專利名稱：具有樹脂制成的軸承部的時鐘以及輪系裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有樹脂制成的軸承部的時鐘，例如，模擬電子時鐘，機械式時鐘等。另外，本發明還涉及具有可適用于測量裝置、印刷機、影像裝置、錄音機、記錄裝置等的具有樹脂制成的軸承部的輪系裝置。
背景技術：
以往，在含有通過驅動馬達而轉動的輪系的時鐘(例如，模擬電子時鐘)中，通過驅動構成步進馬達的轉子而使輪系轉動。轉子包括轉子磁鐵，轉子小齒輪(在轉子中，為轉子磁鐵以外的部分，以下相同)。例如，轉子小齒輪、第5輪、第4輪、第3輪、分輪等構成了輪系。另外，以往，包括通過發條的力轉動的輪系的裝置例如，在機械式時鐘中，通過含有發條條盒的轉動使輪系轉動。例如，發條條盒、第2輪、第3輪、第4輪、擒縱輪等齒輪構成了輪系。齒輪具有齒輪部以及軸部。在底板、輪系接收件、第二接收件等支持部件上設置軸承部。通過軸承部可轉動地支承齒輪的軸部。
底板、輪系接收件、第二接收件構成支持部件。底板、輪系接收件、第二接收件由黃銅等金屬形成。輪系的軸承部的結構為與底板主體(底板體)、輪系接收件主體(輪系接收體)、第二接收主體(第二接收體)分開形成紅寶石制成的寶石軸承、銅合金軸承的榫接框架，所述寶石軸承將榫接框架壓入并固定在底板體、輪系接收體、第二接收體上。或者，在底板體、輪系接收體、第二接收體上直接形成構成軸承部的軸承孔(榫眼)。在任意一種結構中，在輪系的軸承部中注入潤滑油(時鐘油)。
然而，因使用時鐘時的振動或作用于時鐘上的撞擊會造成潤滑油的飛散，以致不需要的潤滑油會附著在齒輪的齒面或發絲彈簧等上，從而導致時鐘性能的惡化。另外，由于使用時鐘的環境溫度會變化，因此，潤滑油的粘度會發生變化，從而會增加時鐘的耗電量，降低擺輪的振角等，以致對時鐘的基本性能造成很大的影響。另外，為了抑制潤滑油的蒸發和飛散，要使用如含有止推寶石軸承以及寶石軸承的“組合軸承”這樣的特殊軸承結構，若在軸承部中設置“儲油部”，則會出現使軸承的結構變復雜，提高時鐘成本的問題。
另外，還存在的問題有在使用了紅寶石制成的寶石軸承的情況下，例如，如構成發條條盒輪的上下軸承部的寶石軸承那樣，寶石軸承的(外徑/孔徑)之比若越接近1.0，則在將寶石軸承打入接收體時，就越擔心寶石破壞。例如，參見圖11，在以往的自動上弦時鐘中，在傳動接收件810中打入轉動錘軸812。通過螺紋在轉動錘軸812的外螺紋部固定內圈822。內圈822以及壓圈820通過多根滾珠824可轉動地支承外圈826。通過轉動錘體828將轉動重錘(圖中未示出)固定在外圈826上。保持器830用于在內圈822和壓圈820以及外圈826之間對多個滾珠824進行定位。將第四上側寶石軸承架814打入轉動錘軸812的中心孔內。將第四上側寶石軸承816打入第四上側寶石軸承架814的中心孔內。第四上側寶石軸承架814可轉動地支承第四輪840的上軸部840b。在雙重打入結構(即在支承部件中打入圖11所示的寶石軸承架，在打入支承部件的寶石架中的寶石軸承中打入寶石軸承)中，在將寶石軸承打入寶石軸承架中時，寶石軸承被破壞的危險程度提高。特別是，打入寶石軸承架的部分以及將寶石軸承打入寶石軸承架中的部分在處于大致同一平面中時，會顯著發生寶石軸承架的破損。
發明內容
本發明在具有驅動源以及輪系的時鐘中，設有構成驅動源的馬達以及/或發條，以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪，以及/或以所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪。所述齒輪具有齒輪部以及軸部。本發明的時鐘設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的時鐘中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。在本發明的時鐘中，所述支承部件具有該支承部件的主體，獨立于該主體構成的軸承部件，所述軸承部設置在所述軸承部件上。
本發明在具有驅動源以及輪系的時鐘中，設有構成驅動源的馬達以及/或發條，以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪，以及/或以所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪。所述齒輪具有齒輪部以及軸部。本發明的時鐘設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，所述齒輪的至少軸部以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的時鐘中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
本發明在具有驅動源以及輪系的時鐘中，設有構成驅動源的馬達以及/或發條，以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪，以及/或以所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪。述齒輪具有齒輪部以及軸部。本發明的時鐘設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部，所述齒輪以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的時鐘中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
另外，本發明在具有齒輪以及支承部件的輪系裝置設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部。所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的輪系裝置中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。另外，本發明的輪系裝置的支承部件具有該支承部件的主體，獨立于該主體構成的軸承部件，所述軸承部設置在所述軸承部件上。
另外，本發明在具有齒輪以及支承部件的輪系裝置設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部。所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，所述齒輪的至少軸部以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的輪系裝置中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
另外，本發明在具有齒輪以及支承部件的輪系裝置設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部。此處，所述齒輪以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成。因此，在本發明的輪系裝置中，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
在本發明中，所述原料樹脂最好從由聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚環氧乙烷)、聚酰胺、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亞胺構成的組中選擇。另外，在本發明中，所述碳填充物最好從由單層碳納米管、多層碳納米管、氣相生長碳纖維、納米石墨桿、碳納米棒、杯狀疊加型碳納米管、單層“富勒烯”、多層“富勒烯”以及在前面所述的碳填充物中的任意一種中摻入硼所得的混合物構成的組中選擇。
在本發明中，由于通過填料樹脂形成構成軸承部的部件，因此，無需使用紅寶石制成的寶石軸承、寶石軸承架、銅合金制成的榫接框架，并能制造出結構簡單的時鐘以及輪系裝置。另外，在本發明的時鐘以及輪系裝置中，由于通過在原料樹脂中添加碳填充物的填料樹脂形成了軸部以及軸承部，因此，不必在支承部件的所述軸承部中注入潤滑油，通過碳填充物具有的滑動性能，在軸部以及軸承部不易產生磨損。另外，由于本發明的時鐘以及輪系裝置的軸承部在制造時，對構成軸承部的部件損壞的擔心非常小。另外，由于具有本發明的輪系的時鐘以及輪系裝置在構成軸部以及軸承部中使用了通用樹脂作為原料樹脂，因此，降低了成本，樹脂的循環使用性優良。
圖1為平面圖，其顯示了在本發明的第1實施例中，從表面觀察機構的大致形狀(在圖1中，省略了一部分部件)。
圖2為顯示在本發明的第1實施例中，從秒馬達顯示秒針部分的示意性局部剖面圖。
圖3為顯示在本發明的第1實施例中，從分馬達顯示分針部分的示意性局部剖面圖。
圖4為顯示在本發明的第1實施例中，從小時馬達顯示時針部分的示意性局部剖面圖。
圖5為平面圖，其顯示了在本發明的第2實施例中，機構的表面側的大致形狀(在圖5中，省略了一部分部件，并且接收部件以假想線示出)。
圖6為在本發明的第2實施例中，從發條條盒顯示簧片部分的示意性局部剖面圖。
圖7為在本發明的第2實施例中，從擒縱輪顯示擺輪的示意性局部剖面圖。
圖8在本發明的第3實施例中，從秒馬達顯示秒針部分的示意性局部剖面圖。
圖9為在本發明的第4實施例中，從發條條盒顯示簧片部分的示意性局部剖面圖。
圖10為顯示在本發明的第4實施例中，轉動錘的支承部的示意性局部剖面圖。
圖11為顯示在以往的自動上弦時鐘中，轉動錘的支承部的示意性剖面圖。
具體實施例方式
用以實施本發明最佳實施例〔第1實施例〕首先，對本發明的第1實施例進行說明。本發明的第1實施例為具有輪系的時鐘，即，模擬電子時鐘。但是，本發明的輪系裝置不應局限于模擬電子時鐘，其也適用于測量裝置、印刷機、影像裝置、錄音機、記錄裝置等。
參見圖1～圖4，在本發明的模擬電子時鐘的第1實施例中，模擬電子時鐘的機構(機構體)100具有構成機構基板的底板102。指針調整表柄110可轉動地裝配在底板102的指針調整表柄導引孔內。文字板104(在圖中以假想線示出)安裝在機構100內。機構100設有用于確定指針調整表柄110的軸線位置的轉換彈簧166。在機構100的“表面側”安裝有電池120，電路塊116，小時馬達210，時顯示輪系220，分馬達240，分顯示輪系250，秒馬達270，秒顯示輪系280等。底板102、輪系接收件112、第二接收件114構成支承部件。通過小時馬達210的轉動使小時顯示輪系220轉動，以通過時針230顯示當前時刻的中的“小時”。通過分馬達240的轉動使分顯示輪系250轉動，以通過分針260顯示當前時刻的中的“分”。通過秒馬達270的轉動使秒顯示輪系280轉動，以通過秒針290顯示當前時刻的中的“秒”。
IC118和水晶振子122安裝在電路塊116上。相對于底板102以及輪系接收件112，通過絕緣板160、利用開關彈簧162固定電路塊116。轉換彈簧166與開關彈簧162一體形成。電池120構成模擬電子時針的動力源。作為模擬電子時針的動力源，既可以使用可充電的充電電池，也可以使用可充電的電容器。水晶振子122構成模擬電子時針的振動源，例如，以32，768赫茲振動。
參見圖1，圖2，秒馬達270具有秒線圈組件272，秒定子274，秒轉子276。若秒線圈組件272輸入秒馬達驅動信號，則使秒定子274磁化，以使秒轉子276轉動。秒馬達轉子276，例如每秒轉動180度。秒轉子276具有上軸部276a，下軸部276b，小齒輪部276c以及轉子磁鐵276d。上軸部276a，下軸部276b，小齒輪部276c由碳素鋼等金屬形成。根據秒轉子276的轉動，通過秒傳動輪282的轉動，秒輪284轉動。秒傳動輪282具有上軸部282a，下軸部282b，小齒輪部282c以及轉子磁鐵282d。小齒輪部276c與齒輪部282d嚙合。上軸部282a，下軸部282b，小齒輪部282c由碳素鋼等金屬形成。齒輪部282d由黃銅等金屬形成。
秒輪2841分鐘轉一圈。秒輪284具有上軸部284a，算盤珠形部284b，齒輪部284d。小齒輪部282c與齒輪部284d嚙合。上軸部284a，算盤珠形部284b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部284d由黃銅等金屬形成。秒針290安裝在秒輪284上。秒輪284可以設置在模擬電子時針的中心，也可以設置在不同于模擬電子時針中心的位置處。秒針290構成秒顯示部件。作為秒顯示部件，可以使用秒針，也開始使用圓盤，還可以使用含有花或幾何形狀的其它形狀的顯示部件。秒顯示輪系220具有秒傳動輪282以及秒輪284。相對于底板102和輪系接收件112可轉動地支承秒轉子276、秒傳動輪282。即，相對于輪系接收件112可轉動地支承秒轉子276的上軸部276a，秒傳動輪282的上軸部282a，秒輪284的上軸部284a。另外，相對于底板102可轉動地支承秒轉子276的下軸部276b，秒傳動輪282的下軸部282b。相對于底板102可轉動地支承日輪170。
底板102，輪系接收件112以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成底板102、輪系接收件112，則軸部以及軸承部均具有優良的耐久性，并且易于維護。
在本發明中使用的原料樹脂一般采用聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚環氧乙烷)、聚酰胺、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亞胺。即，在本發明中，所述原料樹脂可以采用所謂通用工程塑料或所謂優質工程塑料。在本發明中，作為原料樹脂，也可以采用上述以外的通用工程塑料或優質工程塑料。在本發明中使用的原料樹脂最好采用熱塑性樹脂。
在本發明中使用的碳填充物一般情況下，為在單層碳納米管、多層碳納米管、氣相生長碳纖維、納米石墨桿、碳納米棒、杯狀疊加型碳納米管、單層“富勒烯”、多層“富勒烯”、在前面所述的碳填充物的任意一種中摻入硼所得的混合物。相對于混入填充物樹脂的總體重量，所含碳填充物的重量百分比最好為0.2％～60％，或者，相對于混入填充物樹脂的總體體積，所含碳填充物的體積百分比最好為0.1％～30％。
單層碳納米管的直徑優選為0.4nm～2nm，形狀比(長度/直徑)優選為10～1000，形狀比最好為50～100。單層碳納米管以具有圓筒狀或圓錐臺狀的六角形網狀形成，且采用單層結構。單層碳納米管作為[SWNT]，可以從美國的Carbon NanotechnologiesInc.(CNI)得到。
多層碳納米管的直徑優選為2nm～100nm，形狀比優選為10～1000，形狀比最好為50～100。多層碳納米管以具有圓筒狀或圓錐臺狀的六角形網狀形成，且采用多層結構。多層碳納米管可作為[MWNT]、從日機裝獲得。
在P.G.Collins等的[碳納米管，急展開的電子應用]([日經科學]2001年3月號，第52～62頁)，[納米材料的挑戰]([日經機械]2001年12月號，第36～57頁)等中對所述多層碳納米管進行了說明。另外，例如在特開2001-200096號公報中披露了含有碳纖維的樹脂合成物的結構和制造方法。
氣相生長碳纖維的直徑優選50nm～200nm，形狀比優選10～1000，形狀比最好為50～100。氣相生長碳素以具有圓筒狀或圓錐臺狀的六角形網狀形成，且采用多層結構。氣相生長碳纖維作為[VGCF(登記商標)]、可由昭和電工獲得。例如，在特開平5-321039號公報，特開平7-150419號公報，特公平3-61768號公報等中均披露了氣相生長碳纖維。
納米石墨桿的外徑優選2nm～500nm，形狀比優選10～1000，形狀比最好為50～100。納米石墨桿具有大致實心圓筒形狀。納米石墨桿可從伊勢電子獲得。
碳納米棒的外徑優選2nm～500nm，形狀比優選10～1000，形狀比最好為50～100。碳納米棒具有以六角形的網狀形成的杯狀形成。
杯狀疊加型碳納米管具有以杯狀層疊所述碳納米棒形成的形狀，形狀比優選10～1000，最好為50～100。
“富勒烯”為以碳簇為母體的分子，在CAS的定義中，為與20個以上的碳原子彼此鄰接的3個原子結合、具有閉合球形的分子。單層”富勒烯”具有如足球那樣的形狀。單層”富勒烯”的直徑優選0.1nm～500nm。單層”富勒烯”的組成優選C60～C540。單層”富勒烯”例如為C60，C70，C120。C60的直徑為大約0.7nm。多層”富勒烯”具有以同心狀層疊前面所述的單層”富勒烯”而成的嵌套形狀。多層”富勒烯”的直徑優選0.1nm～1000nm，最好為1nm～500nm。多層”富勒烯”的組成最好為C60～C540。多層”富勒烯”的結構例如優選將C70設置在C60的外側，將C120設置在所述C70的外側。例如，在坦內孝宏等的[洋蔥結構”富勒烯”的大量生成以及在潤滑材料中的應用]([精密工學會志]vol.67、No.7、2001年)中對這種多層”富勒烯”進行了說明。
另外，所述碳填充物也可以在前面所述的碳填充物(單層碳納米管、多層碳納米管、氣相生長碳纖維、納米石墨桿、碳納米棒、杯狀疊加型碳納米管、單層“富勒烯”、多層“富勒烯”)的任意一種中攙入硼(硼元素)而制成。例如，在特開2001-200096號公報等記載了在前面所述的碳填充物中攙入硼(硼元素)的方法。在由特開2001-200096號公報記載的方法中，通過亨舍爾混合機型混合機混合通過氣相法制造的碳纖維和硼(硼元素)，在高頻率爐等中、以2300度對所述混合物進行熱處理。之后，通過粉碎機粉碎經熱處理的前面所述的混合物。接著，以規定的比例配合原料樹脂和前面所述的混合物的粉碎物，并通過擠壓機熔融混合以制造顆粒。
參見圖1～圖4，電池負極端子170安裝在底板102上。電池負極端子170通過電路塊116的負極結構導通電池120的陰極和IC118的負極輸入部Vss。電池按壓件172安裝在開關彈簧162上。電池按壓件172以及開關彈簧162通過電路塊116的正極模式導通電池120的陽極和IC118的正極輸入部Vdd。
參見圖1，圖3，分馬達240具有分線圈組件242，分定子244，分轉子246。若分線圈組件242輸入分馬達驅動信號，則使分定子244磁化，從而使分轉子246轉動。分轉子246，例如每20秒轉動180度。分轉子246具有上軸部246a，下軸部246b，小齒輪部246c以及轉子磁鐵246d。上軸部246a，下軸部246b，小齒輪部246c由碳素鋼等金屬形成。
根據分轉子246的轉動，第一分傳動輪252轉動，根據第一分傳動輪252的轉動，通過第二分傳動輪254使分輪256轉動。第一分傳動輪252具有上軸部252a，下軸部252b，小齒輪部252c以及齒輪部252d。小齒輪部246c與齒輪部252d嚙合。上軸部252a，下軸部252b，小齒輪部252c由碳素鋼等金屬形成。齒輪部252d由黃銅等金屬形成。第二分傳動輪254具有上軸部254a，下軸部254b，小齒輪部254c以及齒輪部254d。小齒輪部252c與齒輪部254d嚙合。上軸部254a，下軸部254b，小齒輪部254c由碳素鋼等金屬形成。齒輪部254d由黃銅等金屬形成。分輪256具有筒狀部256a，齒輪部256d。小齒輪部254c與齒輪部256d嚙合。筒狀部256a由碳素鋼等金屬形成。齒輪部256d由黃銅等金屬形成。
分輪256一小時轉一圈。分針260安裝在分輪256上。分輪256的轉動中心與秒輪284的轉動中心相同。分針260構成分顯示部件。作為分顯示部件可以使用分針，也開始使用圓盤，還可以使用含有花或幾何形狀的其它形狀的顯示部件。
分顯示輪系250具有第一傳動輪252，第二傳動輪254，分輪256。相對于底板102和輪系接收件112可轉動地支承分轉子246，第一傳動輪252，第二傳動輪254。分輪256與設置在第二接收件114上的中心管126的外周部接觸，并被可轉動地支承。即，相對于輪系接收件112可轉動地支承分轉子246的上軸部246a，第一分傳動輪252的上軸部252a，第二分傳動輪254的上軸部254a。另外，相對于底板102可轉動地支承分轉子246的下軸部246b，第一分傳動輪252的下軸部252b以及第二分傳動輪254的下軸部254b。
參見圖1～圖4，小時馬達210具有時線圈組件212，小時定子214，小時轉子216。若小時線圈組件212輸入小時馬達驅動信號，則使小時定子214磁化，從而使小時轉子216轉動。小時轉子216例如每20分轉動180度。小時轉子216具有上軸部216a，下軸部216b，小齒輪部216c以及轉子磁鐵216d。上軸部216a，下軸部216b，小齒輪部216c由碳素鋼等金屬形成。
根據小時轉子216的轉動，第一小時傳動輪222轉動。根據第一小時傳動輪222的轉動，通過第二小時傳動輪224的轉動使小時輪226轉動。第一小時傳動輪222具有上軸部222a，下軸部222b，小齒輪部222c以及齒輪部222d。小齒輪部226c與齒輪部222d嚙合。上軸部222a，下軸部222b，小齒輪部222c由碳素鋼等金屬形成。齒輪部222d由黃銅等金屬形成。第二分傳動輪224具有上軸部224a，下軸部224b，小齒輪部224c以及齒輪部224d。小齒輪部222c與齒輪部224d嚙合。上軸部224a，下軸部224b，小齒輪部224c由碳素鋼等金屬形成。齒輪部224d由黃銅等金屬形成。小時輪226具有筒狀部226a，齒輪部226d。小齒輪部224c與齒輪部226d嚙合。齒輪226由黃銅等金屬形成。
小時輪226采用了12個小時轉一圈的結構。時針230安裝在小時輪226上。小時輪226的轉動中心與分輪256的轉動中心相同。因此，小時輪226的轉動中心、分輪256的轉動中心以及秒輪284的轉動中心相同。時針230形成小時的顯示部件。作為小時顯示部件可以使用時針，也開始使用圓盤，還可以使用含有花或幾何形狀的其它形狀的顯示部件。
時顯示輪系220具有第一小時傳動輪222，第二小時傳動輪224，小時輪226。相對于底板102和輪系接收件112可轉動地支小時轉子馬達216，第一小時傳動輪252，第二小時傳動輪224承。小時輪226與分輪256的的外周部接觸，并被可轉動地支承。即，相對于輪系接收件112可轉動地支承小時轉子216的上軸部216a，第一小時傳動輪222的上軸部216a，第二小時傳動輪224的上軸部216a。另外，相對于底板102可轉動地支承小時轉子216的下軸部216b，第一小時傳動輪222的下軸部222b以及第二小時傳動輪224的下軸部224b。通過小時輪226轉動，使日轉動輪(圖中未示出)轉動。日轉動輪通過小時輪226的轉動，一天轉動1圈。設置在日轉動輪上的日撥叉(圖中未示出)使日輪170持續一天送進1個齒。
作為變形例，秒轉子276中的至少上軸部276a以及下軸部276b(或者，秒轉子276的轉子小齒輪整體)，秒傳動輪282中的至少上軸部282a以及下軸部282b可以以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。秒轉子276中的至少上軸部276a和下軸部276b以及小齒輪部276c，秒傳動輪282的整體最好均由前面所述的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成秒轉子276，則能夠減小軸部產生磨損的可能性。
另外，作為變形例，分轉子246中的至少上軸部246a以及下軸部246b(或者，分轉子246的轉子小齒輪整體)，第一分傳動輪252中的至少上軸部252a以及下軸部252b，第二分傳動輪254中的至少上軸部254a以及下軸部254b可以以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。分轉子246中的上軸部246a和下軸部246b以及小齒輪部246c，第一分傳動輪252的整體，第二分傳動輪254的整體最好均由前面所述的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成分轉子246，第一分傳動輪252和第二分傳動輪254，則能夠減小軸部產生磨損的可能性。
另外，作為變形例，小時轉子216中的至少上軸部216a以及下軸部216b(或者，小時轉子216的轉子小齒輪整體)，第一小時傳動輪222中的至少上軸部222a以及下軸部222b，第二小時傳動輪224中的至少上軸部224a以及下軸部224b可以以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。小時轉子216中的上軸部246a和下軸部246b以及小齒輪部246c，第一小時傳動輪222的整體，第二分傳動輪224的整體最好均由前面所述的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成小時轉子216，第一小時傳動輪222和第二小時傳動輪224，則能夠減小軸部產生磨損的可能性。
〔第2實施例〕下面，對本發明的第2實施例進行說明。本發明的第2實施例為具有輪系的機械式時鐘。參見圖5～圖7，在機械式時針中，機械時鐘的機構(機構體)300具有構成機構基板的底板302。指針調整表柄310可轉動地裝配在底板302的指針調整表柄導引孔302a內。文字板304(在圖26中以假想線示出)安裝在機構300內。一般情況下，在底板的兩側中，將有文字板的某一側稱為機構的“里側”，將與有文字板中的這一側相反的側面稱為機構的“表面側”。將裝配在機構的“表面側”中的輪系稱為“表面輪系”，將裝配在機構“里側”中的輪系稱為“里側輪系”。
通過具有推頂件390，鎖桿392，鎖桿彈簧394，內部壓件396的轉換裝置確定指針調整表柄310軸線方向的位置。基輪312可轉動地設置在指針調整表柄310的導引軸部。若指針調整表柄310在沿轉動軸線方向、在機構內側位于最近的第1指針調整表柄位置(0級數)的狀態下使指針調整表柄310轉動，則通過弧形輪的轉動使基輪312轉動。圓孔輪314通過基輪312的轉動而轉動。方孔輪316通過圓孔輪314的轉動而轉動。通過方孔輪316轉動，使容納在發條條盒320中的發條322卷起。第二輪324通過發條條盒320的轉動而轉動。擒縱輪330通過第四輪324，第三輪326，第二輪324的轉動而轉動。擒縱輪330，第二輪324，第三輪326，第四輪328構成表面輪系。
用于控制表面輪系轉動的擒縱·調速機構具有擺輪340，擒縱輪330，簧片342。擺輪340具有轉軸340a，轉輪340b，發絲彈簧340c。根據第二輪324的轉動，筒狀小齒輪350同時轉動。安裝在筒狀小齒輪350上的分針352顯示“分”。在筒狀小齒輪350中設有與第二輪324相對的滑動機構。根據筒狀小齒輪350的轉動，通過日的內側輪的轉動，筒輪354轉動。設置在筒輪354上的時針356顯示“小時”。發絲彈簧340c為具有多個卷數的螺旋狀的薄板。發絲彈簧340c的內端固定在固定于轉軸340a上的游絲球340d上，發條340的外端部通過安裝在游絲托架370(其固定于擺輪接收件366上)的游絲保持件370a、由螺紋緊固固定。快慢針368可轉動地安裝在擺輪接收件366上。游絲接收件1340和游絲棒1342安裝在快慢針368上。接近發絲彈簧340c外端部的部分位于游絲接收件1340和游絲棒1342之間。相對于底板302和擺輪接收件366可轉動地支承擺輪340。
發條條盒320設有發條條盒齒輪320d、發條條盒軸320f、發條322。發條條盒軸320f具有上軸部320a，下軸部320b。發條條盒軸320f由碳素鋼等金屬形成。發條條盒齒輪320d由黃銅等金屬形成。第二輪324具有上軸部324a，下軸部324b、小齒輪部324c、齒輪部324d、算盤珠形部324h。小齒輪部324c與發條條盒齒輪320d嚙合。上軸部324a，下軸部324b、算盤珠形部324b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部324d由黃銅等金屬形成。第三輪326具有上軸部326a，下軸部326b、小齒輪部326c、齒輪部326d。小齒輪部326c與齒輪部324d嚙合。上軸部326a，下軸部326b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部326d由黃銅等金屬形成。第四輪328具有上軸部328a，下軸部328b、小齒輪部328c、齒輪部328d。小齒輪部328c與齒輪部326d嚙合。上軸部328a，下軸部328b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部328d由黃銅等金屬形成。
擒縱輪330具有上軸部330a，下軸部330b，小齒輪部330c，齒輪部330d。小齒輪部330c與齒輪部328d嚙合。上軸部330a，下軸部330b由碳素鋼等金屬形成。齒輪部330d由鐵等金屬形成。簧片342設有簧片主體342d和簧片軸342f。簧片軸342f設有上軸部342a和下軸部342b。簧片主體342d由鎳等金屬形成。簧片軸342f由碳素鋼等金屬形成。
以相對于底板302以及發條條盒接收件360可轉動的方式支承發條條盒320。即，以相對于發條條盒接收件360可轉動的方式支承發條條盒軸320f的上軸部320a。相對于底板302可轉動地支承發條條盒軸320f的下軸部320b。相對于底板302以及輪系接收件362可轉動地支承第二輪324、第三輪326、第四輪328、擒縱輪330。即，相對于輪系接收件362可轉動地支承第二輪324的上軸部324a、第三輪326的上軸部326a、第四輪328的上軸部328a、擒縱輪330的上軸部330a。另外，相對于底板302可轉動地支承第二輪324的下軸部324b、第三輪326的下軸部326b、第四輪328的下軸部328b、擒縱輪330的下軸部330b。
相對于底板320以及簧片接收件364可轉動地支承簧片342。即，相對于簧片接收件364可轉動地支承簧片342的上軸部342a。相對于底板302可轉動地支承簧片342的下軸部342b。底板302、發條條盒接收件360、輪系接收件362、簧片接收件364以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成底板302、發條條盒接收件360、輪系接收件362、簧片接收件364，則會減少在軸部產生磨損的可能性。
在本發明的第2實施例中，用于底板302、發條條盒接收件360、輪系接收件362、簧片接收件364的填料樹脂與在第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂相同。因此，此處引入了關于在上述第1實施例中使用的填料樹脂、原料樹脂、碳填充物的說明。
作為變形例，第三輪326中的至少上軸部326a以及下軸部326b，第四輪328中的至少上軸部328a以及下軸部328b可以以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由將碳填充物填充在所述原料樹脂內所得的填料樹脂形成。第三輪326的整體、第四輪326的整體最好由前面所述的填料樹脂形成。若以填料樹脂形成第三輪326、第四輪328，則能夠減小在軸部產生磨損的可能性。
〔第3實施例〕下面，對本發明的第3實施例進行說明。
以下的說明主要是針對本發明的第3實施例與本發明的第1實施例的不同點進行的。因此，此處，對于以下所記載的內容以外之處，可采用對上述本發明的第1
參見圖8，在模擬電子時針中，模擬電子時鐘的機構(機構體)400具有構成機構基板的底板402。相對于底板402和輪系接收件412可轉動地支承秒轉子276、秒傳動輪282。即，相對于設置在輪系接收件412上的秒轉子上榫接框架476a可轉動地支承秒轉子276的上軸部276a。相對于設置在輪系接收件412上的秒傳動上榫接框架482a可轉動地支承秒傳動輪282的上軸部282a。相對于設置在輪系接收件412上的秒上榫接框架484a可轉動地支承秒輪284的上軸部284a。另外，相對于設置在底板402上的秒轉子下榫接框架476b可轉動地支承秒轉子276的下軸部276b。相對于設置在底板402上的秒傳動下榫接框架482b可轉動地支承秒傳動輪282的下軸部282b。相對于分別設置在輪系接收件412上的榫接框架(圖中未示出)可轉動地支承上述以外的轉子以及齒輪的上軸部。另外，相對于分別設置在底板402上的榫接框架(圖中未示出)可轉動地支承上述以外的轉子以及齒輪的下軸部。
底板402以及輪系接收件412由黃銅等金屬形成。或者，底板402以及輪系接收件412也可以由聚碳酸酯等塑料形成。各個榫接框架由本發明的第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂形成。在本發明的第3實施例中，用于榫接框架的填料樹脂與本發明的第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂相同。因此，此處引入了關于上述本發明的第1實施例中的填料樹脂、原料樹脂、碳填充物的說明。
〔第4實施例〕下面，對本發明的第4實施例進行說明。
以下的說明主要是針對本發明的第4實施例與本發明的第1實施例的不同點進行的。因此，對于以下所記載的內容以外之處，此處，可采用對上述本發明的第2
參見圖9，在機械式時針中，機械式時鐘的機構(機構體)500具有構成機構基板的底板502。相對于底板502和發條條盒接收件560可轉動地支承發條條盒輪320。即，相對于設置在發條條盒接收件560上的發條條盒上榫接框架520a可轉動地支承發條條盒軸320f的上軸部320a。相對于設置在底板502上的發條條盒下榫接框架520b可轉動地支承發條條盒軸320f的下軸部320b。
相對于底板502以及輪系接收件562可轉動地支承第二輪324、第三輪326、第四輪328、擒縱輪330。即，相對于設置在輪系接收件562上的第二上榫接框架524a可轉動地支承第二輪324的上軸部324a。相對于設置在輪系接收件562上的第三上榫接框架526a可轉動地支承第三輪326的上軸部326a。相對于設置在輪系接收件562上的第四上榫接框架528a可轉動地支承第四輪328的上軸部328a。相對于設置在輪系接收件562上的擒縱輪上榫接框架530a可轉動地支承擒縱輪330的上軸部330a。另外，相對于設置在底板502上的第二下榫接框架524b可轉動地支承第二輪324的下軸部324b。相對于設置在底板502上的第三下榫接框架526b可轉動地支承第三輪326的下軸部326b。相對于設置在底板502上的第四下榫接框架528b可轉動地支承第四輪328的下軸部328b。相對于設置在底板502上的擒縱輪下榫接框架530b可轉動地支承擒縱輪330的下軸部330b。
相對于底板502以及簧片接收件(圖中未示出)可轉動地支承簧片(圖中未示出)。即，相對于設置在簧片接收件上的簧片上榫接框架(圖中未示出)可轉動地支承簧片的上軸部。相對于設置在底板502上的簧片下榫接框架(圖中未示出)可轉動地支承簧片的下軸部。前面所述的各個榫接框架由在本發明的第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂形成。
參見圖11，在傳動接收件410中打入轉動錘軸412。通過螺紋將內圈422的內螺紋部422c緊固在轉動錘軸412的外螺紋412c上。內圈422以及壓圈420通過多個滾珠424可轉動地支承外圈426。轉動重錘(圖中未示出)通過轉動錘體428固定在外圈426上。保持器430在內圈422以及壓圈420與外圈426之間對多個滾珠424進行定位。在轉動錘軸412的中心孔中打入第四輪用榫接框架414。第四輪用榫接框架414可轉動地支承第四輪440的上軸部440b。第四輪用榫接框架414由本發明的第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂形成。在將如圖11所示的由填料樹脂形成的第四輪用榫接框架414打入接收件中的結構中，在將榫接框架打入接收件中時，幾乎不會擔心榫接框架破損。
底板502，發條條盒接收件560，輪系接收件562，簧片接收件由黃銅等金屬形成。或者，底板502，發條條盒接收件560，輪系接收件562，簧片接收件，傳動接收件410也可以由聚碳酸酯等塑料形成。在本發明的第4實施例中，用于榫接框架的填料樹脂與本發明的第1實施例中在底板102、輪系接收件162中使用的填料樹脂相同。因此，此處引入了關于上述本發明的第1實施例中的填料樹脂、原料樹脂、碳填充物的說明。
〔其它實施例〕在上面所述的本發明的實施例中，盡管根據含有多個馬達以及多個輪系的模擬電子時鐘的實施例以及含有1個發條以及輪系的機械式時鐘的實施例對本發明進行了說明，但是，本發明也可適用于含有1個馬達以及1個齒輪的模擬電子時鐘，也可適用于含有1個馬達以及多個輪系的模擬電子時鐘，也可適用于含有多個發條以及多個輪系的機械式時鐘，也可適用于含有馬達以及輪系、含有發條以及輪系的時鐘。
在上面所述的本發明的實施例中，原料樹脂雖然在一般的情況下，采用聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚環氧乙烷)、聚酰胺、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亞胺，但是，作原料樹脂，也可以采用其它的塑料，例如，聚砜，聚酯砜，聚乙烯，尼龍6，尼龍66，尼龍12，聚丙烯，ABS樹脂，AS樹脂等熱塑性樹脂。另外，作為原料樹脂，可以混合使用2種以上上面所述的熱塑性樹脂。另外，在本發明中使用的原料樹脂中，還可以配合使用添加劑(防氧化劑，潤滑劑，增塑劑，穩定劑，填充劑，溶劑等)。
下面，參照表1以及表2，說明顯示實驗數據的一個例子，這些實驗數據顯示了上述實施例中，加入碳填充物樹脂能夠優化滑動性能、優化平滑性以及表面性(耐磨性等)。
表1顯示了添加20％(重量比)碳填充物的聚酰胺樹脂12(PA12)，聚碳酸酯(PC)的基本特性(動摩擦系數與單位磨損量)。即，在表1中，VGCF(登記商標)[Vaper GrownCarbon Fiber氣相生長碳纖維]為添加了重量比10％或20％的碳填充物的樹脂。通過這些實驗數據可知添加碳填充物的表面是否為易于滑動的材料，以及是否難以磨損。為了比較，將未添加碳填充物的非復合材料(樹脂單體，即PA12，POM，PC自身)的特性顯示為[BLANK]。
上述各種樹脂由表2所示的成形條件注射成形。即，在PA12中添加了重量比20％的碳填充物的復合材料在噴嘴，前部(測量部)、中部(壓縮部)、后部(供給部)、成形用金屬模具的溫度分別為220℃，230℃，220℃，210℃，70℃，對于PA12的非復合材料而言，分別為190℃，200℃，180℃，170℃，70℃。另外，對于在PC中添加了重量比20％的碳填充物的復合材料而言，上述各個溫度分別為290℃，310℃，290℃，270℃，80℃，對于PC的非復合材料而言，分別為280℃，290℃，270℃，260℃，80℃。另外，對于在PA12中添加重量比10％的碳填充物的復合材料而言，為與重量比20％相同的條件。
在表1中，動摩擦系數以及單位磨損量(mm3/N·km)顯示了一邊對具有規定形狀(Φ55mm×厚度2mm)的樹脂片施加50N的表面壓力，一邊以0.5米/秒的速度在銅板(S45C)上滑動時的值。另外，這些測定方法應遵循塑料的滑動磨損試驗方法(JISK 7218規格)(JIS日本工業標準)。
如表1所示，在PA12，PC中，添加了碳填充物的復合材料與未添加碳填充物的非復合材料相比，基本特性(動摩擦系數與單位磨損量)均大幅度提高。此處，動摩擦系數成為上述復合材料的表面平滑性或表面性的目標，例如通過動摩擦系數小的復合材料構成齒輪等，由此能夠潤滑地進行轉動。另外，通過單位磨損量小的復合材料構成齒輪等，能夠提高耐磨性。
所以，在本實施例中，由于以加入碳填充物的樹脂形成軸承部或齒輪等部件，因此，能夠提高所述軸承部或齒輪的潤滑性，無需使用紅寶石制成的寶石軸承、寶石軸承架、銅合金制成的榫接框架，并能制造出結構簡單的時鐘以及輪系裝置。另外，在本實施例的時鐘以及輪系裝置中，由于通過在原料樹脂中添加碳填充物的填料樹脂形成了軸部以及軸承部，因此，不必在支承部件的所述軸承部中注入潤滑油，通過碳填充物具有的滑動性能在軸部以及軸承部不易產生磨損。另外，在本實施例的時鐘以及輪系裝置中，由于通過填料樹脂形成了支承部等，因此，通過碳填充物所具有的滑動性能等，能夠極大的減小制造時構成軸承部等的部件破損的可能。
工業實用性在本發明中，由于通過填料樹脂形成構成軸承部或齒輪的部件，因此，無需使用紅寶石制成的寶石軸承、寶石軸承架、銅合金制成的榫接框架，并能制造出結構簡單的時鐘以及輪系裝置。另外，在本發明的時鐘以及輪系統裝置中，由于通過在原料樹脂中添加碳填充物的填料樹脂形成了軸部以及軸承部(或齒輪)，因此，不必在支承部件的所述軸承部中注入潤滑油，通過碳填充物具有的滑動性能，在軸部以及軸承部不易產生磨損。另外，由于本實施例的時鐘以及輪系裝置在構成軸部以及軸承部(或齒輪)中使用了通用樹脂作為原料樹脂，因此，降低了成本，樹脂的循環使用性優良。
表1
表2
權利要求
1.時鐘，其具有驅動源以及輪系，其特征在于設有構成驅動源的馬達以及/或發條；以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪可能性所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪，所述齒輪具有齒輪部以及軸部；設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
2.根據權利要求1所述的時鐘，其特征在于所述支承部件具有該支承部件的主體，和獨立于該主體構成的軸承部件，所述軸承部設置在所述軸承部件上。
3.時鐘，其具有驅動源以及輪系，其特征在于設有構成驅動源的馬達以及/或發條；以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪，以及/或以所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪，所述齒輪具有齒輪部以及軸部；設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，所述齒輪的至少軸部以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
4.時鐘，其具有驅動源以及輪系，其特征在于設有構成驅動源的馬達以及/或發條；以通過所述馬達的轉動而轉動的方式構成的齒輪，以及/或以所述發條作為驅動源而轉動的方式構成的齒輪，所述齒輪具有齒輪部以及軸部；設有支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述齒輪以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
5.根據權利要求1～4中任意一項所述的時鐘，其特征在于所述原料樹脂從由聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚環氧乙烷)、聚酰胺、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亞胺構成的組中選擇。
6.根據權利要求1～5中任意一項所述的時鐘，其特征在于所述碳填充物從由單層碳納米管、多層碳納米管、氣相生長碳纖維、納米石墨桿、碳納米棒、杯狀疊加型碳納米管、單層“富勒烯”、多層“富勒烯”、以及在前面所述的碳填充物的任意一種中摻入硼所得的混合物構成的組中選擇。
7.輪系裝置，其具有齒輪以及支承部件，其特征在于，設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
8.根據權利要求7所述的輪系裝置，其特征在于所述支承部件具有該支承部件的主體，和獨立于該主體構成的軸承部件，所述軸承部設置在所述軸承部件上。
9.輪系裝置，其具有齒輪以及支承部件，其特征在于，設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述支承部件以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，所述齒輪的至少軸部以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
10.輪系裝置，其具有齒輪以及支承部件，其特征在于，設有具有齒輪部以及軸部的齒輪；支承部件，其具有軸承部，該軸承部可轉動地支承所述齒輪的軸部；所述齒輪以熱塑性樹脂作為原料樹脂，由在所述原料樹脂中填充碳填充物的填料樹脂形成，因此，在所述支承部件的所述軸承部中不用注入潤滑油。
11.根據權利要求7～10中任意一項所述的輪系裝置，其特征在于所述原料樹脂從由聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛(聚環氧乙烷)、聚酰胺、變性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚次苯基硫化物、聚苯醚醚酮、聚醚酰亞胺構成的組中選擇。
12.根據權利要求7～11中任意一項所述的輪系裝置，其特征在于所述碳填充物從由單層碳納米管、多層碳納米管、氣相生長碳纖維、納米石墨桿、碳納米棒、杯狀疊加型碳納米管、單層“富勒烯”、多層“富勒烯”、以及在前面所述的碳填充物中的任意一種中摻入硼所得的混合物構成的組中選擇。
全文摘要
本發明涉及具有樹脂形成的軸承部的時鐘。另外，本發明還涉及具有樹脂形成的軸承部的輪系裝置。并且，本發明形成的時鐘設有齒輪和支承齒輪的支承部件，由填料樹脂形成支承部件。或者，構成的輪系裝置設有齒輪和支承齒輪的支承部件，由填料樹脂形成支承部件。
文檔編號G04B29/02GK1606717SQ02825500
公開日2005年4月13日 申請日期2002年12月20日 優先權日2001年12月21日
發明者遠藤守信, 內山哲夫, 山口晃生, 近藤康雄, 青山寬, 重城幸一郎, 竹田和俊, 竹中雅人, 鈴木重男, 所毅 申請人:北川工業株式會社, 精工電子有限公司