往复显示机构和时钟转让专利

申请号 : CN202110923527.1

文献号 : CN114077184B

文献日 :

基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 森田翔一郎坪井理子山田大辅高桥裕之

申请人 : 西铁城时计株式会社

摘要 :

提供不设置外部操作部件下使指针在特定的范围往复移动的往复显示机构。扇形显示机构(10)使指针(11)在特定的范围往复移动而进行规定的显示,其包括:指针(11);驱动指针(11)且具有齿轮(121)的指针驱动轮(12);与齿轮(121)的齿(122)啮合而使指针驱动轮(12)旋转的中间轮(14);对指针(11)朝一方的方向施力的回位弹簧(13),在齿轮(121)的与特定的范围对应的角度范围(123)形成齿(122)且在与该范围相邻的区域中的一方的区域形成供中间轮(14)(小齿轮(14b))空转的空转区域(124),回位弹簧(13)施力的方向为在空转区域(124)面向小齿轮(14b)的状态下使与空转区域(124)相邻的齿(122)啮合于小齿轮(14b)的方向。

权利要求 :

1.一种往复显示机构,其使指针在特定的范围内往复移动而进行规定的显示,其特征在于,所述往复显示机构包括:

指针,其能够在所述特定的范围内往复移动;

指针驱动轮,其用于驱动所述指针,并具有齿轮;

传动轮,其与所述齿轮的齿啮合而使所述指针驱动轮旋转;以及施力部件,其对所述指针朝所述往复移动的一方的方向施力,在所述齿轮中,在与所述特定的范围相对应的角度范围内形成有齿,且,在与形成有所述齿的所述角度范围相邻的区域中的一方的区域形成有供所述传动轮空转的空转区域,所述施力部件所施力的所述一方的方向为:在所述空转区域面向所述传动轮的状态下,使与所述空转区域相邻的所述齿啮合于所述传动轮的方向。

2.根据权利要求1所述的往复显示机构,其中,与所述传动轮的啮合从形成有所述齿的所述角度范围向所述空转区域行进时的所述传动轮的旋转方向被设定为:与使所述传动轮旋转的步进电机的正转方向相对应。

3.根据权利要求1或2所述的往复显示机构,其中,在所述齿轮中,与形成有所述齿的所述角度范围相邻的区域中的、与所述空转区域的相反侧相邻的区域形成有使所述传动轮抵接而停止旋转的停止器。

4.根据权利要求1或2所述的往复显示机构,其中,所述指针被设定为在扇形的范围内以圆弧状往复移动。

5.根据权利要求3所述的往复显示机构,其中,所述指针被设定为在扇形的范围内以圆弧状往复移动。

6.一种时钟,其特征在于,包括:

权利要求1至5中任一项所述的往复显示机构;以及步进电机,其用于旋转驱动所述驱动轮,所述一方的方向被设定成:与所述步进电机的转子的正转方向相反方向的旋转相对应的方向。

说明书 :

往复显示机构和时钟

技术领域

[0001] 本发明涉及往复显示机构和时钟。

背景技术

[0002] 已知有如下的时钟:即,具有在时钟的表盘(dial)的特定的扇形的范围内,使指针向正转方向和反转方向往复走针而显示规定的物理量的往复显示机构。作为由往复显示机构所显示的物理量,例如有作为用于驱动时钟的动力源的电池或发条(mainspring)的余量(动力储备(power reserve))。
[0003] 用于显示时间的指针通常进行旋转,这种进行旋转的指针固定于具有在整个圆周上形成有齿的齿轮的轮(wheel),该齿轮的齿与设置在其他的进行旋转的轮的小齿轮(pinion)啮合而传递旋转。
[0004] 与之相对地,将指针进行移动的范围限定在扇形的范围的方式为如下结构:形成于固定指针的轮自身或与固定有该指针的轮啮合的其他的轮的齿仅形成于与扇形状的范围相对应的旋转角度范围,而不是形成于整周(例如,参见专利文献1)。
[0005] 此外,作为其他的结构,也可以是:在固定有指针的轮的整周上形成齿,并在固定有指针的轮的、与扇形的范围相对应的旋转角度范围形成圆弧状的开口,将不旋转的停止器(止挡器,Stopper)插入于该开口而配置,在固定有指针的轮旋转时,停止器抵接于开口的端缘而将指针固定轮的旋转范围限制为扇形(例如,参见专利文献2)。
[0006] (现有技术文献)
[0007] (专利文献)
[0008] 专利文献1:日本特开2008‑116435号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2010‑223799号公报

发明内容

[0010] (发明所要解决的问题)
[0011] 上述专利文献1、2所公开的技术均使固定有指针的轮抵接于其他的部件,以此来将指针的移动范围限定在扇形的范围。
[0012] 然而,在将用于驱动固定有指针的轮的驱动轮用进电机驱动的情况下,在使指针在扇形的范围内往复走针时,需要将步进电机的旋转方向从正转方向切换至反转方向,并且,从反转方向切换至正转方向。
[0013] 在此,步进电机的转子在从静止的状态向反转方向旋转时,需要先从静止的状态向正转方向略微旋转,并利用从向该正转方向略微旋转的状态返回原来的静止的位置的反转的势头来通过原来的静止的位置而向反转方向旋转。
[0014] 因此,存在这样的问题:在扇形的范围的一端侧,在轮抵接其他的部件而静止的状态下,无法进行为了从该处向反转方向旋转而进行的向正转方向的略微的旋转。
[0015] 在此,专利文献2公开了:对外部操作部件进行操作,由此,配置在与外部操作部件连动的时钟的内部的连动部件使与其他的部件抵接而静止的状态的轮向正转方向略微旋转,从而使步进电机的转子可以向反转方向旋转。
[0016] 然而,对于额外设置这种外部操作部件来说,在时钟的内部需要空间,因此存在时钟的尺寸变大,且构成部件增多而成本增加的问题。
[0017] 本发明是鉴于上述情况而提出的,目的在于提供一种在不设置外部操作部件的前提下能够使指针在特定的范围内往复移动的往复显示机构和具有该往复显示机构的时钟。
[0018] (解决问题所采用的措施)
[0019] 本发明的第一方面:使指针在特定的范围内往复移动而进行规定的显示的往复显示机构包括:指针,其能够在所述特定的范围内往复移动;指针驱动轮,其用于驱动所述指针,并具有齿轮;传动轮,其与所述齿轮的齿啮合而使所述指针驱动轮旋转;以及施力部件,其对所述指针朝所述往复移动的一方的方向施力,在所述齿轮中,在与所述特定的范围相对应的角度范围形成有齿,且,在与形成有所述齿的范围相邻的区域中的一方的区域形成有供所述传动轮空转的空转区域,所述施力部件所施力的所述一方的方向为:在所述空转区域面向所述传动轮的状态下,使与所述空转区域相邻的所述齿啮合于所述传动轮的方向。
[0020] 本发明的第二方面的时钟包括:本发明的往复显示机构;以及步进电机,其用于旋转驱动所述驱动轮,所述一方的方向被设定成:与所述步进电机的转子的和正转方向相反方向的旋转相对应的方向。
[0021] (发明的效果)
[0022] 根据本发明的往复显示机构和具备该往复显示机构的时钟,在不设置外部操作部件的前提下能够使指针在特定的范围内往复移动。

附图说明

[0023] 图1为示出具备本发明的往复显示机构的一实施方式的扇形显示机构的时钟的俯视图。
[0024] 图2为从时钟的后盖侧观察了包括图1所示的扇形显示机构的时钟的机芯时的图。
[0025] 图3为从时钟的表盘侧观察了图1所示的扇形显示机构中的指针驱动轮时的立体图。
[0026] 图4为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其一)。
[0027] 图5为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其二)。
[0028] 图6为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其三)。
[0029] 图7为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其四)。
[0030] 图8为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其五)。
[0031] 图9为用于说明小齿轮与指针驱动轮的齿轮的形成有齿的角度范围相啮合的状态、扇显示区域、以及指针之间的位置关系的俯视图(其六)。
[0032] 图10为示出变形例中的指针驱动轮的、与图7相当的图。
[0033] 图11为示出变形例中的指针驱动轮的、与图9相当的图。
[0034] (附图标记的说明)
[0035] 10:扇形显示机构(往复显示机构);11:指针;12:指针驱动轮;
[0036] 13:回位弹簧;14:中间轮;14b:小齿轮;20:步进电机;
[0037] 21:转子;41:扇显示区域;100:时钟;121:齿轮;
[0038] 122:齿;123:角度范围;124:空转区域;126:突起;
[0039] 129:停止器。

具体实施方式

[0040] 以下,使用附图说明本发明的往复显示机构和具备该往复显示机构的时钟的实施方式。
[0041] <结构>
[0042] 图1为示出具备本发明的往复显示机构的一实施方式的扇形显示机构10的时钟100的俯视图,图2为从时钟100的后盖(case back)侧观察了包括图1所示的扇形显示机构
10的时钟100的机芯时的图,图3为从时钟100的表盘40侧观察了图1所示的扇形显示机构10中的指针驱动轮12时的立体图。此外,时钟100也是本发明的时钟的一实施方式。
[0043] 图示的时钟100利用时针51和分针52指示显示在表盘40的数字、棒式时标(index bar)等的小时字符,由此显示时刻。此外,在图1中,省略了小时字符的显示。
[0044] 在表盘40的6点钟方向的区域(表盘40的下方的区域)形成有小针(small hand)区域60,在小针区域60配置有秒针53。
[0045] 在表盘40的12点钟方向设置有扇形显示机构10。此外,在表盘40的12点钟方向的区域(表盘40的上方的区域)形成有具有中心角度为120[度]左右的扇形轮廓的扇显示区域41。扇显示区域41形成为扇的圆弧朝向表盘40的中心侧,扇形的顶点(扇轴)朝向表盘40的
12点钟侧的姿态。
[0046] 在扇显示区域41显示有省略了图示的刻度。刻度沿着以扇轴为中心的圆周方向以规定的间隔(作为一个示例,也可以是等角度间隔)显示。刻度表示例如作为用于驱动时钟100的动力源的电池的余量等的变化的物理量。
[0047] 扇形显示机构10使后述的指针11在包含扇显示区域41的特定的范围内以圆弧状往复移动,由此进行规定的显示。在本实施方式中,指针11指示显示在往复移动的特定的范围内的扇显示区域41的刻度,由此将电池的余量告知时钟100的使用者。
[0048] 此外,如上所述,虽然指针11移动角度范围比显示有刻度的扇显示区域41更大的范围,但可识别地显示电池的余量的范围仅是显示有刻度的扇显示区域41的范围。
[0049] 扇形显示机构10具备指针11、指针驱动轮12、中间轮14(传动轮的一个示例)和回位弹簧(反冲弹簧,kick spring)(扭簧)13(施力(energization)部件的一个示例)。
[0050] 如图3所示,指针驱动轮12是齿轮121和轴125一体形成的部件。指针11固定于轴125,指针11和指针驱动轮12一体地绕轴125旋转。
[0051] 齿轮121并不是绕轴125的整周上形成有齿122的齿轮,而是只在一圈的一半左右的角度范围123(作为一个示例,164[度]的角度范围)形成有齿122的齿轮。齿122与中间轮14的小齿轮14b(参见图4~图9)相啮合。
[0052] 此外,在齿轮121中,在与形成有齿122的角度范围123相邻的区域中的一方的区域形成有供与齿122啮合的中间轮14的小齿轮14b进行空转的空转区域124。具体地,空转区域124以与形成在齿轮121的齿122的齿根相当的半径以下的半径形成,由此小齿轮14b进行空转。此外,在齿轮121的节圆(分度圆)上,空转区域124以1模数以上的长度形成。
[0053] 此外,在齿轮121中,在与形成有齿122的角度范围123相邻的区域中的、与形成有空转区域124的一侧相反的区域形成有停止器129。与齿122啮合而进行旋转的小齿轮14b的齿抵接于该停止器129,由此使中间轮14的旋转停止。
[0054] 以与齿122的齿顶相当的半径形成本实施方式中的停止器129,但不限定于齿顶的半径,也可以比齿122的齿顶的半径大,还可以比齿122的齿顶的半径小,只要能发挥抵接于小齿轮14b的齿而使小齿轮14b的旋转停止的作用即可。
[0055] 在齿轮121的一方的面(例如,朝向表盘40的面)侧形成有沿轴125的方向突出的圆柱状的突起126。关于该突起126,突起126的周面接触后述的回位弹簧13的臂部13a,随着齿轮121的旋转而推压臂部13a,从而使回位弹簧13的线圈部分以扭转的方式弹性变形。
[0056] 此外,在齿轮121的与形成有突起126的面相同的面形成有两个类似于突起126的大致圆柱状的突起127。该突起127并不是像突起126那样对其他的部件施加某种作用部件,而是为了平衡突起126的重量而设置的部件。
[0057] 因此,三个突起126、127、127优选为以相近的质量且以大致等角度间隔围绕轴125而配置。此外,突起127并不限定于两个,也可以是三个,还可以是一个。此外,不考虑重量上的平衡的情况下,也可以省略突起127。
[0058] 在中间轮14中,齿轮14a和齿的数量比齿轮14a少的小齿轮14b以同轴一体设置。齿轮14a与和步进电机20的转子21以同轴固定的、省略了图示的齿轮相啮合。小齿轮14b与指针驱动轮12的齿轮121的齿122相啮合。由此,步进电机20的转子21的旋转经由中间轮14而传递至指针驱动轮12。
[0059] 回位弹簧13将向顺时针方向驱动的齿轮121向逆时针方向推压(施力)。
[0060] 图4~图9为用于说明小齿轮14b与指针驱动轮12的齿轮121的形成有齿122的角度范围123相啮合的状态、扇显示区域41、以及指针11之间的位置关系的俯视图。
[0061] 在此,如图4~图9所示,步进电机20被设定为转子21的正转方向的旋转为从表盘40侧观察时的顺时针方向的旋转。因此,中间轮14在转子21的正转方向的旋转的作用下逆时针旋转,指针驱动轮12向顺时针方向旋转。即,与作为传动轮的中间轮14的啮合从齿轮
121的形成有齿122的范围向空转区域124行进时的、中间轮14的旋转方向被设定为:与使中间轮14旋转的步进电机20的正转方向相对应。
[0062] 此外,在转子21的反转方向的旋转(从表盘40侧观察时为向逆时针方向的旋转)的作用下,中间轮14顺时针旋转,指针驱动轮12向逆时针方向旋转。
[0063] 接着,对指针驱动轮12的齿轮121的形成有齿122的角度范围123(参见图3)和指针11的位置的关系进行说明。
[0064] 图4示出如下状态:指针驱动轮12旋转而使小齿轮14b与形成有齿122的角度范围123中的顺时针方向的前端(逆时针方向的后端)的齿122相啮合的状态,且,小齿轮14b抵接在与形成有齿122的角度范围123相邻的停止器129而齿轮121停止了逆时针方向的旋转的状态。
[0065] 齿轮121的齿122与中间轮14的小齿轮14b啮合而进行旋转,但如图4所示,在小齿轮14b抵接在停止器129的状态下,小齿轮14b的顺时针的旋转被阻止而停止。
[0066] 该状态为:转子21向反转方向(逆时针旋转)进行旋转,啮合于与转子21同轴的齿轮的中间轮14向顺时针进行旋转而小齿轮14b抵接在停止器129而顺时针的旋转被阻止的状态。此外,指针驱动轮12为逆时针的旋转被阻止而停止的状态。
[0067] 因此,图4所示的状态为:固定在指针驱动轮12的指针11位于可旋转的范围内的逆时针方向的前端缘(顺时针方向的后端缘)的状态。此外,在该位置,指针11处于在逆时针方向超出扇显示区域41的位置。
[0068] 在图4所示的状态下,转子21无法从该停止状态进一步向反转方向进行旋转,但步进电机20可以使转子21一点也不向反转方向进行旋转的前提下将旋转方向切换至正转方向(顺时针)而进行旋转。
[0069] 此外,以图4所示的状态下的指针驱动轮12的突起126的位置作为基准位置,在图5~图9中,将位于该基准位置的突起126以作为虚拟线的双点划线示出。
[0070] 图5示出如下状态:小齿轮14b从抵接在停止器129的基准位置(图4的状态)向顺时针方向进行了旋转的状态,且,指针11与扇显示区域41的逆时针方向的前端缘(顺时针方向的后端缘)一致的状态。
[0071] 此时,齿轮121从图4所示的基准位置中的突起的126的位置到达图5所示的指针11与扇显示区域41的前端缘一致的位置为止向顺时针进行了角度α[度]的旋转。
[0072] 图5所示的状态为:小齿轮14b在形成有齿122的角度范围123内与齿122相啮合而可向顺时针或逆时针旋转的状态。此外,图5所示的状态是从图4所示的基准位置开始向步进电机20输入预设的规定的个数的驱动信号(例如,步进信号)而到达。
[0073] 在此,从用于防止因图4所示的基准位置的偏差(转子21的稳定后的停止位置的偏差)、防止空程差(backlash)所导致的正转后的指针11的停止位置和反转后的指针11的停止位置的偏移的空程差消除用的走针动作(例如,在到达目标停止位置为止设定了反转10步的情况下,首先反转12步之后,再正转2步而停止的走针动作)等的观点出发,角度α为4步以上为好。
[0074] 此外,例如,在指针11每一步走针3[度]的情况下,优先设定为12[度](=4步)以上。
[0075] 图6示出齿轮121从图5所示的状态向顺时针方向进行旋转而指针11与扇显示区域41的顺时针方向的前端缘(逆时针方向的后端缘)一致的状态。
[0076] 在扇显示区域41的从顺时针方向的前端缘至后端缘的角度被设定为β[度]的情况下,从图5所示的突起的126的位置至图6所示的突起126的位置为止,齿轮121向顺时针旋转角度β[度]。此外,作为一个示例,角度β可以为120[度],但并不限定于120[度]。
[0077] 此外,从图5所示的指针11与扇显示区域41的顺时针方向的后端缘一致的位置开始向步进电机20输入与指针驱动轮12的旋转角度β[度]相对应的规定的个数的驱动信号,从而到达图6所示的指针11与扇显示区域41的顺时针方向的前端缘一致的位置。
[0078] 图6所示的状态也为:小齿轮14b与形成有齿122的角度范围123内的齿122相啮合而可向顺时针或逆时针旋转的状态。
[0079] 此外,在图5所示的状态和图6所示的状态之间,根据指针驱动轮12的旋转,指针11可往复移动扇显示区域41的范围,并通过指针11指示扇显示区域41内所显示的刻度来能够进行规定的显示。
[0080] 图7为指针驱动轮12从图6所示的状态向顺时针方向旋转了角度γ[度]而使小齿轮14b与形成有齿122的角度范围123内的顺时针方向的后端(逆时针方向的前端)的齿122相啮合的状态。此外,图7的状态为:齿轮121的突起126开始接触固定在机芯的回位弹簧13的臂部13a的状态。
[0081] 从图6所示的位置开始向步进电机20输入与指针驱动轮12的旋转角度γ[度]相对应的规定的个数的驱动信号,从而到达图7所示的位置。为了防止因突起126和回位弹簧13等的偏差而指针11位于扇显示区域41内时齿轮121受到回位弹簧13所施加的推压力、指针11的停止位置因空程差而受到影响的情况,驱动信号的步数设定为1步以上为好。
[0082] 此外,例如,在指针11每一步走针3[度]的情况下,优先设定为3[度](=1步)以上。
[0083] 齿轮121的与形成有齿122的角度范围123相邻的区域中的、与顺时针方向的后端(逆时针方向的前端)的齿122相邻的外侧的区域为空转区域124,因此小齿轮14b可以从图7所示的状态进一步逆时针旋转。此外,在图7所示的状态下,指针11处于在顺时针方向超出扇显示区域41的位置。
[0084] 图8示出如下状态:在小齿轮14b的旋转的作用下角度范围123的齿122全都被送至比小齿轮14b更靠近顺时针方向的位置的状态,且,指针驱动轮12从图7所示的状态向顺时针方向旋转了δ[度]的状态。
[0085] 在图8所示的状态下,成为将所有的齿122向顺时针方向全部送出的状态而小齿轮14b位于空转区域124。在空转区域124内,小齿轮14b虽与齿122接触,但即使小齿轮14b进行逆时针方向的旋转,齿轮121不会旋转,而进行空转。
[0086] 小齿轮14b的逆时针方向的旋转与步进电机20中的转子21的向正转方向(顺时针方向)的旋转相对应,因此小齿轮14b逆时针空转,由此转子21的向正转方向的旋转不受阻碍,可以旋转。
[0087] 此外,若在控制装置的控制下结束到空转区域124位于小齿轮14b为止的向步进电机20的驱动信号的规定数量的输入,则转子21的向正转方向的旋转停止。
[0088] 在图8所示的状态下,中间轮14不会使指针驱动轮12进一步顺时针旋转,因此,固定在指针驱动轮12的指针11位于可旋转的范围内的顺时针方向的前端缘(逆时针方向的后端缘)。
[0089] 此外,在图8所示的状态下,成为齿轮121从图7所示的状态向顺时针方向旋转了角度δ[度]的状态,因此成为齿轮121的突起126向顺时针方向推压回位弹簧13的一方的臂部13a的状态。由此,回位弹簧13发生使两个臂部13a、13b之间的角度间隔变窄的弹性变形。
[0090] 其结果,回位弹簧13用因弹性变形而产生的反作用力将形成在齿轮121的突起126向图示的左侧推压(施力),由此,将齿轮121向逆时针方向推压。在图8所示的状态下,齿轮121在来自回位弹簧13的逆时针方向的扭矩的作用下逆时针旋转,从而齿轮121的齿122推压小齿轮14b。
[0091] 图9示出如下状态:在自来回位弹簧13的逆时针方向的扭矩的作用下齿轮121略微地逆时针旋转,齿轮121的齿122与小齿轮14b啮合而停止的状态。
[0092] 由于停止了转子21的旋转,因此在回位弹簧13的扭矩的作用下,小齿轮14b从齿122向顺时针被推压而顺时针旋转,但是在与小齿轮14b相连接的转子21欲要保持停止状态的保持转矩和基于回位弹簧13的弹力的扭矩的平衡下,如图9所示,突起126以从图8中的突起126(以双点划线示出)的位置向逆时针方向返回了角度ε[度]的状态停止。
[0093] 此外,优选为,事先将回位弹簧13、指针驱动轮12的规格设定为角度ε小于角度δ(ε<δ),以使即使在考虑了部件的偏差的情况下,齿轮121也一定可以从图8所示的位置移动至图9所示的位置。
[0094] 此外,在图9所示的停止状态下,虽然成为齿122与小齿轮14b接触,突起126与回位弹簧13的臂部13a接触的状态,但在图4~图6所示的状态下,突起126不与回位弹簧13接触。因此,在图4~图6所示的状态下,齿轮121不会受到基于回位弹簧13的向逆时针方向的扭矩。
[0095] <作用>
[0096] 对如此构成的实施方式的扇形显示机构10和时钟100的作用进行说明。即,对将时钟100所具有的功能中的规定的物理量用指针11显示于扇显示区域41的情况进行说明。
[0097] 在时钟100中,在时钟100所具有的控制装置的控制下,使步进电机20的转子21逆时针旋转,使与和转子21同轴的齿轮相啮合的中间轮14的齿轮14a顺时针旋转,使齿122与中间轮14的小齿轮14b相啮合的指针驱动轮12逆时针旋转。
[0098] 小齿轮14b与形成在角度范围123的齿122相啮合,使指针驱动轮12逆时针旋转,但如图4所示,若小齿轮14b抵接于与形成有齿122的角度范围123相邻的停止器129,则小齿轮14b的顺时针方向的旋转停止,从而小齿轮14b无法使指针驱动轮12进一步逆时针旋转,进而指针驱动轮12的旋转停止。此时,步进电机20的转子21的逆时针的旋转停止。
[0099] 以指针驱动轮12停止的位置作为基准位置(参见图4),在控制装置的控制下,向步进电机20输入预设的规定的个数的驱动信号而使转子21从基准位置顺时针旋转,从而使指针11移动至与扇显示区域41的顺时针方向的后端缘一致的位置(参见图5)。
[0100] 此外,例如,在指针11每一步走针3[度]的情况下,优选为,将驱动信号设定为12[度](=4步)以上。
[0101] 在此,步进电机20的转子21从停止了逆时针方向(反转方向)的旋转的基准位置切换至顺时针方向(正转方向)的旋转,而步进电机20在从反转方向切换至正转方向时,没有必要在向正转方向的旋转前进行向反转方向的略微的旋转。
[0102] 继而,为了使位于与扇显示区域41的顺时针方向的后端缘一致的位置的指针11(图5)移动至与想要显示的物理量相对应的扇显示区域41的规定的刻度的位置,在控制装置的控制下向步进电机20输入与到该刻度的位置为止的指针驱动轮12的旋转角度相对应的数量的驱动信号。
[0103] 由此,指针11从与扇显示区域41的顺时针方向的后端缘一致的位置向顺时针方向旋转并在指示扇显示区域41的规定的刻度的位置停止,从而由指针11所指的刻度显示规定的物理量。
[0104] 若为了使指针11从该状态进一步向顺时针方向旋转而向步进电机20输入使转子21正转的驱动信号,则经过图6所示的状态,继而经过图7所示的状态而如图8所示那样指针驱动轮12顺时针旋转至空转区域124对应于小齿轮14b的位置。
[0105] 若指针驱动轮12旋转至空转区域124对应于小齿轮14b的位置,则小齿轮14b进行空转,若结束向步进电机20的驱动信号的规定数量的输入,则在控制装置的控制下,转子21的向正转方向的旋转停止。
[0106] 此时,不会将指针驱动轮12进一步向顺时针方向旋转,因此指针11位于可旋转的范围内的最靠近顺时针方向的前端侧。
[0107] 此外,形成在指针驱动轮12的齿轮121的突起126从图7所示的状态开始推压臂部13a而受到弹性变形的回位弹簧13的反作用力,因此指针驱动轮12从图8所示的状态向逆时针返回至图9所示的位置而停止。
[0108] 在图9所示出的状态下,小齿轮14b以与齿122相啮合的状态停止,但在转子21顺时针旋转而停止的情况下,为了接下来使转子21逆时针反转,需要在该逆时针的旋转之前先使转子21向正转方向旋转。
[0109] 关于本实施方式的扇形显示机构10,在转子21顺时针旋转而停止的状态下,小齿轮14b位于齿轮121的空转区域124,因此可以使小齿轮14b向反转方向空转。
[0110] 因此,在使指针11逆时针旋转而返回基准位置的情况下,也可以使转子21先略微地向正转方向旋转,之后,利用从正转方向返回于停止时的位置的反作用而使转子向逆时针方向旋转。
[0111] 由此,使停止在可旋转的范围内的顺时针方向的前端缘(转子21的正转方向的旋转)的指针11直接逆时针旋转而指示形成在扇显示区域41的刻度,由此,也可通过逆时针的指针11进行规定的物理量的显示。
[0112] 如此回位弹簧13施力的朝向是,在空转区域124面向中间轮14的小齿轮14b的状态下使与空转区域124相邻的齿122啮合于小齿轮14b的朝向。
[0113] 就这样,根据本实施方式的扇形显示机构10和具备该扇形显示机构10的时钟,在不设置接收来自外部的操作的外部操作部件的前提下,能够使指针11在特定的范围往复移动。
[0114] 此外,本实施方式的扇形显示机构10中的指针驱动轮12具有停止器129,以使在反转方向上不进行规定的角度以上的机械性旋转,因此以小齿轮14b与停止器129抵接而机械地停止的位置为基准位置,设定安装于齿轮121的指针11和扇显示区域41的刻度位置的位置关系。
[0115] <变形例>
[0116] 在上述实施方式的扇形显示机构10和时钟100中,指针驱动轮12和作为施力部件的一个示例的回位弹簧13独立形成,但也可以将指针驱动轮12和施力部件一体形成。
[0117] 图10、图11为将指针驱动轮82的齿轮821的一部分形成为沿齿轮821的周向延伸的圆弧状的弹性部83(施力部件的一个示例)。
[0118] 与实施方式的齿轮121同样地,齿轮821形成有:齿122所形成的角度范围123、与角度范围123相邻的空转区域124和停止器129。
[0119] 在圆弧状的弹性部83中,圆弧的一端作为连接至停止器129的固定端83b来形成,圆弧的另一端在比固定端83b更靠近顺时针方向的前方作为自由端83a来形成。自由端83a形成为从齿轮821的本体(齿轮821的除了弹性部83以外的部分)分离。
[0120] 关于如此构成的齿轮821,与实施方式中图7所示的状态同样地,在图10所示的状态下自由端83a开始接触于形成在机芯的主夹板等的倾斜壁95。
[0121] 此外,在小齿轮14b的向逆时针的旋转的作用下,齿轮821进一步向顺时针方向旋转,由此自由端83a一边与倾斜壁95接触一边沿倾斜壁95移动,据此,如图11所示,自由端83a向齿轮821的半径方向的内侧移动,弹性部83弯曲成与自由端83a没有接触倾斜壁95的状态(自然状态)相比圆弧的曲率变大。
[0122] 由此,齿轮821从固定端83b受到与弹性部83的弯曲相对应的反作用力,这个成为向逆时针旋转的扭矩。此外,图11相当于实施方式中的图8所示的状态。
[0123] 根据如此构成的变形例的扇形显示结构,也可以得到与实施方式相同的作用、效果,与此同时,将指针驱动轮和施力部件构成为一体而可以减少部件数量。
[0124] 在上述实施方式和变形例的扇形显示机构10中,作为施力部件,采用了弹性部件,作为该弹性部件,采用了回位弹簧,但弹性部件并不限定于回位弹簧,也可以采用螺旋弹簧(helical spring)、板簧等的其他形态的弹簧,并且,还可以采用作为弹性材料的橡胶等。
[0125] 此外,施力部件是以朝一个方向施力的部件,并不限定于利用弹力来向规定方向推压或者牵拉而施力的弹性部件,也可以是利用弹力以外的载荷来向规定方向推压或者牵拉而施力的部件。
[0126] 上述实施方式和变形例的扇形显示机构10为使指针11以圆弧状往复移动于包含扇显示区域41在内的扇形的范围(从图4所示的状态至图8所示的状态的、比扇显示区域41大的范围)而进行规定的物理量的显示的机构,但本发明的往复显示机构并不是限定于使指针以圆弧状往复移动于扇形的范围的机构。
[0127] 即,本发明的往复显示机构也可以是使指针直线状地往复移动于规定的矩形的范围的机构,还可以是沿其他形状的路径往复移动的机构。
[0128] 在上述实施方式和变形例的扇形显示机构10中,将比扇显示区域41大的范围作为本发明的往复显示机构中的指针往复移动的“特定的范围”,但也可以将扇显示区域41作为本发明的“特规定的范围”。
[0129] 在上述实施方式和变形例的扇形显示机构10中,将指针11和指针驱动轮12形成为一体,但指针11只要能够与指针驱动轮的移动连动,也可以是独立体,而不是与指针驱动轮12一体。