JP7569893B2 - 圧力補償手段があるフレキシブルガイドを備える計時器用調速メンバー - Google Patents

Description

本発明は、圧力補償手段があるフレキシブルガイドを備える計時器用調速メンバーに関する。

今日の機械式の携行型時計（例、腕時計、懐中時計）の多くは、バランスばねとスイス式レバーエスケープを搭載している。バランスばねは、携行型時計のタイムベースを構成する。また、バランスばねは、共振器や調速メンバーとも呼ばれる。

エスケープには、主に、共振器の往復運動を維持すること、この往復運動をカウントすること、の２つの機能がある。

調速メンバーを構成するためには、慣性要素と、ガイド要素と、弾性戻し要素が必要である。伝統的に、バランスによって構成している慣性要素に対して、渦巻きばねが弾性戻し要素として機能する。このバランスは、ピボットによって回転ガイドされ、このピボットは、概して、ルビー製のプレーンベアリング内にて回転する。

現在は、フレキシブルガイドをばね部として用いて、仮想ピボットを形成している。仮想ピボットを用いるフレキシブルガイドによって、計時器用共振器を大幅に改良することが可能となる。最も単純なものは、概して垂直に、互いに交差するまっすぐなブレードがある２つのガイドデバイスによって構成する交差型ブレードガイドである。これらの２つのブレードは、２つの異なる平面内にある３次元的なものであったり同じ平面内にあってその交差点にて溶接されるような２次元的なものであったりする。しかし、非交差型のまっすぐなブレードを備えるＲＣＣ（「リモートセンターコンプライアンス」の略）タイプの非交差ブレードガイドも存在する。このような共振器は、欧州特許文献ＥＰ２９１１０１２、ＥＰ１４１９９０３９、ＥＰ１６１５５０３９に記載されている。

しかし、このような機械式共振器は、動作中に外部パラメーターの変化によって外乱を受け、このことによって共振器の振動数が変動することがある。このようなパラメーターは、例えば、温度、圧力、湿度、重力の向きである。共振器の振動数が変動すると、時間の計測に誤差が発生する。

例えば、スイス特許文献ＣＨ７０４６８７は、渦巻きばねと、温度に起因する渦巻きばねの変形を補正するためのバランスばねスタッドの位置を補正するメンバーとを備える調速メンバーについて記載している。

現時点において、周囲の圧力の変動を補償するように構成している補償手段を備える調速メンバーは存在しない。したがって、高度などのために圧力が変わると、圧力の差が調速メンバーの空気力学的摩擦を変えるために、調速メンバーの精度が悪くなる。例えば、圧力が大きくなると、調速メンバーの振動数が減少する。

本発明は、精密でありフレキシブルガイドに適応可能である圧力補償手段があるフレキシブルガイドを備える計時器用調速メンバーを提供することによって、前記課題のすべて又は一部を克服することを目的とする。

このために、本発明は、計時器用ムーブメントのための調速メンバーに関し、この調速メンバーは、バランスのような振動錘と、フレキシブルガイドとを備え、前記フレキシブルガイドは、剛性支持体を前記振動錘に接続して前記振動錘が仮想ピボットのまわりの回転運動を行うことを可能にする少なくとも２つのフレキシブルブレードを備える。

本発明は、前記調速メンバーが、外圧を補償する弾性補償デバイスを備え、前記弾性補償デバイスが、前記剛性支持体と直列に配置されて、前記調速メンバーを計時器用ムーブメントに固定する固定手段に前記剛性支持体を接続するように構成しており、前記弾性補償デバイスが、外圧に応じて自身の剛性を調整して、前記調速メンバーに対する外圧の影響を補償するように構成している点で画期的である。

本発明によって、予応力手段は、圧力に応じて弾性補償デバイスの弾性要素に可変の力又はトルクを与え、圧力が著しく変化しても調速メンバーが相当に精密な動作を維持するようにする。なぜなら、圧力が変わると、予応力手段が弾性要素に与える力又はトルクを変えて、フレキシブルガイドの剛性が変わるからである。フレキシブルガイドの剛性を変えることで、調速メンバーの動作が調整される。これによって、圧力が変わると、この変化に合わせてフレキシブルガイドの動作が調整されるように弾性要素が機械的に衝撃を受ける。

この弾性要素は、取り付け部の剛性を変えて、共振器のフレキシブル性を大きくする。したがって、共振器の実効的な剛性は、フレキシブルガイドの剛性と弾性要素の剛性によって構成される。可変の力又はトルクによって、好ましくはフレキシブルガイドに予応力を与えずフレキシブルガイドの端を動かすことなく、弾性要素に予応力を与えることが可能となる。弾性要素に予応力を与えることによって弾性要素の剛性は変わるが、フレキシブルガイドの剛性は変わらないままである。なぜなら、フレキシブルガイドには予応力が与えられず、その端が動かないからである。

弾性要素の剛性を変えることによって、共振器の剛性（フレキシブルガイドの剛性と弾性要素の剛性）が変わり、これによって、共振器の動作が変わる。弾性要素は、好ましくは、フレキシブルガイドよりも剛性が高く、全体の剛性に占める弾性要素の剛性の割合は、フレキシブルガイドの剛性よりも小さい。したがって、弾性要素の剛性が変わると、共振器全体の剛性が変わり、これによって、共振器の動作が細かく調整され、タイムベースの振動数を精密に調整することが可能となる。このようにして、高い精度の圧力に応じた動作の維持が可能となる。

本発明の特定の実施形態において、前記弾性補償デバイスは、前記剛性支持体と前記固定手段の間に配置される弾性要素と、外圧に応じて前記弾性要素に可変の力又はトルクを与えるための予応力手段とを備える。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、外圧に応じて体積が変わるアネロイドカプセルを備え、これによって、外圧に応じて可変の力又はトルクを伝達する。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、前記可動支持体と前記アネロイドカプセルに接続されるばね部を備え、このばね部は、前記可動支持体を利用して力又はトルクを前記弾性要素に伝達する。

本発明の特定の実施形態において、前記アネロイドカプセルは、互いに少なくとも１つのばねによって接続される可動壁と不動壁を備える。

本発明の特定の実施形態において、前記ばね部は、前記アネロイドカプセルと前記可動支持体の間に直列に配置される単一のフレキシブルブレードと変換機構を備える。

本発明の特定の実施形態において、前記可動壁は、前記ばね部の前記変換機構に接続される。

本発明の特定の実施形態において、前記弾性要素は、前記可動支持体を前記固定手段に接続する非交差ブレード対を備える。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、前記弾性要素の前記非交差ブレードの間に配置される。

本発明の特定の実施形態において、主フレキシブルブレードである、前記フレキシブルガイドの２つのブレードは、交差している。

本発明の特定の実施形態において、前記調速メンバーは、前記振動錘を除いて、実質的に同じ平面内に延在している。

本発明の特定の実施形態において、前記弾性要素は、前記フレキシブルガイドの剛性よりも大きい、好ましくは、少なくとも５倍大きい、さらには少なくとも１０倍大きい、剛性を有する。

本発明は、さらに、このような調速メンバーを備える計時器用ムーブメントに関する。

添付の図面を参照しながら例としてのみ与えられるいくつかの実施形態を読むことによって、本発明の目的、利点及び特徴が明らかになる。

圧力を補償する手段を備える調速メンバーの一実施形態を概略的に示している平面図である。 図１の本発明の実施形態の補償手段を概略的に示している拡大平面図である。

図１及び２は、本発明に係る調速メンバー１の一実施形態を示しており、この調速メンバー１は、調速メンバー１に与えられる圧力の変動を補償するように構成している弾性補償デバイス５０を備える。このような調速メンバー１は、調速するように計時器用ムーブメント内において構成するように意図されている。

この実施形態において、調速メンバー１は、フレキシブルガイド２と振動錘１９を備える。振動錘は、例えば、環状であることができ、また、骨の形（Ｉ字状）のアームであることができる。

振動錘１９は、ここでは環状であり、振動錘１９には、リングを通り抜ける分岐部８があり、この分岐部８はリングを２つの部分に分けるように構成しており、その第１の部分はリングの１／３を占め、第２の部分はリングの２／３を占める。また、振動錘１９には、ここでは３つある、アンバランスを調整するねじ２０がある。調整ねじ２０は、リングのまわりにて角度的に分布しており、リングの中心方向に向かってリングを貫通する。

好ましくは、調速メンバー１は、振動錘１９を除いて、実質的に同じ平面内で延在しており、この振動錘１９は、仮想ピボットを中心とする回転運動をするように、例えばフレキシブルガイド２の上方にて、平行な平面内で振動する。

フレキシブルガイド２は、２つの主フレキシブルブレード９と、剛性支持体３とを備える。フレキシブルガイド２は、主対称軸に沿って延在している。主フレキシブルブレード９は、まず、フレキシブルガイド２の剛性支持体３に結合し、次に、振動錘１９の分岐部８に結合する。

フレキシブルガイド２の２つの主フレキシブルブレード９は、交差しており、好ましくは、まっすぐであり同じ長さである。主フレキシブルブレード９の交差点は、分岐部８よりも剛性支持体３に近い位置にある。主フレキシブルブレード９は、主対称軸がリングを２つに分ける直線を通り抜けるように、中央に配置される。

フレキシブルガイド２は、大きい方の第２の部分にて、リングの内側に配置される。

剛性支持体３には、実質的に平行六面体の細長い本体がある。

本発明によると、調速メンバー１は、圧力を補償するための弾性補償デバイス５０を備え、この弾性補償デバイス５０は、調速メンバー１を計時器用ムーブメントに固定する固定手段７に剛性支持体３を接続するように、剛性支持体３と直列に配置される。

弾性補償メンバー５０は、周囲の圧力の変動に応じて自身の剛性を適応させて、調速メンバー１に対するこれらの変動の影響を補償するように構成している。弾性補償デバイス５０は、好ましくは、主フレキシブルブレード対９よりも剛性が大きい。

弾性補償デバイス５０は、剛性支持体３と固定手段７の間に配置される弾性要素５と、圧力に応じて弾性要素５と剛性支持体３に可変の力又はトルクを与えるための予応力手段６とを備える。

図２において、弾性要素５は、剛性支持体３を固定手段７に接続する非交差ブレード対４を備える。非交差ブレード４は、剛性支持体３から固定手段７まで、主フレキシブルブレード９の側とは反対側にて、固定手段７に近づくほど互いに離れるように延在している。

予応力手段６は、非交差型ブレード対４のフレキシブルブレードの間に配置される。

予応力手段６は、さらに、剛性支持体３に可変の力又はトルクを与えるばね部を備える。したがって、予応力手段６が非交差ブレード４の剛性を変えるために、弾性補償デバイスの剛性が変わる。ばね部は、さらに、弾性要素５に伝達される可変の力又はトルクを受けるように構成している。

外圧に応じた可変の力又はトルクをばね部に伝達するために、予応力手段６はアネロイドカプセル１０を備える。

このようなアネロイドカプセルは、概して気圧を測定するために用いられる。このために、このアネロイドカプセルには、空間があり、この空間の少なくとも一部には空気がなく、その空間にばねタイプの弾性戻し要素があって、カプセルの可動壁を保持する。したがって、外圧が上昇するとカプセルは圧縮され、外圧が低下するとカプセルは拡大する。

図２において、アネロイドカプセル１０の体積は、外圧に応じて変動する。

このために、アネロイドカプセル１０には、互いに少なくとも１つのばね１６によって接続される可動壁１３と不動壁１５がある。図示していない気密室のおかげで、可動壁１３と不動壁１５内において少なくとも部分的に真空を発生させることが可能となる。

不動壁１５は、固定手段７にしっかりと接続される。この不動壁１５は、Ｌ字形であり、その大きい区画２１は、固定手段７と支持体に対して実質的に平行であり、小さい区画２２は、大きい区画２１に対して垂直に固定手段７に接続される。

可動壁１３は、Ｌ字形であり、この可動壁１３は、Ｌ字の大きい区画１７、２１が互いに実質的に向かい合い、また、Ｌ字の小さい区画１８、２２が互いに実質的に向かい合うように、不動壁１５に対して反対の向きに配置される。

予応力手段６は、さらに、アネロイドカプセルの弾性戻し要素を形成する、少なくとも１つのばねを備え、ここでは、大きい区画１７、２１どうしを内側にて接続する２つのばね１６を備える。可動壁１３に与えられる圧力に応じて、ばね１６は、特に圧力が低下したときに、伸長し、特に圧力が上昇したときに、収縮する。したがって、ばね１６は、可動壁１３を不動壁１５に対して近づけたり遠ざけたりする。

予応力手段６のばね部は、可動支持体３とアネロイドカプセル１０に接続され、このばね部は、可動支持体３を利用して、アネロイドカプセル１０からの力又はトルクを弾性要素５に伝達する。

ばね部は、非交差ブレード４と同じ側で剛性支持体３に垂直に接続される単一のフレキシブルブレード１１を備える。単一のフレキシブルブレード１１のおかげで、可動支持体３を自由に回転させたまま予応力を可動支持体３に伝達することが可能となる。

ばね部は、さらに、可動壁１３と単一のフレキシブルブレード１１の間にて直列に配置される変換機構３３を備える。この変換機構３３は、実質的に平行な２つのフレキシブルブレード１４と、可動要素１２とを備える。フレキシブルブレード１４は、Ｌ字の大きい区画に平行になるように、可動壁１３のＬ字の小さい区画の内側に可動要素１２を接続する。

変換機構３３の機能は、カプセルの分離力を可動支持体３に対する予応力の力に変換することである。

可動要素１２は、単一のフレキシブルブレード１１によって剛性支持体３に接続される平行六面体であり、変換機構３３の２つのフレキシブルブレード１４は、単一のフレキシブルブレード１１に対して垂直に配置される。単一のフレキシブルブレード１１は、可動要素１２の上側から、剛性支持体３の下側の中央部まで延在している。

圧力が変わると、可動壁１３は、不動壁１５と剛性支持体３に対して近づいたり離れたりする。したがって、変換機構の可動要素１２は、剛性支持体３の方への大きかったり小さかったりするスラスト力を受け、この力は、単一のフレキシブルブレード１１を介して剛性支持体３に伝達される。

したがって、予応力手段６は、剛性支持体３と固定手段７の間を分離する可変の分離力を与える。これによって、弾性要素５の剛性が変わり、バランスの動作を外圧の条件に適応させて、調速メンバーの精度を保つことが可能となる。

例えば、圧力が大きくなると、可動壁１３が不動壁１５に近づく。このように近づくことによって、予応力手段６によって与えられる、剛性支持体３と固定手段７の間の分離力を大きくする。したがって、弾性要素５の剛性、したがって、非交差ブレード対のブレード４の剛性、が増加する。

一方、圧力が低下すると、可動壁１３は、不動壁１５からさらに離れる。このように離れることによって、予応力手段６によって与えられる、剛性支持体３と固定手段７の間の分離力が弱くなる。したがって、弾性要素５の剛性、したがって、非交差ブレード対４の剛性、が低下する。

本発明は、さらに、図示していない計時器用ムーブメントに関し、このムーブメントは、前述のように調速メンバー１を備える。

当然、本発明は、図面を参照しながら説明した実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変異形態を考えることができる。

１ 調速メンバー
２ フレキシブルガイド
３ 剛性支持体
４ 非交差ブレード
５ 弾性要素
６ 予応力手段
７ 固定手段
９、１１ フレキシブルブレード
１０ アネロイドカプセル
１３ 可動壁
１５ 不動壁
１６ ばね
１９ 振動錘
３３ 変換機構
５０ 弾性補償デバイス

Claims (12)

1. 計時器用ムーブメントのための調速メンバー（１）であって、
   バランスのような振動錘（１９）と、フレキシブルガイド（２）とを備え、
   前記フレキシブルガイド（２）は、剛性支持体（３）を前記振動錘（１９）に接続して前記振動錘（１９）が仮想ピボットのまわりの回転運動を行うことを可能にする少なくとも２つのフレキシブルブレード（９）を備え、
   前記調速メンバー（１）は、外圧を補償する弾性補償デバイス（５０）を備え、
   前記弾性補償デバイス（５０）は、前記剛性支持体（３）と直列に配置されて、前記調速メンバー（１）を計時器用ムーブメントに固定する固定手段（７）に前記剛性支持体（３）を接続するように構成しており、
   前記弾性補償デバイス（５０）は、外圧に応じて自身の剛性を調整して、前記調速メンバー（１）に対する外圧の影響を補償するように構成している
   ことを特徴とする調速メンバー。
2. 前記弾性補償デバイス（５０）は、前記剛性支持体（３）と前記固定手段（７）の間に配置される弾性要素（５）と、外圧に応じて前記弾性要素（５）に可変の力又はトルクを与えるための予応力手段（６）とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の調速メンバー。
3. 前記予応力手段（６）は、外圧に応じて体積が変わるアネロイドカプセル（１０）を備え、これによって、外圧に応じて可変の力又はトルクを伝達する
   ことを特徴とする請求項２に記載の調速メンバー。
4. 前記予応力手段（６）は、可動な前記剛性支持体（３）と前記アネロイドカプセル（１０）に接続されるばね部を備え、
   このばね部は、前記剛性支持体（３）を利用して力又はトルクを前記弾性要素（５）に伝達する
   ことを特徴とする請求項３に記載の調速メンバー。
5. 前記アネロイドカプセルは、互いに少なくとも１つのばね（１６）によって接続される可動壁（１３）と不動壁（１５）を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の調速メンバー。
6. 前記ばね部は、前記アネロイドカプセル（１０）と、可動な前記剛性支持体（３）との間に直列に配置される単一のフレキシブルブレード（１１）と変換機構（３３）を備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の調速メンバー。
7. 前記可動壁（１３）は、前記ばね部の前記変換機構（３３）に接続される
   ことを特徴とする請求項６に記載の調速メンバー。
8. 前記弾性要素（５）は、前記剛性支持体（３）を前記固定手段（７）に接続する非交差ブレード対（４）を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の調速メンバー。
9. 前記予応力手段（６）は、前記弾性要素（５）の前記非交差ブレード対（４）の間に配置される
   ことを特徴とする請求項８に記載の調速メンバー。
10. 主フレキシブルブレードである、前記フレキシブルガイド（２）の２つのブレード（９）は、交差している
    ことを特徴とする請求項１に記載の調速メンバー。
11. 前記調速メンバー（１）は、前記振動錘（１９）を除いて、実質的に同じ平面内に延在している
    ことを特徴とする請求項１に記載の調速メンバー。
12. 請求項１に記載の調速メンバー（１）を備える
    ことを特徴とする計時器用ムーブメント。

Images