JP2024059582A - 剛性を調整する手段を備える計時器用共振器機構のための渦巻きばね - Google Patents

Abstract

【課題】効果的かつ正確な調整手段を備える渦巻きばねを提供する。【解決手段】計時器用共振器機構のための、渦巻きばね１は、自身のまわりに巻かれた複数の巻きを形成するフレキシブル細長材２を備え、細長材２は、所定の剛性を有し、渦巻きばね１は、その剛性を調整するための調整手段を備え、調整手段は、第１の細長フレキシブル要素５と、細長材２と直列に配置される第２の細長フレキシブル要素１５とを備え、各細長フレキシブル要素５は、細長材２の同じ端４を固定支持体１１に接続して、細長材２に付加的な剛性を付加し、各細長フレキシブル要素５は、好ましくは、細長材２の剛性よりも高い剛性を有し、調整手段は、少なくとも２つの異なる調整可能な応力を及ぼすための予応力手段６を備え、応力は、第１の細長フレキシブル要素５に及ぼされて、第１の細長フレキシブル要素５の剛性を予応力のレベルに応じて変える。【選択図】図１

Description

本発明は、計時器用共振器機構の渦巻きばねであって、この渦巻きばねの剛性をセッティングする手段を備えるものに関する。本発明は、さらに、このような渦巻きばねを備える計時器用共振器機構に関する。

現状の機械式の携行型時計（例、腕時計、懐中時計）のほとんどは、スイス式パレットのタイプの渦巻きバランスとエスケープ機構を備える。この渦巻きバランスは、携行型時計のタイムベースを形成する。この渦巻きバランスは、共振器とも呼ばれる。

次に、エスケープは、
－ 共振器の往復運動を維持する機能
－ これらの往復運動をカウントする機能
の２つの主な機能を発揮する。

機械的共振器を形成するためには、慣性要素、ガイド、及び弾性戻し要素が必要である。伝統的に、渦巻きばねは、バランスによって形成される慣性要素の弾性戻し要素として機能する。このバランスは、ルビーによって作られたプレーンベアリング内にて回転するピボットによって回転可能にガイドされる。

一般的には、バランスの渦巻きばねは、携行型時計の精度を向上させるためにセッティング可能であるべきである。このために、ばねの有効長を変えるためのインデックスのような、渦巻きばねの剛性を調整するための調整手段を用いる。このようにして、携行型時計のランニングの精度を調整するために渦巻きばねの剛性が変えられる。しかし、ランニングを調整するための伝統的なインデックスの有効性は限られ、１日当たり数秒や数十秒の範囲までにセッティングを十分に正確にするためには必ずしも有効ではない。

ランニングをより精密に調整するために、バランスの周縁に配置される一又は複数のねじを備えるセッティング手段がある。ねじに作用することによって、バランスの慣性が変わり、これによって、バランスのランニングが変わる。

しかし、このセッティング方法は、実行が容易ではない。なぜなら、バランスの平衡を乱し、発振器のランニングのセッティングを十分に精密にすることを可能にしないからである。

本発明は、特に、渦巻きばねの有効剛性を変えることによって計時器のランニングをセッティングするように構成している、効果的かつ正確な調整手段を備える渦巻きばねを提供することによって、前記課題のすべて又は一部を克服するように意図されている。

このために、本発明は、特に計時器用共振器機構のための、渦巻きばねに関し、前記渦巻きばねは、自身のまわりに巻かれた複数の巻きを形成するフレキシブル細長材を備え、前記細長材は、所定の剛性を有し、前記渦巻きばねは、その剛性を調整するための調整手段を備える。

前記調整手段は、第１の細長フレキシブル要素と、前記細長材と直列に配置される第２の細長フレキシブル要素とを備え、各細長フレキシブル要素は、前記細長材の同じ端を固定支持体に接続して、前記細長材に付加的な剛性を付加し、各細長フレキシブル要素は、好ましくは、前記細長材の剛性よりも高い剛性を有し、前記調整手段は、少なくとも２つの異なる調整可能な応力（effort）を及ぼすための予応力手段を備え、前記応力は、前記第１の細長フレキシブル要素に及ぼされて、前記第１の細長フレキシブル要素の剛性を予応力のレベルに応じて変えるという点で、本発明は画期的である。

本発明によって、フレキシブルブレードのような細長フレキシブル要素のうちの少なくとも１つの剛性を変えることが可能となる。実際に、前記のような２つの応力が及ぼされたときに、細長フレキシブル要素の剛性が変わる。実際に、力であろうとトルクであろうと、１つの単一の応力を及ぼしたときには、細長フレキシブル要素の剛性は同じままである。一方のブレードに長手方向と直交方向の２つの垂直力が及ぼされると、全体的な力が得られ、これによって、細長フレキシブル要素の剛性が変わる。このためには、２つの応力を組み合わせることが不可欠である。

予応力手段に作用することによって、負荷の強度レベルが変えられ、これによって、フレキシブル要素と細長材を含む組み合わせの剛性が変わる。実際に、細長材と直列に設置されるフレキシブル要素は、剛性を増し、この剛性は細長材の剛性と組み合わされる。したがって、予応力手段は、細長フレキシブル要素のうちの少なくとも１つに可変の応力を及ぼす場合、細長フレキシブル要素に及ぼされる可変の力にかかわらず、細長材の剛性を変えることなく、フレキシブル要素の剛性、したがって、細長材とフレキシブル要素を含む組み合わせの剛性、を変える。

すなわち、細長材の一端と固定支持体の間にて、細長材と直列に、フレキシブル要素が配置される。このフレキシブル要素は、細長材と細長材の取り付け点の間に調整可能な付加的な剛性をもたらし、共振器のフレキシブル性を高くする。したがって、細長材の剛性及びフレキシブル要素の剛性は、共振器の有効剛性に寄与する。フレキシブル要素に予応力を及ぼすための可変な応力が、細長材に予応力を及ぼすことなく及ぼされる。フレキシブル要素に予応力を及ぼすことによって、その剛性は変わり、細長材の剛性は、実質的に変わらないままである。フレキシブル要素の剛性を変えることによって、共振器の剛性（細長材の剛性及びフレキシブル要素の剛性）が変わり、これによって、共振器のランニングが変わる。

したがって、フレキシブル要素の剛性が変わることで、共振器全体の剛性が変わり、結果的に、そのランニングを精密にセッティングし、これによって、関心事のタイムベースの振動数を正確に調整することが可能になる。このように、１つの単一の追加要素が作用を受けて渦巻きばねの剛性を調整するために、ランニングのセッティングにおいて非常に高い精度が得られる。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の応力は、実質的に前記第１の細長フレキシブル要素の長手方向の方を向いている第１の引張／圧縮力Ｆ_Lによって及ぼされる。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の応力は、さらに、実質的に前記第２の細長フレキシブル要素の長手方向に直交する方向に向いている第１の力を及ぼす。

本発明の特定の実施形態において、前記第２の応力は、実質的に前記第１の細長フレキシブル要素の長手方向に実質的に直交する方向に向いている第２の力Ｆ_Tによって及ぼされる。

本発明の特定の実施形態において、前記第２の応力は、さらに、実質的に前記第２の細長フレキシブル要素の長手方向に向いている第２の引張／圧縮力Ｆ_Lを及ぼす。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の細長フレキシブル要素と前記第２の細長フレキシブル要素はそれぞれ、固有なフレキシブルブレードを備える。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の細長フレキシブル要素と前記第２の細長フレキシブル要素はそれぞれ、一対の第１のフレキシブルブレードを備える。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の細長フレキシブル要素は、前記渦巻きばねの半径方向に配置される。

本発明の特定の実施形態において、前記第２の細長フレキシブル要素は、前記渦巻きばねに接する方向に配置される。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の細長フレキシブル要素と前記第２の細長フレキシブル要素は、実質的に互いに垂直である。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、前記端において接続される２つの第２のフレキシブルブレードを備え、各第２のフレキシブルブレードは、前記細長フレキシブル要素のうちの１つの直線上に配置される。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段には、２つの剛体があり、その各剛体は、各第２のフレキシブルブレードの端に配置される。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、各剛体上に可変支持手段を備える。

本発明の特定の実施形態において、前記応力は、前記予応力手段によって連続的に調整可能である。

本発明の特定の実施形態において、前記第１の細長フレキシブル要素と前記第２の細長フレキシブル要素は、前記細長材の外端に配置される。

本発明の特定の実施形態において、前記細長材の端には、アペンディクスがあり、前記予応力手段と前記細長フレキシブル要素は、前記アペンディクスに取り付けられる。

本発明の特定の実施形態において、前記細長材の端は、前記細長フレキシブル要素と前記細長材よりも剛性が高い。

本発明の特定の実施形態において、前記細長フレキシブル要素には、フレキシブルなネック部（首部）がある。

本発明の特定の実施形態において、前記予応力手段は、異なる強度での２つの応力の調整を可能にするように構成している。

本発明は、さらに、振動錘と、前記のような渦巻きばねとを備える、特に計時器用ムーブメントのための、回転式共振器機構に関する。

添付の図面を参照しながら、例としてのみ与えられる、以下のいくつかの実施形態を読むことによって、本発明の目的、利点及び特徴が明確になる。

本発明の第１の実施形態に係る渦巻きばねを上から見た概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る渦巻きばねを上から見た概略図である。

図１及び２はそれぞれ、特に計時器用共振器機構のための、渦巻きばね１、１０の異なる実施形態についての概略図を示している。この場合、渦巻きばねは、実質的に同じ平面内にて延在している。渦巻きばね１、１０は、自身のまわりに巻かれた複数の巻きを形成するフレキシブル細長材２を備え、この細長材２は所定の剛性を有する。渦巻きばね１、１０は、その剛性を調整するための調整手段を備える。特に、例えば、渦巻きばね１、１０が計時器用ムーブメントのプレート（図示せず）上に取り付けられているときに、調整手段をアクチュエートすることができる。

本発明によると、前記調整手段は、長手方向に延在している第１の細長フレキシブル要素５と第２の細長フレキシブル要素１５を備える。各フレキシブル要素５、１５は、細長材２と直列に配置され、第１のフレキシブル要素５と第２のフレキシブル要素１５は、前記細長材２の同じ端４を固定支持体１１、１４に接続する。すなわち、細長材２は、これらのフレキシブル要素５、１５によってのみ固定支持体１１、１４に接続される。

フレキシブル要素５、１５は、細長材２の端４の一方に固定される。好ましくは、２つのフレキシブル要素５、１５は、互いに垂直に配置される。

以下にて説明する実施形態は、細長材２の外端４に固定されるフレキシブル要素５、１５を備える。細長材２の内端１９は、共振器１の振動錘の支持体３に組み付けられるように意図されている。

フレキシブル要素５、１５は、細長材２の剛性に付加的な剛性を付加する。好ましくは、フレキシブル要素５、１５は、細長材２の剛性よりも大きい剛性を有する。ここでは、第１のフレキシブル要素５は、細長材２の直線上に配置されており、第２のフレキシブル要素１５は、第１のフレキシブル要素５に垂直に配置されている。好ましくは、調整手段と細長材２は、一体的に作られ、場合によって同じ材料によって形成される。

また、ここでは、細長材２の外端４は、アペンディクス９を形成するように垂直に曲がっている。アペンディクス９は、取り付け点として機能し、応力を受けることを可能にする。好ましくは、アペンディクス９は、高い剛性を有し、すなわち、細長材２及び／又は細長フレキシブル要素５、１５よりも高い剛性を有し、これによって、細長材２の剛性に対するアペンディクス９の影響を最小限に抑える。

第１の実施形態において、各細長フレキシブル要素５、１５は、アペンディクス９を固定支持体１１に接続する固有なフレキシブルブレード１３、１５である。固有な第１のフレキシブルブレード１３は、アペンディクス９の直線上に配置され、固有な第２のフレキシブルブレード１３は、アペンディクス９に実質的に垂直な方向に配置される。

したがって、固有な第１のフレキシブルブレード１３は、渦巻きばね１が休み状態にあるときに、好ましくは渦巻きばね１の中心を通過するように、半径方向に配置され、第２のフレキシブルブレードは、細長材２に対して接線方向に配置される。

図２の第２の実施形態において、各細長フレキシブル要素５、１５は、アペンディクス９から固定支持体１１まで延在している第１のフレキシブルブレード２３、２５の対を備える。各対の第１のフレキシブルブレード２３、２５は、アペンディクス９から固定支持体１１へと移るに従って互いから離れ、例えば、互いの間に１０°～４０°の範囲内の角度を形成する。

渦巻きばね１は、さらに、フレキシブル要素５、１５のうちの少なくとも１つに、好ましくは２つのフレキシブル要素５、１５に、少なくとも２つの異なる応力を及ぼすための予応力手段６を備える。例えば、この２つの応力は、第１のフレキシブル要素５に及ぼされる。

好ましくは、前記２つの応力は、可変である、引張－圧縮の長手方向の力Ｆ_Lと、直交方向の力Ｆ_Tである。前記長手方向の力Ｆ_Lは、第１のフレキシブル要素５の長手方向に向いており、前記直交方向の力Ｆ_Tは、第１のフレキシブル要素５の長手方向に垂直な方向に向いており、この２つの力は、好ましくは、渦巻きばね１、１０の平面内に属する。したがって、第１のフレキシブル要素５の剛性を変えて、特に、ムーブメントのランニング精度を改善するために、渦巻きばね１、１０のランニングを調整することが可能となる。

第１のフレキシブル要素５は、その剛性を、細長材２に直接作用することなく、変えるように作用される。しかし、振動の間に、細長材２の端４は、可動であることができる。

また、予応力手段６によって、長手方向の力Ｆ_L及び直交方向の力Ｆ_Tを連続的に調整可能である。すなわち、これらの力Ｆ_L、Ｆ_Tは離散値に限定されない。したがって、フレキシブル要素５の剛性を高い精度で精密に調整することができる。

また、予応力手段６は、第２のフレキシブル要素１５の剛性を変えるように構成している。

実際に、第１の応力は、さらに、実質的に第２の細長フレキシブル要素１５の長手方向に直交する方向に実質的に向いている第１の力を及ぼす。２つのフレキシブル要素５、１５が互いに垂直に配置されているので、細長フレキシブル要素５、１５の一方に及ぼされる長手方向の力は、他方のフレキシブル要素に及ぼされる実質的に直交する力を発生させる。

同様に、第２の応力は、さらに、実質的に第２の細長フレキシブル要素１５の長手方向に向いている第２の引張／圧縮力を及ぼす。

これらの調整可能な力を及ぼすために、予応力手段６は、細長フレキシブル要素５、１５に力を及ぼすための２つの付与手段を備える。

これらの付与手段はそれぞれ、２つの第２のフレキシブルブレード１２、１３を備える。各第２のフレキシブルブレード１２、１３は、細長フレキシブル要素５、１５の直線上に配置され、アペンディクス９の反対側にて固定される。

これらの２つの第２のフレキシブルブレード１２、１３は、互いに垂直に配置される。

代わりに、第２のフレキシブルブレード１２、１３を伝統的なばねに置き換えてもよい。

各第２のフレキシブルブレード１２、１３は、自由端にて剛体１４、１６を備える。剛体１４、１６は、第２のフレキシブルブレード１２、１３に可変力を及ぼして、細長フレキシブル要素５、１５に伝達される力を調整することを可能にする。

剛体１４、１６を動かすことによって、各剛体１４、１６の各運動方向に応じて、可変な長手方向の力Ｆ_Lと可変な直交方向の力Ｆ_Tがアペンディクス９に及ぼされる。このようにして、細長フレキシブル要素５、１５の剛性が変わる。剛体１４、１６を動かすことによって、固有なフレキシブルブレード１５に及ぼされる力の値が変わる。

予応力手段６は、さらに、剛体１４、１６に可変支持手段を備える。この可変支持手段をアクチュエートすることによって、剛体１４、１６は、第２のフレキシブルブレード１２、１３が多かれ少なかれ曲げられ、これによって、細長フレキシブル要素５、１５に対して多かれ少なかれ実効的な力を伝達するように、動く。したがって、細長フレキシブル要素５、１５の剛性は、渦巻きばねのランニングが変わり調整することができるように、変わる。

例えば、可変支持手段は、剛体１４、１６に接触し第２のフレキシブルブレード１２、１３の方向に長手方向に配置されるねじ２４によって構成している。したがって、ねじ２４を動かすことによって、第２のフレキシブルブレード１２、１３は、アペンディクス９、したがって、細長フレキシブル要素５、１５、に対して、多かれ少なかれ実効的な力を及ぼす。

代わりに、可変支持手段は、一方の側で剛体に固定されるばねと、このばねの他方の端に配置される可動体とを備える。したがって、可動体を動かすことによって、前記ばねは、第２のフレキシブルブレードに多かれ少なかれ実効的な力を及ぼす。

別の変異形態において、予応力手段は、剛体上に配置される第１の磁石と、剛体から離れた位置に配置される第２の可動磁石とを備える。したがって、第１の磁石に対する第２の磁石の距離を変えることによって、第２のフレキシブルブレードに及ぼされる力が変わる。

代わりに、第１の端が剛体に組み付けられる回転レバーを用いることができ、この回転レバーの他端は自由であり、前記自由端を動かすことによってレバーをアクチュエートする手段として機能する。

好ましくは、予応力手段は、２つの応力、ここでは異なる強度の２つの長手方向の引張／圧縮力、の調整を可能にするように構成している。このように、第１の付与手段は、より広いセッティング範囲での調整を可能にし、第２の付与手段は、より微細なセッティング範囲での調整を可能にする。

このために、第２のフレキシブルブレード１２、１３は、例えば、異なる断面又は長さを有する。代わりに、剛体１４、１６上の可変支持手段は、例えば異なるねじピッチを有する、異なるセッティング範囲、を得るように構成している。

本発明は、さらに、このような渦巻きばねを備える計時器用ムーブメントに関する。特に、渦巻きばねは、バランスの運動をアクチュエートするように用いられる。

当然、本発明は、図面を参照しながら説明した実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱せずに変異形態を考えることができる。

長手方向の要素に関して、渦巻きばねのいくつかの異なる実施形態に関連して説明したフレキシブルブレードは、図面の場合に概して該当する、連続的なフレキシブルブレードであることができ、また、剛性が高い断面があり、その断面を接続するフレキシブルなネック部があるブレードであることができる。

また、固有なフレキシブルブレードは、渦巻きばねに対して半径方向又は直交方向ではない方向に向いていることができる。したがって、半径方向と直交方向の間の任意の方向に向いていることができる。

１、１０ 渦巻きばね
２ 細長材
３ 支持体
４、１９ 細長材の端
５ 第１の細長フレキシブル要素
６ 予応力手段
９ アペンディクス
１１ 固定支持体
１２、１３ 第２のフレキシブルブレード
１４、１６ 剛体
１５ 第２の細長フレキシブル要素
２３、２５ 第１のフレキシブルブレード
２４ ねじ

Claims (17)

1. 特に計時器用共振器機構のための、渦巻きばねであって、
   前記渦巻きばね（１、１０）は、自身のまわりに巻かれた複数の巻きを形成するフレキシブル細長材（２）を備え、
   前記細長材（２）は、所定の剛性を有し、
   前記渦巻きばね（１、１０）は、その剛性を調整するための調整手段を備え、
   前記調整手段は、第１の細長フレキシブル要素（５）と、前記細長材（２）と直列に配置される第２の細長フレキシブル要素（１５）とを備え、
   各細長フレキシブル要素（５、１５）は、前記細長材（２）の同じ端（４、９）を固定支持体（１１、１４）に接続して、前記細長材（２）に付加的な剛性を付加し、
   各細長フレキシブル要素（５）は、好ましくは、前記細長材（２）の剛性よりも高い剛性を有し、
   前記調整手段は、少なくとも２つの異なる調整可能な応力を及ぼすための予応力手段（６）を備え、
   前記応力は、前記第１の細長フレキシブル要素（５）に及ぼされて、前記第１の細長フレキシブル要素（５）の剛性を予応力のレベルに応じて変える
   ことを特徴とする渦巻きばね。
2. 前記第１の応力は、実質的に前記第１の細長フレキシブル要素（５）の長手方向の方を向いている第１の引張／圧縮力Ｆ_Lによって及ぼされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
3. 前記第１の応力は、さらに、実質的に前記第２の細長フレキシブル要素（１５）の長手方向に直交する方向に向いている第１の力を及ぼす
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
4. 前記第２の応力は、実質的に前記第１の細長フレキシブル要素（５）の長手方向に実質的に直交する方向に向いている第２の力Ｆ_Tによって及ぼされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
5. 前記第２の応力は、さらに、実質的に前記第２の細長フレキシブル要素（１５）の長手方向に向いている第２の引張／圧縮力を及ぼす
   ことを特徴とする請求項４に記載の渦巻きばね。
6. 前記第１の細長フレキシブル要素（５）と前記第２の細長フレキシブル要素（１５）はそれぞれ、固有なフレキシブルブレード（１３、１８）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
7. 前記第１の細長フレキシブル要素（５）と前記第２の細長フレキシブル要素（１５）はそれぞれ、一対の第１のフレキシブルブレード（２３、２５）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
8. 前記第１の細長フレキシブル要素（５）と前記第２の細長フレキシブル要素（１５）は、実質的に互いに垂直である
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
9. 前記第１の細長フレキシブル要素（５）は、前記渦巻きばね（１、１０）の半径方向に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
10. 前記第２の細長フレキシブル要素（１５）は、前記渦巻きばね（１、１０）に接する方向に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
11. 前記予応力手段（６）は、前記端（４）において接続される２つの第２のフレキシブルブレード（１２、１３）を備え、
    各第２のフレキシブルブレード（１２、１３）は、前記細長フレキシブル要素（５、１５）のうちの１つの直線上に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
12. 前記予応力手段（６）には、２つの剛体（１４、１６）があり、その各剛体（１４、１６）は、各第２のフレキシブルブレード（１２、１３）の端に配置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の渦巻きばね。
13. 前記予応力手段（６）は、各剛体（１４、１６）上に可変支持手段を備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載の渦巻きばね。
14. 前記応力は、前記予応力手段（６）によって連続的に調整可能である
    ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
15. 前記第１の細長フレキシブル要素（５）と前記第２の細長フレキシブル要素（１５）は、前記細長材（２）の外端（４）に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
16. 前記予応力手段（６）は、異なる強度での２つの応力の調整を可能にするように構成している
    ことを特徴とする請求項１に記載の渦巻きばね。
17. 特に振動錘を備える計時器用ムーブメントのための、回転式共振器機構であって、
    請求項１に記載の渦巻きばね（１、１０）を備える
    ことを特徴とする回転式共振器機構。

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