JPH11264882A - 発電装置付電子時計 - Google Patents
発電装置付電子時計Info
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- JPH11264882A JPH11264882A JP11023715A JP2371599A JPH11264882A JP H11264882 A JPH11264882 A JP H11264882A JP 11023715 A JP11023715 A JP 11023715A JP 2371599 A JP2371599 A JP 2371599A JP H11264882 A JPH11264882 A JP H11264882A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- rotor
- power generating
- power
- wheel train
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time-pieces
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転錘からロータまでの動力伝達部のいずれか
に摩擦結合部を形成し、動力伝達部に所定値以上のトル
クが印加されたときスリップして部品の破損を防いでい
る。また回転錘の厚肉部を該コイルの外側で、しかもコ
イルとほぼ同一平面上に位置するよう配置することによ
り、時計が厚くなることを防ぎ、更にトルク効率を高め
ている。又、動力伝達部の輪列と時計輪列とを重ねるこ
となく分散して配置することにより薄型の発電装置付電
子腕時計としている。 【解決手段】回転錘からロータまでの動力伝達部のいず
れかに摩擦連結部を介して動力を伝達する機構を備えて
いる。表示輪列、伝達輪列、時計用コイル、発電用コイ
ル及び回路基板が実質的に重なることなく分散配置して
いる。
に摩擦結合部を形成し、動力伝達部に所定値以上のトル
クが印加されたときスリップして部品の破損を防いでい
る。また回転錘の厚肉部を該コイルの外側で、しかもコ
イルとほぼ同一平面上に位置するよう配置することによ
り、時計が厚くなることを防ぎ、更にトルク効率を高め
ている。又、動力伝達部の輪列と時計輪列とを重ねるこ
となく分散して配置することにより薄型の発電装置付電
子腕時計としている。 【解決手段】回転錘からロータまでの動力伝達部のいず
れかに摩擦連結部を介して動力を伝達する機構を備えて
いる。表示輪列、伝達輪列、時計用コイル、発電用コイ
ル及び回路基板が実質的に重なることなく分散配置して
いる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転錘の回転で
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する腕時計の具体的な構成に関
する。
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する腕時計の具体的な構成に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から電池を用いた腕時計にあって
は、電池寿命を長くすることが大きな課題であった。し
かし小型な腕時計に用いられる電池の大きさには自ずと
限界があった。これらを解決するための1つの手段とし
て実現されているのが、米国特許4653931号に示
されるように太陽電池を文字板上等表示面に設け、太陽
電池によって二次電池あるいは充電用コンデンサを充電
し、該二次電池あるいはコンデンサの出力によって時計
回路を駆動する電子腕時計である。しかしこの構成では
黒色もしくは青色の太陽電池が文字板上に配置されるた
めデザイン的な限定を与えることになり、デザインを売
りものとする電子時計として好ましいものではなかっ
た。
は、電池寿命を長くすることが大きな課題であった。し
かし小型な腕時計に用いられる電池の大きさには自ずと
限界があった。これらを解決するための1つの手段とし
て実現されているのが、米国特許4653931号に示
されるように太陽電池を文字板上等表示面に設け、太陽
電池によって二次電池あるいは充電用コンデンサを充電
し、該二次電池あるいはコンデンサの出力によって時計
回路を駆動する電子腕時計である。しかしこの構成では
黒色もしくは青色の太陽電池が文字板上に配置されるた
めデザイン的な限定を与えることになり、デザインを売
りものとする電子時計として好ましいものではなかっ
た。
【0003】更に他の手段として時計内に回転錘等の機
械的な作動部を設け、これにもとづいて永久面のロータ
ーを回転させ発電させようとする考え方もあった。しか
し発電機自体が大型になり、腕時計として実現されたも
のはかつて1つもなかったのが現状である。
械的な作動部を設け、これにもとづいて永久面のロータ
ーを回転させ発電させようとする考え方もあった。しか
し発電機自体が大型になり、腕時計として実現されたも
のはかつて1つもなかったのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の充電式電子腕時計の欠点の存在しない、薄型で充
電効率の良い発電装置付電子時計を実現させるのであ
る。
従来の充電式電子腕時計の欠点の存在しない、薄型で充
電効率の良い発電装置付電子時計を実現させるのであ
る。
【0005】又本発明は外部から衝撃が加えられても破
損のないスリップ機構を備えた発電装置付電子腕時計を
提供する。
損のないスリップ機構を備えた発電装置付電子腕時計を
提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の発電装置付電子
腕時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する発電装置付電子腕時計において、前
記回転錘の動力伝達部に所定値以上のトルクか印加され
たときスリップする摩擦結合部を備え、該摩擦連結部を
介して動力を伝達する機構を備えたことを特徴とする。
腕時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する発電装置付電子腕時計において、前
記回転錘の動力伝達部に所定値以上のトルクか印加され
たときスリップする摩擦結合部を備え、該摩擦連結部を
介して動力を伝達する機構を備えたことを特徴とする。
【0007】他の本発明は回転錘から得られる機械エネ
ルギーを電気エネルギーに変換する発電装置付電子腕時
計において、前記回転錘の動力伝達部を輪列により構成
し、前記輪列により駆動される永久磁石ロータと、該ロ
ータに磁気的に連結しロータの回動に応じて誘起電圧を
発生するコイルとを備え、前記回転錘は中心部が時計中
心に回動負在に支持されるとともにコイルの外側で該コ
イルと同一平面上に配置される外周部を備えたことを特
徴とする。
ルギーを電気エネルギーに変換する発電装置付電子腕時
計において、前記回転錘の動力伝達部を輪列により構成
し、前記輪列により駆動される永久磁石ロータと、該ロ
ータに磁気的に連結しロータの回動に応じて誘起電圧を
発生するコイルとを備え、前記回転錘は中心部が時計中
心に回動負在に支持されるとともにコイルの外側で該コ
イルと同一平面上に配置される外周部を備えたことを特
徴とする。
【0008】更に、他の本発明は回転錘から得られる機
械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置付電
子腕時計において、時計表示用の表示輪列と、該表示輪
列を駆動するロータとステータとコイルからなるステッ
プモータと、前記回転錘の動力伝達部を構成する伝達輪
列と、該伝達輪列により回動される永久磁石ロータと、
該永久磁石ロータを磁気的に連結しロータの回動に応じ
て誘起電圧を発生する発電用コイルと、前記時計用ステ
ップモータの駆動信号を出力し前記発電用コイルからの
出力を充電制御する回路基板とを備え、前記表示輪列、
伝達輪列、時計用コイル、充電用コイル及び回路基板が
実質的に重なることなく分散配置して機械体が構成さ
れ、該機械体の表面側に回転重錘を回動自在に配置した
ことを特徴とする。
械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置付電
子腕時計において、時計表示用の表示輪列と、該表示輪
列を駆動するロータとステータとコイルからなるステッ
プモータと、前記回転錘の動力伝達部を構成する伝達輪
列と、該伝達輪列により回動される永久磁石ロータと、
該永久磁石ロータを磁気的に連結しロータの回動に応じ
て誘起電圧を発生する発電用コイルと、前記時計用ステ
ップモータの駆動信号を出力し前記発電用コイルからの
出力を充電制御する回路基板とを備え、前記表示輪列、
伝達輪列、時計用コイル、充電用コイル及び回路基板が
実質的に重なることなく分散配置して機械体が構成さ
れ、該機械体の表面側に回転重錘を回動自在に配置した
ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明をより詳細に説述するため
に、以下図面に従ってこれを説明する。
に、以下図面に従ってこれを説明する。
【0010】図1は本発明の発電電子腕時計の表側平面
図である。地板1の上面には時刻表示輪列、ステップモ
ーター、蓄電手段、発電装置及び回路基板が配置されて
いる。各々の部分を図面と対応させて順次説明してい
く。また図2(a),(b),(c)は図1の要部断面
図であり、図1と併せて説明をしていく。
図である。地板1の上面には時刻表示輪列、ステップモ
ーター、蓄電手段、発電装置及び回路基板が配置されて
いる。各々の部分を図面と対応させて順次説明してい
く。また図2(a),(b),(c)は図1の要部断面
図であり、図1と併せて説明をしていく。
【0011】時刻表示輪列はコイルブロック3、板状の
ステータ4及び永久磁石ロータ5からなるステップモー
タにより駆動され、ロータ5に順次噛合する中間車6、
四番車7、三番車8、二番車9、日の裏車10、筒車1
1からなる。輪列受12は、ロータから三番車8までの
表側輸列を地板1との間で軸支している。コイル3はコ
イルとそれを貫通する磁芯からなり、コイルブロック3
を輪列受12から離して重ねないよう構成することによ
り輪列部が厚くなるのを防いでいる。
ステータ4及び永久磁石ロータ5からなるステップモー
タにより駆動され、ロータ5に順次噛合する中間車6、
四番車7、三番車8、二番車9、日の裏車10、筒車1
1からなる。輪列受12は、ロータから三番車8までの
表側輸列を地板1との間で軸支している。コイル3はコ
イルとそれを貫通する磁芯からなり、コイルブロック3
を輪列受12から離して重ねないよう構成することによ
り輪列部が厚くなるのを防いでいる。
【0012】発電装置は図2に示されるように、輪列受
の上側に配置された回転錘受13にベアリング14を介
して回動自在に軸支されている回転錘15と、該回転錘
と一体に固定された回転錘歯車16と、該回転錘歯車1
6に順次噛合して回動される伝え車17と発電用永久磁
石ロータ18と、発電のために発電用ロータ18の周囲
に配置された発電用ステータ19と発電用コイルブロッ
ク20からなる。回転錘15は回転錘体15aと回転重
錘15bを溶接して一体にしたものである。ベアリング
14に固着される回転錘車真21は上端部で回転錘体1
5aをカシメ固定し、下端部に回転錘歯車16を固着し
ている。
の上側に配置された回転錘受13にベアリング14を介
して回動自在に軸支されている回転錘15と、該回転錘
と一体に固定された回転錘歯車16と、該回転錘歯車1
6に順次噛合して回動される伝え車17と発電用永久磁
石ロータ18と、発電のために発電用ロータ18の周囲
に配置された発電用ステータ19と発電用コイルブロッ
ク20からなる。回転錘15は回転錘体15aと回転重
錘15bを溶接して一体にしたものである。ベアリング
14に固着される回転錘車真21は上端部で回転錘体1
5aをカシメ固定し、下端部に回転錘歯車16を固着し
ている。
【0013】べアリング14は周知のものであり、回転
錘受13に固着される外輪部14aと、回転錘車真21
と固着する内輪部14bとそれらの間に配置されるボー
ル14cからなる。伝え車17はカナを備えた伝え車真
17aとそれに摩擦結合する伝え歯車17bとからな
る。永久磁石ロータ18はカナを備えたロータ真18a
と永久磁石18bとからなり、発電効率を高めるために
偏平に形成されている。実験によればロータの径bRd
とロータの厚さの比が0.05〜0.5、より好ましく
は0.1〜0.3のときに充電効率が高なることがわか
った。ロータ磁石は軽量で磁束密度の高いSm2 Co
17等の希土類磁石が用いられ2極着磁されているが、
6極、8極等でも可能である。伝え車17と発電用ロー
タ18は地板1と回転錘受13によって軸支されてお
り、コイルブロック20は回転錘受13と離して重なら
ないよう配置し時計体が厚くなるのを防いでいる。又図
1から明らかなように発電輪列となる伝え車17と発電
用ロータ18は表示輪列は互いに重ならないよう分散配
置され、時計用コイルブロック3と、発電用コイルブロ
ック20も厚くなるのを防ぐため地板外周の量なる位置
に分散して配置されている。
錘受13に固着される外輪部14aと、回転錘車真21
と固着する内輪部14bとそれらの間に配置されるボー
ル14cからなる。伝え車17はカナを備えた伝え車真
17aとそれに摩擦結合する伝え歯車17bとからな
る。永久磁石ロータ18はカナを備えたロータ真18a
と永久磁石18bとからなり、発電効率を高めるために
偏平に形成されている。実験によればロータの径bRd
とロータの厚さの比が0.05〜0.5、より好ましく
は0.1〜0.3のときに充電効率が高なることがわか
った。ロータ磁石は軽量で磁束密度の高いSm2 Co
17等の希土類磁石が用いられ2極着磁されているが、
6極、8極等でも可能である。伝え車17と発電用ロー
タ18は地板1と回転錘受13によって軸支されてお
り、コイルブロック20は回転錘受13と離して重なら
ないよう配置し時計体が厚くなるのを防いでいる。又図
1から明らかなように発電輪列となる伝え車17と発電
用ロータ18は表示輪列は互いに重ならないよう分散配
置され、時計用コイルブロック3と、発電用コイルブロ
ック20も厚くなるのを防ぐため地板外周の量なる位置
に分散して配置されている。
【0014】かかる発電装置は、回転錘15が回動する
と回転錘歯車16、伝え車17を介してロータ18か増
速回動されるので、コイルブロックに誘起電圧を発生す
る。この誘起電圧を後述する回路ブロックを介して蓄電
手段となるキャパシタに充電していくものである。回転
錘は携帯時の腕の自然な振れによって容易に回動するの
で、充分な充電が得られるものである。実験によれば、
回転錘15からロータ18までの増連比は、30〜20
0の範囲に設定する必要かあることが判った。尚ステー
タ19は本発明では1体形ステータとしたが、これは2
体形ステータ(USPAT.3984972に記述され
る)になるとロータとステータの引き力が大きくなり回
転錘の回動のブレーキとなるのを防ぐためである。もち
ろん設定を厳密にすれば2体形ステータでも使用でき
る。
と回転錘歯車16、伝え車17を介してロータ18か増
速回動されるので、コイルブロックに誘起電圧を発生す
る。この誘起電圧を後述する回路ブロックを介して蓄電
手段となるキャパシタに充電していくものである。回転
錘は携帯時の腕の自然な振れによって容易に回動するの
で、充分な充電が得られるものである。実験によれば、
回転錘15からロータ18までの増連比は、30〜20
0の範囲に設定する必要かあることが判った。尚ステー
タ19は本発明では1体形ステータとしたが、これは2
体形ステータ(USPAT.3984972に記述され
る)になるとロータとステータの引き力が大きくなり回
転錘の回動のブレーキとなるのを防ぐためである。もち
ろん設定を厳密にすれば2体形ステータでも使用でき
る。
【0015】又上述した発電装置の場合、落下等によっ
て回転錘15に強い衝撃負荷トルクが加わると、動力伝
達部の歯車の支持部分、及び歯車の歯が破損してしまい
耐衝撃性能に劣るという問題を有する。耐衝撃性能を向
上させるためには、個々の部品を衝撃力に耐えられる様
に強度アップさせる必要があるが、これには構造の大型
化が伴い、腕時計の様な小さな製品に採用するのは困難
となるといった問題がある。
て回転錘15に強い衝撃負荷トルクが加わると、動力伝
達部の歯車の支持部分、及び歯車の歯が破損してしまい
耐衝撃性能に劣るという問題を有する。耐衝撃性能を向
上させるためには、個々の部品を衝撃力に耐えられる様
に強度アップさせる必要があるが、これには構造の大型
化が伴い、腕時計の様な小さな製品に採用するのは困難
となるといった問題がある。
【0016】そこで本発明では、前記回転錘の動力伝達
部に摩擦力で動力を伝達する機構を少なくとも1つ有し
ているものであり、落下等による強い衝撃負荷トルクの
回転重衝に加わったときに、前記摩擦力で動力を伝達す
る機構がスリップし、前記機構以降の動力伝達部に強い
衝撃負荷トルクが伝わるのを回避することができる。
部に摩擦力で動力を伝達する機構を少なくとも1つ有し
ているものであり、落下等による強い衝撃負荷トルクの
回転重衝に加わったときに、前記摩擦力で動力を伝達す
る機構がスリップし、前記機構以降の動力伝達部に強い
衝撃負荷トルクが伝わるのを回避することができる。
【0017】具体的には前述した如く伝え車17の伝え
車真17aと伝え歯車17bが摩擦力をもって取り付け
られている。図3に伝え歯車17bの平面図を示す。伝
え歯車17bに弾性腕17cによって伝え車真に弾着し
ている。
車真17aと伝え歯車17bが摩擦力をもって取り付け
られている。図3に伝え歯車17bの平面図を示す。伝
え歯車17bに弾性腕17cによって伝え車真に弾着し
ている。
【0018】この摩擦力は、次の関係から設定されてい
る。まず通常時を考えるとスリップせずに伝達しなけれ
ばならないので、ロータ18とステータ19に生じる磁
力による負荷分及び輪列部の摩擦などの機械的な負荷よ
り大きな摩擦力になっている。次に衝撃時を考えると、
磁力による負荷はロータ18の回転速度が速くなると電
磁誘導作用から大きくなるので、摩擦力はこの負荷及び
先程の機械的な負荷より小さくなっている。
る。まず通常時を考えるとスリップせずに伝達しなけれ
ばならないので、ロータ18とステータ19に生じる磁
力による負荷分及び輪列部の摩擦などの機械的な負荷よ
り大きな摩擦力になっている。次に衝撃時を考えると、
磁力による負荷はロータ18の回転速度が速くなると電
磁誘導作用から大きくなるので、摩擦力はこの負荷及び
先程の機械的な負荷より小さくなっている。
【0019】これらの値は、簡易的に次の考え方で求め
れば実使用を満足する。摩擦力の下限値は歯数比でトル
ク換算し回転錘のアンバランストルクに打ちかつ様に設
定する。たとえば回転錘のアンバランストルクをWgc
m、回転錘歯車の歯数をZ1、伝え車かなの歯数をZ
2 としたときの伝え車摩擦力は、WX(Z2 /
Z1)以上に設定すれば良い。こうすれば時計を静かに
携帯する時は、回転錘に1G程度の加速度が加わってい
るのだけなのでスリップしてしまうことはない。摩擦力
の上限値は、車のほぞ、歯部等機械的な強度限界よりも
小さな値とすれば良い。
れば実使用を満足する。摩擦力の下限値は歯数比でトル
ク換算し回転錘のアンバランストルクに打ちかつ様に設
定する。たとえば回転錘のアンバランストルクをWgc
m、回転錘歯車の歯数をZ1、伝え車かなの歯数をZ
2 としたときの伝え車摩擦力は、WX(Z2 /
Z1)以上に設定すれば良い。こうすれば時計を静かに
携帯する時は、回転錘に1G程度の加速度が加わってい
るのだけなのでスリップしてしまうことはない。摩擦力
の上限値は、車のほぞ、歯部等機械的な強度限界よりも
小さな値とすれば良い。
【0020】以上の構成によれば、通常携帯時は、腕の
動き等によって発生する回転重錘15のトルクより、摩
擦力が大きいため、伝え歯車17bは回転重錘2の回転
をそのままロータ18に伝えるが、例えば落下等の強い
衝撃が回転錘15に加わった時は、回転錘15のトルク
が摩擦力を上まわるので、伝え歯車17bがスリップ
し、回転錘15の回転は以降の車に伝えられない。
動き等によって発生する回転重錘15のトルクより、摩
擦力が大きいため、伝え歯車17bは回転重錘2の回転
をそのままロータ18に伝えるが、例えば落下等の強い
衝撃が回転錘15に加わった時は、回転錘15のトルク
が摩擦力を上まわるので、伝え歯車17bがスリップ
し、回転錘15の回転は以降の車に伝えられない。
【0021】尚摩擦係合する位置は他の車の位置でも良
い。即ち回転錘歯車16と回転錘車真21の間、ロータ
カナ18aとロータ磁石18bの間に摩擦係合部を設け
てもよい。
い。即ち回転錘歯車16と回転錘車真21の間、ロータ
カナ18aとロータ磁石18bの間に摩擦係合部を設け
てもよい。
【0022】この場合の摩擦力は、それぞれの歯数比に
より異なり、前者の場合には、回転錘のアンバランスト
ルク以上必要で、後者の場合には、伝え歯車とロータ真
のかなの歯数比分だけ、さらに小さくて良い。
より異なり、前者の場合には、回転錘のアンバランスト
ルク以上必要で、後者の場合には、伝え歯車とロータ真
のかなの歯数比分だけ、さらに小さくて良い。
【0023】又、摩擦力を発生させる構造については、
前述に限定されず、分車のスリップ機構として使われる
周知の筒カナつぶし方法や磁石の磁力を設いた方法な
ど、様々な構造が考えられる。
前述に限定されず、分車のスリップ機構として使われる
周知の筒カナつぶし方法や磁石の磁力を設いた方法な
ど、様々な構造が考えられる。
【0024】磁石を設いた構造の一例を図5に示し、図
に沿って説明する。17aは磁性体よりなる伝え車のか
な、17dは磁石、17bは伝え車の歯車を示す。磁石
17dは歯車17bと固着され、歯車17bはかな17
aとガタで係合している。歯車17bは、磁石17dと
かな17aの吸着力により、かな17aと固着されてい
る。回転錘からの力が吸着力より弱い時は、回転を伝達
し、吸着力より強い時はかな17aが空回りすることに
なる。又、この構造を、発電用ガタに応用すれば、磁石
を、ロータ磁石と兼用することも可能である。
に沿って説明する。17aは磁性体よりなる伝え車のか
な、17dは磁石、17bは伝え車の歯車を示す。磁石
17dは歯車17bと固着され、歯車17bはかな17
aとガタで係合している。歯車17bは、磁石17dと
かな17aの吸着力により、かな17aと固着されてい
る。回転錘からの力が吸着力より弱い時は、回転を伝達
し、吸着力より強い時はかな17aが空回りすることに
なる。又、この構造を、発電用ガタに応用すれば、磁石
を、ロータ磁石と兼用することも可能である。
【0025】蓄電手段はキャパシタ2によって構成され
る。キャパシタ2は図1及び図28(c)から明らかな
ように凸状電極部2aにリード板23が溶接固着されて
いる。キャパシタ2はリード板23が表になるように地
極の凹所に設置され、絶縁板25を介してリング状のキ
ャパシタ押さえ24で押圧保持される。キャパシタ押さ
え24はネジ26,27によって地板1に固着される。
この際回路基板28のパターン28aがリード板23と
地板1の間で挟持され負極の電気的導通をとっている。
キャパシタの正極は回路基板パターンと導通するプラス
リード39をキャパシタ2のサイドに弾性接触させて導
通をとる。
る。キャパシタ2は図1及び図28(c)から明らかな
ように凸状電極部2aにリード板23が溶接固着されて
いる。キャパシタ2はリード板23が表になるように地
極の凹所に設置され、絶縁板25を介してリング状のキ
ャパシタ押さえ24で押圧保持される。キャパシタ押さ
え24はネジ26,27によって地板1に固着される。
この際回路基板28のパターン28aがリード板23と
地板1の間で挟持され負極の電気的導通をとっている。
キャパシタの正極は回路基板パターンと導通するプラス
リード39をキャパシタ2のサイドに弾性接触させて導
通をとる。
【0026】回路基板28はフレキシブル基板をベース
として、その地板と対向する面上にICチップ30、ダ
イオード31、昇圧用コンデンサ32、補助コンデンサ
33、水晶振動子34が固着され電極パターンによって
互いに接続している。回路基板28の一方の端部28b
には発電用コイルブロック20に設けられたコイルリー
ド基板20aのパターンと接続するパターンが設けられ
ておりネジ35によって圧着接続させている。又回路基
板28の他端28cには前述したキャパシタ2との接続
部としてのパターン28aが回路基板から突出してい
る。また回路基板28の中間には時計用コイルブロック
3と水晶振動子34を逃げるための孔部28dが構成さ
れ、時計が厚くなることを防いでいる。孔部28dの周
辺には時計用コイルブロック3のコイルリード基板3a
のパターンと接続するパターンが形成されネジ36によ
って圧着接続されている。回路基板28に固着されるI
Cチップ30、ダイオード31、昇圧用コンデンサ3
2、補助コンデンサ33、水晶振動子4といった電子部
品は各々プラスチック地板1の凹所に収納され保護され
るとともに、時計体が厚くならないように工夫されてい
る。また回路基板28は表示輪列及び発電輪列と重ねな
いように分散して配置し時計か厚くなるのを防いでい
る。
として、その地板と対向する面上にICチップ30、ダ
イオード31、昇圧用コンデンサ32、補助コンデンサ
33、水晶振動子34が固着され電極パターンによって
互いに接続している。回路基板28の一方の端部28b
には発電用コイルブロック20に設けられたコイルリー
ド基板20aのパターンと接続するパターンが設けられ
ておりネジ35によって圧着接続させている。又回路基
板28の他端28cには前述したキャパシタ2との接続
部としてのパターン28aが回路基板から突出してい
る。また回路基板28の中間には時計用コイルブロック
3と水晶振動子34を逃げるための孔部28dが構成さ
れ、時計が厚くなることを防いでいる。孔部28dの周
辺には時計用コイルブロック3のコイルリード基板3a
のパターンと接続するパターンが形成されネジ36によ
って圧着接続されている。回路基板28に固着されるI
Cチップ30、ダイオード31、昇圧用コンデンサ3
2、補助コンデンサ33、水晶振動子4といった電子部
品は各々プラスチック地板1の凹所に収納され保護され
るとともに、時計体が厚くならないように工夫されてい
る。また回路基板28は表示輪列及び発電輪列と重ねな
いように分散して配置し時計か厚くなるのを防いでい
る。
【0027】また回路基板28の表側には金属薄板で形
成された回路押さえ板29が載置されている。回路押さ
え板29はネジ35,36,26及びコイルブロック3
を固定するネジ38のネジ類と回路基板の間に介在する
よう配置され、多ネジによって地板に固定される。回路
押さえ板29の1部には回転重錘の軌跡を障げないよう
地板周辺部の回路基板28を押さえつけるばね部29
a、29bが形成されており、またネジ38の近傍に巻
真の位置決めをなすオシドリ(図示せず)を押圧するバ
ネ部29Cを形成している。バネ部29cと対向する回
路基板は孔部が形成されている。また水晶振動子34を
地板に押圧するバネ部29dと、ケースに接触してアー
スをとるバネ部29eIとを一体に備えている。尚アー
スリード用のバネ部29eを時計体の側面に設けたのは
回転錘15の軌跡を妨げないようにするためである。
成された回路押さえ板29が載置されている。回路押さ
え板29はネジ35,36,26及びコイルブロック3
を固定するネジ38のネジ類と回路基板の間に介在する
よう配置され、多ネジによって地板に固定される。回路
押さえ板29の1部には回転重錘の軌跡を障げないよう
地板周辺部の回路基板28を押さえつけるばね部29
a、29bが形成されており、またネジ38の近傍に巻
真の位置決めをなすオシドリ(図示せず)を押圧するバ
ネ部29Cを形成している。バネ部29cと対向する回
路基板は孔部が形成されている。また水晶振動子34を
地板に押圧するバネ部29dと、ケースに接触してアー
スをとるバネ部29eIとを一体に備えている。尚アー
スリード用のバネ部29eを時計体の側面に設けたのは
回転錘15の軌跡を妨げないようにするためである。
【0028】以上、時刻表示輪列、ステップモーター、
蓄電手段、発電装置及び回路基板について順次説明して
きた。ここで全体レイアウトについての特徴を述べる。
蓄電手段、発電装置及び回路基板について順次説明して
きた。ここで全体レイアウトについての特徴を述べる。
【0029】本実施例におけるレイアウトは、表示輪列
5,6,7,8と発電輪列17,18、時計用のコイル
ブロック3、発電用コイルブロック20、キャパシタ
2、回路基板28を互いに平面的に重ねることなく分散
して配置し、回路基板上の電気素子は地板1上の凹所に
収納して厚くなることを防いでおり、更に水晶振動子3
4を時計用コイル3の外側の不要空間部に配置してスペ
ースをかせぐ等工夫することにより、回転錘15を除い
た機械体を全体として偏平な形状に作ることができる。
また回転錘15はその外周の厚肉箇所15cがコイルの
外側の地板外周部に設けられて断面的にコイルと同一平
面上にくるよう構成したので、回転錘15と回転錘受1
3の隙間も最小限にすることができ、回転錘をもちなが
らも、全体として通常の時計の厚さと比べても何等遜色
のない電子時計を提供できるものである。併せて回転重
錘の最重量部を時計の最外周部にもってくることによ
り、発電効率の高い発電装置付電子時計を提供できるも
のである。
5,6,7,8と発電輪列17,18、時計用のコイル
ブロック3、発電用コイルブロック20、キャパシタ
2、回路基板28を互いに平面的に重ねることなく分散
して配置し、回路基板上の電気素子は地板1上の凹所に
収納して厚くなることを防いでおり、更に水晶振動子3
4を時計用コイル3の外側の不要空間部に配置してスペ
ースをかせぐ等工夫することにより、回転錘15を除い
た機械体を全体として偏平な形状に作ることができる。
また回転錘15はその外周の厚肉箇所15cがコイルの
外側の地板外周部に設けられて断面的にコイルと同一平
面上にくるよう構成したので、回転錘15と回転錘受1
3の隙間も最小限にすることができ、回転錘をもちなが
らも、全体として通常の時計の厚さと比べても何等遜色
のない電子時計を提供できるものである。併せて回転重
錘の最重量部を時計の最外周部にもってくることによ
り、発電効率の高い発電装置付電子時計を提供できるも
のである。
【0030】尚本実施例に用いられる発電回路について
図4(a),(b)に略記する。図4(a)は全波整流
回路を用いた例である。発電用コイル40に全波整流用
ダイオード41,42,43,44が接続されており、
そこに蓄電用キャパシタ45が接続されている。46は
補助コンデンサでありキャパシタ45に比べて容量を小
さくしてある。キャパシタ45の電荷で補助コンデンサ
46を充電し、それによって時計回路47が駆動され
る。回転錘の一方の回転にともない実線の如き電流が流
れ、他方の回転によって破線の如く電流が流れる。これ
によって回転重錘のいかなる回転も充電に利用すること
ができるものである。尚48はリミッターであり、キャ
パシタ45が過充電状態になったときそれを検出してコ
イル両端を端絡させ、それ以上の充電がされないように
するものである。
図4(a),(b)に略記する。図4(a)は全波整流
回路を用いた例である。発電用コイル40に全波整流用
ダイオード41,42,43,44が接続されており、
そこに蓄電用キャパシタ45が接続されている。46は
補助コンデンサでありキャパシタ45に比べて容量を小
さくしてある。キャパシタ45の電荷で補助コンデンサ
46を充電し、それによって時計回路47が駆動され
る。回転錘の一方の回転にともない実線の如き電流が流
れ、他方の回転によって破線の如く電流が流れる。これ
によって回転重錘のいかなる回転も充電に利用すること
ができるものである。尚48はリミッターであり、キャ
パシタ45が過充電状態になったときそれを検出してコ
イル両端を端絡させ、それ以上の充電がされないように
するものである。
【0031】図4(b)は半波整流回路を用いた例であ
る。図中、コイル40、キャパシタ45、補助コンデン
サ46、時計回路47、リミッター48は図4(a)と
同様である。本実施例においては電流素子としてダイオ
ード49が1つだけ用いられている。この場合ダイオー
ド数が少なくなるのでその分抵抗成分が減じられるよう
効率の良い充電が可能となる。
る。図中、コイル40、キャパシタ45、補助コンデン
サ46、時計回路47、リミッター48は図4(a)と
同様である。本実施例においては電流素子としてダイオ
ード49が1つだけ用いられている。この場合ダイオー
ド数が少なくなるのでその分抵抗成分が減じられるよう
効率の良い充電が可能となる。
【0032】尚キャパシタ45の蓄電電圧をより有効に
利用するために、キャパシタ45と補助コンデンサ46
の間に昇圧回路を挿入することも可能である。この具体
的な構成は、同一出願人により既にアメリカに出願され
ているSerialNo.06/849,932に詳述
されている。
利用するために、キャパシタ45と補助コンデンサ46
の間に昇圧回路を挿入することも可能である。この具体
的な構成は、同一出願人により既にアメリカに出願され
ているSerialNo.06/849,932に詳述
されている。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、薄型で充電効率の良い
発電装置付電子時計を実現させるものである。
発電装置付電子時計を実現させるものである。
【0034】又、本発明は外部から衝撃が加えられても
破損のないスリップ機構を備えた発電装置付電子腕時計
を提供するものである。
破損のないスリップ機構を備えた発電装置付電子腕時計
を提供するものである。
【図1】本発明に係る発電電子腕時計の平面図。
【図2】(a)は図1の電子腕時計の部分断面図、
(b)は図1の電子腕時計の部分断面図、(c)は図1
の電子腕時計の部分断面図。
(b)は図1の電子腕時計の部分断面図、(c)は図1
の電子腕時計の部分断面図。
【図3】伝え歯車の平面図。
【図4】本発明の発電電子腕時計に用いられる発電回路
の概略図。
の概略図。
【図5】発明の他の実施例を示すAG中間車の断面図。
1………地板 2………キャパシタ 3………コイルブロック 4………ステータ 5………コイルブロックロータ 12……輪列受 15……回転錘 16……回転錘歯車 17……伝え車 18……発電用永久磁石ロータ 19……発電用ステータ 20……発電用コイルブロック 28……回路押さえ板 29……回路基板 40……発電用コイル 41、42、43、44……ダイオード 45……蓄電用キャパシタ 46……補助コンデンサ 47……時計回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年3月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】発電装置付電子時計
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転錘の回転で
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する時計の具体的な構成に関す
る。
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する時計の具体的な構成に関す
る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】削除
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の発電装置付電子
時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、該電気エネルギーによって時計体を駆
動するように構成された発電装置付電子時計において、
前記時計体には長手形状を備えた水晶振動子及び長手形
状を備えたコイルが設けられ、前記コイルをその長手方
向の両端が前記時計体の外周に近接するよう配置すると
ともに、前記水晶振動子を前記コイルより外周側で前記
コイルに平行状に配置し、前記水晶振動子及び前記コイ
ルを前記回転錘の回転軌跡内に配置したことを特徴とす
る。
時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、該電気エネルギーによって時計体を駆
動するように構成された発電装置付電子時計において、
前記時計体には長手形状を備えた水晶振動子及び長手形
状を備えたコイルが設けられ、前記コイルをその長手方
向の両端が前記時計体の外周に近接するよう配置すると
ともに、前記水晶振動子を前記コイルより外周側で前記
コイルに平行状に配置し、前記水晶振動子及び前記コイ
ルを前記回転錘の回転軌跡内に配置したことを特徴とす
る。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また、本発明の発電装置付電子時計は、回
転錘から得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変
換し、該電気エネルギーによって時計体を駆動するよう
に構成された発電装置付電子時計において、前記時計体
には長手形状を備えた水晶振動子及び長手形状を備えた
コイルが平行状に設けられ、前記時計体には前記回転錘
の回転軌跡と回路基板及び該回路基板を前記回転錘から
離れる方向に押圧固定するための押え板を備え、該押え
板は、前記コイルの上方を経て前記水晶振動子上にまで
伸び前記水晶振動子を押圧固定する押えバネ部を備えて
いることを特徴とする。この場合にはさらに、前記回路
基板は前記水晶振動子及び前記コイルを平面的に回避す
る開口部を備えていることを特徴とする。
転錘から得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変
換し、該電気エネルギーによって時計体を駆動するよう
に構成された発電装置付電子時計において、前記時計体
には長手形状を備えた水晶振動子及び長手形状を備えた
コイルが平行状に設けられ、前記時計体には前記回転錘
の回転軌跡と回路基板及び該回路基板を前記回転錘から
離れる方向に押圧固定するための押え板を備え、該押え
板は、前記コイルの上方を経て前記水晶振動子上にまで
伸び前記水晶振動子を押圧固定する押えバネ部を備えて
いることを特徴とする。この場合にはさらに、前記回路
基板は前記水晶振動子及び前記コイルを平面的に回避す
る開口部を備えていることを特徴とする。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】また、本発明の発電装置付電子時計は、回
転錘から得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変
換し、該電気エネルギーによって時計体を駆動するよう
に構成された発電装置付電子時計において、前記時計体
には回路基板及び該回路基板を前記回転錘の側から押さ
える押え板を備え、前記押え板には、前記時計体の外縁
部において前記回転錘と抵触しないように外周側に突出
して時計ケースに接触する金属部材のバネ部を備えてい
ることしたことを特徴とする。
転錘から得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変
換し、該電気エネルギーによって時計体を駆動するよう
に構成された発電装置付電子時計において、前記時計体
には回路基板及び該回路基板を前記回転錘の側から押さ
える押え板を備え、前記押え板には、前記時計体の外縁
部において前記回転錘と抵触しないように外周側に突出
して時計ケースに接触する金属部材のバネ部を備えてい
ることしたことを特徴とする。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】削除
Claims (12)
- 【請求項1】回転錘から得られる機械エネルギーを電気
エネルギーに変換する発電装置付電子腕時計において、
前記回転錘の動力伝達部に所定値以上のトルクが印加さ
れたときスリップする摩擦結合部を備え、該摩擦連結部
を介して動力を伝達する機構を備えたことを特徴とする
発電装置付電子腕時計。 - 【請求項2】前記動力伝達部が前記回転錘に連動する輪
列を有してなることを特徴とする請求項1記載の発電装
置付電子腕時計。 - 【請求項3】前記機械エネルギーを電気エネルギーに変
換する装置が永久磁石ロータと、該ロータを包囲するス
テータと、該ロータに重なることなく配置されたコイル
とからなり、前記輪列と前記ロータを噛み合わさせてな
ることを特徴とする請求項2記載の発電装置付電子腕時
計。 - 【請求項4】前記ステータが1枚の帯状片から形成され
るとともに、1部に前記ロータが配置される孔部が形成
されてなることを特徴とする請求項3記載の発電装置付
電子腕時計。 - 【請求項5】前記摩擦結合部が前記輪列中に形成された
ことを特徴とする請求項2記載の発電装置付電子腕時
計。 - 【請求項6】前記摩擦結合部が前記ロータに形成された
ことを特徴とする請求項3記載の発電装置付電子腕時
計。 - 【請求項7】回転錘から得られる機械エネルギーを電気
エネルギーに変換する発電装置付電子腕時計において、
前記回転錘の動力伝達部を輪列により構成し、前記輪列
により駆動される永久磁石ロータと、該ロータに磁気的
に連結しロータの回動に応じて誘起電圧を発生するコイ
ルとを備え、前記回転錘は中心部が時計中心に回動自在
に支持されるとともにコイルの外側で該コイルと同一平
面上に配置される外周部を備えたことを特徴とする発電
装置付電子腕時計。 - 【請求項8】前記動力伝達部を構成する輪列が回転錘と
一体の回転錘歯車と、前記回転錘歯車に噛合する伝え歯
車を有することを特徴とする請求項6記載の発電装置付
電子腕時計。 - 【請求項9】回転錘から得られる機械エネルギーを電気
エネルギーに変換する発電装置付電子腕時計において、
時計表示用の表示輪列と、該表示輪列を駆動するロータ
とステータとコイルからなるステップモータと、前記回
転錘の動力伝達部を構成する伝達輪列と、該伝達輪列に
より回動される永久磁石ロータと、該永久磁石ロータと
磁気的に連結しロータの回動に応じて誘起電圧を発生す
る発電用コイルと、前記時計用ステップモータの駆動信
号を出力し前記発電用コイルからの出力を充電制御する
回路基板とを備え、前記表示輪列、伝達輪列、時計用コ
イル、発電用コイル及び回路基板が実質的に重なること
なく分散配置して機械体が構成され、該機械体の表面側
に回転錘を回動自在に配置したことを特徴とする発電装
置付腕時計。 - 【請求項10】前記回路基板がフレキシブル基板により
構成されたことを特徴とする請求項9記載の発電装置付
電子腕時計。 - 【請求項11】前記フレキシブル回路基板の地板との対
向面に電気素子が固着接続されるとともに、前記地板に
前記電気素子の収納される凹所を形成してなることを特
徴とする請求項10記載の発電装置付電子腕時計。 - 【請求項12】前記フレキシブルの回路基板を金属薄板
で形成された回路押さえ板で前記地板に押圧配置してな
ることを特徴とする請求項11記載の発電装置付電子腕
時計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023715A JP2993505B2 (ja) | 1988-01-25 | 1999-02-01 | 発電装置付電子時計 |
| JP11055546A JP2000065963A (ja) | 1988-01-25 | 1999-03-03 | 発電装置付電子腕時計 |
| JP2000249829A JP3267286B2 (ja) | 1988-01-25 | 2000-08-21 | 発電装置付電子時計 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1988/000052 WO1989006833A1 (fr) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Montre electronique pourvue d'un generateur de courant |
| JP9128987A JP2917963B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 発電装置付電子腕時計 |
| JP11023715A JP2993505B2 (ja) | 1988-01-25 | 1999-02-01 | 発電装置付電子時計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9128987A Division JP2917963B2 (ja) | 1988-01-25 | 1997-05-19 | 発電装置付電子腕時計 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055546A Division JP2000065963A (ja) | 1988-01-25 | 1999-03-03 | 発電装置付電子腕時計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264882A true JPH11264882A (ja) | 1999-09-28 |
| JP2993505B2 JP2993505B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13930500
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023715A Expired - Lifetime JP2993505B2 (ja) | 1988-01-25 | 1999-02-01 | 発電装置付電子時計 |
| JP11055546A Pending JP2000065963A (ja) | 1988-01-25 | 1999-03-03 | 発電装置付電子腕時計 |
| JP2000249829A Expired - Lifetime JP3267286B2 (ja) | 1988-01-25 | 2000-08-21 | 発電装置付電子時計 |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055546A Pending JP2000065963A (ja) | 1988-01-25 | 1999-03-03 | 発電装置付電子腕時計 |
| JP2000249829A Expired - Lifetime JP3267286B2 (ja) | 1988-01-25 | 2000-08-21 | 発電装置付電子時計 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4939707A (ja) |
| EP (1) | EP0326312B1 (ja) |
| JP (3) | JP2993505B2 (ja) |
| KR (2) | KR950001429Y1 (ja) |
| CN (1) | CN1013153B (ja) |
| DE (1) | DE68924282T2 (ja) |
| HK (1) | HK107397A (ja) |
| WO (1) | WO1989006833A1 (ja) |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701184B1 (en) * | 1994-03-29 | 1999-12-22 | Citizen Watch Co. Ltd. | Power supply apparatus in electrical appliances |
| CH686474B5 (fr) * | 1994-05-04 | 1996-10-15 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Dispositif de couplage entre une source d'énergie mécanique et une génératrice électrique dans une pièce d'horlogerie. |
| JP3174245B2 (ja) | 1994-08-03 | 2001-06-11 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電子制御時計 |
| US5540729A (en) * | 1994-12-19 | 1996-07-30 | Medtronic, Inc. | Movement powered medical pulse generator having a full-wave rectifier with dynamic bias |
| US20070205881A1 (en) * | 2000-09-08 | 2007-09-06 | Automotive Technologies International, Inc. | Energy Harvesting Systems and Methods for Vehicles |
| GB2304208B (en) * | 1995-08-07 | 1999-06-23 | Baylis Generators Ltd | Generator |
| JPH0996686A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Citizen Watch Co Ltd | 電子時計とその充電方法 |
| JP2936253B2 (ja) * | 1996-01-25 | 1999-08-23 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 小型充電器 |
| EP0836263B1 (en) * | 1996-03-13 | 2005-05-04 | Citizen Watch Co. Ltd. | Power supply for electronic timepiece |
| CH690523A5 (fr) * | 1996-12-09 | 2000-09-29 | Asulab Sa | Pièce d'horlogerie comportant une génératrice d'énergie électrique. |
| CH689469A5 (fr) * | 1996-12-18 | 1999-04-30 | Patek Philippe Sa | Convertisseur d'énergie mécano-électrique et pièce d'horlogerie comportant un tel convertisseur d'énergie. |
| EP0851322B1 (de) * | 1996-12-23 | 2000-05-17 | Ronda Ag | Mikrogenerator, Modul und Uhrwerk, enthaltend einen solchen Mikrogenerator |
| DE69809363T2 (de) * | 1997-09-26 | 2003-09-04 | Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo | Elektrisch geregelte mechanische Uhr |
| CH692874A5 (fr) * | 1997-11-20 | 2002-11-29 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Instrument de petit volume muni d'un dispositif de limitation de la puissance mécanique fournie par une masse oscillante. |
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