JP7737410B2 - Clock oscillator with flexible pivot shaft - Google Patents
Clock oscillator with flexible pivot shaftInfo
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Description
本発明は、時計機構におけるタイムベースとして機能することを意図した可撓性枢動軸を備えたオシレーターに関する。 The present invention relates to an oscillator with a flexible pivot axis intended to function as a time base in a timepiece mechanism.
可撓性枢動軸を備えたオシレーターは、軸受内を滑動する物理的な回転シャフトによるものではなく、弾性部品の配列によって回転が案内されるテンプを有するオシレーターである。可撓性枢動軸は、回転案内機能に加えて、ヒゲゼンマイ付きテンプのオシレーターのヒゲゼンマイのような方式でテンプに対してリターントルクを作用させる。 An oscillator with a flexible pivot is an oscillator whose balance is guided by an arrangement of elastic parts rather than by a physical rotating shaft sliding in bearings. In addition to guiding rotation, the flexible pivot exerts a return torque on the balance in the same manner as the balance spring in a balance-spring oscillator.
ヒゲゼンマイ付きテンプのオシレーターとは対照的に、可撓性枢動軸を備えたオシレーターは、動作中に乾式摩擦を発生しない。このため品質係数が改善される。 In contrast to oscillators with a balance spring, oscillators with a flexible pivot axis do not generate dry friction during operation, which improves the quality factor.
より詳細には、本発明は、可撓性枢動軸を有するオシレーターに関し、その弾性部品の配列は、分離されたクロスストリップを備える。このようなストリップは、接触することなく互いに交差するように、平行な平面で異なる方向に延びる。分離されたクロスストリップを有するオシレーターは、例えば、欧州特許出願第2911012号明細書、欧州特許出願第2998800号明細書、国際公開第2016/096677号、国際公開第2017/055983号及び国際公開第2018/109584に記載されている。 More specifically, the present invention relates to an oscillator with a flexible pivot axis, the arrangement of elastic elements of which comprises separated cross strips. Such strips extend in different directions in parallel planes so as to cross each other without contact. Oscillators with separated cross strips are described, for example, in European Patent Application No. 2911012, European Patent Application No. 2998800, WO 2016/096677, WO 2017/055983, and WO 2018/109584.
分離されたクロスストリップを有する公知のオシレーターの中でも、幾つかは、DRIE(ディープ反応性イオンエッチング)によりシリコンから一体部品として製造されることを意図しており、他のものは、部品の組み立てによって形成されるものである。マルチレベルDRIEは複雑で高価であり、ストリップを分離するための特殊な技術の使用を実装し必要とするので、通常、寸法精度を優先するのが望ましい場合には、一体部品製造が選択され、製造を容易にすることが望ましい場合には、組立による製造が選択される。 Among known oscillators with separated cross strips, some are intended to be fabricated as a single piece from silicon by DRIE (deep reactive ion etching), while others are formed by assembly of parts. Because multi-level DRIE is complex and expensive to implement and requires the use of specialized techniques to separate the strips, single-piece fabrication is typically preferred when dimensional accuracy is a priority, and assembly fabrication is preferred when ease of manufacture is desired.
時計用オシレーターの場合と同様に、分離されたクロスストリップを有するオシレーターの特性は、特に、周波数の精度、品質係数、重力への不感応性、温度への不感応性、等時性、耐衝撃性によって特徴付けられる。 As with clock oscillators, the properties of oscillators with separated cross strips are characterized, among other things, by frequency accuracy, quality factor, insensitivity to gravity, insensitivity to temperature, isochronism, and shock resistance.
本発明は、上記の特性の少なくとも幾つかを優れたものとすることができる分離クロスストリップを有する時計用オシレーターを提案することを目的とする。 The present invention aims to propose a timepiece oscillator having a separating cross strip that can excel at least some of the above characteristics.
このため、本発明は、支持体と、テンプと、仮想回転軸を中心として前記支持体に対して回転するようにテンプを案内し、テンプにリターントルクを作用するように配置された第1及び第2の弾性ストリップと、を備える可撓性枢動軸付き時計用オシレーターであって、第1及び第2の弾性ストリップが平行平面で延びて、互いに接触せずに交差しており、テンプは、仮想回転軸に対して略対称的な形状であるリムを有し且つ上側部品と下側部品との間に組み立てられ、上側部品は、支持体の上段と第1の弾性ストリップを備え、下側部品は、支持体の下段と第2の弾性ストリップを備える、時計用オシレーターに関する。 Therefore, the present invention relates to a timepiece oscillator with a flexible pivot axis, comprising a support, a balance, and first and second elastic strips arranged to guide the balance so as to rotate relative to the support about an imaginary axis of rotation and to apply a return torque to the balance, wherein the first and second elastic strips extend in parallel planes and intersect without contacting each other, the balance has a rim that is shaped approximately symmetrically with respect to the imaginary axis of rotation and is assembled between an upper part and a lower part, the upper part comprising an upper section of the support and the first elastic strip, and the lower part comprising a lower section of the support and the second elastic strip.
本出願人は、クロノメトリーには、分離した交差ストリップを有するオシレーターのストリップの寸法精度が不可欠であることに着目した。設定された寸法に対してストリップの1つに何らかの偏差があると、クロノメトリーに悪影響を及ぼす。このため、一体部品の製造が優先されるが、実際の経験から、本発明で認められるように、分離された交差ストリップを有する可撓性枢動軸のマルチレベルDRIEによる製造は、各々が単一レベルでDRIEにより製造され且つ各々がストリップを備える重ね合わせ部品の組立体よりも必ずしも精密ではなく、むしろ精密ではない可能性があることが分かっている。 The applicant has noted that dimensional accuracy of the strips of an oscillator having separate intersecting strips is essential for chronometry. Any deviation of one of the strips from the set dimension will adversely affect chronometry. For this reason, manufacturing of a single piece is preferred, but practical experience has shown that, as recognized in the present invention, manufacturing a flexible pivot shaft having separate intersecting strips by multi-level DRIE is not necessarily, and may even be, less precise than an assembly of overlapping parts, each manufactured by DRIE at a single level and each comprising a strip.
更に、本発明は、実質的にテンプによって課されるオシレーターの慣性を弾性ストリップの剛性から分離させ、慣性及び剛性を別々に調整することを可能にする。慣性は、標準的なテンプと同様に、付属のテンプを介して周知の方法で容易に調整することができ、弾性ストリップは、寸法的な制約なしに所望の剛性を有して製造することができ、可撓性枢動軸を備えた標準的なオシレーターで通常求められている剛性と慣性の間の正しい妥協点を得ることができる。テンプの材料、上側及び下側部品の材料は異なっていてもよく、各々が満たすべき機能に応じて最適化することができる。 Furthermore, the invention essentially separates the inertia of the oscillator imposed by the balance from the stiffness of the elastic strip, allowing inertia and stiffness to be adjusted separately. The inertia can be easily adjusted in known manner via the attached balance, just as with a standard balance, and the elastic strip can be manufactured with the desired stiffness without dimensional constraints, allowing the correct compromise between stiffness and inertia to be obtained as is typically required for standard oscillators with flexible pivot axes. The materials of the balance and the upper and lower parts can be different and can be optimized according to the function each must fulfill.
更に、本発明によるオシレーターの幾何学的及び構造的特徴は、重力に対する不感応性、温度及び耐衝撃性を含む、複数の特性の改善に寄与する。 Furthermore, the geometric and structural features of the oscillator according to the present invention contribute to improved properties, including insensitivity to gravity, temperature and shock resistance.
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら与えられる以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
図1~図4に示すように、腕時計、懐中時計、ペンダント時計などの時計のための本発明による可撓性枢動軸を備えた時計用オシレーターは、支持体1と、テンプ2と、支持体1をテンプ2に接続する可撓性枢動軸3とを備える。支持体1は、時計の固定フレーム又は可動フレームに取り付けられることを意図している。可撓性枢動軸3は、第1及び第2の弾性ストリップ4、5を備え、これらは、同一であるが、接触することなく互いに交差するように平行平面で異なる方向に延びる。上方から見た平面図で分かるように、ストリップ4、5の交差する点は、テンプ2の幾何学的中心に一致する。ストリップ4、5の交差は、支持体1に対するテンプ2の仮想回転軸A、すなわち、オシレーターの平面及びテンプ2の平面に対して垂直な回転軸を定める。従って、可撓性枢動軸3は、支持体1上にテンプ2を懸架し、仮想回転軸Aを中心とする支持体1に対するテンプ2の回転を案内し、支持体1に対して平衡位置(図1及び2に図示した位置)に戻そうとする弾性リターントルクをテンプ2に作用させる役割を果たす。 As shown in Figures 1 to 4, a timepiece oscillator with a flexible pivot shaft according to the present invention for a timepiece, such as a wristwatch, pocket watch, or pendant watch, comprises a support 1, a balance 2, and a flexible pivot shaft 3 connecting the support 1 to the balance 2. The support 1 is intended to be attached to a fixed or movable frame of the timepiece. The flexible pivot shaft 3 comprises first and second elastic strips 4, 5, which are identical but extend in different directions in parallel planes so as to intersect each other without contact. As can be seen in a plan view from above, the point of intersection of the strips 4, 5 coincides with the geometric center of the balance 2. The intersection of the strips 4, 5 defines an imaginary axis of rotation A of the balance 2 relative to the support 1, i.e., an axis of rotation perpendicular to the plane of the oscillator and the plane of the balance 2. The flexible pivot 3 therefore serves to suspend the balance 2 on the support 1, to guide the rotation of the balance 2 relative to the support 1 about an imaginary axis of rotation A, and to exert an elastic return torque on the balance 2 tending to return it to an equilibrium position relative to the support 1 (the position shown in Figures 1 and 2).
可撓性枢動軸を有する多くのオシレーターとは対照的に、本発明によるオシレーターは、一体型ではなく、上側部品6、下側部品7、及びこれら2つの間のテンプ2を含む部品の積層体によって形成される。上側部品6は、支持体1の上段8と、第1の弾性ストリップ4と、第1の弾性ストリップ4によって支持体1の上段8に接続された上側アーム9とを備える。下側部品7は、支持体1の下段10と、第2の弾性ストリップ5と、第2の弾性ストリップ5によって支持体1の下段10に接続される下側アーム11とを備える。 In contrast to many oscillators with flexible pivots, the oscillator according to the present invention is not one piece, but is formed by a stack of parts, including an upper part 6, a lower part 7, and a balance 2 between the two. The upper part 6 comprises an upper section 8 of the support 1, a first elastic strip 4, and an upper arm 9 connected to the upper section 8 of the support 1 by the first elastic strip 4. The lower part 7 comprises a lower section 10 of the support 1, a second elastic strip 5, and a lower arm 11 connected to the lower section 10 of the support 1 by the second elastic strip 5.
上側部品6及び下側部品7の各々は、好ましくは一体部品のものである。これらの部品6、7の材料は、その良好な弾性特性及び微細加工への適合性で選ばれる。典型的な実施例によれば、これらの部品6、7の各々は、単一レベルのDRIEによってシリコンから製造され、この技術は、実装するのが比較的簡単であり、高レベルの精度を達成することが可能である。シリコン部品6、7は、補強層、例えば酸化ケイ素層で覆うことができ、その機械的強度の改善を可能にする。このような酸化ケイ素の層はまた、オシレーターの周波数を温度変化(典型的には30℃)に対して反応しにくくするように選択された厚みを有することができる。 Each of the upper and lower parts 6, 7 is preferably a one-piece component. The material of these parts 6, 7 is chosen for its good elastic properties and suitability for micromachining. According to a typical embodiment, each of these parts 6, 7 is manufactured from silicon by single-level DRIE, a technique that is relatively simple to implement and allows a high level of precision to be achieved. The silicon parts 6, 7 can be covered with a reinforcing layer, for example a silicon oxide layer, allowing its mechanical strength to be improved. Such a silicon oxide layer can also have a thickness selected to make the oscillator frequency less sensitive to temperature changes (typically 30°C).
テンプ2は、リム12と、図示の例ではその中央部で中断されている、直径方向アーム13とを備える。テンプ2は、少なくとも部分的に、ベリリウム、銅、金、プラチナ、ニッケル銀、又は他の何れかの稠密合金又は金属などの稠密材料から製造することができる。従って、テンプは、所与の慣性モーメントに対して小さな直径を有することができる。このようにすると、空気との摩擦が低減されて、品質係数が向上する。テンプ2のリム12は、慣性の調整を可能にする、従来の慣性ブロック12aを担持することができる。 The balance 2 comprises a rim 12 and a diametric arm 13, which in the illustrated example is interrupted at its center. The balance 2 can be made at least in part from a dense material such as beryllium, copper, gold, platinum, nickel-silver, or any other dense alloy or metal. The balance can therefore have a small diameter for a given moment of inertia. In this way, friction with the air is reduced, improving the quality factor. The rim 12 of the balance 2 can carry a conventional inertia block 12a, which allows for adjustment of the inertia.
支持体1の上下段8、10は、スペーサ14、例えば金属スペーサによって分離されて重ね合わされ、ピン15によって組み立てられている。この目的のために、ピン15は、上下段8、10の弾性端部16を通り、スペーサ14の孔に通される。このようにして、段8、10は、ピン15の弾性的なクランプによってのみ、互いに固定的に取り付けられる。ピン15が通過するスペーサ14の孔は、弾性ストリップ4、5を拘束しないように、ピン15の直径よりも僅かに大きい直径を有し、これにより、その剛性及びひいてはオシレーターの周波数が変更されることになる。スペーサ14は、ピン15及び/又は段8、10の少なくとも一方に接着、ろう付け又ははんだ付けすることによって、段8、10に対して不動にされる。 The upper and lower stages 8, 10 of the support 1 are stacked and separated by spacers 14, e.g., metal spacers, and assembled by pins 15. For this purpose, the pins 15 pass through the elastic ends 16 of the upper and lower stages 8, 10 and into holes in the spacers 14. In this way, the stages 8, 10 are fixedly attached to each other only by the elastic clamping of the pins 15. The holes in the spacers 14 through which the pins 15 pass have a diameter slightly larger than that of the pins 15 so as not to bind the elastic strips 4, 5, thereby changing their stiffness and thus the oscillator frequency. The spacers 14 are immobilized relative to the stages 8, 10 by gluing, brazing, or soldering to the pins 15 and/or to at least one of the stages 8, 10.
上側アーム9、直径方向アーム13、及び下側アーム11が重ね合わされる。支持体1と同様に、ピン17が上側及び下側アーム9、11の弾性端部18を通り、直径方向アーム13の孔19を通過する。従って、上側及び下側アーム9、11は、ピン17の弾性的なクランプによってのみ、互いに固定的に取り付けられる。ピン17が通過する直径方向アーム13の孔19は、弾性ストリップ4、5を拘束しないように、ピン17の直径よりも僅かに大きい直径を有している。直径方向アーム13は、ピン17及び/又はアーム9、11の少なくとも1つに接着、ろう付け又ははんだ付けすることによって、アーム9、11に対して不動にされる。上側アーム9の、テンプ2の(その直径方向アーム13による)、及び下側アーム11の組立体は、剛性のある振動ユニットを形成する。 The upper arm 9, the diametrical arm 13, and the lower arm 11 are superimposed. As with the support 1, a pin 17 passes through the elastic ends 18 of the upper and lower arms 9, 11 and through a hole 19 in the diametrical arm 13. The upper and lower arms 9, 11 are therefore fixedly attached to one another solely by the elastic clamping of the pin 17. The hole 19 in the diametrical arm 13 through which the pin 17 passes has a diameter slightly larger than that of the pin 17 so as not to bind the elastic strips 4, 5. The diametrical arm 13 is immobilized relative to the arms 9, 11 by gluing, brazing, or soldering to the pin 17 and/or at least one of the arms 9, 11. The assembly of the upper arm 9, the balance 2 (by means of its diametrical arm 13), and the lower arm 11 forms a rigid oscillating unit.
アーム9、11、13によってテンプ2と上側及び下側部品6、7を組み立てることにより、オシレーターは良好な機械的強度及び高い組立精度が確保される。更に、衝撃によってテンプ2の過剰回転が生じた場合、またテンプ2の回転方向に関係なく、弾性ストリップ4、5の弾性限界を超える前に、直径方向アーム13が支持体1に対して、より正確にはスペーサ14に対して当接し、これらストリップを保護することが可能である。 Assembling the balance 2 with the upper and lower parts 6 and 7 using arms 9, 11, and 13 ensures the oscillator has good mechanical strength and high assembly precision. Furthermore, if an impact causes the balance 2 to rotate excessively, and regardless of the direction of rotation of the balance 2, the diametric arm 13 abuts against the support 1, or more precisely, against the spacer 14, protecting the elastic strips 4 and 5 before the elastic limit of these strips is exceeded.
上段及び下段8、10並びに上側及び下側アーム9、11の各弾性端部16、18は、対応するピン15、17をクランプする弾性アーム、好ましくは3つの弾性アームで形成することが可能である。各弾性アームとピン15、17との接触は、弾性端部16、18とピン15、17との接触を離散的な箇所でのみ確保するために、図示のように点接触とすることができる。このようにすれば、上側及び下側部品6、7の位置合わせを極めて正確に行うことができる。 Each of the resilient ends 16, 18 of the upper and lower stages 8, 10 and the upper and lower arms 9, 11 can be formed by a resilient arm, preferably three resilient arms, that clamps the corresponding pins 15, 17. Contact between each resilient arm and the pins 15, 17 can be point contact, as shown, to ensure contact between the resilient ends 16, 18 and the pins 15, 17 only at discrete points. This allows for extremely accurate alignment of the upper and lower components 6, 7.
製造精度の面での利益とは別に、上側及び下側部品6、7とテンプ2との組み立てによって、一体部品製造よりも容易に達成される、弾性ストリップ4、5の真の物理的分離を可能にする。 Apart from the benefits in terms of manufacturing precision, the assembly of the upper and lower parts 6, 7 with the balance 2 allows for true physical separation of the elastic strips 4, 5, which is easier to achieve than with one-piece manufacturing.
アーム9、11、13の組立は、直径方向アーム13が上側及び下側アーム9、11のスペーサとして機能して、弾性ストリップ4、5によってテンプ2を支持体1上に懸架する。テンプ2は、オシレーターの慣性部分を構成し、上側及び下側アーム9、11の慣性は無視することができる。本発明は、可撓性枢動軸と一体部品でなく取り付けられたテンプによって、オシレーターの慣性部分を可撓性枢動軸の剛性から切り離し、オシレーターの周波数の調整を容易にする。他方、テンプ2の慣性と不均衡、可撓性枢動軸3のトルクは、互いに独立して容易に測定及び補正することができる。更に、テンプ2と可撓性枢動軸3をペアにすること、言い換えれば、所望の周波数を得るために、選択された慣性モーメントを有するテンプと、選択されたトルクを生じる可撓性枢動軸とを関連付けることが可能である。 The assembly of arms 9, 11, and 13 suspends balance 2 on support 1 via elastic strips 4 and 5, with diametric arm 13 acting as a spacer for upper and lower arms 9 and 11. Balance 2 constitutes the inertial portion of the oscillator, while the inertia of upper and lower arms 9 and 11 can be ignored. By attaching the balance to the flexible pivot shaft rather than as an integral part, the present invention decouples the inertial portion of the oscillator from the rigidity of the flexible pivot shaft, facilitating adjustment of the oscillator frequency. Meanwhile, the inertia and imbalance of balance 2 and the torque of flexible pivot shaft 3 can be easily measured and compensated for independently of each other. Furthermore, it is possible to pair balance 2 with flexible pivot shaft 3, i.e., to obtain a desired frequency, it is possible to associate a balance with a selected moment of inertia with a flexible pivot shaft that generates a selected torque.
本発明の別の有利な特徴によれば、本発明によるオシレーターは、上側部品6の上面及び下側部品7の下面にそれぞれ取り付けられる上側当接部材20及び下側当接部材21を備える。これらの当接部材20、21は、アーム9、11、13を通過するピン22によって組み立てられている。仮想回転軸Aを中心とする上側当接部材20の中心スタッド23は、支持体1に対して固定された上側ストップ25のボア24においてクリアランスを有して係合されている。同様に、仮想回転軸Aを中心とする下側当接部材21の中心スタッド26は、支持体1に対して固定された下側ストップ28のボア27においてクリアランスを有して係合されている。 According to another advantageous feature of the present invention, the oscillator according to the present invention comprises an upper abutment member 20 and a lower abutment member 21 attached to the upper surface of the upper part 6 and the lower surface of the lower part 7, respectively. These abutment members 20, 21 are assembled by a pin 22 passing through the arms 9, 11, 13. The central stud 23 of the upper abutment member 20, which is centered on the imaginary axis of rotation A, is engaged with clearance in a bore 24 of an upper stop 25, which is fixed relative to the support 1. Similarly, the central stud 26 of the lower abutment member 21, which is centered on the imaginary axis of rotation A, is engaged with clearance in a bore 27 of a lower stop 28, which is fixed relative to the support 1.
オシレーターの通常動作中、スタッド23、26は、その壁に触れることなくボア24、27内を回転する。スタッド23、26は、軸受において案内された枢動軸ではなく、時計が衝撃を受けた場合に固定ストップ25、28に接触することができる単純な可動ストップを構成している。半径方向の衝撃の場合、スタッド23、26は、ボア24、27の側壁に当接することができる。軸方向の衝撃の場合、スタッド23、26のうちの1つは、ボア24、27の底部に接して停止することができ、或いはより一般的には、当接部材20、21のうちの1つは、対応する固定ストップ25、28に接して停止することができる。当接部材20、21と固定ストップ25、28との間の協働は、半径方向又は軸方向の衝撃の場合に、弾性ストリップ4、5がその弾性限界を超えて変形することを防止することによって、弾性ストリップ4、5を保護する。 During normal operation of the oscillator, the studs 23, 26 rotate within the bores 24, 27 without touching their walls. The studs 23, 26 do not constitute pivots guided in bearings, but simple movable stops that can contact the fixed stops 25, 28 if the watch is subjected to a shock. In the event of a radial shock, the studs 23, 26 can abut against the side walls of the bores 24, 27. In the event of an axial shock, one of the studs 23, 26 can come to rest against the bottom of the bore 24, 27, or more generally, one of the abutment members 20, 21 can come to rest against the corresponding fixed stop 25, 28. The cooperation between the abutment members 20, 21 and the fixed stops 25, 28 protects the elastic strips 4, 5 by preventing them from deforming beyond their elastic limit in the event of a radial or axial shock.
上側当接部材20及び下側当接部材21は、典型的には、テンプ2の金属材料と同じか又は異なることができる金属材料から製造される。ピン22は、当接部材20、21及びテンプ2の直径方向アーム13に打ち込むことができ、クリアランスを有して上側及び下側アーム9、11を通過させることができる。 The upper abutment member 20 and the lower abutment member 21 are typically made from a metal material that may be the same as or different from that of the balance 2. The pin 22 can be driven into the abutment members 20, 21 and the diametric arm 13 of the balance 2, and can pass through the upper and lower arms 9, 11 with clearance.
スタッド-ボア配置は反転することができ、言い換えれば、固定ストップ25、28がスタッドを備えることができ、当接部材20、21はボアを備えることができる。 The stud-bore arrangement can be reversed, in other words, the fixed stops 25, 28 can comprise studs and the abutment members 20, 21 can comprise bores.
上側及び下側部品6、7の間のテンプ2の配置によって、テンプ2及びより一般的には剛性振動ユニット2、9、11、20、21全体は、弾性ストリップ4、5がそれぞれ延びる平行平面間の可撓性枢動軸3の中間平面に実質的に位置する質量中心を有することができる。従って、着用者の腕の動きの間、衝撃の場合、又は重力の影響下でテンプ2が傾く危険性が減少する。傾きは、弾性ストリップ4、5をその動作平面から変形させることによって時間測定が乱れ、又は当接部材20、21が固定ストップ25、28に接して摩擦することさえある。また、テンプを上側及び下側部品6、7の間に配置することで、オシレーターの周波数が温度に対して影響を受けにくくなる。オシレーターの熱膨張の場合、金属であるテンプ2は、シリコンアーム9、11とは異なる変形をする。本発明による配置により、上側及び下側部品6、7(シリコン製)が湾曲して、ストリップ4、5を捩り変形させ、従ってその剛性を変更することを回避することが可能となる。 The arrangement of the balance 2 between the upper and lower parts 6, 7 allows the balance 2, and more generally the entire rigid oscillating unit 2, 9, 11, 20, 21, to have a center of mass that is substantially located in the mid-plane of the flexible pivot axis 3 between the parallel planes in which the elastic strips 4, 5 extend, respectively. This reduces the risk of the balance 2 tilting during the wearer's arm movements, in the event of a shock, or under the influence of gravity. Tilting could disrupt the time measurement by deforming the elastic strips 4, 5 from their plane of motion, or even cause the abutments 20, 21 to rub against the fixed stops 25, 28. Furthermore, the arrangement of the balance 2 between the upper and lower parts 6, 7 makes the oscillator frequency less sensitive to temperature. In the event of thermal expansion of the oscillator, the metal balance 2 deforms differently than the silicon arms 9, 11. The arrangement according to the invention makes it possible to avoid the upper and lower parts 6, 7 (made of silicon) bending and torsionally deforming the strips 4, 5 and thus modifying their stiffness.
テンプ2及びそのリム12は、仮想回転軸Aに関して対称的な一般的形状を有するので、テンプ2の熱膨張はその重心の位置を変更しないか又は僅かにしか変更せず、従って、公称動作振幅における時計の異なる位置の間の作動における偏差が増大するのを避けることができる。更に、リム12は、テンプ2の質量に対する慣性の比率を最適化し、その結果、重力に対する向きに対してのオシレーターの周波数感度を低減するように、好ましくは環状である。 Since the balance 2 and its rim 12 have a general shape symmetrical with respect to the imaginary axis of rotation A, thermal expansion of the balance 2 does not or only slightly alters the position of its centre of gravity, thus avoiding increased deviations in operation between different positions of the watch at the nominal operating amplitude. Furthermore, the rim 12 is preferably annular so as to optimise the ratio of inertia to mass of the balance 2 and, consequently, reduce the frequency sensitivity of the oscillator to its orientation relative to gravity.
図1で見ることができる本発明の更なる有利な特徴によれば、不均衡調整部品29がテンプ2に取り付けられている。この不均衡調整部品29は、テンプ2の慣性をできるだけ修正しないために、テンプ2の中心で上側当接部材20に取り付けられている。この不均衡調整部品29は、部品29のスロット30を通過し、それによりスロット30を弾性変形させる、上側当接部材20の中心スタッド23によって弾性的に保持される。スロット30は、上方から見た平面図において、可撓性枢動軸3が支持体1と接合する点の間を通る可撓性枢動軸3の対称軸に沿って配向される。上側当接部材20に打ち込まれスロット30を通過するペグ31は、テンプ2の不均衡を調整するために、部品29が時計技師によって変位されたとき、不均衡調整部品29を対称軸に沿って並進するように案内する。 According to a further advantageous feature of the present invention, which can be seen in FIG. 1, an imbalance adjustment element 29 is attached to the balance 2. This imbalance adjustment element 29 is attached to the upper abutment member 20 at the center of the balance 2 in order to modify the balance 2's inertia as little as possible. This imbalance adjustment element 29 is elastically held by the central stud 23 of the upper abutment member 20, which passes through a slot 30 in the element 29, thereby elastically deforming the slot 30. The slot 30, in a plan view from above, is oriented along the axis of symmetry of the flexible pivot shaft 3, which passes between the points where the flexible pivot shaft 3 joins with the support 1. A peg 31 driven into the upper abutment member 20 and passing through the slot 30 guides the imbalance adjustment element 29 to translate along the axis of symmetry when the element 29 is displaced by the watchmaker to adjust the imbalance of the balance 2.
国際特許出願番号PCT/IB2020/056370(その内容は参照により組み込まれる)の教示に従って、不均衡調整部品29は、テンプ2の質量中心、より正確にはテンプ2が属する剛性振動ユニット全体の質量中心を、仮想回転軸Aの位置とは異なる位置にある可撓性枢動軸3の対称軸上に配置することを可能にし、上記位置は、所定の振動振幅に対する重力方向に関する振動周波数の依存性を最小化するよう選択される。テンプ2により保持される調整慣性ブロック12aは、不均衡調整によって生じるテンプ2の慣性の修正を補償するのに使用することができる。 In accordance with the teachings of International Patent Application No. PCT/IB2020/056370 (the contents of which are incorporated by reference), the imbalance adjustment part 29 allows the center of mass of the balance 2, or more precisely the center of mass of the entire rigid oscillating unit to which the balance 2 belongs, to be positioned on the axis of symmetry of the flexible pivot axis 3 at a position different from the position of the imaginary axis of rotation A, said position being selected to minimize the dependence of the oscillation frequency on the direction of gravity for a given oscillation amplitude. The adjustment inertia block 12a carried by the balance 2 can be used to compensate for the correction of the inertia of the balance 2 caused by the imbalance adjustment.
テンプ2は、製造されるとすぐに一定の不均衡を達成することを可能にする部分33を保持する、又は突起もしくは凹部を有することができ、不均衡調整部品29は、このように微調整要素として機能する。図1及び図3に示すように、部分33は、仮想回転軸Aを中心とする円の円弧の形態とすることができ、アパーチャ34によって貫通することができ、その機能は、時間の関数としてのテンプ2の振幅の光学測定(レーザーダイオードによって)を可能にすることである。 The balance 2 may carry a portion 33 or have a protrusion or recess that allows a certain imbalance to be achieved immediately after manufacture, and the imbalance adjustment part 29 thus functions as a fine adjustment element. As shown in Figures 1 and 3, the portion 33 may be in the form of an arc of a circle centered on the imaginary axis of rotation A and may be pierced by an aperture 34, the function of which is to allow optical measurement (by means of a laser diode) of the amplitude of the balance 2 as a function of time.
脱進機フォークと協働するために、本発明によるオシレーターは、従来型のピン35を備えることができる。このピン35は、図示のように、下側当接部材21によって保持することができる。変形例では、上側当接部材20によって又は上側及び下側アーム9、11によって保持することができる。 To cooperate with the escapement fork, the oscillator according to the invention can be provided with a conventional pin 35. This pin 35 can be held by the lower abutment 21, as shown. Alternatively, it can be held by the upper abutment 20 or by the upper and lower arms 9, 11.
ピン17によるテンプ2及び上側及び下側部品6、7の組立方法は、テンプ2及びそのリム12の形状並びに部品2、6、7が積み重ねられる順序とは無関係である点に留意されたい。 It should be noted that the assembly method of the balance 2 and the upper and lower parts 6, 7 by the pin 17 is independent of the shape of the balance 2 and its rim 12 and the order in which the parts 2, 6, 7 are stacked.
Claims (14)
前記第1及び第2の弾性ストリップ(4、5)は平行平面において延び、互いに接触せずに交差しており、前記テンプ(2)は、前記時計用オシレーターの慣性部分を構成し、前記テンプ(2)は、前記仮想回転軸(A)に対して略対称的な形状であるリム(12)を有し且つ上側部品(6)と下側部品(7)との間に組み立てられ、前記上側部品(6)は、前記支持体(1)の上段(8)と前記第1の弾性ストリップ(4)とを備え、前記下側部品(7)は、前記支持体(1)の下段(10)と前記第2の弾性ストリップ(5)とを備える、時計用オシレーター。 A timepiece oscillator with a flexible pivot axis, comprising a support (1), a balance (2), and first and second elastic strips (4, 5) arranged to guide the balance (2) so that it rotates relative to the support (1) about an imaginary axis of rotation (A) and to apply a return torque to the balance (2),
a timepiece oscillator, wherein the first and second elastic strips (4, 5) extend in parallel planes and cross each other without contacting each other, the balance (2) constitutes the inertial part of the timepiece oscillator, the balance (2) having a rim (12) that is shaped approximately symmetrically with respect to the imaginary axis of rotation (A) and being assembled between an upper part (6) and a lower part (7), the upper part (6) comprising an upper section (8) of the support (1) and the first elastic strip (4), and the lower part (7) comprising a lower section (10) of the support (1) and the second elastic strip (5).
前記テンプ(2)は、前記3つのアーム(9、11、13)の重ね合わせと組み付けとによって、前記上側部品及び下側部品(6、7)に組み付けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の時計用オシレーター。 a diametric arm (13) forming part of said balance (2), an upper arm (9) forming part of said upper part (6), and a lower arm (11) forming part of said lower part (7),
the balance (2) is assembled to the upper and lower parts (6, 7) by superimposing and assembling the three arms (9, 11, 13),
2. A timepiece oscillator according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の時計用オシレーター。 the assembly of the three arms (9, 11, 13) is capable of abutting against the support (1) in each of the two rotational directions of the balance (2) before the elastic limit of the first and second elastic strips (4, 5) is exceeded in the event of excessive rotation of the balance (2);
3. A timepiece oscillator according to claim 2.
前記直径方向アーム(13)は、接着、ろう付け又ははんだ付けにより前記上側及び下側アーム(9、11)に対して固定される、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の時計用オシレーター。 the three arms (9, 11, 13) are assembled by a pin (17) that is resiliently clamped by the resilient portions (18) of the upper and lower arms (9, 11) and passes with clearance through the diametric arm (13);
the diametrical arm (13) is fixed to the upper and lower arms (9, 11) by gluing, brazing or soldering;
4. A timepiece oscillator according to claim 2 or 3.
前記テンプ(2)は、接着、ろう付け又ははんだ付けによって前記上側及び下側部品(6、7)に対して固定されている、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の時計用オシレーター。 the balance (2) is assembled to the upper and lower parts (6, 7) by means of a pin (17) which is resiliently clamped by the elastic parts (18) of the upper and lower parts (6, 7) and passes through the balance (2) with a clearance,
the balance (2) is fixed to the upper and lower parts (6, 7) by gluing, brazing or soldering;
4. A timepiece oscillator according to claim 1, wherein the timepiece oscillator comprises:
前記上側及び下側当接部材(20、21)は、前記テンプ(2)に固定的に取り付けられ、衝撃の際に前記第1及び第2の弾性ストリップ(4、5)の弾性限界を超える前に、前記支持体(1)に対して固定されるストップ(25、28)に接してそれぞれ当接することができる、
ことを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の時計用オシレーター。 It has upper and lower abutment members (20, 21) at the center,
said upper and lower abutment members (20, 21) are fixedly attached to said balance (2) and are capable of abutting, in the event of an impact, against stops (25, 28) fixed relative to said support (1) before the elastic limit of said first and second elastic strips (4, 5) is exceeded;
13. A timepiece oscillator according to any one of claims 1 to 12 .
前記不均衡調整部品(29)は、上から平面視で見たときに前記第1及び第2の弾性ストリップ(4、5)が前記支持体(1)に接合する点の間を通過する、前記第1及び第2の弾性ストリップ(4、5)の対称軸に沿って並進して案内されるように配置される、
ことを特徴とする請求項1から13の何れか1項に記載の時計用オシレーター。 an imbalance adjusting element (29) attached to the balance (2);
the imbalance adjustment component (29) is arranged to be guided in translation along an axis of symmetry of the first and second elastic strips (4, 5), which passes between the points at which the first and second elastic strips (4, 5) join to the support (1) when viewed in a plan view from above;
14. A timepiece oscillator according to any one of claims 1 to 13 .
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