JP6808799B2 - Speed governor for balance wheels and watches - Google Patents
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Description
本発明は、時計に用いられるてん輪及び時計用調速装置に関する発明である。 The present invention relates to a balance wheel used in a timepiece and a speed governor for the timepiece.
機械式時計は、正確な歩度(時計の遅れ、進みの度合い)を得るために、調速装置(てんぷ)の振動周期の精度を精密に調整する必要がある。この調速装置は、てん輪とひげぜんまいとを有しており、振動周期は、下記式(1)によって示される。
ここで、T:てんぷの振動周期
I:てん輪の慣性モーメント
K:ひげぜんまいのばね定数 である。
すなわち、調速装置の振動周期は、てん輪の回転中心周りの慣性モーメントと、ひげぜんまいのばね定数とに依存して変化する。
In a mechanical timepiece, it is necessary to precisely adjust the accuracy of the vibration cycle of the speed governor (temple) in order to obtain an accurate rate (degree of delay and advance of the timepiece). This speed governor has a balance wheel and a balance spring, and the vibration period is represented by the following equation (1).
Here, T: Vibration period of the balance
I: Moment of inertia of the balance wheel
K: The spring constant of the hairspring.
That is, the vibration period of the speed governor changes depending on the moment of inertia around the center of rotation of the balance wheel and the spring constant of the whiskers.
ここで、てん輪には、一般的に温度上昇よって膨張する材料が用いられる。このため、温度上昇時にてん輪が拡径し、慣性モーメントを増加させてしまう。また、ひげぜんまいには、一般的に温度上昇によってヤング率が低下する材料が用いられる。このため、温度上昇時には、ひげぜんまいのばね定数を低下させてしまう。
これにより、温度上昇すると、てん輪の慣性モーメントが増加し、ひげぜんまいのばね定数が低下するため、調速装置の振動周期は、一般的に低温で短くなり、高温で長くなるという温度特性になっている。
Here, a material that expands due to an increase in temperature is generally used for the balance wheel. Therefore, when the temperature rises, the diameter of the balance wheel expands, increasing the moment of inertia. In addition, a material whose Young's modulus decreases as the temperature rises is generally used for the hairspring. Therefore, when the temperature rises, the spring constant of the hairspring is lowered.
As a result, when the temperature rises, the moment of inertia of the balance wheel increases and the spring constant of the whiskers decreases. Therefore, the vibration cycle of the governor generally becomes shorter at low temperatures and longer at high temperatures. It has become.
これに対し、熱影響による変形(膨張)を抑制するため、強化繊維を含有した複合材料(以下、「繊維強化プラスチック」という)によっててん輪を形成した調速装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in order to suppress deformation (expansion) due to the influence of heat, a speed control device in which a balance wheel is formed of a composite material containing reinforcing fibers (hereinafter referred to as "fiber reinforced plastic") is known (for example, See Patent Document 1).
ここで、繊維強化プラスチックは、強化繊維を含有しない合成樹脂よりも一般的に熱膨張率が低いことが分かっている。そのため、てん輪を繊維強化プラスチックによって形成することで、温度上昇時のてん輪の膨張を抑制することが可能となる。
しかしながら、繊維強化プラスチックによっててん輪を形成した場合であっても、単に繊維強化プラスチックを用いただけでは、温度上昇によって生じるてん輪の膨張状態を把握することは難しい。そのため、温度上昇時のてん輪の慣性モーメントを適切に制御することができなかった。
Here, it is known that fiber reinforced plastics generally have a lower coefficient of thermal expansion than synthetic resins containing no reinforcing fibers. Therefore, by forming the balance with fiber reinforced plastic, it is possible to suppress the expansion of the balance when the temperature rises.
However, even when the balance sheet is formed of fiber reinforced plastic, it is difficult to grasp the expanded state of the balance wheel caused by the temperature rise simply by using the fiber reinforced plastic. Therefore, it was not possible to properly control the moment of inertia of the balance wheel when the temperature rises.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、温度変化に伴うてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御し、温度変化による歩度の精度低下を抑制することができるてん輪及び時計用調速装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above problems, and is used for a balance wheel and a timepiece capable of appropriately controlling the change of the moment of inertia of the balance wheel due to the temperature change and suppressing the decrease in the accuracy of the rate due to the temperature change. It is an object of the present invention to provide a speed governor.
上記目的を達成するため、本発明は、てん真と、前記てん真から前記てん真の外側に延びたアーム部と、前記アーム部に支持されて前記てん真を中心とした周方向に沿って円弧状に延びるリム部とを備え、前記リム部に支持されると共に、前記てん真を中心とした半径方向に沿って延びる錘部を有し、前記錘部は、縦横に配向した強化繊維を用いた繊維強化プラスチックで形成されると共に、前記錘部を前記強化繊維の繊維方向に沿わない角度で配置する。
In order to achieve the above object, the present invention presents the present invention along the balance, the arm portion extending from the balance to the outside of the balance, and the arm portion supported by the arm portion along the circumferential direction centered on the balance. It is provided with a rim portion extending in an arc shape, is supported by the rim portion, and has a weight portion extending along the radial direction centered on the balance, and the weight portion contains reinforcing fibers oriented in the vertical and horizontal directions. It is formed of the fiber reinforced plastic used and the weight portion is arranged at an angle not along the fiber direction of the reinforcing fiber.
よって、本発明のてん輪では、温度変化に伴うてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御し、温度変化による歩度の精度低下を抑制することができる。 Therefore, in the balance wheel of the present invention, it is possible to appropriately control the change in the moment of inertia of the balance wheel due to the temperature change and suppress the decrease in the accuracy of the rate due to the temperature change.
以下、本発明のてん輪及び時計用調速装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for implementing the balance wheel and watch speed governor of the present invention will be described with reference to Example 1 shown in the drawings.
(実施例1)
[てん輪及び時計用調速装置の構成]
図1は、実施例1の時計用調速装置を示す斜視図である。図2は、実施例1のてん輪を示す平面図である。以下、図1及び図2に基づき、実施例1のてん輪及び時計用調速装置の構成を説明する。
(Example 1)
[Structure of speed governor for balance wheel and watch]
FIG. 1 is a perspective view showing a clock speed governor of the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the balance wheel of the first embodiment. Hereinafter, the configuration of the balance wheel and the speed governor for the timepiece of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
実施例1の時計用調速装置(てんぷ)10は、携帯用時計(例えば腕時計)に内蔵され、図1に示すように、ひげぜんまい1と、てん輪2と、を備えている。 The watch speed governor (temple) 10 of the first embodiment is built in a portable watch (for example, a wristwatch), and includes a hairspring 1 and a balance wheel 2 as shown in FIG.
ひげぜんまい1は、例えば一平面内で渦巻き状に巻かれた平ひげであって、内側の端部がてん輪2のてん真3に接合され、外側の端部が携帯用時計のムーブメントのてんぷ受け(不図示)に固定されている。 The hairspring 1 is, for example, a flat hairspring that is spirally wound in one plane, and the inner end is joined to the balance spring 3 of the balance wheel 2, and the outer end is the balance of the movement of a portable watch. It is fixed to the receiver (not shown).
てん輪2は、図2に示すように、てん真3と、アーム部4と、リム部5と、錘部6と、を有している。 As shown in FIG. 2, the balance wheel 2 has a balance stem 3, an arm portion 4, a rim portion 5, and a weight portion 6.
てん真3は、てん輪2の中心に位置する軸部材であり、軸の上下が携帯用時計のムーブメントの地板とてんぷ受け(いずれも不図示)とに回転自在に支持されている。 The balance wheel 3 is a shaft member located at the center of the balance wheel 2, and the top and bottom of the shaft are rotatably supported by the main plate of the movement of the portable watch and the balance sheet (both not shown).
アーム部4は、中心Cにてん真3が嵌め合わされる貫通孔4aが形成されると共に、この貫通孔4aからてん真3を中心とした半径方向(放射方向)に延びる一対のアーム4b,4cを有している。一対のアーム4b,4cは、貫通孔4aを挟んで互いに反対方向へと延在され、貫通孔4aからそれぞれの先端4d,4eまでの長さが等しく形成されている。なお、アーム部4の中心Cは、てん真3の回転中心に一致している。 The arm portion 4 is formed with a through hole 4a into which the balance shaft 3 is fitted at the center C, and a pair of arms 4b, 4c extending from the through hole 4a in the radial direction (radial direction) about the balance stem 3 have. The pair of arms 4b and 4c extend in opposite directions with the through hole 4a in between, and the lengths from the through hole 4a to the respective tips 4d and 4e are formed to be equal. The center C of the arm portion 4 coincides with the rotation center of the balance stem 3.
リム部5は、てん真3を中心とした周方向に沿って円弧状に延び、周方向に切れ目のない円環形状を呈している。このリム部5は、アーム4bの先端4dと、アーム4cの先端4eとがそれぞれ結合し、支持されている。
ここで、アーム部4とリム部5とが結合した状態で、アーム部4の中心Cは、リム部5の中心に一致し、アーム部4は、中心Cからリム部5の直径方向に延びている。つまり、アーム部4の延在方向(軸方向)Aは、リム部5の直径方向と一致している。
The rim portion 5 extends in an arc shape along the circumferential direction centered on the balance stem 3, and has a circular ring shape without a break in the circumferential direction. The rim portion 5 is supported by connecting the tip 4d of the arm 4b and the tip 4e of the arm 4c, respectively.
Here, in a state where the arm portion 4 and the rim portion 5 are connected, the center C of the arm portion 4 coincides with the center of the rim portion 5, and the arm portion 4 extends from the center C in the diameter direction of the rim portion 5. ing. That is, the extending direction (axial direction) A of the arm portion 4 coincides with the diameter direction of the rim portion 5.
錘部6は、柱形状を呈しており、この錘部6の延在方向(軸方向)Bの一端6aがリム部5と一体になっており、てん真3を中心とした半径方向(放射方向)に沿って、リム部5の内側に延びている。ここで、錘部6は、てん真3を挟んで対象となる位置に一対設けられ、いずれも延在方向Bが、アーム部4の延在方向Aに対して直交する方向(垂直な方向)に設定されている。
また、この錘部6は、一端6a以外は、リム部5に接触していない。そのため、この錘部6は、温度の変化に応じた熱膨張、熱収縮する場合、リム部5と一体にされた一端6aを基準として、リム部5の半径方向の内側に、拘束されずに伸縮する。
The weight portion 6 has a pillar shape, and one end 6a of the extending direction (axial direction) B of the weight portion 6 is integrated with the rim portion 5, and the radial direction (radiation) centered on the balance with hairspring 3 is formed. Along the direction), it extends inward of the rim portion 5. Here, a pair of weight portions 6 are provided at target positions with the balance shaft 3 in between, and the extending direction B is orthogonal to the extending direction A of the arm portion 4 (vertical direction). Is set to.
Further, the weight portion 6 is not in contact with the rim portion 5 except for one end 6a. Therefore, when the weight portion 6 is thermally expanded or contracted in response to a change in temperature, the weight portion 6 is not constrained inside the rim portion 5 in the radial direction with reference to one end 6a integrated with the rim portion 5. It expands and contracts.
そして、この実施例1では、アーム部4と、リム部5と、錘部6とが、繊維強化プラスチックによって一体成形されている。
ここで、「繊維強化プラスチック」とは、強化繊維に方向性を持たせたまま(長繊維の状態)で作製した織物に、主原料の合成樹脂を含浸させて形成されたプリプレグシートを積層し、合成樹脂の強度を高めたプラスチック複合材料である。繊維に方向性があるため、繊維の配向によって熱膨張率や強度に異方性が出る。つまり、この繊維強化プラスチックは、繊維の方向に沿った方向(平行な方向)には熱膨張率が低く、繊維の方向に直交する方向(垂直な方向)には熱膨張率が高い。そして、この実施例1では、強化繊維が一方向に配向されたユニダイレクショナル材(UD材)を用いている。
また、「一体成形」とは、二次接着や機械的接合を用いないで、部材の接合と同時に製品を一体で成形することであり、アーム部4と、リム部5と、錘部6とを接合すると同時に、各部を形づくることである。ここでは、プリプレグシートを積層して形成したプレート状の繊維強化プラスチックを型によって打ち抜くことで、てん輪2を形成する。
Then, in the first embodiment, the arm portion 4, the rim portion 5, and the weight portion 6 are integrally molded with fiber reinforced plastic.
Here, "fiber reinforced plastic" is a prepreg sheet formed by impregnating a woven resin made by impregnating a synthetic resin as a main raw material with a woven fabric produced while keeping the reinforcing fibers oriented (in the state of long fibers). , A plastic composite material with increased strength of synthetic resin. Since the fibers are directional, the coefficient of thermal expansion and strength become anisotropic depending on the orientation of the fibers. That is, this fiber reinforced plastic has a low coefficient of thermal expansion in the direction along the direction of the fibers (parallel direction) and a high coefficient of thermal expansion in the direction orthogonal to the direction of the fibers (vertical direction). Then, in this Example 1, a unidirectional material (UD material) in which the reinforcing fibers are oriented in one direction is used.
Further, "integral molding" is to integrally mold the product at the same time as joining the members without using secondary bonding or mechanical joining, and the arm portion 4, the rim portion 5, and the weight portion 6 At the same time as joining, each part is formed. Here, the balance wheel 2 is formed by punching a plate-shaped fiber reinforced plastic formed by laminating prepreg sheets with a mold.
なお、繊維強化プラスチックに用いる強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等を用いることができる。また、繊維強化プラスチックの主原料である合成樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてもよいし、ポリアミド樹脂、メチルメタアクリレートなどの熱可塑性樹脂を用いてもよい。 As the reinforcing fiber used for the fiber reinforced plastic, carbon fiber, glass fiber, boron fiber, aramid fiber, polyethylene fiber and the like can be used. Further, as the synthetic resin which is the main raw material of the fiber-reinforced plastic, a thermosetting resin such as unsaturated polyester, epoxy resin or phenol resin may be used, or a thermoplastic resin such as polyamide resin or methyl methacrylate is used. You may.
そして、この実施例1では、図2に示すように、繊維強化プラスチックが有する強化繊維Sの配向方向を、アーム部4の延在方向A(アーム部4の軸方向)に対して平行な方向(延在方向Aに沿う方向)に設定している。また、実施例1では、アーム部4の延在方向Aに対して錘部6の延在方向Bが直交しているため、強化繊維Sの配向方向は、錘部6の延在方向B(錘部6の軸方向)に対して垂直な方向に設定される。 Then, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the orientation direction of the reinforcing fibers S of the fiber reinforced plastic is parallel to the extending direction A of the arm portion 4 (the axial direction of the arm portion 4). It is set to (direction along the extension direction A). Further, in the first embodiment, since the extending direction B of the weight portion 6 is orthogonal to the extending direction A of the arm portion 4, the orientation direction of the reinforcing fibers S is the extending direction B of the weight portion 6 ( It is set in a direction perpendicular to the axial direction of the weight portion 6.
[てん輪及び時計用調速装置の作用]
図3は、実施例1のてん輪の常温状態における平面図を示し、図4は、実施例1のてん輪の高温状態における平面図を示す。以下、図3及び図4に基づき、実施例1のてん輪及び時計用調速装置の作用を説明する。
[Action of speed governor for balance wheel and watch]
FIG. 3 shows a plan view of the balance wheel of Example 1 in a normal temperature state, and FIG. 4 shows a plan view of the balance wheel of Example 1 in a high temperature state. Hereinafter, the operation of the balance wheel and the speed governor for the timepiece of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
実施例1のてん輪2は、図3に示すように、常温状態(温度変化に応じた変形前)では、リム部5が中心Cを中心とした直径寸法がR1のほぼ真円状態であり、また、錘部6単体の重心6bは、中心Cから半径方向の距離L1の位置にある。ここで、「常温」とは、20度±5度程度の温度範囲を指す。 As shown in FIG. 3, the balance wheel 2 of the first embodiment has a rim portion 5 having a diameter dimension centered on the center C in a substantially perfect circular state at room temperature (before deformation in response to a temperature change). Further, the center of gravity 6b of the weight portion 6 alone is located at a distance L1 in the radial direction from the center C. Here, "normal temperature" refers to a temperature range of about 20 ° C ± 5 ° C.
実施例1のてん輪2は、熱膨張係数が正となる温度特性(温度上昇によって膨張する性質)を備えている。一方、このてん輪2を形成する繊維強化プラスチックは、強化繊維Sの配向方向に沿った方向の熱膨張率が最も低く、強化繊維Sの配向方向からのずれが大きくなるにしたがって熱膨張率が高くなり、強化繊維Sの配向方向に垂直な方向の熱膨張率が最も高くなっている。 The balance wheel 2 of the first embodiment has a temperature characteristic (property of expansion due to a temperature rise) in which the coefficient of thermal expansion is positive. On the other hand, the fiber reinforced plastic forming the balance wheel 2 has the lowest coefficient of thermal expansion in the direction along the orientation direction of the reinforcing fibers S, and the coefficient of thermal expansion increases as the deviation from the orientation direction of the reinforcing fibers S increases. It becomes higher, and the coefficient of thermal expansion in the direction perpendicular to the orientation direction of the reinforcing fibers S is the highest.
すなわち、てん輪2の温度が常温から上昇したとき、図4に示すように、アーム部4は、延在方向Aに沿った熱膨張率が低いため、ほとんど膨張(伸長)しない。 That is, when the temperature of the balance wheel 2 rises from room temperature, as shown in FIG. 4, the arm portion 4 hardly expands (extends) because the coefficient of thermal expansion along the extending direction A is low.
一方、リム部5は、中心Cを中心とした半径方向の外側に向かって膨張(拡径)するが、アーム部4の先端4d,4eが結合した部分及びその近傍部分(破線αで示す部分)では、半径方向と強化繊維Sの配向方向とのずれが小さい。しかも、アーム部4がほとんど膨張(伸長)しない。このため、リム部5のうち、アーム部4が結合した部分及びその近傍部分(破線αで示す部分)は、熱膨張率が比較的低い上、アーム部4によって膨張が拘束されて、ほとんど膨張(拡径)しない。これにより、リム部5のアーム部4の延在方向Aに沿った方向の直径寸法R2は、常温状態の直径寸法R1とほぼ同じになる。
これに対し、このリム部5のうち、錘部6が一体に形成された部分及びその近傍部分(破線βで示す部分)では、半径方向と強化繊維Sの配向方向とのずれが大きい。このため、リム部5のうち、錘部6が一体に形成された部分及びその近傍部分(破線βで示す部分)は、熱膨張率が比較的高いので、中心Cを中心とした半径方向に沿って外側に膨張(拡径)する。これにより、リム部5の錘部6の延在方向Bに沿った方向の直径寸法R3は、常温状態の直径寸法R1よりも長くなる。
この結果、リム部5は、常温から温度が上昇すると、アーム部4の延在方向Aを短軸方向とし、錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に熱膨張する。
On the other hand, the rim portion 5 expands (diameters) outward in the radial direction centered on the center C, but the portion where the tips 4d and 4e of the arm portion 4 are connected and the portion in the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line α). ), The deviation between the radial direction and the orientation direction of the reinforcing fibers S is small. Moreover, the arm portion 4 hardly expands (extends). Therefore, of the rim portion 5, the portion to which the arm portion 4 is connected and the portion in the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line α) have a relatively low coefficient of thermal expansion, and the expansion is restrained by the arm portion 4 to almost expand. Do not (expand the diameter). As a result, the diameter dimension R2 of the arm portion 4 of the rim portion 5 in the direction along the extending direction A becomes substantially the same as the diameter dimension R1 in the normal temperature state.
On the other hand, in the portion of the rim portion 5 in which the weight portion 6 is integrally formed and the portion in the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line β), the difference between the radial direction and the orientation direction of the reinforcing fibers S is large. Therefore, in the rim portion 5, the portion in which the weight portion 6 is integrally formed and the portion in the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line β) have a relatively high coefficient of thermal expansion, and therefore, in the radial direction centered on the center C. It expands (diameters) outward along the line. As a result, the diameter dimension R3 of the weight portion 6 of the rim portion 5 in the direction along the extending direction B becomes longer than the diameter dimension R1 in the normal temperature state.
As a result, when the temperature of the rim portion 5 rises from room temperature, the rim portion 5 thermally expands into an elliptical shape in which the extending direction A of the arm portion 4 is the minor axis direction and the extending direction B of the weight portion 6 is the long axis direction.
そして、錘部6は、延在方向Bに沿った熱膨張率が高く、延在方向Bに沿って大きく膨張(伸長)する。このとき、一端6aがリム部5に一体になっているため、錘部6は、この一端6aを基準としてリム部5の内側(中心Cに向かう側)に拘束されることなく伸長する。これにより、錘部6の単体の重心6bはリム部5の内側へと変位する。
なお、この実施例1では、リム部5が錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に熱膨張するため、中心Cから錘部6の重心6bまでの半径方向の距離L2は、常温状態での距離L1とほぼ同じである。
The weight portion 6 has a high coefficient of thermal expansion along the extending direction B, and greatly expands (extends) along the extending direction B. At this time, since one end 6a is integrated with the rim portion 5, the weight portion 6 extends without being restricted to the inside of the rim portion 5 (the side toward the center C) with reference to the one end 6a. As a result, the center of gravity 6b of the single body of the weight portion 6 is displaced inward of the rim portion 5.
In the first embodiment, since the rim portion 5 thermally expands into an elliptical shape with the extending direction B of the weight portion 6 as the major axis direction, the radial distance L2 from the center C to the center of gravity 6b of the weight portion 6 Is almost the same as the distance L1 at room temperature.
このように、実施例1のてん輪2では、常温から温度が上昇したときのてん輪2の膨張状態を把握することができる。そして、このてん輪2の膨張を把握した上で、てん輪2の変形状態を任意に規定することで、温度上昇に伴っててん輪2が変形することによる慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。 In this way, in the balance wheel 2 of the first embodiment, it is possible to grasp the expanded state of the balance wheel 2 when the temperature rises from room temperature. Then, after grasping the expansion of the balance wheel 2, by arbitrarily defining the deformation state of the balance wheel 2, the change in the moment of inertia due to the deformation of the balance wheel 2 with the temperature rise is appropriately controlled. be able to.
そして、時計用調速装置では、一般的に、温度の上昇に伴ってひげぜんまいのヤング率が低下するため、ばね定数が低下する。このひげぜんまいのばね定数の低下は、上述の式(1)から明らかなように、時計用調速装置の振動周期を長くするように作用する。
しかしながら、実施例1のてん輪2では、上述のように、てん輪2の変形状態を任意に規定することで、温度上昇に伴う慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。一方、ひげぜんまいのヤング率(ばね定数)の低下は、実験等により予め把握可能である。そのため、実施例1の時計用調速装置10では、温度上昇時のひげぜんまいのばね定数の低下に基づいて、てん輪2の慣性モーメントの変化を適切に制御することで、時計用調速装置10の振動周期の変化を制御することができ、温度変化による歩度の精度の低下を抑制することができる。
In a watch speed governor, the Young's modulus of the hairspring generally decreases as the temperature rises, so that the spring constant decreases. As is clear from the above equation (1), this decrease in the spring constant of the hairspring acts to prolong the vibration cycle of the clock speed governor.
However, in the balance wheel 2 of the first embodiment, as described above, the change of the moment of inertia due to the temperature rise can be appropriately controlled by arbitrarily defining the deformed state of the balance wheel 2. On the other hand, the decrease in Young's modulus (spring constant) of the hairspring can be grasped in advance by experiments or the like. Therefore, in the watch speed governor 10 of the first embodiment, the change of the moment of inertia of the balance wheel 2 is appropriately controlled based on the decrease of the spring constant of the whiskers when the temperature rises, so that the watch speed governor 10 is used. The change in the vibration cycle of 10 can be controlled, and the decrease in the accuracy of the moment of inertia due to the temperature change can be suppressed.
また、この実施例1では、リム部5に支持されると共に、てん真3を中心とした半径方向に沿って延びる錘部6を有している。そのため、リム部5が錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に膨張(拡径)する一方、錘部6は重心6bが中心C側へ移動するように膨張(伸長)する。なお、アーム部4は、温度上昇時にほとんど膨張しないので、てん輪2の全体の重心位置の移動への影響はほとんどない。そのため、リム部5の膨張による重心移動と、錘部6の膨張による重心移動とによって、てん輪2の全体の重心位置の変動を抑制することができる。 Further, in the first embodiment, the weight portion 6 is supported by the rim portion 5 and extends along the radial direction about the balance with hairspring 3. Therefore, the rim portion 5 expands (expands) in an elliptical shape with the extending direction B of the weight portion 6 as the major axis direction, while the weight portion 6 expands (extends) so that the center of gravity 6b moves toward the center C. To do. Since the arm portion 4 hardly expands when the temperature rises, there is almost no influence on the movement of the position of the center of gravity of the entire balance wheel 2. Therefore, the movement of the center of gravity due to the expansion of the rim portion 5 and the movement of the center of gravity due to the expansion of the weight portion 6 can suppress the fluctuation of the position of the center of gravity of the entire balance wheel 2.
そして、このように常温から温度が上昇したとき、てん輪2の全体の重心位置の変動が抑制されるため、てん輪2が、正の熱膨張係数(温度上昇によって膨張する性質)を備えているものの、温度上昇時に、てん輪2の慣性モーメントが大きくなることが抑えられ、てん輪2が時計用調速装置10の振動周期を長くするように作用しない。このため、実施例1では、温度の上昇に伴ってひげぜんまい1のばね定数が低下した場合であっても、てん輪2において上述のように重心位置の移動が抑制されて、慣性モーメントの変化(増加)を抑制することができる。これにより、一般的な時計用調速装置と比べて、温度上昇時に時計用調速装置10の振動周期が長くなることを抑制することができる。 Then, when the temperature rises from room temperature in this way, the fluctuation of the position of the center of gravity of the entire balance wheel 2 is suppressed, so that the balance wheel 2 has a positive coefficient of thermal expansion (property of expansion due to the temperature rise). However, when the temperature rises, the moment of inertia of the balance wheel 2 is suppressed from becoming large, and the balance wheel 2 does not act to lengthen the vibration cycle of the clock speed governor 10. Therefore, in the first embodiment, even when the spring constant of the hairspring 1 decreases as the temperature rises, the movement of the center of gravity position is suppressed in the balance wheel 2 as described above, and the moment of inertia changes. (Increase) can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the vibration cycle of the watch speed governor 10 from becoming longer when the temperature rises, as compared with a general watch speed governor.
しかも、この実施例1では、錘部6は、繊維強化プラスチックによって形成されると共に、この錘部6の延在方向Bが、アーム部4の延在方向A及び強化繊維Sの配向方向に対して垂直な方向(直交する方向)に設定されている。 Moreover, in the first embodiment, the weight portion 6 is formed of the fiber reinforced plastic, and the extending direction B of the weight portion 6 is relative to the extending direction A of the arm portion 4 and the orientation direction of the reinforcing fibers S. It is set in the vertical direction (orthogonal direction).
そのため、この錘部6は、最も変形(膨張)する位置に形成されることになり、リム部5の膨張による重心位置の変化を効率的に抑制し、さらに、この錘部6の長さを適切に設定することで、温度上昇時のてん輪2の慣性モーメントを低減することも可能となる。
この結果、時計用調速装置10の振動周期の変化を抑えることができ、温度変化による歩度の精度の低下をさらに抑制することができる。
Therefore, the weight portion 6 is formed at the position where it is most deformed (expanded), and the change in the position of the center of gravity due to the expansion of the rim portion 5 is efficiently suppressed, and the length of the weight portion 6 is further reduced. By setting it appropriately, it is possible to reduce the moment of inertia of the balance wheel 2 when the temperature rises.
As a result, the change in the vibration cycle of the watch speed governor 10 can be suppressed, and the decrease in the accuracy of the rate due to the temperature change can be further suppressed.
そして、この実施例1では、てん輪2を構成するアーム部4、リム部5、錘部6が、繊維強化プラスチックによって一体成形されている。そのため、これらの各部を組み立てる工程が必要なく、製作工程の簡略化を図ることができる。また、組み立てによって形成する場合と比べて、各部の位置精度を向上することができ、温度特性を安定したものとすることができる。 Then, in the first embodiment, the arm portion 4, the rim portion 5, and the weight portion 6 constituting the balance wheel 2 are integrally molded with fiber reinforced plastic. Therefore, the process of assembling each of these parts is not required, and the manufacturing process can be simplified. In addition, the position accuracy of each part can be improved and the temperature characteristics can be stabilized as compared with the case of forming by assembling.
(変形例)
実施例1のてん輪2では、アーム部4の延在方向A及び強化繊維Sの配向方向に対して直交する方向に延在した一対の錘部6を有している。しかしながら、これに限らず、例えば図5に示すてん輪2Aのように、アーム部4と、リム部5とから構成され、錘部を有していないてん輪であってもよい。
この場合であっても、強化繊維Sの配向方向をアーム部4の延在方向Aに対して平行な方向に設定することで、てん輪2の熱膨張の状態を把握することができ、てん輪2の温度上昇時の慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。
(Modification example)
The balance wheel 2 of the first embodiment has a pair of weight portions 6 extending in a direction orthogonal to the extending direction A of the arm portion 4 and the orientation direction of the reinforcing fibers S. However, the present invention is not limited to this, and may be a balance wheel composed of an arm portion 4 and a rim portion 5 and having no weight portion, for example, as in the balance wheel 2A shown in FIG.
Even in this case, by setting the orientation direction of the reinforcing fibers S in a direction parallel to the extending direction A of the arm portion 4, the state of thermal expansion of the balance wheel 2 can be grasped, and the balance wheel 2 can be grasped. It is possible to appropriately control the change in the moment of inertia when the temperature of the wheel 2 rises.
また、実施例1のてん輪2では、一対のアーム4b,4cの延在方向Aがリム部5の直径方向と一致している。しかしながら、これに限らない。アーム部4は、てん真3が嵌合する貫通孔4aと、てん真3からこのてん真3の外側に延びたアーム部を有していればよく、また、少なくともアーム部4を繊維強化プラスチックによって形成すると共に、強化繊維Sの配向方向をアーム部4の延在方向Aに対して平行な方向に設定すればよい。
そのため、例えば、アーム部を三つ以上のアームで構成し、リム部とは別部材によって形成すると共に、三つ以上のアームをてん真3を中心とする放射方向に等角度間隔をあけて延在してもよい。このとき、強化繊維Sの配向方向を、各アームの延在方向に平行な方向に設定することで、アーム部の熱膨張の状態を把握することができる。
Further, in the balance wheel 2 of the first embodiment, the extending direction A of the pair of arms 4b and 4c coincides with the diameter direction of the rim portion 5. However, it is not limited to this. The arm portion 4 may have a through hole 4a into which the balance plate 3 is fitted and an arm portion extending from the balance plate 3 to the outside of the balance plate 3, and at least the arm portion 4 is made of fiber reinforced plastic. The orientation direction of the reinforcing fibers S may be set in a direction parallel to the extending direction A of the arm portion 4.
Therefore, for example, the arm portion is composed of three or more arms and is formed by a member separate from the rim portion, and the three or more arms are extended at equal angular intervals in the radial direction centered on the balance stem 3. May be present. At this time, by setting the orientation direction of the reinforcing fibers S in a direction parallel to the extending direction of each arm, the state of thermal expansion of the arm portion can be grasped.
そして、上述の実施例1では、錘部6が長さ方向に一様な形状であるが、一様な形状に限らず、リム部5の内側に向かうにしたがって幅が広くなったり、厚さが厚くなったりして重量が大きくなる形状を採用することもできる。このように、リム部5の内側に向かうにしたがって重量が大きくなる形状の錘部によれば、温度の上昇により、重心位置がリム部5の内側に移動する量を、一様な幅、厚さの錘部による重心位置の移動する量よりも大きくすることができる。 Then, in the above-described first embodiment, the weight portion 6 has a uniform shape in the length direction, but the shape is not limited to the uniform shape, and the width becomes wider or the thickness increases toward the inside of the rim portion 5. It is also possible to adopt a shape in which the weight becomes heavier due to the thickening of the rim. As described above, according to the weight portion having a shape in which the weight increases toward the inside of the rim portion 5, the amount of the center of gravity moving to the inside of the rim portion 5 due to the increase in temperature has a uniform width and thickness. It can be made larger than the amount of movement of the center of gravity position by the weight portion.
さらに、実施例1では、てん輪2を形成する繊維強化プラスチックが、強化繊維が一方向に配向されたユニダイレクショナル材(UD材)である例を示したが、これに限らない。強化繊維を縦横に織ることで、強化繊維を縦横の二方向に配向したクロス材であってもよい。この場合であっても、縦横に配向した強化繊維のうちのいずれか一方の繊維方向を、アーム部の延在方向に対して平行な方向に設定することで、アーム部の熱膨張率を抑制し、てん輪の変形状態を把握することができる。そして、温度上昇時のてん輪の慣性モーメントの変化を制御することができる。 Further, in Example 1, the fiber reinforced plastic forming the balance wheel 2 is an example of a unidirectional material (UD material) in which the reinforcing fibers are oriented in one direction, but the present invention is not limited to this. By weaving the reinforcing fibers in the vertical and horizontal directions, a cloth material in which the reinforcing fibers are oriented in two directions in the vertical and horizontal directions may be used. Even in this case, the coefficient of thermal expansion of the arm portion is suppressed by setting the fiber direction of one of the reinforcing fibers oriented vertically and horizontally in a direction parallel to the extending direction of the arm portion. However, it is possible to grasp the deformed state of the balance wheel. Then, it is possible to control the change in the moment of inertia of the balance wheel when the temperature rises.
なお、縦横に配向した強化繊維Sを用いた繊維強化プラスチックを用いててん輪2を形成する際に錘部6を設ける場合は、錘部6をアーム部5と直交する角度又はいずれの繊維方向にも沿わない角度で配置することにより、錘部6の温度による変形量を適宜設定することが可能となる。例えば図6に示すように、錘部6を縦横の強化繊維Sの角度の中間の角度となるように配置することにより、いずれかの繊維方向に沿った角度で錘部6を形成した場合より、錘部6の温度による変形量を大きくすることができる。当然、強化繊維の方向に沿った角度の錘部6と強化繊維の方向に沿わない角度の錘部6とを組合わせた構成としてもよい。 When the weight portion 6 is provided when the balance wheel 2 is formed by using the fiber reinforced plastic using the reinforcing fibers S oriented in the vertical and horizontal directions, the weight portion 6 is at an angle orthogonal to the arm portion 5 or in any fiber direction. By arranging the weight portion 6 at an angle that does not follow the above, it is possible to appropriately set the amount of deformation of the weight portion 6 due to the temperature. For example, as shown in FIG. 6, by arranging the weight portion 6 so as to be at an angle intermediate between the angles of the vertical and horizontal reinforcing fibers S, the weight portion 6 is formed at an angle along any of the fiber directions. , The amount of deformation of the weight portion 6 due to temperature can be increased. As a matter of course, the weight portion 6 having an angle along the direction of the reinforcing fibers and the weight portion 6 having an angle not following the direction of the reinforcing fibers may be combined.
以上説明した例は、温度が上昇する場合であるが、温度が下降する場合は温度が上昇する場合とは反対に、てん輪2では、リム部5がアーム部4の延在方向Aを長軸とし、錘部6の延在方向Bを短軸とする楕円形状に変形する。一方、錘部6は、リム部5と一体になった一端6aを基準として延在方向Bに沿って縮小する。なお、アーム部4については、ほとんど変形しない。
このように、温度が下降する場合であっても、てん輪の変形状態を把握することができ、温度下降時のてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。
The example described above is the case where the temperature rises, but when the temperature falls, contrary to the case where the temperature rises, in the balance wheel 2, the rim portion 5 lengthens the extending direction A of the arm portion 4. It is deformed into an elliptical shape with the extending direction B of the weight portion 6 as the axis and the minor axis. On the other hand, the weight portion 6 is reduced along the extending direction B with reference to one end 6a integrated with the rim portion 5. The arm portion 4 is hardly deformed.
In this way, even when the temperature drops, the deformed state of the balance wheel can be grasped, and the change in the moment of inertia of the balance wheel when the temperature drops can be appropriately controlled.
10 時計の調速装置
1 ひげぜんまい
2 てん輪
3 てん真
4 アーム部
4a 貫通孔
4b,4c アーム
5 リム部
6 錘部
10 Clock speed governor 1 Hairspring 2 Balance wheel 3 Balance wheel 4 Arm part 4a Through hole 4b, 4c Arm 5 Rim part 6 Weight part
Claims (4)
前記リム部に支持されると共に、前記てん真を中心とした半径方向に沿って延びる錘部を有し、
前記錘部は、縦横に配向した強化繊維を用いた繊維強化プラスチックで形成されると共に、前記錘部を前記強化繊維の繊維方向に沿わない角度で配置する
ことを特徴とするてん輪。 It is provided with a balance, an arm portion extending from the balance to the outside of the balance, and a rim portion supported by the arm and extending in an arc shape along the circumferential direction centered on the balance.
It has a weight portion that is supported by the rim portion and extends along the radial direction about the balance center.
The weight portion is formed of a fiber reinforced plastic using reinforcing fibers oriented in the vertical and horizontal directions, and the weight portion is arranged at an angle not along the fiber direction of the reinforcing fibers.
ことを特徴とする請求項1に記載のてん輪。 The balance wheel according to claim 1 , wherein the weight portion is arranged at an angle intermediate between the angles of the reinforcing fibers oriented in the vertical and horizontal directions of the fiber reinforced plastic.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のてん輪。 The balance wheel according to claim 1 or 2 , wherein the arm portion, the rim portion, and the weight portion are integrally molded with a fiber reinforced plastic using reinforcing fibers oriented in the vertical and horizontal directions. ..
ことを特徴とする時計用調速装置。 A clock speed governor comprising a hairspring and a balance wheel according to any one of claims 1 to 3 .
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