JP6420440B2

JP6420440B2 - ２つの自由度を有する共振器、及び軌道上を転動する滑り子を使用する維持機構を有する機械式計時器ムーブメント

Info

Publication number: JP6420440B2
Application number: JP2017199152A
Authority: JP
Inventors: パスカル・ウィンクレ; ドメニコジャンニ・ディ
Original assignee: ウーテーアー・エス・アー・マニファクチュール・オロロジェール・スイス
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: CH713056A2; RU2749944C2; US20180107161A1; HK1253934A1; EP3312683B1; RU2017135224A; CN107957672B; CN107957672A; JP2018066738A; US10671021B2; RU2017135224A3; EP3312683A1

Description

本発明は、機械式時計のための計時器ムーブメントに関し、計時器ムーブメントは、地板上に配置した、共振器機構、及び前記ムーブメント内に備えた駆動手段のトルクを受ける維持機構を備える。

本発明は、少なくとも１つのそのようなムーブメントを含む機械式時計にも関する。

本発明は、機械式時計の時間基準を生成する共振器機構の分野に関する。

現在の機械式時計の多くは、時計の時間基準を生成するてんぷ／ひげぜんまい型共振器、及び脱進機機構、一般にスイス・レバー脱進機、を含み、脱進機機構は、２つの機能：
共振器の前後運動を維持すること；
こうした前後運動を計数すること
を実行する。

脱進機は、強固で、衝撃に耐えなければならず、ムーブメントの詰まり（振り当たり）を回避するように考案されている。

機械式共振器は、少なくとも１つの慣性要素及び１つの弾性戻り要素を組み合わせたものである。ひげぜんまい付きてんぷにおいて、ひげぜんまいは、てんぷによって形成した慣性要素のための弾性戻り要素として作用する。

てんぷは、従来、平滑ルビー軸受内で回転する枢動部により回転状態で案内される。このことは、摩擦、したがってエネルギー損失及び動作妨害を生じさせるため、摩擦の除去が求められている。この損失は、品質係数、Ｑにより特徴付けられる。Ｑ値を最大にすることが求められている。

スイス・レバー脱進機は、エネルギー効率が低い（約３０％）。この効率の低さは、脱進機の運動がぎくしゃくとしたものであるという事実、（機械加工誤差に適合しようとして振り切りを起こし）「駄目になる」こと、及び更にはいくつかの構成要素が、傾斜平面を介して構成要素の運動を伝達するため互いに擦れるということによるものである。

ＥＴＡＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＨｏｒｌｏｇｅｒｅＳｕｉｓｓｅ名義の欧州特許出願第２９０８１８９号は、歯車列を有する２つの計時器発振器を同期させる機構を開示しており、計時器調整機構は、地板に対し少なくとも１つの枢動運動で移動するように組み付けた、歯車列を介して駆動トルクを受け入れるように構成したがんぎ車、及び第１の弾性戻り手段によって地板に接続した第１の硬質構造体を備える第１の発振器を備える。この調整機構は、第２の発振器を含み、第２の発振器は、第２の弾性戻り手段によって第１の硬質構造体に接続した第２の硬質構造体を備え、がんぎ車内に備えた相補形軸受手段と協働するように構成した軸受手段を含み、がんぎ車は、歯車列を有する第１の発振器と第２の発振器とを同期させる。

ＥＴＡＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＨｏｒｌｏｇｅｒｅＳｕｉｓｓｅ名義の欧州特許出願第３０５４３５８号は、計時器発振器を開示しており、計時器発振器は、構造体、及び時間的、幾何学的に偏移する個別の主要共振器を含み、主要共振器のそれぞれは、弾性戻り手段によって構造体に向かって戻る錘を備える。この計時器発振器は、主要共振器の間で相互作用する結合手段を含み、結合手段は、車セットを運動状態で駆動する駆動手段を含み、車セットは、伝達手段に連接された制御手段を駆動、案内するように構成した駆動・軸受手段を含み、伝達手段はそれぞれ、制御手段からある距離で主要共振器の錘に連接され、主要共振器及び車セットは、主要共振器のうちいずれか２つの連接軸と、制御手段の連接軸とが決して同一平面上にないように配置されている。

欧州特許出願第２９０８１８９号欧州特許出願第３０５４３５８号

共振器の維持機構、特に脱進機機構のぎくしゃくとした動きを除去し、この維持機構の効率を増大させることが本発明の目的である。

この目的を達成するために、連続的な相互作用を可能にする機構、したがって共振器と維持車セット、特にがんぎ車との間にぎくしゃくとした動きのない機構を提案する。このことを達成するために、共振器は、第２の自由度の使用が可能でなければならず、第２の自由度は、第１の自由度に対し位相がずれている位相である。

したがって、本発明は、機械式時計のための計時器ムーブメントに関し、計時器ムーブメントは、地板上に配置した、２つの自由度を有する共振器機構、及び前記ムーブメント内に備えた駆動手段のトルクを受ける維持機構を備え、前記維持機構は、連続維持機構であり、クランク回転軸周りに移動可能なクランクを含み、クランクは、前記クランク回転軸上に、前記駆動手段のトルクを受け前記クランク回転軸に対し偏心する軸要素、前記共振器機構内に備えた剛性リングの軌道上を進行するように構成したクランクピンを含み、前記剛性リングは、前記２つの自由度で移動可能であることを特徴とする。

本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照する以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

本発明によるムーブメントの概略部分平面図であり、ムーブメントは、２つの自由度を有する共振器、及び本発明による連続維持機構を備え、同一平面変形形態では、維持機構は、駆動手段又は香箱（図示せず）によって駆動されるクランクを含み、クランクは、共振器の慣性要素と一体であるリングの軌道、ここではボア、の上を転動する偏心クランクピンを支持する。クランクの偏心クランクピン上で滑り子を自由回転状態で支持する特定のクランク変形形態の概略斜視図である。図１と同様の図であり、クランクピンの軌道は、リングのボアと、やはりリング内に備えた同心ハブとの間に延在する溝に制限されている。可撓性条片を有する共振器の特定の変形形態の概略斜視図であり、２つの自由度は、共振器の慣性要素の平面内でムーブメントを画定する。２つの自由度が共振器の慣性要素の慣性中心周りの回転であるケースの概略斜視図である。特定の「ずれた平面の」変形形態の概略斜視図であり、クランクピンは、平坦であってもはや図１、図３及び図４のように円筒形ではない軌道上で接線方向に転動する。本発明によるムーブメントの概略部分平面図であり、共振器は、２つの慣性要素を含み、２つの慣性要素は、４分の１期間の時間位相偏移を伴って発振し、それぞれ、慣性要素の運動に直交する方向で、図１のリングに可撓接続し、各慣性要素は、２つの交差条片によってムーブメントの地板に接続している。本発明の別の変形形態による、弾性戻り手段と組み合わせた軸受手段も備えるムーブメントの組立概略斜視図であり、地板は、交差可撓性条片を有する弾性接続手段によって、実質的に十字形状の慣性要素を支持し、慣性要素は、上側環状軌道を備え、上側環状軌道の上を、維持車セットの切欠き内部に収容した滑り子が転動し、維持車セットは、地板の筐体及び棒材（図示せず）内を枢動し、この滑り子は、慣性要素上に偏心推力を付与し、慣性要素は、歳差回転運動を受ける。本発明の別の変形形態による、弾性戻り手段と組み合わせた軸受手段も備えるムーブメントの分解概略斜視図である。実験測定値の図表であり、図表は、横座標上のトルクの関数として、振幅Ａ、調整出力ＰＲ、比率Ｍ、及び効率Ｒを表す。そのようなムーブメントを含む時計を表すブロック図である。

本発明は、ムーブメント５００を備える機械式時計１０００に関し、ムーブメント５００は、地板１上に組み付けた、２つの自由度、第１の自由度ＤＤＬ１及び第２の自由度ＤＤＬ２を有する共振器１００、並びにムーブメント５００内に備えた駆動手段３００のトルクを受ける維持機構２００を含む。

本発明によれば、特に図１に見られるように、この維持機構２００は、連続維持機構であり、クランク回転軸ＤＭ周りに移動可能なクランク７を含み、クランク７は、特にがんぎ車４又は同様のものの上で駆動手段３００のトルクを受ける軸要素７１をクランク回転軸ＤＭ上に含む。クランク７は、クランク回転軸ＤＭに対し偏心するクランクピン７２を含む。このクランクピン７２は、共振器機構１００内に備えた剛性リング８の軌道８２に沿って進行するように構成する。

この剛性リング８は、２つの自由度で移動可能である。

より詳細には、リング８は、２つの自由度により画定した平面Ｐ内で移動可能である。

より詳細には、この剛性リング８は、２つの自由度で弾性戻り手段３の作用を受ける。

より詳細には、図１、図３、図４及び図７にみられる「同一平面」変形形態において、軌道８２は、平面Ｐに直交する輪郭軸ＤＣを中心に旋回するものである。

より詳細には、軌道８２は円筒形である。

図４は、１つのそのような同一平面変形形態を示し、慣性要素２、支持リング８は、中間部品９に平行な２つの可撓性条片３Ｙによって懸架されており、中間部品９は、互いに平行であるが条片３Ｙに直交する２つの可撓性条片３Ｘによって地板１に懸架されている。

図６に見られる「ずれた平面の」変形形態では、軌道８２は平坦である。

より詳細には、クランクの回転軸ＤＭは、平面Ｐに直交する。

より詳細には、同一平面変形形態では、クランクピン７２は、平面Ｐに直交するクランクピン軸ＤＧ周りに旋回対称性を有する。

より詳細には、ずれた平面の変形形態では、クランクピン７２は、平面Ｐに平行なクランクピン軸ＤＧ周りに旋回対称性を有する。

クランクピン７２は、有利には、最小の摩擦のために、クランクピン軸ＤＧ周りに旋回する滑り子７４を含み、滑り子７４は、クランクピン軸ＤＧ周りを自由に回り、滑り子７４の縁部は、軌道８２に沿って進行する。

より詳細には、軌道８２上を進行するクランクピン７２の部品は、ルビーから作製する。

図３の変形形態では、軌道８２は、剛性リング８の内側軌道であり、剛性リング８は、内側に、輪郭８２からある距離でハブ８３を含み、ハブ８３は、軌道８２と共に、クランクピン７２を内部で移動させる溝８４を画定し、溝８４は、衝撃の際又は共振器１００の２つの自由度の間の位相偏移の際にクランク７と共振器１００との間のあらゆる断絶を防止する安全デバイスを形成する。

より詳細には、軌道８２及びハブ８３は、同心である。

図５の特定のケースでは、共振器１００の２つの自由度は、リング８を含む共振器１００の慣性要素２の慣性中心ＣＩ周りの回転である。

特定の有利な変形形態では、第１の自由度ＤＤＬ１における共振器機構１００の発振期間、及び第２の自由度ＤＤＬ２における共振器機構１００の発振期間は、実質的に同一である。より詳細には、これらの期間は等しい。

図示しない特定の変形形態では、共振器機構１００は、リング８を備える慣性要素２を含み、慣性要素は、慣性及び不平衡を調節する慣性ブロックを含む。

特定の変形形態では、共振器機構１００は、リング８に強固に接続するか又はリング８によって形成した単一の慣性要素２を含む。

図７により示す特定の変形形態では、共振器機構１００は、２つの慣性要素２Ａ、２Ｂを含み、慣性要素２Ａ、２Ｂは、４分の１期間の時間位相偏移を伴って発振し、それぞれ、関係する慣性要素２Ａ、２Ｂが発振する方向に直交する方向で、リング８に可撓接続している。

より詳細には、各慣性要素２Ａ、２Ｂは、交差条片３１、３２を有する可撓性軸受により地板１に接続しており、交差条片３１、３２は、関係する慣性要素２Ａ、２Ｂの慣性中心ＣＩを通過する仮想回転軸を画定する。

一変形形態では、２つの自由度を有する共振器機構１００は、可撓性軸受を有する共振器であり、可撓性軸受は、可撓性条片を備え、可撓性条片は、共振器１００の少なくとも１つの慣性要素２及び／又はリング８を案内し、この慣性要素２及び／又はこのリング８の弾性戻りを保証するように構成する。

特定の変形形態では、可撓性条片は、「エリンバ」から作製する。

特定の変形形態では、可撓性条片は、温度による影響を補償するように酸化シリコンから作製する。

有利には、図面に示すように、弾性戻り手段は、枢動部のない回転可撓性軸受によって形成する。

本発明の特定の実装形態では、弾性戻り手段は一緒に、一体式構成要素を形成する。

図面に示す本発明の特定の実施形態では、弾性戻り手段は、２つの条片を有する可撓性軸受を含み、２つの条片は、同じ平面で交差するか、又は条片は、２つの近接する平行な平面に位置し、条片の突出部は、平行な平面で交差する。

２つの条片を有する可撓性軸受のこの変形形態では、２つの条片の実点又は突出する交差点は、有利には、２つの条片の長さの０．１２から０．１４倍の点に位置し、これらの条片は、６０から８０度の間に含まれる角度を条片の間に形成する。

図８に示す一変形形態では、維持機構２００は、滑り子４５を案内するように構成した穴４２を有する駆動手段４０を含む。この滑り子４５は、慣性要素２内に備えた環状軌道２５０上を転動するように構成し、前記軌道２５０は、相補形連続駆動手段２０を形成する。したがって、滑り子４５は、慣性要素への偏心力、及び歳差運動を慣性要素２に付与する傾向があるトルクを付与する。歳差運動とは、コイン若しくは皿のように、トルクのために平らな表面上を回るものであるか、又はジャイロスコープ若しくはこまのようなものである。この場合、連続維持機構は、リング支持環状軌道２５０から形成し、滑り子４５を有する車４によって歳差運動で駆動される慣性要素２と一体であり、滑り子４５は、駆動手段３００のトルク、特に少なくとも１つの香箱のトルクを受け、車４は、２つの可撓回転の回転軸によって画定した平面に直交する軸周りに回転する。

本発明は、計時器、特に１つのそのようなムーブメント５００を含む機械式時計１０００にも関する。

図１０は、実験測定値を図表形式で示すものであり、図表は、横座標上のマイクロＮｍ単位のトルクの関数として、ｍｍ単位の振幅Ａ、ｍＷ単位の調整出力ＰＲ、１日ごとの秒単位の比率Ｍ、及び％単位の効率Ｒを表す。システムは、広範なトルクにわたって機能し、効率は９８％に近いことがわかる。この脱進機システムによる損失は、トルクにかなり大規模に依存するが、トルクは、戻りばねの非線形性によって相殺することができる。

要約すると、本発明は、以下の特定の利点を提供する：
−枢動部を可撓性軸受と取り替えることによって、共振器による枢動摩擦をなくし、品質係数の増大を可能にすること；
−連続維持により、維持機構によるぎくしゃくとした動きをなくし、維持機構の効率、特に維持機構が脱進機機構である場合に脱進機の効率の増大を可能にする。

１地板
３弾性戻り手段
７クランク
８リング
７１軸要素
７２クランクピン
８２軌道
１００共振器機構
２００維持機構
３００駆動手段
５００計時器ムーブメント
１０００機械式時計

Claims

機械式時計（１０００）のための計時器ムーブメント（５００）であって、地板（１）上に配置した、２つの自由度を有する共振器機構（１００）、及び前記ムーブメント（５００）内に備えた駆動手段（３００）のトルクを受ける維持機構（２００）を備える計時器ムーブメント（５００）において、前記維持機構（２００）は、連続維持機構であり、クランク回転軸（ＤＭ）周りに移動可能なクランク（７）を含み、前記クランク（７）は、前記クランク回転軸（ＤＭ）上に、前記駆動手段（３００）のトルクを受ける軸要素（７１）と、そして前記共振器機構（１００）内に備えた剛性リング（８）の軌道（８２）上を進行するように構成した、前記クランク回転軸（ＤＭ）に対し偏心するクランクピン（７２）を含み、前記剛性リング（８）は、前記２つの自由度で移動可能であることを特徴とする、計時器ムーブメント（５００）。
前記剛性リング（８）は、弾性戻り手段（３）の作用を受けることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記剛性リング（８）は、平面（Ｐ）内を移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）は、前記平面（Ｐ）に直交する輪郭軸（ＤＣ）周りを旋回するものであることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）は円筒形であることを特徴とする、請求項４に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）は平坦であることを特徴とする、請求項４に記載のムーブメント（５００）。
前記クランク回転軸（ＤＭ）は、平面（Ｐ）に直交することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記クランクピン（７２）は、平面（Ｐ）に直交するクランクピン軸（ＤＧ）周りに旋回対称性を有することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記クランクピンは、平面（Ｐ）に平行なクランクピン軸（ＤＧ）周りに旋回対称性を有することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記クランクピン（７２）は、前記クランクピンの軸（ＤＧ）周りに旋回し前記クランクピンの軸（ＤＧ）周りを自由に回転する滑り子（７４）を含み、前記滑り子（７４）の縁部は、前記軌道（８２）に沿って進行することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）上を進行する前記クランクピン（７２）の部分は、ルビーから作製することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）は、前記剛性リング（８）の内側軌道であり、前記剛性リング（８）は、内側に、前記輪郭（８２）からある距離でハブ（８３）を含み、前記ハブ（８３）は、前記軌道（８２）と共に、前記クランクピン（７２）を内部で移動させる溝（８４）を画定し、前記溝（８４）は、衝撃の際、又は前記共振器機構（１００）の２つの自由度の間の位相偏移の際に前記クランク（７）と前記共振器機構（１００）との間のあらゆる断絶を防止する安全デバイスを形成することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記軌道（８２）は、前記剛性リング（８）の内側軌道であり、前記剛性リング（８）は、内側に、前記軌道（８２）の輪郭からある距離でハブ（８３）を含み、前記ハブ（８３）は、前記軌道（８２）と共に、前記クランクピン（７２）を内部で移動させる溝（８４）を画定し、前記溝（８４）は、衝撃の際、又は前記共振器機構（１００）の２つの自由度の間の位相偏移の際に前記クランク（７）と前記共振器機構（１００）との間のあらゆる断絶を防止する安全デバイスを形成すること、並びに前記軌道（８２）及び前記ハブ（８３）は同心であることを特徴とする、請求項５に記載のムーブメント（５００）。
前記共振器機構（１００）の前記２つの自由度は、前記剛性リング（８）を含む前記共振器機構（１００）の慣性要素（２）の慣性中心（Ｃ）周りの回転であることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
第１の自由度（ＤＤＬ１）における前記共振器機構（１００）の発振期間、及び第２の自由度（ＤＤＬ２）における前記共振器機構（１００）の発振期間は、実質的に同一であることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記共振器機構（１００）は、前記剛性リング（８）を含む慣性要素（２）を含み、前記慣性要素は、慣性及び不平衡を調節する慣性ブロックを含むことを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記共振器機構（１００）は、前記剛性リング（８）に強固に接続した単一の慣性要素（２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記共振器機構（１００）は、２つの慣性要素（２Ａ；２Ｂ）を含み、前記２つの慣性要素（２Ａ；２Ｂ）は、４分の１期間の時間位相偏移を伴って発振し、それぞれ、関係する前記慣性要素（２Ａ；２Ｂ）が発振する方向に直交する方向で、前記剛性リング（８）に可撓接続していることを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
各前記慣性要素（２Ａ；２Ｂ）は、交差条片（３１、３２）を有する可撓性軸受により前記地板（１）に接続し、前記交差条片（３１、３２）は、関係する前記慣性要素（２Ａ；２Ｂ）の慣性中心（ＣＩ）通過する仮想回転軸を画定することを特徴とする、請求項１８に記載のムーブメント（５００）。
前記２つの自由度を有する共振器機構（１００）は、可撓性軸受を有する前記共振器機構であり、前記可撓性軸受は、可撓性条片を備え、前記可撓性条片は、前記共振器機構（１００）の少なくとも１つの慣性要素（２）及び／又は前記剛性リング（８）を案内し、前記慣性要素（２）及び／又は前記剛性リング（８）の弾性戻りを保証するように構成することを特徴とする、請求項１に記載のムーブメント（５００）。
前記可撓性条片は、エリンバから作製することを特徴とする、請求項２０に記載のムーブメント（５００）。
前記可撓性条片は、温度による影響を補償するように酸化シリコンから作製することを特徴とする、請求項２０に記載のムーブメント（５００）。
請求項１に記載の少なくとも１つのムーブメント（５００）を含む機械式時計（１０００）。