,当时针7返回到 初始位置时,导电部分72是由导电弹簧76和77探测的,并且输出时针初始位置探 测信号Sh。
而且,导电部分72和接触片76和77的形状、排列和类似情况可采用所需的方 式,类似于关于秒轮10和接触片46和47的导电部分42、52和58所说明的构成,或 者类似关于中心齿轮17所说明的构成情况(相反地,也可采用类似于用在秒轮10 和接触片46和47的导电部分42、52和58的导电部分72和接触片76和77的形状和排 列,或者中心齿轮17和接触片65和66的导电部分62的形状和排列)。自然,接触 片76和77可以是销或类似件构成的,类似于接触片46和47能由分离弹簧移位。
按照电子时计1,当时针7、分针5和秒针3设置在或是到达零位置或初始位置 时,即是说,当指针7、5和3的位置是设置在,例如,零点零分零秒时,指针的零 位置(反馈)探测信号Sh、Sm和Ss就从各自的指针位置探测部分输出。自然,作 为初始位置,就能选择预先确定的随意的位置。
另外,由下面说明的无线电波操作的时计纠错机构及其构成,只是作为例子 具体说明指针位置探测装置40的操作的,并且在具有该指针位置探测装置40的电 子时计1中,通过无线电波操作的时计纠错机构及其构成也可以是任意的其他的构 成和操作方式。另外,尽管在前面的描述中没有清楚地说明,但是驱动机构和通 过定时器32、33和34操作的指针3、5、和7,以及齿轮10、17和20的排列、驱动方 式和类似问题都可以是另外的任意方式,而不是仅限在实施例所示的。
例如,如图1A所示的方框图,时计1的无线电波纠错部分80配置有时间无线 电波接收部分81,用于解码由无线电波接收部分81接收的时间无线电波和时间信 息取样的解码部分82,调整起始部分83及即时时间支持部分84。当从解码部分82 来的即时时间信息与预先设定的时间相符时(例如,早上2点0分0秒相应去睡觉), 调整起始部分83向即时时间支持部分84给出时间信息,并向控制部分90给出调整 起始信号,因此开始调整操作。即时时间支持部分84设置有秒定时器85,分定时 器86和小时定时器87指示即时时间。
当接收到调整起始信号时,控制部分90给驱动器31一调整起始信号,因而从 驱动器31开始给出一秒脉冲到即时时间支持部分84,驱动即时时间支持部分84的 秒定时器85、分定时器86和小时定时器87开始计数即时时间,停止从驱动器31给 秒脉冲到秒定时器32,另外,重新设定秒定时器32、分定时器33和小时定时器34 到零,并且停止由秒定时器32和分定时器33控制的秒针驱动部分35和分针驱动部 分36和时针驱动部分37的操作。
另外,控制部分90给出一快速进给控制起始信号到调整控制部分91的指针 3、5和4的初始位置,然后调整控制部分91将快速进给驱动起始信号送到秒针驱动 部分35、分针驱动部分36和时针驱动部分37的指针3、5和7的初始位置。快速进给 驱动起始信号,按照在重新设置之前在秒定时器32、分定时器33和小时定时器34 的含有值(保持值)和重新设置值(初始值)之间的不同,是具有脉冲宽度或类 似值的信号。秒针驱动部分35、分针驱动部分36和时针驱动部分37经其相关的秒 轮10、中心齿轮17和时轮8的齿轮部分20,快速旋转秒针3、分针5和时针7。当秒 针3、分针5和时针7各自达到初始位置时,通过导电部分42的导电销46和47,从秒 针初始位置探测装置40s产生秒针初始位置探测信号Ss,通过导电部分62将导电弹 簧65和66通电,从分针产生位置探测装置40m产生分针初始位置探测信号Sm,通 过导电部分72将导电片簧76和76通电,从时针产生位置探测装置40h产生时针初始 位置探测信号Sh。
当秒针初始位置探测信号Ss、分针初始位置探测信号Sm、时针初始位置探测 信号Sh各自从初始位置信号接收部分92给到控制部分90时,控制部分90停止各自 的相关的指针驱动部分的驱动操作,即是说,秒针驱动部分35、分针驱动部分36 和时针驱动部分37通过调整控制部分91与其相关。
当探测到秒针初始位置探测信号Ss、分针初始位置探测信号Sm、时针初始位 置探测信号Sh的所有信息以后,送到控制部分90,并且通过调整控制部分91驱动 和停止驱动部分35、36和37的操作已经完成后,控制部分90控制调整控制部分91 执行调整操作。调整控制部分91比较用于基准指示的(初始的,如,0)秒定时器 32的含有值和即时保持值的秒定时器85的含有值,通过秒针驱动部分35经秒轮10 按照参考值快速进给秒针3,并且使得秒定时器32的含有值作为基准指示,而用秒 定时器85的含有值作为即时保持值。关于“分”和“小时”,类似地,调整控制 部分91比较用于基准指示的(初始的,如,0)定时器33的含有值和即时保持值的 分定时器86的含有值,通过分针驱动部分36经中心齿轮17按照参考值快速进给秒 针5,并且使得定时器33的含有值指示在该时间点符合作为即时保持值的定时器86 的含有值。比较用于基准指示的(初始的,如,0)小时定时器34的含有值和即时 保持值的小时定时器87的含有值,通过时针驱动部分37经时轮8的齿轮部分20按照 差值快速进给时针7,并且使得定时器34的含有值指示符合作为即时保持值的小时 定时器87的含有值。当快速进给驱动完成的信号从驱动部分35、36和37经控制部 分90送到调整控制部分91时,调整控制部分91重复比较用作指示的定时器32、33 和34的含有值与作为即时保持值的定时器85、86和87的含有值之间的不同,调整 这些差别直到消除它们的差别为止。当在快速进给驱动完成的时间点定时器32、 33和34指示的含有值,符合即时保持值的定时器85、86和87的含有值时,控制部 分90从调整控制部分91接收到调整控制完成的信号,启动从驱动器31来的秒脉冲 施加到秒定时器32用作指示,再次启动从定时器32、33和34来的用作指示的操作 控制信号施加到相关的驱动部分35、36和37,并停止将从驱动器31来的秒脉冲施 加到用作即时保持值的秒定时器85。
在上面的描述中,应该注意的作为本发明的实施例中吸引人的一点是,属于 初始位置的探测,和有关探测即时时间的方法、驱动的方式、步进的方式和秒针、 分针和时针及类似件的各自的快速进给方式,这些方式都是用来说明初始位置探 测的例子的简单实施方式,是可以用任何其他机构或是构成来替换的。
按照如图1至5所示的构成的无线电波纠错类型(由无线电波来调整指示时间 的类型)的时计1,各自用来探测秒针3、分针5和时针7到达初始位置的指针位置 探测装置40s、40m和40h,是由整体成型的齿轮10、17和20形成的,齿轮10、17 和20构成可运动的元件沿各自指针3、5和7通过非导电部分和导电部分旋转,另 外,构成探针的导电触片与齿轮10、17和20形成接触,因此,在导电触片和导电 部分之间的导电和其放松能稳定地执行一段较长时间。另外,导电部分和非导电 部分是分别由分散导电和不导电的碳纳米管来构成的,因此,除了从导电性的观 点看外,导电部分和非导电部分基本上是用相同的材料构成的,因此,在导电部 分和非导电部分之间的接合是相当可靠的,在接触片形成接触的表面部分,在导 电部分和非导电部分之间的边界处,极少引起台阶状差别的概念。另外,导电部 分和非导电部分两者都是用碳纳米管由加强树脂构成的,因此,其机械强度是足 够高的。另外,这种导电部分和非导电部分的整体成型的结构,可以是由所说的 两色或是多色塑料注射成型来执行的,因此,很方便就能比较准确地指示位置以 及表示初始位置的导电部分的宽度,并且指针位置探测装置40的造价就能降低。 此外,不仅由碳纳米管构成的树脂加强结构的机械强度变高,而且,当加强树脂 表面的摩擦力变小时,树脂表面和导电触片的接触端部分之间的滑动能力也能提 高。
此外,尽管按照上述描述,已经给出的例子的说明中,齿轮的大部分是由非 导电部分构成的,以及其一部分是由导电部分构成的,这里还可以是这样的构成, 其大部分是由替代非导电部分的导电部分构成的,而其剩余的部分是由替代导电 部分的非导电部分构成的。
此外,当可运动体是由齿轮构成时,还可是这样的结构,齿轮的外周边包括 齿的环形部分是分别形成的,在内侧的可运动体的主体是由包括非导电和导电碳 纳米管的非导电部分和导电部分成整体成型的,并且,例如,在整体成型过程或 整体成型之后,环形齿部分是整体的了。
尽管如上所述,在无线电波纠错类型的电子时计中用来作为主探测组织的实 施例已经给出说明,但是,指针位置探测装置还可用在其他的目的中,比如,为 了在更换电池后调整指针位置设定指针到初始部分,或者用来设定停表的指针到 初始位置而探测指针位置等。此外,位置探测装置还可用来探测除了时钟指针外 任意的旋转体的位置。此外,可旋转体能执行任意动作,比如,往复运动、其他 循环运动或类似的代替旋转体执行的旋转运动的运动。
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