JP4852267B2 - ２種材料製自動補償てんぷばね - Google Patents

Description

本発明は、特に、コイルの同心拡張を可能にし、それによって時計の等時性を向上させるように、その内側湾曲部が変更される、時計のばねてんぷ調整デバイスに組み込むためのてんぷばねに関する。

時計が最高の等時性を有するには、てんぷとてんぷばねの構造的要素と、材料の選択を考察して、調整デバイスの本質的性能を向上させて、温度または磁場などの外部条件の変化による速度の変動を補償または縮小する必要がある。

てんぷばねに関する限り、ばねを直接的または間接的にてんぷコックに固定する外側湾曲部の形状、コイルの同心展開を可能にするために、それをてん真に固定する内側湾曲部の形状、さらに材料の選択が、等時性に関して決定的な役割を果たす。

本発明は、より具体的には、内側湾曲部の整形と、内側湾曲部とコイルのセットを作成するための材料選択のいずれにも関する。この目的を達成するための、よく知られている解決方法として、熱膨張率の低い非磁性材料を選択し、「ポイント・オブ・アッタッチメント」のルールを用いて、特定の外形に沿って、特にグロースマン湾曲に沿っててんぷばねの内側湾曲部を整形することがある。知られている巻き付け技法によってコイルがすべて既に形成されているてんぷばねの内側端部に、このような湾曲部を作成するためには、高い技能を有する労働力に頼る必要があり、そうすることによって、この解決法が、高精度で最高級の時計や限定されたシリーズにだけ確保され、大量生産には適用できないものとなる。技術的進歩を考慮すれば、てんぷばねに最高の形状を与えるために、てんぷばね全体を、フォトリソグラフィやガルバニック成長によって作成することを構想するかもしれない。しかし最新の技術では、電気めっきの形状性及び弾性と熱膨張率の特性のいずれにおいても満足のゆく金属または合金は存在しない。
米国特許第４，６６１，２１２号 米国特許出願第２００１／００３８８０３号

したがって本発明の目的は、工業的に製造することができると同時に、グロースマン湾曲のてんぷばねの品質を有するてんぷばねであって、てんぷばねの同心拡張に対するその影響が、外側湾曲部を整形することに起因するものよりも大きいばねを実現することによって新しい解決方法を提起することである。

したがって本発明は、ばねてんぷ調整デバイス用の自動補償てんぷばねであって、弾性トルクを有する、伸長度、温度、磁場の変化に対して非感受性または概ね非感受性の第１材料で作られるコイルと外側湾曲部を備えた第１アセンブリと、内側湾曲部が、てんぷばねの同心拡張のために最も有利な外形に沿って整形するのをしやすくする機械的特性から基本的に選択された第２材料で作られる、その内側湾曲部を特に備える第２アセンブリとによって形成されるてんぷばねに関する。この外形は、例えばグロースマン湾曲であることができる。

第２アセンブリを製造するためには、知られている方法を使用することができるが、フォトリソグラフィとガルバニック成長のＬＩＧＡ方法を使用することが好ましい。したがって、内側湾曲部を整形する正確さが、照射マスクの製作に取って代わられ、それは、現在の技法によって完全に達成することができる。このマスクは、大量生産用に簡単に複製し、または再利用することができる。

ＬＩＧＡ技法を使用して第２アセンブリを製作することによって、同時に、内側湾曲部をてん真に固定するコレットを形成するマスクを極めて簡単に用意することができる。第１材料と第２材料が金属または合金である時、第１アセンブリと第２アセンブリを、溶接、例えばレーザ溶接によって組み合わせることができる。

本発明の他の特色および利点が、限定しない具体例として、添付図面を参照してここに掲げる以下の記述で明らかになろう。

図１は、本発明を理解するのに有益な部分だけに限定した、部分的に切り欠いた平面図によるばねてんぷ調整デバイスを示し、図２はデバイスの中心の拡大線図である。

調整デバイスはてんぷ１０を含み、てん真１１はてんぷコック１２とてんぷばね１で回転する。てんぷばね１の外側湾曲部２は、知られている方法で、てんぷばねのスタッド担体１３のてんぷコック・スタッド１５に設置することによって固定され、内側湾曲部４の先頭部まで、一群のコイル３によって延ばされ、第１アセンブリを形成する。

拡大された図２でより明らかである第２アセンブリは、ここに示す例では、点７でコレット５に溶接された内側湾曲部４を含む。ここではてんぷばね１に同心拡張を与えるグロースマン湾曲部１４として示す内側湾曲部４は、点９で第１アセンブリのコイルの端部に溶接される。

したがって、「物理的に」第１アセンブリと第２アセンブリを分離することによって、必要とされる支配的特性に応じて、異なった材料と異なった製造方法を選択することが可能である。

第１アセンブリについて、使用材料は、非磁性特性と低熱膨張率で知られる任意の合金、例えばエリンバを使用することができ、この第１アセンブリは、例えば巻き付けによって整形することが可能である。

ＬＩＧＡ技法によって整形することが好ましい第２アセンブリに関して、使用材料は、機械的特性と形状性によって選択されることが好ましい。使用材料が、てんぷばね全体を整形するのに必要な特性をすべて有さない場合でも、内側湾曲部の小さな長さを考慮すれば、てんぷばねの全体的な性能に対するそのような欠点の影響は無視してよく、いずれにせよその欠点は補正することができる。

第２アセンブリは内側湾曲部だけを備えることができ、これが端部７でコレット５に溶接され、端部９で第１アセンブリのコイルの端部に溶接される。ＬＩＧＡ方法を使用すると、コレットに従来通りの四腕星の形状、または他の適切な形状を与えて、コレット５と同時に内側湾曲部１４を形成することができるという優れた方法とすることができる。

ＬＩＧＡ方法によって第２アセンブリを作製するために、第１ステップでは、必要な細長片の高さ「ｈ」に対応する厚みを備えたポジ型フォトレジストまたはネガ型フォトレジストが犠牲層で被覆された基板上に広げられ、第２アセンブリの必要な外形に対応する中空構造物が、フォトリソグラフィや化学エッチングによるマスクで形成される。第２ステップでは、中空構造物が、例えば米国特許第４，６６１，２１２号で示されるような電着、または例えば米国特許出願第２００１／００３８８０３号で示されるようなナノ粒子の押圧ないし焼結によって、中空構造物が金属またはニッケル燐などの合金で充填される。最後のステップで、第２アセンブリが、犠牲層を取り除くことによって解放される。

次に図３を参照すると、上述の特色を有する２種材料製自動補償てんぷばねの等時性の図表を示してある。

横座標は、度数で表した、てんぷの平衡位置に対する振幅を示し、縦座標は、一日当りの秒数で表した速度変化を示す。この図表は、通常の測定位置（１：水平位置；２〜５：４つの垂直位置）に対応する５本の曲線を含み、点線は、すべての最も不利な位置の包絡線に対応する。通常、２００°から３００°の間の振幅に対する最大の包絡線変動が、速度変動に対して維持されている。図３で分かるように、最大の変動は、３００°の振幅に対応し、一日当り２．１秒の値を有するが、すなわちこれは、変更のない基準てんぷばね、すなわち単一材料で作られ、グロースマン湾曲部を備えないばねで観察される変動の約３分の１である。

本発明の範囲から逸脱せずに、以上に記述した２種材料製自動補償てんぷばねに対する他の変更形態を、当業者は行うことができる。

本発明によるてんぷばねが設けられたばねてんぷの部分的に切り欠いた平面図である。 図１の矢印ＩＩに沿った内側湾曲部の拡大図である。 本発明によるてんぷばねによって得られる等時性の図表である。

符号の説明

１ てんぷばね、２ 外側湾曲部、３ コイル、４ 内側湾曲部、５ コレット、７、９ 点（端部）、１０ てんぷ、１１ 部材、１２ てんぷコック、１３ スタッド担体、１４ グロースマン湾曲部、１５ てんぷコック・スタッド

Claims (8)

1. 外側湾曲部（２）がてんぷコック（１２）に固定され、てんぷばね（１）の内側湾曲部（４）が固定されたてん真（１１）が回転する、ばねてんぷ調整デバイス用の自動補償てんぷばね（１）であって；前記自動補償てんぷばね（１）は、弾性トルクを有し、伸長度、温度、磁場の変化に対して非感受性または概ね非感受性の第１材料で作られたコイル（３）と外側湾曲部（２）とを含む第１アセンブリと、前記内側湾曲部（４）を、てんぷばねの同心拡張のために有利な外形に整形しやすくするために、前記第１材料とは異なり且つ電着、押圧または焼結できる機械特性を有する第２材料で作られた内側湾曲部（４）を含む第２アセンブリとによって形成されることを特徴とする自動補償てんぷばね（１）。
2. 内側湾曲部（４）がグロースマン湾曲部（１４）の外形を有することを特徴とする請求項１に記載のてんぷばね。
3. 第２アセンブリが、てん真（１１）に固定する、内側湾曲部（４）と一体であるコレット（５）も含むことを特徴とする請求項１または２に記載のてんぷばね。
4. 第１アセンブリがエリンバ・タイプの合金であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のてんぷばね。
5. 前記第２アセンブリは、金属または合金であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のてんぷばね。
6. 前記請求項１乃至５のいずれかに記載の自動補償てんぷばねを形成する方法であって、
   前記外側湾曲部（２）とコイル（３）とを含む前記第１アセンブリを形成するステップ
   と、
   前記内側湾曲部（４）と前記コレット（５）とを含む前記第２アセンブリを形成するス
   テップと；
   前記第１アセンブリを前記第２アセンブリに固定するステップとにより前記自動補償て
   んぷばね（１）を形成する方法。
7. 前記第２アセンブリは、鋳型がＬＩＧＡ方法によって形成されることを特徴とする請求項６に記載のてんぷばねの第２アセンブリを製造する方法。
8. 前記第１アセンブリはエリンバ・タイプの合金であり、前記第２アセンブリは金属または合金であって、両部材は一体になるように溶接されていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。

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