JP6209181B2 - 時計ムーブメントの脱進機構のためのアンクル - Google Patents

Description

本発明は、時計ムーブメントの脱進機構のための、特にスイスレバー脱進機のための、アンクルに関するものである。

時計脱進機構のためのアンクルは、特許文献１に開示されている。フォークとレバーのそれぞれの機能を最適化するために、フォークは、レバーおよびケン先の平面からオフセットした追加部品である。フォークは、フォークとレバーにそれぞれ形成されたオリフィスに押し込まれるスタッドによってレバーに固定され、このスタッドにより、レバーの平面とフォークとの間の距離も設定される。アンクルの主平面に対して垂直な軸に沿ったこの距離は、アンクルが組み込まれる機構の最適な動作を得るためには、アンクルの製造の際に、特にレバー上のケン先の組み立ての際に、完全に制御されなければならない。実例として、この距離の設定における製造公差は、典型的には、およそ±２０μｍである。従来、スタッドは、棒材旋削加工により製造される極めて小径の金属部品である。典型的には、これらのスタッドは、鋼、黄銅、または洋白の棒材を、棒材旋削加工することによって製造される。これらのスタッドは、典型的には、約０．２４ｍｍの直径を有する。

欧州特許出願公開第２３２０２８０号明細書

棒材旋削加工によるスタッドに関する現在の問題は、それらは、製造の際の突切り工程の結果として、その前面に「突起物」を有するということである。実際に、棒材旋削工程の終わりに、チゼルで棒材からスタッドを切り離すと、スタッドは棒材から解放されて、端面に小さな錐状体が残る。「突起物」として知られるこの小さな錐状体は、レバー上のケン先を正確な距離で組み立てる作業のための基準としての機能を果たし得る円柱体に対して垂直なクリーンな端面を形成することを不可能にするので、望ましくない。これらのスタッドは、レバーと「同一平面」になるように押し入れることができない。さらに、これらのスタッドは、それらが小寸法であることから、組み付けの際に変形する傾向があるので、組み付けが難しく、これにより、ケン先に対するフォークの位置決めが永久的に失われて、脱進機の性能に悪影響を及ぼす。

本発明の目的は、長い使用期間にわたって正確かつ高信頼性である、時計脱進機構のためのアンクルを提供することである。

本発明の別の目的は、製造するのに経済的な、頑強なアンクルを提供することである。

さらに、本発明の目的は、アンクルのフォーク、レバー、爪石の機能の最適化を可能とする、時計脱進機構のためのアンクルを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、アンクルの主平面に対して垂直な軸に沿った、レバーの平面とケン先との間の距離が完全に制御される、時計脱進機構のためのアンクルを提供することである。

本発明のこれらの目的は、請求項１に記載の、時計脱進機構のためのアンクルによって達成される。従属請求項は、本発明の効果的な態様について記載している。

本発明では、時計ムーブメントの脱進機構のためのアンクルは、フォーク部と、爪石保持部と、爪石保持部に取り付けられた爪石と、爪石保持部をフォーク部に相互接続しているレバーと、を備える。フォーク部は、フォークと、ケン先と、スタッドと、を含む。レバーと爪石保持部は、一体であって、アンクルの一体型の本体を形成しており、フォークは、本体の取付け孔とフォークの取付け孔に押し込まれるさらに／または組み付けられるスタッドによって本体に固定される追加部品である。追加されたフォークは、本体から距離を置いている。スタッドは、応力下で塑性域を持たない材料で製造される。

取付け孔に係合するスタッド面は、研削および／または研磨により得られる表面仕上げを有する。

一実施形態によれば、スタッドは、８５０ＨＶ以上の硬度を有する。スタッド材料は、金属マトリクス複合材、セラミック、結晶性または非晶質金属とすることができ、それは、８５０ＨＶ以上の表面硬度を実現するために処理されても、処理されなくてもよい。

スタッドは、好ましくは、サファイア、ルビー、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化タングステン、単結晶または多結晶コランダム、窒化シリコン、炭化シリコン、硬化鋼、コバルトマトリクスと炭化タングステン、非晶質金属合金、を含む群から選択された材料で構成される。非晶質合金として、具体的には、鉄−ニッケル非晶質合金およびコバルト−ニッケル系非晶質合金が選択され、典型的には、合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５または合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５である。

効果的には、スタッドは略円柱形状を有し、その各端に、スタッドの長手軸に対して垂直に広がる前面を有する。それらの前面は、上記軸に対する直角度のずれが１°未満であり、好ましくは、取付け孔に係合するスタッド面および前面は、研削により得られる表面仕上げを有する。

一実施形態では、フォークは、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ニッケル、ニッケル−リン合金（具体的には、合金ＮｉＰ１２）、非晶質合金、を含む群から選択された材料で製造され、非晶質合金は、具体的には、鉄−ニッケル非晶質合金およびコバルト−ニッケル系非晶質合金であり、典型的には、合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５または合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５である。

一実施形態では、本体は、鋼、洋白合金、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ニッケル、ニッケル−リン合金（具体的には、合金ＮｉＰ１２）、非晶質合金、を含む材料群から選択された材料で製造され、非晶質合金は、具体的には、鉄−ニッケル非晶質合金、コバルト−ニッケル系非晶質合金、およびジルコニウム系非晶質合金であり、典型的には、合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５または合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５または合金Ｚｒ６５．７Ｃｕ１５．６Ｎｉ１１．７Ａｌ３．７Ｔｉ３．３である。

一実施形態では、本体は、取付け孔の周りに配置されるとともにフォークと本体との間の距離を規定するように構成されたスペーサチューブを有する。

別の実施形態では、フォークは、取付け孔の周りに配置されるとともにフォークと本体との間の距離を規定するように構成されたスペーサチューブを有する。

本発明は、さらに、記載されたアンクルを有する時計脱進機構、および脱進機構を有する時計ムーブメントに関する。

本発明の他の効果的な目的および態様は、請求項、および以下の実施形態の詳細な説明、ならびに添付の図面を読解することで明らかになるであろう。

図１ａは、本発明の一実施形態による、スイスレバー脱進機構のためのアンクルの概略斜視図である。 図１ｂは、図１ａの実施形態の平面図である。 図１ｃは、図１ａの実施形態の分解斜視図である。 図２ａは、本発明の第２の実施形態による、スイスレバー脱進機構のためのアンクルの概略斜視図である。 図２ｂは、製造中の、図２ａのアンクルの本体の斜視図である。 図２ｃは、図２ａの実施形態の分解斜視図である。 図３は、本発明の第３の実施形態による、スイスレバー脱進機構のためのアンクルの概略断面図である。

図面を参照して、時計ムーブメントのスイスレバー脱進機構のためのアンクル２は、フォーク部４と、爪石保持部７と、爪石６と、爪石保持部をフォーク部に相互接続しているレバー８と、を備える。アンクルは、真１０によって回転可能にムーブメント（図示せず）に取り付けられる。

爪石６は、ガンギ車に回転トルクを供給するエネルギー源に接続された脱進機構のガンギ車（図示せず）の歯と協働する。アンクルの回転振動に応じて、爪石のうちの一方は入爪石を成し、他方は出爪石を成す。

フォーク部４は、フォーク１２と、ケン先１４と、スタッド１６と、を含む。フォーク１２は、第１のクワガタ２２ａと第２のクワガタ２２ｂとを有する。フォークは、通常、周期振動するテン輪と一体の振り石と係合する。

テンプの回転の一方向では、第１のクワガタ２２ａは入クワガタとして機能し、第２のクワガタ２２ｂは出クワガタとして機能する。もう一方の回転方向では、第１と第２のクワガタの機能は逆転する。ケン先は、衝撃が発生した場合に、フォークが振り石の誤った側に移動するようにアンクルが真回りに回転することを防いでいる。例示した機構は、参照により本明細書に組み込まれる「Theorie de l’Horlogerie（時計理論）」と題する著作（ＩＳＢＮ２−９４００２５−１０−Ｘ）の９９〜１２８頁にさらに詳細に記載されているような、従来のスイスレバー脱進機に相当するものである。この原理は周知であるため、従来の要素およびそれらの動作については、本特許出願においてさらに詳細には記載しない。

レバーと、爪石を保持するウデとは、一体であって、アンクル２の本体３を形成している。

フォーク１２は、本体に配置された取付け孔１８に押し込まれるスタッド１６によって本体３に固定される追加部品である。フォークがアンクルの本体から距離を置いていることによって、アンクルの残りの部分であるレバーとケン先と爪石保持部を製造するための材料および製造方法の選択を制限することなく、特にフォークと振り石との摩擦による損失を減少させるように、フォークの機能を最適化することができる。また、追加されたフォークによって、フォークの平面を爪石に対してオフセットさせることも可能となり、これにより、コンパクトな脱進機を製造することが可能となる。

フォークは、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン層で被覆されたシリコン、ダイヤモンド層で被覆されたシリコン、を含む様々な材料で製造することができ、これらの材料のいずれかで構成されたウェハに対するフォトリソグラフィ法および深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）を含む様々な製造方法を用いて製造することができる。また、フォークは、例えばＬＩＧＡ（Roentgenlithographie, Galvanoformung, Abformung）製法を用いて、ニッケルまたはニッケル−リン（ＮｉＰ，ＮｉＰ１２）で製造することもできる。さらに、このフォークは、機械成形によって、結晶形または非晶形の金属または金属合金で製造することもできる。鉄−ニッケル系非晶質合金である例えば合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５、コバルト−ニッケル系非晶質合金である例えば合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５、およびジルコニウム系非晶質合金である例えば合金Ｚｒ６５．７Ｃｕ１５．６Ｎｉ１１．７Ａｌ３．７Ｔｉ３．３は、特に適している。フォークは、銅−ベリリウム合金、オーステナイト系コバルト合金、オーステナイト系ステンレス鋼、またはＨＩＳ（高侵入型鋼）で製造することもできる。

また、アンクル２の本体３も、フォトリソグラフィ法および深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）を含む様々な製造方法を用いて、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化シリコン層で被覆されたシリコン、ダイヤモンド層で被覆されたシリコン、を含む様々な材料で製造することができる。また、本体３は、チタン、アルミニウム、マグネシウム、典型的にはオーステナイト系ステンレス鋼またはＨＩＳ（高侵入型鋼）である鋼、銅合金（典型的には、洋白または銅−ベリリウム）、オーステナイト系コバルト合金、またはオーステナイト系ニッケル合金、または非晶質合金で製造することもできる。鉄−ニッケル系非晶質合金である例えば合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５、コバルト−ニッケル系非晶質合金である例えば合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５、およびジルコニウム系非晶質合金である例えば合金Ｚｒ６５．７Ｃｕ１５．６Ｎｉ１１．７Ａｌ３．７Ｔｉ３．３は、特に適している。

第１の好ましい実施形態では、本体３およびフォーク１２は、ＬＩＧＡ電鋳法により、典型的にはＮｉＰ１２であるニッケル−リンで製造される。

第２の好ましい実施形態では、本体３は、ＬＩＧＡ法により、典型的にはニッケル−リンまたはニッケルで製造され、フォーク１２は、典型的にはシリコンウェハからエッチングにより製造される。

スタッド１６は、応力下で塑性域を持たないか、またはほとんど持たない材料で製造され、スタッドは、好ましくは、８５０ＨＶ以上の硬度を有する。典型的には、スタッドは、サファイア、ルビー、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、単結晶または多結晶コランダム、炭化タングステン、窒化シリコン、炭化シリコン、硬化鋼、コバルトマトリクスと炭化タングステン、具体的には鉄−ニッケル系合金およびコバルト−ニッケル系非晶質合金である非晶質合金、を含む群から選択された材料で構成される。

典型的には、合金Ｆｅ５２Ｎｉ２２Ｎｂ６Ｖ５Ｂ１５または合金Ｃｏ５０Ｎｉ２２Ｎｂ８Ｖ５Ｂ１５を、非晶質合金として用いることができる。

効果的な一実施形態では、スタッドは略円柱形状を有し、その各端に、その長手軸に対して垂直に広がる前面を有し、そしてルビーで構成されており、以下の公差で正確な寸法を得るための研削仕上げを有する：真円度±１μｍ、直径±１．５μｍ、長さ±７μｍ。特に、スタッドの前面は、直角度のずれが１°未満である。

スタッド材料の硬度が８５０ＨＶ以上であることによって、極めて正確な直径および相互に完全に直角な前面を有するスタッドを製造することが可能となり、これにより、スタッドをフォークおよび本体３のオリフィスに押し込むことが、これらの構成部品を破壊するリスクを低減して可能となる。また、スタッドとこれらの構成部品との間の取付け安定性および位置決め精度も、従来のアセンブリと比較して向上する。

図１ａ〜１ｃによる実施形態では、本体３およびフォーク１０は、ＬＩＧＡ方式の電鋳法によって製造され、これは、小寸法の部品のための極めて経済的な製造方法であり、さらには、電鋳層の厚さ方向および本体の主平面において極めて正確である。

この第１の実施形態の利点は以下の通りである。
− 幾何学的形状は、一般的に電鋳工程用の鋳型を作製するために用いられるフォトリソグラフィ法の精度で、実現される。
− ルビー製スタッドの製造は制御されて、直径の公差は極めて小さく、典型的には、およそ（±１．５μｍ）である。
− ルビー製スタッドは、棒材旋削加工によるスタッドとは異なり、その端面に突起物がなく、それらの端面は、完全に平坦かつ互いに平行である。
− スタッドの幾何学的形状（平坦部の有無）およびオリフィス１８、２０の形状に応じて、その組み立て方法により、追加されるフォークのクワガタは、ケン先に対して調整される。
− この組み立て方法は、接着剤を必要としない。
− このコンセプトにより確保される高精度によって、本体にフォークを組み付けるための従来の方法と比較して、２倍〜３倍厳しい公差が保証される。
− ＬＩＧＡ方式の電鋳法により製造されるフォークを使用することによって、押し込みにより組み付けを達成することが可能となり、これにより、構成部品の公差とは無関係に、高さの調整が可能となることで、フォークとケン先との間の距離を確保するカラーを備えたスタッドの製造は回避される。

図２ａ〜２ｃによる第２の実施形態では、本体３は、ＬＩＧＡ方式の電鋳法により製造されて、その後、様々なレベルおよびベベルを形成するために機械的に再加工される。本体３のオリフィス１８の周りに、スペーサチューブ１９ａが、特に長さ方向にフォーク１２とケン先１４との間の距離を規定するように構成される。フォーク１０は、典型的にはシリコンウェハからエッチングにより製造される。ルビー製スタッド１６は、プレートのオリフィスに押し込まれ、シリコン製フォークは、突出するスタッド上に遊びを伴って組み付けられて接着接合され、このとき、フォークは、スペーサチューブ１９ａの端面に対して押圧される。

この第２の実施形態の利点は以下の通りである。
− 幾何学的形状は、一般的に本体を電鋳する工程用の鋳型を作製するため、およびシリコンエッチングの前にマスク層にフォークの形状を規定するために用いられるフォトリソグラフィ法の精度で、実現される。
− ルビー製スタッドの製造は制御されて、直径の公差は極めて小さく、典型的には、およそ±１．５μｍである。
− ルビー製スタッドは、棒材旋削加工によるスタッドとは異なり、突起物がなく、それらの面は、完全に平坦かつ互いに平行である。
− それらの構成部品の垂直位置決めは、極めて正確である。
− 製造コストおよび組立てコストが削減される。

図３による第３の実施形態では、本体３は、一定厚さの層を形成するように、ＬＩＧＡ方式の電鋳法により製造される。フォーク１０は、典型的にはシリコンウェハからエッチングによって、フォーク１４のオリフィス２０の周りに延在するスペーサチューブ１９ｂを形成するように、少なくとも２つのレベルで実現される。スペーサチューブ１９ｂは、特に長さ方向にフォーク１２と本体３のプレートとの間の距離を規定するように構成される。ルビー製スタッド１６は、プレートのオリフィスに押し込まれ、シリコン製フォークは、突出するスタッド上に遊びを伴って組み付けられて接着接合され、このとき、フォークのスペーサチューブ１９の端は、本体３の表面に当接して止まっている。

なお、注目されるのは、一般に、スタッドとフォークおよび／または本体との間の接合は、フォークおよび／またはスタッドが塑性域を持つ材料（例えば金属）で構成されているのか、または脆性材料すなわち塑性域をほとんど持たない材料（例えば、シリコン、炭化シリコン、窒化シリコンなど）で構成されているのかによって、本質的に異なるということである。フォークおよび／または本体が塑性域を持つ材料で構成されている場合は、スタッドは、本体および／またはフォークに押し込まれる。フォークおよび／または本体が塑性域を持たない材料で構成されている場合は、スタッドは、本体および／またはフォークに接着接合される。

本発明により、製造コストを削減するとともに、生産量を増加させることが可能となる。実際に、従来のスタッドをそれらの寸法に棒材旋削加工すること、およびスタッド、プレート、ケン先／クワガタの組み立てを制御することは、難しい。アンクルの本体にフォークを組み付けるために、応力下で塑性域を持たない材料で構成されたスタッドを使用することの重要な利点は、それは、組み立ての際に変形しないことであり、また、完全に平坦かつ互いに平行な基準面を形成する前面を有して、正確な寸法で、切断および研削されることができるということである。その結果、特にフォークと本体との間の距離の優れた制御が、これら２つの部品の組み立て工程において得られる。

３ 脱進機構
２ アンクル
３ 本体
８ レバー
７ 爪石保持部
１９ａ スペーサチューブ
１８ 取付けオリフィス／孔
１０ 真
４ フォーク部
１２ フォーク
２２ａ 第１のクワガタ
２２ｂ 第２のクワガタ
２０ 取付けオリフィス／孔
１９ｂ スペーサチューブ
１４ ケン先
１６ スタッド
２４ 平坦部
６ 爪石（入爪石、出爪石）

Claims (13)

1. 時計ムーブメントの脱進機構のためのアンクル（２）であって、フォーク部（４）と、爪石保持部（７）と、前記爪石保持部に取り付けられた爪石（６）と、前記爪石保持部を前記フォーク部に相互接続しているレバー（８）と、を備え、前記フォーク部は、フォーク（１２）と、ケン先（１４）と、スタッド（１６）と、を含み、前記レバーと前記爪石保持部は、一体であって、当該アンクルの一体型の本体（３）を形成しており、前記フォークは、前記本体の取付け孔（１８）と前記フォークの取付け孔（２０）に押し込まれる前記スタッドによって前記本体に固定される追加部品であり、前記追加されたフォークは、前記本体から距離を置いており、
   前記スタッドは、実質的に破断伸びがなくかつ８５０ＨＶ以上の硬度を有する材料で構成されることを特徴とする、アンクル。
2. 少なくとも前記取付け孔に係合する前記スタッドの表面は、研削により得られる表面仕上げを有することを特徴とする、請求項１に記載のアンクル。
3. 前記スタッドは略円柱形状を有し、その各端に、該スタッドの長手軸に対して垂直に広がる前面を有し、
   前記前面は、直角度のずれが１°未満であることを特徴とする、請求項１または２に記載のアンクル。
4. 前記スタッドは、サファイア、ルビー、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化タングステン、単結晶または多結晶コランダム、窒化シリコン、炭化シリコン、硬化鋼、コバルトマトリクスと炭化タングステン、非晶質金属合金、を含む群から選択された材料で構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のアンクル。
5. 前記フォークは、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ニッケル、ニッケル−リン、鋼、非晶質合金、銅合金、を含む群から選択された材料で構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のアンクル。
6. 前記本体は、シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、チタン、アルミニウム、鋼、ニッケル、ニッケル−リン、非晶質合金、を含む材料群から選択された材料で構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のアンクル。
7. 前記フォークは、前記取付け孔（２０）の周りにスペーサチューブ（１９ｂ）を有し、該チューブは、前記フォークと前記本体との間の距離を規定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアンクル。
8. 前記本体は、前記取付け孔（１８）の周りにスペーサチューブ（１９ａ）を有し、該チューブは、前記フォークと前記本体との間の距離を規定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアンクル。
9. 前記本体は、機械加工により得られる様々なレベルを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のアンクル。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のアンクルを少なくとも１つ有する、時計脱進機構。
11. 請求項１０に記載の時計脱進機構を有する時計ムーブメント。
12. 時計ムーブメントの脱進機構のためのアンクル（２）であって、フォーク部（４）と、爪石保持部（７）と、前記爪石保持部に取り付けられた爪石（６）と、前記爪石保持部を前記フォーク部に相互接続しているレバー（８）と、を備え、前記フォーク部は、フォーク（１２）と、ケン先（１４）と、スタッド（１６）と、を含み、前記レバーと前記爪石保持部は、一体であって、当該アンクルの一体型の本体（３）を形成しており、前記フォークは、前記本体の取付け孔（１８）と前記フォークの取付け孔（２０）に押し込まれる前記スタッドによって前記本体に固定される追加部品であり、前記追加されたフォークは、前記本体から距離を置いており、
    前記スタッドは、応力下で塑性域を実質的に持たない材料で構成され、
    前記フォークは、前記取付け孔（２０）の周りにスペーサチューブ（１９ｂ）を有し、該チューブは、前記フォークと前記本体との間の距離を規定するように構成されていることを特徴とする、アンクル。
13. 時計ムーブメントの脱進機構のためのアンクル（２）であって、フォーク部（４）と、爪石保持部（７）と、前記爪石保持部に取り付けられた爪石（６）と、前記爪石保持部を前記フォーク部に相互接続しているレバー（８）と、を備え、前記フォーク部は、フォーク（１２）と、ケン先（１４）と、スタッド（１６）と、を含み、前記レバーと前記爪石保持部は、一体であって、当該アンクルの一体型の本体（３）を形成しており、前記フォークは、前記本体の取付け孔（１８）と前記フォークの取付け孔（２０）に押し込まれる前記スタッドによって前記本体に固定される追加部品であり、前記追加されたフォークは、前記本体から距離を置いており、
    前記スタッドは、応力下で塑性域を実質的に持たない材料で構成され、
    前記本体は、前記取付け孔（１８）の周りにスペーサチューブ（１９ａ）を有し、該チューブは、前記フォークと前記本体との間の距離を規定するように構成されていることを特徴とする、アンクル。