KR101016252B1 - 회전추 - Google Patents

Abstract

회전축에 대하여 이동되는 무게 중심(G)을 갖는 질량 부재를 포함하며, 회전축(A-A)을 형성하는 베어링(12)을 유지하도록 구성되고, 시계의 프레임 상에 장착되도록 되어 있는 자동 시계용 회전추에 있어서, 상기 질량 부재는 제1 부분(10, 18;32)이 제2 부분(24; 34)에 대하여 이동될 수 있고, 이들의 상대적인 운동이 질량 부재의 무게 중심(G)의 반경 방향 이동을 일으키도록 구성되는 2개의 부분과, 상기 제1 부분 및 제2 부분과 협동하고, 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로에 대해 이동 가능한 제1 상태와 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로에 대해 견고하게 고정되는 제2 상태를 가질 수 있는 고정 장치(13, 14, 16b; 44, 46, 48, 54, 56)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전추{OSCILLATING WEIGHT}

본 발명은 자동 시계(automatic watch)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하자면 회전추에 관한 것이다.

자동 시계는 시계판(time base)과, 시계판과 동기화되는 기어 트레인(gear train)과, 시계판에 동력을 공급하고 기어 트레인을 구동하는 동력 어큐뮬레이터(energy accumulator), 즉 태엽통(barrel)과, 상기 동력 어큐뮬레이터에 동력을 공급하는 자동 기구(automatic mechanism)가 장착된 무브먼트(movement)를 포함한다.

종래, 자동 기구는 베어링에 의해 무브먼트의 프레임 상에 선회 가능하게 장착된 회전추와, 이 회전추의 교호(交互) 운동을 한 방향의 회전 운동으로 전환하는 반전기(reverser)와, 반전기에 의해 구동되는 감속 트레인형(reduction train type)의 와인딩 트레인(winding train)을 포함한다. 따라서, 시계를 착용하고 있는 사용자의 운동에 의해 발생되는 회전추의 진동은 와인딩 트레인을 회전 구동하고, 이 와인딩 트레인은 태엽통과 협동하여 태엽통의 스프링을 감는다.

회전추는 회전축을 형성하는 베어링, 예컨대 볼 베어링을 포함하도록 구성된다. 회전추는 질량 부재를 포함하는데, 이 질량 부재의 무게 중심은 회전축에 대하여 이동된다. 질량 부재는 통상 최대 토크를 발생시키도록 설계된다. 질량 부재는 중금속으로 이루어지며, 최고 품질의 시계는 종종 금 또는 백금으로 이루어진다. 질량 부재는 그 둘레에 회전추의 중요한 부분을 형성하는 관성 섹터를 포함하며, 상기 관성 섹터를 베어링에 연결하는 플레이트를 포함한다.

회전추는 기본적으로 관성 섹터의 중량과 회전축에 대한 무게 중심의 위치의 함수인 토크를 생성한다. 이 토크는 반전기를 통해 와인딩 트레인의 제1 휠 세트에 인가된다. 와인딩 트레인을 형성하는 기어 트레인의 감속비는 최종적으로 태엽통 스프링에 인가되는 토크를 형성한다.

시계의 착용자가 비활동적인 경우, 팔의 운동이 회전추를 움직이는 것이 없고, 토크를 형성하는 것은 중력 가속도(g)이다. 시계의 착용자가 활동적인 경우, 직면하게 되는 중력 가속도는 실질적으로 보다 더 크다. 현재, 와인딩 기구는 통상 활동적인 사람을 위한 스프링 와인딩 조건을 제공하도록 선택된다. 그 결과, 매우 활동적인 사람의 경우, 태엽통 스프링은 매우 혹사되고, 과도한 착용의 위험을 배제할 수 없다. 반대로, 시계의 착용자가 매우 비활동적이라면 스프링 태엽통은 충분히 감기지 않는다.

본 발명의 목적은 와인딩 조건을 개선하기 위해서 고려해야 할 시계 착용자의 특성을 참작하는 것이다. 따라서, 질량 부재는

- 제1 부분이 제2 부분에 대하여 이동될 수 있고, 이들 부분이 상대적인 운동이 질량 부재의 무게 중심의 반경 방향 이동을 초래하는 2개의 부분과,

- 제1 부분 및 제2 부분과 협동하고, 이들 2개의 부분이 서로에 대해 이동 가능한 제1 상태와, 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로 견고하게 고정되는 제2 상태를 가질 수 있는 고정 장치

를 포함한다.

상기 제1 부분과 제2 부분이 서로에 대해 이동될 수 있으며, 이들 부분과 함께 회전추의 무게 중심이 이동될 수 있다는 사실로 인해서, 자동 기구의 작동 조건을 변경하여, 이 자동 기구를 사용자의 생활 방식에 맞출 수 있다.

회전추의 제1 부분은 베어링을 포함하도록 구성된 플레이트와, 관성 섹터를 더 포함하는 것이 유리하다. 이 플레이트는 베어링이 체결되는 구멍이 마련된 중심으로부터 관성 섹터를 포함하는 둘레를 향해 연장된다. 어떤 회전추는 추가된 관성 섹터를 포함할 수 있는 한편, 다른 회전추는 일체형으로 이루어진다.

제1 실시예에서, 제2 부분은 관성 섹터 상에 선회 가능하게 장착된 적어도 하나의 관성 블럭으로 이루어진다. 더욱이, 고정 장치는 제2 상태일 때에 관성 블럭을 유지하는 소정 개수의 예정된 위치에 관성 블럭을 배치하도록 구성된 인덱싱 수단을 포함하며, 제1 상태일 때는 이들 위치 중 하나로부터 다른 하나로의 이동을 허용한다.

교정 범위 및/또는 그러한 교정의 정확도를 증대시키기 위해서, 제2 부분은 2개의 관성 블럭을 포함한다.

높은 수준의 조정 정밀도를 허용하는 변형예에서, 제1 관성 블럭은 한 위치에서 다른 위치로의 이동이 값 ΔG 만큼의 무게 중심의 반경 방향 이동을 야기하는 소정 개수(n)의 위치를 가질 수 있으며, 제2 관성 블럭은 한 위치에서 다른 위치로의 이동이 값 Δg 만큼의 무게 중심의 반경 방향 이동을 야기하는 소정 개수(m)의 위치를 가질 수 있도록 구성되고, 상기 관성 블럭들은 m·Δg의 곱이 실질적으로 ΔG와 동일하도록 구성된다. 그 결과, 인덱싱 수단이 너무 복잡해지는 일 없이, m, n 조정 위치를 정할 수 있다.

이 실시예에서, 회전추의 관성 모멘트는 발생되는 토크에 따라 감소한다.

제2 실시예에서, 회전추의 제2 부분은 또한 제1 부분의 플레이트와 관성 섹터 각각과 나란히 배치된 플레이트와 관성 섹터를 포함한다. 더욱이, 고정 장치는 회전추의 축을 중심으로 한 회전에 의한 제1 부분에 대한 제2 부분의 상대 운동을 허용하도록 구성된다.

본 발명의 다른 장점 및 특징은 첨부 도면을 참고로 하는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예 각각에 따른 회전추를 도시하며, 도 1a 및 도 2a는 평면도이고, 도 1b 및 도 2b는 단면도이며, 도 1c 및 도 2c는 분해도이다.

도 1에 도시되어 있는 회전추는 통상적으로 환형인 중앙부(10a)와 반경 방향 외측으로 연장되는 아암(10c)으로 구성된 플레이트(10)를 포함하는데, 상기 중앙부(10a)에는 부분적으로 도시되어 있는 베어링, 예컨대 볼 베어링을 수용하기 위한 중앙 구멍(10b)이 마련된다. 중앙 구멍(10b)은 축 A-A를 갖는 원에 의해 형성되는 원형이다.

플레이트(10)는 그 중앙부(10a)에 있는 링에 배치되고, 볼트(14)에 의해 베어링(12)을 고정하기 위한 나사핀(13)을 포함한다.

아암(10c)은 그 둘레에서 축 A-A 상에 배치된 환형 중앙부(10d)에 의해 연결된다. 환형 중앙부에는 스크루(16a)가 체결되는 3개의 구멍이 마련된다.

환형부 형태의 관성 섹터(18)에는 5개의 나사 피트(threaded feet)(20)가 마련된다. 관성 섹터는 3개의 나사 피트(20)에 체결되는 스크루(16a)에 의해 플레이트(10)에 고정된다. 관성 섹터는 최고 품질의 시계가 중금속, 예컨대 금 또는 백금으로 이루어지는 것이 유리하고, 보다 일반적인 제품에 있어서는 황동으로 이루어지는 것이 바람직하다. 관성 섹터는 약 180°의 각도에 걸쳐 연장된다. 다른 2개의 나사 피트(20)의 기능은 이하에서 설명하겠다.

플레이트(10)는 환형부(10d)를 매개로 약 90°의 각도에 걸쳐 관성 섹터(18)에만 고정된다. 중앙부(10a)를 환형부(10d)에 연결하는 아암(10c)의 엣지도 또한 원호형이며, 이 원호의 중심은 각각 관성 섹터(18)의 단부 중 하나에 있어서 나머지 2개의 나사 피트(20)의 중심과 동일하다. 이들 엣지 각각은 규칙적인 간격으로 분포된 6개의 나사 피트(22)를 포함한다.

하나의 관성 블럭(24)은 나사 피트(20) 각각에 장착된다. 관성 블럭은 원의 부채꼴 형상이며, 이 부채꼴의 정점(24a)에 나사 피트(20)가 체결되는 원통형 구멍과 축방향 지지용 스크루(16b)를 포함한다. 상기 정점의 반대측에는 하나의 나사 피트 또는 다른 나사 피트(22)와 체결되는 구멍을 포함하는 핑거(24b)가 마련된다. 나사 피트(22) 상에 너트(26)가 나사 결합되어, 핑거(24b)를 매개로 관성 블럭(24)을 고정한다.

이 회전추에서는, 관성 섹터(18)와 플레이트(10)가 질량 부재의 제1 부분을 형성하고, 관성 블럭(24)이 제2 부분을 형성하며, 상기 질량 부재의 무게 중심은 G에 위치한다. 스크루(16)와, 나사 피트(20) 및 나사 피트(22), 그리고 너트(26)는 고정 장치로서의 역할을 하는데, 이 고정 장치는 그 구성 부분이 비나사 결합된 상태인지 또는 나사 결합된 상태인지에 따라, 관성 섹터(18)와 플레이트(10)에 관한 관성 블럭(24)의 운동을 허용하거나 또는 방지한다. 더욱이, 나사 피트는 관성 블럭(24)을 인덱싱하기 때문에, 관성 블럭은 지정된 개수의 위치를 점유할 수 있다.

따라서 전술한 회전추에 있어서, 이 회전추가 기어 트레인에 인가하는 토크를 수 %까지 변동시켜서, 시계의 모터 스프링을 되감을 수 있다. 2개의 관성 블럭(24) 중 하나 또는 다른 하나의 위치를 변경하기만 하면 된다. 무게 중심(G)은 축 A-A에 대하여 더욱 이동되며, 그 결과 토크는 관성 블럭(24)의 핑거(24b)가 장착된 단부가 관성 섹터(18)에 근접할 때 더욱 크다. 역으로, 핑거(24b)가 중심부(10a)에 근접한 나사 피트(22)와 체결하도록 복귀시킴으로써, 무게 중심이 축 A-A를 향해 이동된 경우라면 토크가 저감된다.

이러한 목적을 위해 훈련된 시계공은 토크를 조정할 수 있다. 최적의 작동 조건을 보장하기 위해서, 시계가 판매될 때에 제1 조정이 실시되는데, 이 제1 조정은 그 또는 그녀의 신체 활동, 즉 직업 활동과 여가 활동 양자와 관련하여 사람을 분류함으로써 이루어진다. 이것을 기초로 하여, 시계를 위한 사용 설명서는 관성 블럭이 배치되어야 하는 위치를 규정한다. 몇일간 착용한 후에, 선택된 위치가 올바른지의 여부를 확인할 수 있다. 조정을 수행하기 위해서, 스크루(16b)와 너트(26)를 풀어서 관성 블럭(24)을 이동시킨 후에 이 관성 블럭(24)이 선택된 위치에 배치되면 스크루와 너트를 다시 나사 결합시킨다.

가장 정확한 조정을 가능하게 하기 위해서, 동일한 특징을 갖지 않는 관성 블럭들을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 제1 관성 블럭은 하나의 위치에서부터 다른 위치로의 이동이 값 ΔG만큼의 무게 중심의 반경 방향 이동을 발생시키도록 정해진 소정 개수(n)의 위치를 점유할 수 있다. 제2 관성 블럭은 하나의 위치에서부터 다른 위치로의 이동이 값 Δg만큼의 무게 중심의 반경 방향 이동을 발생시키도록 정해진 소정 개수(m)의 위치를 점유할 수 있다. 관성 블럭의 크기는 m·Δg의 값이 실질적으로 ΔG와 동일하도록 정해지고, 그 결과 정밀한 교정이 이루어진다.

전술한 실시예는 이 결과를 달성하도록 단지 약간만 변형되어야 한다. 관성 블럭 중 하나의 치수(특히, 두께와 길이)를 적절한 방식으로 감소시켜 소망하는 효과를 얻어야 한다. 당업자라면 용이하게 이러한 조작을 할 수 있다.

동력 유지 장치가 장착된 시계에서는 특히 용이하게 조정이 이루어질 수 있다. 그 후, 관성 블럭의 운동과 스프링의 권취 정도 간의 상관 관계를 확립할 필요가 있다.

도 1을 참고하여 전술한 실시예에서는, 회전추의 무게 중심이 이동함과 동시에 관성 모멘트가 증가한다. 관성 모멘트를 동일하게 유지하면서 무게 중심의 위치를 변화시키는 것도 또한 가능하다. 이것은 도 2에 도시된 실시예에 의해 가능하 며, 도 2a는 회전추의 평면도, 도 2b는 회전추의 단면도와, 도 2c는 회전추의 분해도를 도시한다.

이 회전추는 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 포함하며, 이들 각각은 제1 부분(32)용의 플레이트(36) 및 관성 섹터(38)와, 제2 부분(34)용의 플레이트(40) 및 관성 섹터(42)를 포함한다.

플레이트(36, 40)는 중심각이 45°인 일반적으로 원의 부채꼴 형상이다. 정점 부분은 도 2c에 도시된 바와 같이, 부분(36a)을 위한 약 200°의 각도와, 부분(40a)를 위한 약 90의 각도를 커버하는, 문자 a로 식별되는 환형부를 형성하도록 절단된다. 이들 부분에는 구멍(36b, 40b)이 관통되는데, 부분(36a)에는 3개의 타원형 구멍이 관통되고, 부분(40a)에는 2개의 원통형 구멍이 관통된다.

상기 2개의 플레이트(36, 40)는, 나사 구멍(44a)이 마련되고 부분들(36a, 40a) 아래에 배치되는 조임 링(44)과, 부분들(36a, 40a) 위에 배치되고 나사 구멍(44a) 상에 정렬되는 원통형 구멍(46a)이 마련되는 커버(46)와, 커버(46)의 구멍 및 환형부(36a, 40a)와 자유롭게 체결하고 조임 링(44)의 나사 구멍(44a)에 조여지는 스크루(48)를 포함하는 고정 장치에 의해 서로 조립된다.

플레이트(36)에는 타원형 구멍이 마련되기 때문에, 스크루(48)의 나사 결합이 해제되면, 플레이트(36)를 회전추의 회전축 A-A에 대응하는 축을 중심으로 플레이트(40)에 대하여 각운동시킬 수 있다.

플레이트들(36, 40)은 부채꼴 둘레에 3개의 구멍(36c, 40c)이 천공된다. 이들 구멍의 기능은 아래에서 설명하겠다.

관성 섹터(38, 42) 각각은 약 80°의 각도를 커버하는 환형부(38a, 42a)와, 이 환형부(38a, 42a)의 만곡부에 부착된 견부(肩部)(38b, 42b)를 포함한다. 약 45°에 걸쳐 연장되는 견부(38b, 42b)는 플레이트용 지지부로서의 역할을 한다. 관성 섹터에는 2개의 원통형 구멍(38c, 42c)이 마련되며, 이들은 이들 각각을 위해 나사 구멍에 제공되는 조임 스터드(50)와 체결한다. 2개의 스크루(52)가 플레이트(36, 40)에 있는 2개의 구멍(36c, 40c)과, 이들 스크루가 조여지는 스터드(50)와 체결한다. 그 결과, 플레이트(36, 40)는 각각 관성 섹터(38, 42)에 고정된다.

변형예에서, 관성 섹터(38, 42)는 각각 플레이트(36, 40)와 일체형일 수도 있고 서로 용접될 수도 있다.

전술한 구조에 있어서는, 플레이트(36, 40)에 강성이 결여될 수 있다. 따라서, 보다 양호하게 2개 부분을 서로 고정하기 위해서, 고정 장치는 약 90°의 각도를 커버하고 견부(38b, 42b)의 연장선 상에 위치하는 환형부 형태의 보강 아암(54)을 더 포함한다. 이 보강 아암은 2개의 타원형 구멍(54a)을 포함하는데, 이들 구멍 각각은 플레이트의 제3 구멍에 면하도록 배치된다. 너트(58)와 협동하는 스크루(56)는 이들 구멍(36c, 40c) 및 스크루(52)에 의해 점유되지 않는 구멍(36c, 40c)에 각각 체결되어, 스크루와 너트를 조임으로써 2개 부분을 서로 견고하게 고정시킬 수 있다.

전술한 2개의 실시예의 다양한 변형을 고려할 수 있음은 물론이다. 설명한 해결책은 스크루에 크게 의존하는데, 이것은 특히 단일 부재 또는 프로토타입을 위한 방법에 대한 단순한 해결책이다. 대량 생산의 경우, 다른 로킹 시스템, 예컨대 스냅-핏 시스템, 또는 당업자에게 공지되어 있는 임의의 다른 수단을 사용하는 것도 고려할 수 있다. 회전추의 2개의 구성 부품은 가능한 상대 운동의 기능부 및 소망하는 조정 범위의 기능부로서 매우 다른 형상을 가질 수도 있고, 현저하게 변동하는 치수비를 가질 수 있다.

제1 실시예에서 형성된 것과 같은 관성 블럭이 장착된 제2 실시예에 따른 회전추를 설계하여, 2개 부분의 상대 운동을 대강 조정한 다음에 관성 블럭의 위치를 조정함으로써 보다 정밀하게 조정하는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 회전추가 서로에 대해 이동 가능한 2개의 부분을 구비하고, 이들 2개 부분의 운동이 무게 중심의 반경 방향 위치를 변화시킨다는 사실로 인하여, 자동 시계의 작동 조건을 최적화하고, 이에 따라 시계를 착용한 사람에 의해 부여되는 환경에 관계없이, 최소 용적으로 최적의 결과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 회전축(A-A)을 형성하는 베어링(12)을 포함하도록 구성되고, 자동 시계의 프레임 상에 장착되도록 되어 있으며, 회전축에 대하여 이동되는 무게 중심(G)을 갖는 질량 부재를 포함하는, 자동 시계용 회전추에 있어서,

   상기 질량 부재는 제1 부분(10, 18; 32)이 제2 부분(24; 34)에 대하여 이동될 수 있고, 이들 부분의 상대적인 운동이 질량 부재의 무게 중심(G)의 반경 방향 이동을 일으키도록 구성되는 것인 2개의 부분과,

   상기 제1 부분 및 제2 부분과 협동하고, 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로에 대해 이동 가능한 제1 상태와 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로에 대해 견고하게 고정되는 제2 상태를 가질 수 있는 고정 장치(13, 14, 16b; 44, 46, 48, 54, 56)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 부분은 베어링(12)을 포함하도록 구성된 플레이트(10)와, 이 플레이트(10)에 견고하게 고정된 관성 섹터(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 관성 섹터(18) 상에 선회 가능하게 장착된 적어도 하나의 관성 블럭(24)으로 이루어지고, 상기 고정 장치는 관성 블럭을 소정 개수의 미리 결정된 위치에 위치 설정하도록 구성된 인덱싱 수단(22)을 포함하며, 상기 미리 결정된 위치에 있어서 고정 장치는 제2 상태일 때는 관성 블럭을 유지하는 한편, 제1 상태일 때는 상기 미리 결정된 위치 중 하나의 위치에서 다른 위치로의 이동을 허용하는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 부분은 2개의 관성 블럭(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.
5. 제4항에 있어서, 제1 관성 블럭(24)은 한 위치에서 다른 위치로의 이동이 값 ΔG 만큼의 무게 중심(G)의 반경 방향 이동을 발생시키도록 정해지는 소정 개수(n)의 위치를 점유할 수 있고, 제2 관성 블럭(24)은 한 위치에서 다른 위치로의 이동이 값 Δg 만큼의 무게 중심(G)의 반경 방향 이동을 발생시키는 소정 개수(m)의 위치를 점유할 수 있도록 구성되며, 상기 관성 블럭(24)은 m·Δg의 곱이 실질적으로 ΔG와 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.
6. 제2항에 있어서, 상기 제2 부분(34)은 상기 제1 부분(32)의 플레이트(36) 및 관성 섹터(38)와 각각 나란히 배치되는 플레이트(40) 및 관성 섹터(42)를 더 포함하며, 상기 고정 장치는 제1 상태에서 상기 회전축(A-A)을 중심으로 한 회전에 의해서 상기 제2 부분(34)이 상기 제1 부분(32)에 대해서 상대 각운동하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 시계용 회전추.

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