JP7217170B2 - 温度補償型てんぷ、ムーブメント及び時計 - Google Patents
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Description
そのため、温度上昇に伴い、慣性モーメントIが増加することで、振動周期Tが長くなる。その結果、てんぷの振動周期Tが低温で短く、高温で長くなることで、時計の温度特性が低温で進み、高温で遅れることになる。
この構成によれば、温度上昇時において、各板材の熱膨張率の差により、バイメタル部が例えば径方向の内側に向けて変形する。これにより、てん輪の平均径が縮径することで、慣性モーメントIを低下させることができる。その結果、慣性モーメントIの温度特性を補正でき、振動周期Tの温度依存性を抑えることができると考えられる。
(1)高膨張部及び低膨張部のうち、第1部材の側面に、鋳造やめっき、溶射等によって第2部材を形成した後、厚さ調整のための後加工を行う方法。
(2)高膨張部及び低膨張部同士を接合(例えば、接着やろう付け、溶接、圧接、拡散接合等)する方法。
(2)の方法にあっては、高膨張部及び低膨張部の接合時に位置ずれ等が発生する可能性があった。
このように、製造ばらつきによって各バイメタル部を所望の形状に形成できなかった場合には、各バイメタル部の温度係数(温度変化に対するバイメタル部の変形量)が不安定になり易かった。各バイメタル部間で温度係数が異なる場合には、てんぷの重心が回動軸に対してずれる。その結果、てんぷの片重りが発生し、てんぷの姿勢による振動周期Tの変動が大きくなる(いわゆる、姿勢差が生じる。)可能性があった。
その結果、製造ばらつきを抑制してバイメタル部を所望の形状に形成し易くなる。したがって、バイメタル部の変形(温度係数)を安定させ、片重りの発生を抑制した高品質な温度補償型てんぷを提供できる。
しかも、陽極酸化可能な材料は、比較的比重が小さいので、軽量のてんぷを製造することができる。これにより、てんぷの耐衝撃性や耐震動性を向上させることができる。また、てんぷの軽量化を図ることができるため、軸受との摩擦抵抗を軽減でき、外乱や姿勢変化による精度低下を抑制できる。
本態様によれば、リム部にバイメタル部を配置することで、バイメタル部の周長を確保して、温度変化に伴うバイメタル部の変形量(温度係数)を確保し易くなる。
本態様によれば、低膨張部の凹部に封孔処理が施されているため、耐食性を向上させることができる。
本態様によれば、母材にアルミニウムを採用することで、低膨張部及び高膨張部間の熱膨張率の差を大きくし易くなる。その結果、バイメタル部の温度係数を大きくすることができる。
本発明の一態様に係る時計は、上記態様のムーブメントを備えていてもよい。
本態様によれば、上記本態様の温度補償型てんぷを備えているため、高品質なムーブメント及び時計を提供できる。
(第1実施形態)
[時計]
図1は、時計1の外観図である。なお、以下に示す各図では、図面を見やすくするため、時計用部品のうち一部の図示を省略しているとともに、各時計用部品を簡略化して図示している場合がある。
図1に示すように、本実施形態の時計1は、ムーブメント2や文字板3、各種指針4~6等が時計ケース7内に組み込まれて構成されている。
図2は、ムーブメント2を表側から見た平面図である。
図2に示すように、ムーブメント2は、ムーブメント2の基板を構成する地板21に複数の回転体(歯車等)が回転可能に支持されて構成されている。なお、以下の説明では、地板21に対して時計ケース7のカバーガラス12側(文字板3側)をムーブメント2の「裏側」と称し、ケース蓋側(文字板3側とは反対側)をムーブメント2の「表側」と称する。また、以下で説明する各回転体は、何れもムーブメント2の表裏面方向を軸方向として設けられている。
巻真19を回転させると、つづみ車(不図示)の回転を介してきち車31が回転する。きち車31の回転により丸穴車32及び角穴車33が順に回転し、香箱車34に収容されたぜんまい(不図示)が巻き上げられる。
ぜんまいの復元力により香箱車34が回転すると、香箱車34の回転により二番車41、三番車42及び四番車43が順に回転する。香箱車34、二番車41、三番車42及び四番車43は、表輪列を構成する。
調速脱進機51は、がんぎ車52、アンクル53及びてんぷ(温度補償型てんぷ)54を有している。
アンクル53は、地板21とアンクル受55との間で往復回動可能に支持されている。アンクル53は、一対のつめ石56a,56bを備えている。つめ石56a,56bは、アンクル53の往復回動に伴いがんぎ車52のがんぎ歯車52aに交互に係合する。がんぎ車52は、一対のつめ石56a,56bのうち、一方のつめ石ががんぎ歯車52aに係合しているとき、一時的に回転が停止する。また、がんぎ車52は、一対のつめ石56a,56bががんぎ歯車52aから離脱しているとき、回転する。これらの動作が連続的に繰り返されることにより、がんぎ車52が間欠的に回転する。そして、がんぎ車52の間欠的な回転運動により、上述した輪列(表輪列)が間欠的に動作することで、表輪列の回転が制御される。
図3は、てんぷ54を表側から見た斜視図である。図4は、てんぷ54の平面図である。
図3、図4に示すように、てんぷ54は、がんぎ車52を調速する(がんぎ車52を一定速度で脱進させる。)。てんぷ54は、てん真61、てん輪62及びひげぜんまい63を有している。なお、てん真61及びてん輪62により、本実施形態のてんぷ本体を構成している。
連結部70は、てん真61とリム部73との間を連結している。連結部70は、ハブ部71及びあみだ部72を備えている。
ハブ部71は、てん真61に圧入等によって固定されている。
あみだ部72は、ハブ部71から径方向の外側に突設されている。本実施形態において、あみだ部72は、軸線Oを間に挟んで対向する位置から、それぞれ径方向の外側に延在している。なお、周方向におけるあみだ部72の位置や、あみだ部72の本数等は適宜変更が可能である。
接続部80は、あみだ部72における径方向の外側端部に連なっている。接続部80は、あみだ部72に対して軸方向の厚さが厚くなっている。
なお、式(2)において、t1、t2、E1,E2は、それぞれ以下の通りである。
t1:高膨張部厚さ
t2:低膨張部厚さ
E1:高膨張部ヤング率
E2:低膨張部ヤング率
次に、上述したてんぷ54において、温度係数の補正方法について説明する。図5は、バイメタル部81の動作を説明するためのてんぷ54の部分平面図である。
図5に示すように、本実施形態のてんぷ54では、温度変化が生じると、低膨張部91及び高膨張部92の熱膨張率の差によってバイメタル部81が屈曲変形する。具体的に、所定温度T0(常温(例えば、23℃程度))に対して温度上昇した場合には、高膨張部92が低膨張部91よりも膨張する。これにより、バイメタル部81が、径方向の内側に変形する(図5における符号A)。所定温度T0に対して温度低下した場合には、高膨張部92が低膨張部91よりも収縮する。これにより、バイメタル部81が、径方向の外側に変形する(図5における符号B)。
次に、上述したてん輪62の製造方法について説明する。
本実施形態のてん輪62は、母材形成工程と、マスク工程と、陽極酸化工程と、封孔処理工程と、マスク除去工程と、を経て製造される。
図6に示すように、母材形成工程では、陽極酸化可能な材料に切削加工等を施し、てん輪62の母材100を形成する。具体的に、母材100は、てん輪62のうち、低膨張部91を除く部分の形状と同等の外形に形成されている。なお、陽極酸化は、母材100の表面から成長する部分の厚さと、母材100の表面が溶出する部分の厚さと、が同程度とされている。したがって、母材100のうち、バイメタル部81となる部分(以下、バイメタル形成部101という。)の径方向の厚さは、例えば高膨張部92の厚さと、低膨張部91の厚さの半分と、の和に設定されている。
この構成によれば、低膨張部91を陽極酸化膜により形成することで、低膨張部91の厚さを一様に形成し易い。これにより、鋳造やめっき、溶射等によって低膨張部91を形成する場合に比べて厚さ調整のための後加工が不要、若しくは簡素化される。また、低膨張部及び高膨張部同士を接合する場合に比べ、低膨張部91及び高膨張部92の位置ずれを抑制できる。
その結果、製造ばらつきを抑制してバイメタル部81を所望の形状に形成し易くなる。したがって、バイメタル部81の変形(温度係数)を安定させ、片重りの発生を抑制した高品質なてんぷ54を提供できる。
この構成によれば、リム部73にバイメタル部81を配置することで、バイメタル部81の周長を確保して、温度変化に伴うバイメタル部81の変形量(温度係数)を確保し易くなる。
特に、本実施形態のように、低膨張部91に硬質アルマイトを採用することで、通常のアルマイトでは得られにくい硬質で厚膜な低膨張部91を形成できる。その結果、低膨張部91のクラックの発生を抑制できるとともに、低膨張部91と高膨張部92との厚さに応じて変化するバイメタル部81の温度係数の調整幅を確保できる。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態に係るてんぷ54の部分断面図である。本実施形態では、バイメタル部211がリム部200以外の部分に形成されている点で、上述した実施形態と相違している。
図10に示すてんぷ54において、リム部200は、てん真61の周囲を取り囲む環状に形成されている。リム部200のうち、回転対称(図示の例では2回対称)となる位置には、取付部201が形成されている。取付部201は、リム部200から内側に突出している。
バイメタル部211は、平面視において、取付部201からリム部200の接線に平行な方向に沿って延在している。バイメタル部211は、バイメタル部211の延在方向に沿って延びる低膨張部91及び高膨張部92が重ね合わされて構成されている。本実施形態では、バイメタル部211のうち、低膨張部91が径方向の内側を向き、高膨張部92が径方向の外側を向いている。
すなわち、バイメタル部211がリム部200の内側で変形するので、てんぷ54の周囲の部材と、バイメタル部211との干渉等を抑制できる。また、バイメタル部211をリム部200と別体で設けることで、リム部200の設計自由度を向上させることができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上述した実施形態では、バイメタル部がリム部自体又はリム部に支持された構成について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、バイメタル部は、てんぷ54のうちひげぜんまい63の動力によって回転する部分(てんぷ本体)に設けられていればよい。この場合、てんぷ本体としては、てん真61や連結部70、振り座等が挙げられる。
上述した第1実施形態では、てん輪62の全体が陽極酸化可能な材料により形成された構成について説明したが、この構成に限られない。本発明に係るてんぷは、少なくともバイメタル部が陽極酸化可能な材料により形成されていればよい。
2…ムーブメント
54…てんぷ
62…てん輪(てんぷ本体)
63…ひげぜんまい
70…連結部
73…リム部
81…バイメタル部
91…低膨張部
92…高膨張部
100…母材
211…バイメタル部
Claims (6)
- 軸線に沿って延びるてん真を有し、ひげぜんまいの動力によって前記軸線回りに回動するてんぷ本体を備え、
前記てんぷ本体は、
熱膨張率の異なる高膨張部及び低膨張部が重ね合わされた状態で前記軸線回りの周方向に延在するとともに、温度変化に応じて前記軸線方向に直交する径方向に変形可能なバイメタル部を有し、前記てん真を取り囲むリム部と、
前記バイメタル部における前記周方向の第1端部、及び前記てん真間を連結する連結部と、を備え、
前記リム部及び前記連結部は、陽極酸化が可能な材料からなる母材によって一体に形成され、
前記バイメタル部のうち、前記高膨張部は前記母材自体により形成され、前記低膨張部は前記母材が陽極酸化されてなる陽極酸化膜により形成されている温度補償型てんぷ。 - 前記リム部のうち、内周部分に前記低膨張部が位置し、外周部分に前記高膨張部が位置している請求項1に記載の温度補償型てんぷ。
- 前記陽極酸化膜には、封孔処理が施されている請求項1又は請求項2に記載の温度補償型てんぷ。
- 前記母材は、アルミニウムである請求項1から請求項3の何れか1項に記載の温度補償型てんぷ。
- 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の温度補償型てんぷを備えていることを特徴とするムーブメント。
- 請求項5記載のムーブメントを備えていることを特徴とする時計。
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