具時區顯示的時鐘機芯的製作方法
2023-05-15 21:31:26
專利名稱：具時區顯示的時鐘機芯的製作方法
技術領域：
本發明是一種具時區顯示的時鐘機芯，尤指一種藉由旋轉時區調整環至所欲時區位置，可令時針產生相對位移，使時間顯示板直接顯示當地時間。此外，本發明機芯內進一步包括一晝夜顯示裝置，以便顯示當地時間的晝夜。同時，本發明尚具有一鬧鈴設定裝置，以便於使用者所預設時間的告知。
隨著交通及通訊的發達，使得國際間的交流亦日益頻繁，跨國的交往也日趨普遍，基於資訊傳達以及時差等因素，所以，可同時顯示其他時區的時鐘(亦即所謂的世界鍾)乃應運而生。
而習知的世界鍾，最常見者，乃在於鐘面上印製世界地圖，然後再按圖索驥查看時間，此種方式的缺失在於鐘面過於繁雜，在視覺認知與傳達上，不符合人體工學。
如美國第4,972,392號專利所揭示的世界鍾，其是採用12小時機芯並同步以皮帶外接一時區地圖，再對應其上配置24小時等分的時環。唯這種方式的缺點在於，其是以皮帶帶動，會產生摩擦損耗，進而使準確性受到影響；同時，24小時的分針顯示亦有判讀習慣上的困難。
另以一種簡易型的世界鍾為例，其是以一24小時機芯為時間顯示，其鐘面周緣嵌合一24時區具代表性的城市名稱的時區環。當旋轉該時區環內的本地城市對應於當地時間，即可推算出其他時區內相關城市的時間。而其缺失在於，所使用的機芯必需為24小時，同時人們在調整時區環時，由於其與鐘面之間並無定位結構，故使用一段時日後，常造成時區環鬆動，進而造成判讀的困難。此外，該世界鐘的時區環與24小時的時間刻划具有一段距離，亦容易造成判讀的誤差。尤有進者，由於鐘面須配置24小時的刻劃，以致時與時之間的間距即受到緊縮，除不利分針的判讀外，亦無法做鬧鈴的精準對時，故目前的世界鍾大抵均無鬧鈴的設置。
有鑑於此，本發明申請人本於多年來從事鐘錶機芯設計與產銷的經驗，潛心研究，期能以一12小時的機芯與一時區調整環的搭配，即可顯示各時區時間；經再三實驗與測試，進而發展出本發明的「具時區顯示的時鐘機芯」。
本發明的目的在於，提供一種具時區顯示的時鐘機芯，其可克服上述各項缺點，且具有時間容易判讀、操作簡便和報時準確、具晝夜判讀功能和具鬧鈴設定功能的優點。
本發明一種具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其包括一動力產生裝置，是設於一基板及一電路板上方，藉電池所供應的電力予步進馬達組，使其轉子等速旋轉；一計秒裝置，是由一秒前輪與轉子嚙合，該秒前輪另側與一秒輪嚙合，且秒輪中央向下延伸一秒軸；一計分裝置，是由一分前輪組與秒輪嚙合，該分前輪組另與一分輪嚙合，該分輪具一分輪管供秒軸穿越；一計時裝置，是由一時前輪與分輪嚙合，該時前輪另側與一時輪組嚙合，該時輪組供分輪管穿越，並由一後時輪及一前時輪對接而成；一時區顯示裝置，是由一時區調整環與一鐘面板結合，其表面具24時區分割並設置地標，而側邊內壁的內環齒則與軸接於鐘面板一側邊緣的行星惰輪嚙合，該行星惰輪另側則與一容置於中隔座內的行星基輪嚙合，該行星基輪供後時輪穿越與容置，且時前輪藉一軸杆軸接於行星基輪頂面一側；籍秒針/盤、分針及時針分別樞接於秒軸、分輪管及前時輪，將本地時區的第一地標對準殼體的基準線，並校準本地時間，然後撥動時區調整環至某一時區的第二地標，並將其對準基準線，使內環齒同步帶動行星惰輪及行星基輪轉動，而時前輪則在行星基輪上沿著分輪呈行星運動，使與其嚙合的時輪組旋轉，而令時針位移，使時針所指示的時間即代表該第二地標的時間。
其中分前輪組是由一分前輪活動地與一分前輪軸套接而成，籍旋轉時間調整鈕，使與之連接的分前輪軸轉動，並使分輪、時前輪及時輪組相對旋轉，以便調整時間，而分前輪雖受到秒輪帶動，唯形成空轉。
其中分輪管是一體設置或套接於分輪。
其中行星基輪的輪面底部至少設一定位榫，而中隔座的輪室內則相對突設若干卡榫；當行星基輪轉動，使其定位榫位移並落入某兩卡榫的間隙時，即代表時輪組是以整點方式變化至某一時區。
其進一步包括一晝夜顯示裝置，該裝置是在時輪組一側嚙合一晝夜齒輪，另將一晝夜顯示盤與晝夜齒輪軸接，使晝夜顯示盤可隨著時輪組而轉動，其盤面具代表晝/夜符號的兩飾標；籍觀察時間顯示板所開具的窗口內顯示何種飾標以便判斷晝夜時間。
其進一步包括一鬧鈴設定裝置，該裝置是將一鬧鈴定時凹輪與一鬧鈴定時凸輪活動地套接，再一併軸接於鐘面板上，兩者的接觸面至少相對設置兩卡槽及兩凸榫；另將一第一惰輪和一第二惰輪軸接於鬧鈴定時凹輪與一鬧鈴定時凸輪一側，並分別與之嚙合，而時輪組的前時輪穿越一鬧鈴定時輪，並分別連接一時針及一鬧鈴指針，後再分別與該第二惰輪和第一惰輪嚙合；籍旋轉鬧鈴調整鈕，使一棘齒輪組帶動鬧鈴定時凹輪、第一惰輪、鬧鈴定時輪及鬧鈴指針轉動，以便設定鬧鈴時間；而前時輪持續運轉，並帶動第二惰輪及鬧鈴定時凸輪轉動，使兩凸榫沿著鬧鈴定時凹輪的盤面呈圓周運動；當量凸榫落入兩卡槽內時，鬧鈴定時凸輪高度降低，使電路板的接觸彈片失去支撐，而形成導通，並促使蜂鳴器發出聲響。
其中當蜂鳴器發出聲響，則藉撥動設於中隔座周緣的鬧鈴開關，使其一側的鍵突將接觸彈片頂起，而行成斷路，即可解除蜂鳴器的鳴叫。
其中鬧鈴開關另側延伸一扣榫，以便選擇性地與中隔座內壁面所設的兩段式扣槽扣接，以便做為設定與解除蜂鳴器發出聲響的依據。
其中該棘齒輪組是為一單向棘齒輪組。
其中殼體是由一前蓋與一後蓋對接而成，該前蓋周緣設一蓋缺，以利撥動時區調整環，中隔座底部則與一封蓋鎖固連結。
為進一步揭示本發明的具體技術內容，首先請參閱圖式，其中
圖1至圖3為本發明機芯的立體分解圖；圖4為圖1的基板上各元件組立後的斷面圖；圖5為圖2的中隔座上各元件組立後的斷面圖；圖6為圖3的鐘面板組立後的斷面圖7為本發明組立後的立體圖；圖8為本發明組立後的另一視角立體圖。
如圖1至圖6所示，基本上，本發明的機芯主要是由一動力產生裝置1，一計秒裝置2，一計分裝置3，一計時裝置4，及一時區顯示裝置5所組合而成。同時，本發明的機芯可進一步包括一晝夜顯示裝置6，一鬧鈴設定裝置7及一殼體8。
如圖1至圖4所示，動力產生裝置1是設於一雙層式的基板11及電路板12上方，其是由一電池13固設並連接於電路板12，以便將電源供應予習知由線圈141、定子142和轉子143所組成的步進馬達組14，使轉子143得以等速旋轉，並將動力輸出至計秒裝置2。
計秒裝置2是由一秒前輪21軸接於基板11上，其是與轉子143嚙合並可隨之連動，該秒前輪21另側則與一秒輪22嚙合，使其中央向下延伸的秒軸23每分鐘轉動360度。該秒軸23穿越一分輪管33，其突出於鐘面板52的端部則與一秒針/盤24樞接。
請參閱圖1至圖5，計分裝置3是由一分前輪組31與秒輪22嚙合，該分前輪組31是由一分前輪311活動地與一分前輪軸312套接而成，該分前輪軸312下段穿越基板11及電路板12，並與一分輪32嚙合，以便獲得減速效果。該分輪32底部一體設置或套接一分輪管33，其穿越一時輪組42，且突出於鐘面板52的端部則與一分針34套接，使分針34每分鐘轉動6度。
其中，該分前輪311與分前輪軸312採用活動式套接的優點在於，當旋轉時間調整鈕35，使分前輪軸312隨之轉動，進而帶動分輪32、時前輪41及時輪組42相對旋轉，而分前輪311雖受到秒輪22帶動但形成空轉，故秒軸23仍能保持等速旋轉，以避免在校對時間，秒輪22停滯所可能產生的誤差。
請參閱圖2至圖6，計時裝置4是由一時前輪41與分輪32嚙合，其再與一時輪組42嚙合，以便經由減速，使時輪組42每小時轉動30度。該時輪組42是由一後時輪421及一前時輪422對接而成，並形成連動。其中，該後時輪421是穿越一行星基輪55及一中隔座54後，再與前時輪422對接，而時前輪41則藉一軸杆411軸接於行星基輪55頂面一側並與後時輪421嚙合，而前時輪422突出鐘面板52的端部穿越後敘的鬧鈴定時輪75後，再與一時針43樞接。
時區顯示裝置5是由一時區調整環51與一鐘面板52套接，該時區調整環51表面具24時區代表城市名稱的地標511(請參閱圖7)，而側邊內、外壁則分別設置內環齒512及外環紋513。另將一行星惰輪53軸接於鐘面板52一側所預設的缺槽521邊緣，使其與內環齒512嚙合。而行星基輪55則設於中隔座54中央的輪室541內，其一側周緣設一室缺542，使該行星基輪55是與行星惰輪53嚙合。藉撥動時區調整環51的外環紋513，將所欲知時間的地標511對準前蓋81的基準線811，可令行星惰輪53同步旋轉，進而使行星基輪55於輪室541內產生運轉，並將時前輪41於行星基輪55上沿著分輪32呈行星運動，由於時前輪41是與時輪組42相嚙合，故時輪組42即產生轉動，進而改變時間顯示板56內時針43的指示，且該時針43所示時間即代表該地標511的當地時間。
尤有進者，為使行星基輪55於運轉時具整點定位效果，故其輪面底部至少突設一定位榫551，而輪室541內則相對突設若干卡榫543。當定位榫551位移並落入兩卡榫543之間隙時，即代表已整點方式變換至某一時區，並形成定位。
請再參閱圖3及圖6，如欲得知某一時區的晝夜情況，本發明進一步包括一晝夜顯示裝置6，其是在時輪組42之前時輪422一側嚙合一晝夜齒輪61，另將一設於時間顯示板56與鐘面板52的晝夜顯示盤62穿越鐘面板52並與晝夜齒輪61軸接，使晝夜顯示盤62可隨著前時輪422而運轉。其中，晝夜顯示盤62表面具代表晝/夜符號的兩飾標621(請參閱圖7)，且時間顯示板56對應飾標621位置開具一窗口561，以便藉以顯示晝夜情況。由於晝夜齒輪61恆常地是與前時輪422嚙合，於正常狀態下，其是隨著時輪組42運轉，以便藉以顯示使用者本地時間的晝夜狀況。當使用者撥動時區調整環51，如前所述時輪組42亦產生相對旋轉，故晝夜齒輪61亦隨前時輪422轉動，當調整至所欲時區的地標511時，窗口561所顯示的飾標621，即代表當地時間的晝夜情況。因此，本發明以12小時機芯即可判別其他時區的晝夜狀況及相對時間，堪稱機芯的一大突破。
請再參閱圖1至圖6，本發明另包括一鬧鈴設定裝置7，其是將一鬧鈴定時凹輪71與一鬧鈴定時凸輪72活動地套接後，一併軸接於鐘面板52上，該鬧鈴定時凸輪72與鬧鈴定時凹輪71的接觸面至少相對設置兩凸榫721及兩卡槽711。此外，該鬧鈴定時凹輪71和鬧鈴定時凸輪72毗鄰位置另軸接一第一惰輪73和一第二惰輪74，並分別與所對應的鬧鈴定時凹輪71和鬧鈴定時凸輪72嚙合，該第一惰輪73和第二惰輪74另側則分別與一鬧鈴定時輪75及一前時輪422嚙合，並使鬧鈴定時輪75穿越鐘面板52的端部與一鬧鈴指針76樞接。當旋轉鬧鈴調整鈕77，使習知的棘齒輪組78，較佳為單向棘齒輪組以逆時鐘方向旋轉，並令與棘齒輪組78連接的鬧鈴定時凹輪71轉動，使第一惰輪73及鬧鈴定時輪75亦呈逆時鐘方向旋轉，直到鬧鈴指針76指示所欲鬧鈴時間為止。
此時，時輪組42持續運轉，並帶動第二惰輪74及鬧鈴定時凸輪72旋轉，使兩凸榫721沿著鬧鈴定時凹輪71的盤面呈圓周運動。當凸榫721對準並落入卡槽711內時，該鬧鈴定時凸輪72高度劇降，使電路板12的接觸彈片121因失去鬧鈴定時凸輪72的支撐，而與電路板12形成導通，並使蜂鳴器122發出聲響，以便告知使用者已到預設鬧鈴時間。
此時，使用者則藉撥動設於中隔座54一側的鬧鈴開關79，使其一側的鍵突791再度將接觸彈片121頂起，而切斷電源，即可解除蜂鳴器122的鳴叫。此外，該鬧鈴開關79另側延伸一扣榫792，以便與中隔座54壁面所預設的兩段式扣槽544扣接，以便做為設定與解除鬧鈴的依據。
殼體8是由一前蓋81與一後蓋82對接而成，以便包覆並保護前述的各元件。其中，該前蓋81表面除設一基準線811外，尚開設一蓋缺812，以利撥動時區調整環51。而中隔座54底部則與一封蓋83鎖固連結，以便將機芯的開口部封閉。
請再參閱圖式，本發明欲使用時，首先使用者先將本地的臺北(Taipei)的地標511對準前蓋81的基準線811，然後旋轉時間調整鈕35，使計分裝置3及計時裝置4校準至本地時間，並藉由窗口561所顯示的晝夜顯示盤62的飾標621判讀所顯示時間是為白天或夜晚，例如經調整至中午12時。如欲觀查其他時區，諸如芝加哥(Chicago)時間，只要撥動時區調整環51，使時區顯示裝置5及計時裝置4同步運動，並將基準線811對準芝加哥的地標511，此時時針43指示為10時，而窗口561則顯現代表夜晚的飾標621，此即意味目前芝加哥是晚間10時，己不適合進行商務電話聯繫。
此外，使用者如欲在芝加哥上午9時30分與客戶連繫，則依上述步驟調整至芝加哥當地時間，隨即旋轉鬧鈴調整鈕77，使鬧鈴設定裝置7作動，並將鬧鈴指針76對準9時30分位置。當鬧鈴定時凸輪72的兩凸榫721落入鬧鈴定時凹輪71的兩卡槽711內，蜂鳴器122即發出聲響。此時，本地的使用者(時間為夜晚11時30分)即可拿起電話與芝加哥客戶連繫。
是以，經由本發明的實施，可獲致的功效，計有如下數端(1)時間容易判讀，由於本發明是採用慣用的12小時機芯做為時間顯示，故可在不改變閱讀習慣下，輕易判讀本地或其他時區的時間。
(2)操作簡便和報時準確，如欲查詢其他時區的時間，僅需撥動時區調整環，使計時裝置在行星基輪上呈行星運動，並將計時裝置以整點方式移動，即可輕易判別兩地時間或時差，可謂便捷無比。
(3)具晝夜判讀功能，藉時間顯示板的窗口內所呈現飾標的差異，雖經由12小時機芯做為時間顯示，亦可輕易判別所欲查詢某一時區的晝夜時間。
(4)具鬧鈴設定功能，由於本發明的機芯與習用的12小時機芯所提供的時間判讀方式毫無二致，因此，在鬧鈴設定與解除亦大致相同，可避免24小時機芯因時與時兩者間的間隙過小，難以準確設定鬧鈴時間的缺失外，同時本案可預先調整至其他時區的時間後，再設定鬧鈴時間，以便鬧鈴時，可提醒使用者已到所設定的時間。
本發明所揭示者，乃較佳實拖例的一種，舉凡局部的變更或修飾而源於本發明的技術思想而為熟習該項技藝的人所易於推知者，俱不脫本發明的專利權範疇。
權利要求
1.一種具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其包括一動力產生裝置，是設於一基板及一電路板上方，藉電池所供應的電力予步進馬達組，使其轉子等速旋轉；一計秒裝置，是由一秒前輪與轉子嚙合，該秒前輪另側與一秒輪嚙合，且秒輪中央向下延伸一秒軸；一計分裝置，是由一分前輪組與秒輪嚙合，該分前輪組另與一分輪嚙合，該分輪具一分輪管供秒軸穿越；一計時裝置，是由一時前輪與分輪嚙合，該時前輪另側與一時輪組嚙合，該時輪組供分輪管穿越，並由一後時輪及一前時輪對接而成；一時區顯示裝置，是由一時區調整環與一鐘面板結合，其表面具24時區分割並設置地標，而側邊內壁的內環齒則與軸接於鐘面板一側邊緣的行星惰輪嚙合，該行星惰輪另側則與一容置於中隔座內的行星基輪嚙合，該行星基輪供後時輪穿越與容置，且時前輪藉一軸杆軸接於行星基輪頂面一側；籍秒針/盤、分針及時針分別樞接於秒軸、分輪管及前時輪，將本地時區的第一地標對準殼體的基準線，並校準本地時間，然後撥動時區調整環至某一時區的第二地標，並將其對準基準線，使內環齒同步帶動行星惰輪及行星基輪轉動，而時前輪則在行星基輪上沿著分輪呈行星運動，使與其嚙合的時輪組旋轉，而令時針位移，使時針所指示的時間即代表該第二地標的時間。
2.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中分前輪組是由一分前輪活動地與一分前輪軸套接而成，籍旋轉時間調整鈕，使與之連接的分前輪軸轉動，並使分輪、時前輪及時輪組相對旋轉，以便調整時間，而分前輪雖受到秒輪帶動，唯形成空轉。
3.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中分輪管是一體設置或套接於分輪。
4.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中行星基輪的輪面底部至少設一定位榫，而中隔座的輪室內則相對突設若干卡榫；當行星基輪轉動，使其定位榫位移並落入某兩卡榫的間隙時，即代表時輪組是以整點方式變化至某一時區。
5.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其進一步包括一晝夜顯示裝置，該裝置是在時輪組一側嚙合一晝夜齒輪，另將一晝夜顯示盤與晝夜齒輪軸接，使晝夜顯示盤可隨著時輪組而轉動，其盤面具代表晝/夜符號的兩飾標；籍觀察時間顯示板所開具的窗口內顯示何種飾標以便判斷晝夜時間。
6.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其進一步包括一鬧鈴設定裝置，該裝置是將一鬧鈴定時凹輪與一鬧鈴定時凸輪活動地套接，再一併軸接於鐘面板上，兩者的接觸面至少相對設置兩卡槽及兩凸榫；另將一第一惰輪和一第二惰輪軸接於鬧鈴定時凹輪與一鬧鈴定時凸輪一側，並分別與之嚙合，而時輪組的前時輪穿越一鬧鈴定時輪，並分別連接一時針及一鬧鈴指針，後再分別與該第二惰輪和第一惰輪嚙合；籍旋轉鬧鈴調整鈕，使一棘齒輪組帶動鬧鈴定時凹輪、第一惰輪、鬧鈴定時輪及鬧鈴指針轉動，以便設定鬧鈴時間；而前時輪持續運轉，並帶動第二惰輪及鬧鈴定時凸輪轉動，使兩凸榫沿著鬧鈴定時凹輪的盤面呈圓周運動；當量凸榫落入兩卡槽內時，鬧鈴定時凸輪高度降低，使電路板的接觸彈片失去支撐，而形成導通，並促使蜂鳴器發出聲響。
7.根據權利要求6所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中當蜂鳴器發出聲響，則藉撥動設於中隔座周緣的鬧鈴開關，使其一側的鍵突將接觸彈片頂起，而行成斷路，即可解除蜂鳴器的鳴叫。
8.根據權利要求7所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中鬧鈴開關另側延伸一扣榫，以便選擇性地與中隔座內壁面所設的兩段式扣槽扣接，以便做為設定與解除蜂鳴器發出聲響的依據。
9.根據權利要求6所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中該棘齒輪組是為一單向棘齒輪組。
10.根據權利要求1所述的具時區顯示的時鐘機芯，其特徵在於，其中殼體是由一前蓋與一後蓋對接而成，該前蓋周緣設一蓋缺，以利撥動時區調整環，中隔座底部則與一封蓋鎖固連結。
全文摘要
具時區顯示的時鐘機芯,其是由一動力產生裝置,一計秒裝置,一計分裝置,一計時裝置及一時區顯示裝置所組合而成,藉秒針/盤、分針及時針分別樞接於計秒、計分及計時裝置,然後將本地時區的第一地標對準殼體的基準線,並校準本地時間,然後撥動時區顯示裝置的時區調整環至某一時區的第二地標,並將其對準基準線,而時前輪則在行星基輪上沿著分輪呈行星運動,而令時針位移,使時針所指示的時間即代表該第二地標的時間。
文檔編號G04C21/00GK1350214SQ0012989
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者林文傳 申請人:王鼎精密股份有限公司