JP6315727B2 - 枢動可能な時計構成部品のアーバ - Google Patents

Description

本発明は、枢動可能な時計構成部品のアーバ又は真に関し、上記アーバは１つ又は複数の整列された部品からなる。

本発明はまた、上述のようなアーバを含む枢動可能な時計構成部品にも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品を含む時計機構、特に脱進機機構にも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品及び／又は上述のような機構を含む時計ムーブメントにも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品及び／又は上述のような機構及び／又は上述のようなムーブメントを含む時計、特に腕時計にも関する。

本発明は特に機械式腕時計のための時計機構の分野、詳細には調速機構の分野に関する。

機械式腕時計の調速機構は、高調波発振器、ゼンマイ‐テンプ調速機によって形成され、上記ゼンマイ‐テンプ調速機の自然発振振動数は主に、天輪の慣性及びヒゲゼンマイの弾性剛性に左右される。

ゼンマイ‐テンプ調速機の発振は、それが減衰しない限り、一般に１つ又は２つの枢動構成部品で形成される脱進機によって生成されるパルスによって維持される。スイスレバー式脱進機の場合、これらの枢動構成部品はアンクルレバー及びガンギ車である。腕時計の速度は、ゼンマイ‐テンプ調速機の振動数と、脱進機からのパルスによって引き起こされる妨害とによって決定され、上記妨害は一般にゼンマイ‐テンプ調速機の自然発振を遅くすることによって、上記速度を低下させる。

腕時計の速度は、ゼンマイ‐テンプ調速機の自然振動数及び／又は脱進機が供給するパルスの時間依存性を低下させ得るいずれの現象によって妨害される。

特に、機械的腕時計を一時的に磁界に曝露した後には、（残留磁界の影響に関連する）速度障害が一般に観察される。これらの障害の原因は、ムーブメント又は腕時計外装部品の固定された強磁性構成部品の恒常的な磁化、並びに調速部材（ゼンマイ‐テンプ調速機）の及び／又は脱進機の一部を形成する可動磁性構成部品の恒常的又は一時的な磁化である。

磁界への曝露後、帯磁又は透磁性可動構成部品（天輪、ヒゲゼンマイ、脱進機）は、静磁気トルク及び／又は静磁力を受ける。原理的には、これらの相互作用は、ゼンマイ‐テンプ調速機の見かけの剛性、可動脱進機構成部品の動態、及び摩擦を改変する。これらの改変により、１日あたり数十秒から数百秒の間で変動し得る速度障害が生成される。

上記曝露中の時計ムーブメントと外的な磁界との間の相互作用は、ムーブメントを停止させる場合もある。原理的には、磁界の影響下での停止と残留速度障害との間には相関関係は存在しない。というのは、磁界の影響下での停止は、構成部品の一時的なサブフィールド磁化（従って構成部品の透磁性及び飽和磁界）に左右され、その一方で残留速度障害は残留磁化（従って主に構成部品の保磁場）に左右されるためであり、上記残留磁化は、透磁性が高い場合であっても低いものとなり得る。

極めて弱い常磁性材料（例えばケイ素）製のヒゲゼンマイを導入するため、ヒゲゼンマイは腕時計における速度障害の原因にならなくなる。従って、１．５テスラ未満の磁界に関して依然として観察できるいずれの磁性妨害は、天真の磁化及び可動脱進機構成部品の磁化によるものである。

アンクルレバー本体及びガンギ車は、極めて弱い常磁性材料で製造でき、これは上記アンクルレバー本体及びガンギ車の機械的性能に影響しない。対照的に、可動構成部品のアーバは、経時的に最適かつ一定の枢動を可能とする極めて良好な機械的性能（良好な摩擦、低い疲労）を必要とするため、上記アーバを硬化鉄鋼（典型的には２０ＡＰ炭素鋼等）で製造することが好ましい。このような鉄鋼は、高い保磁場と共に高い飽和磁界を有するため、磁界の影響を受けやすい材料である。天真並びにアンクルレバー及びガンギ車のアーバは現在のところ、腕時計の磁性妨害に関して最も重要な構成部品である。

ＤＥＴＡＲ‐ＰＡＴＥＫ ＰＨＩＬＩＰＰＥによる特許文献１は、固定された直径方向に前もって磁化された永久磁石で形成されたホイールからなる回転子‐固定子システム、及び発振子を維持するための解決法を開示している。この文献は、回転子及び四番カナが設置された、電磁トルクを生成するアーバを開示しており、上記回転子及び四番カナはアーバの一部分ではないがアーバ上に設置され、このアーバは特定の磁気特性を有しない標準的なアーバである。

ＳＴＥＩＮＥＭＡＮＮ（ＳＴＲＡＵＭＡＮＮ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）による特許文献２は、天真上に設置された全ての部品、並びにアンクルレバー、ガンギ車、及び天真の少なくとも主要部分が、透磁性μが１．０１未満である極めて弱い常磁性材料から製造される、脱進機機構を開示している。ある変形例は、少なくとも天真の支持点に層を適用することに関する。特定の変形例では、脱進機構成部品のうちのいくつかは、上述のような極めて弱い常磁性材料のみから形成される。ヒゲゼンマイは、上述のような極めて弱い常磁性材料製であってよく、又は透磁性μが１．０１未満である反強磁性金属製であってよい。更に別の変形例では、天真上に設置される部品は、モネル金属、銀、ニッケル、銅、ベリリウム合金及び銅‐マンガン合金又はニッケル合金からなる群から選択される材料から形成される。更に別の変形例では、アンクルレバー及びガンギ車は、銀、ニッケル、銅‐ベリリウム合金及びニッケル又はマンガン‐銅合金からなる群から選択される材料から形成される。

より詳細には、天真はトラニオンを含み、軸受スピンドルを除いて全体が、透磁性μが１．０１未満である材料から形成される。別の変形例では、天真全体が、透磁性μが１．０１以下である材料から形成される。天真は硬化青銅で形成してもよい。

ＲＯＬＥＸによる特許文献３は、残留効果、即ち外部磁界の変動を受ける腕時計に発生する速度の差分の最小化について記載している。驚くべき効果として、この最小化は、天真のジオメトリと相関している。より詳細には、この文献は、常磁性又は反磁性材料製のヒゲゼンマイを含む発振子と、テンプ、ローラ、ヒゲゼンマイと一体のひげ玉が設置されたアーバを含む組立済みのテンプとについて記載しており、上記アーバの最大直径は、他の要素が設置されたアーバの最小直径の３．５／２．５／２．０倍未満であるか、又は上記アーバの最大直径は、他の要素が設置されたアーバの最大直径の１．６／１．３倍未満である。この文献は、均一な磁性特性が本来的に備わっているアーバ、この場合は高強磁性のアーバを開示している。しかしながら、ローラはアーバと一体の部品ではない。

国際公開特許出願第２００４／００８２５８Ａ２号 米国特許出願第３６８３６１６Ａ号 スイス特許出願第７０５６５５Ａ２号

本発明は、特に腕時計である時計に組み込まれたムーブメントの内側において、時計機構の可動構成部品のアーバに対する磁性相互作用を制限することを提案する。

この目的のために、本発明は枢動可能な時計構成部品のアーバに関し、上記アーバは１つ又は複数の整列された部品で作製され、上記アーバは磁性的に不均一であることを特徴とする。

本発明の特徴によると、上記アーバは、上記アーバの本来的な磁性特性の、上記枢軸に対して径方向の変動に従って、磁性的に不均一である。

本発明の特徴によると、上記アーバは、上記アーバの本来的な磁性特性の、上記枢軸に対して径方向かつ回転対称である変動に従って、磁性的に不均一である。

本発明はまた、上述のようなアーバを含む枢動可能な時計構成部品にも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品を含む時計機構、特に脱進機機構にも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品及び／又は上述のような機構を含む時計ムーブメントにも関する。

本発明はまた、上述のようなアーバ及び／又は上述のような可動構成部品及び／又は上述のような機構及び／又は上述のようなムーブメントを含む時計、特に腕時計にも関する。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

図１は、本発明による可動構成部品のアーバの第１の変形例を、３次元図の形態で示す。これは中心領域を含み、この中心領域は、可動構成部品の枢軸を中心としてこの中央領域を取り囲む周縁領域の本来的な磁性特性とは異なる本来的な磁性特性を有する。 図２は、磁界に曝露した後の従来技術の均一なアーバの、灰色の濃淡を有する概略断面図であり、上記灰色の濃淡が濃いほど残留磁界が高い。 図３は、中央の軸領域に残留磁界が集中している、図１のアーバの図２と同様の概略図である。 図４は、図２、図３の２つの天真モデルに印加される磁性トルクの比較をグラフの形態で示し、図２の均一なアーバに対応するグラフＧ２は破線で示されており、本発明による不均一なアーバに対応するグラフＧ３は実線で示されている。横座標は角度（°）、縦座標はテンプに印加されるトルク（ｍＮｍｍ）である。 図５は、図２、図３の２つの天真モデルに印加される磁性トルクの比較をグラフの形態で示し、これらをヒゲゼンマイの復元トルク及びアンクルレバーがテンプに印加するトルクと比較している。図２の均一なアーバに対応するグラフＧ２は破線で示されており、本発明による不均一なアーバに対応するグラフＧ３は実線で示されている。一点鎖線Ｇ４はヒゲゼンマイが印加する復元トルクを表す。アンクルレバーがテンプに印加する維持トルクは、水平な点線Ｇ５の形態で表されている。 図６は、本発明による可動構成部品のアーバの第２の変形例の、図１と同様の図であり、これは中点部分を含み、この中点部分は、この中点部分を取り囲む、可動構成部品の枢軸方向の両側の２つの端部領域の本来的な磁性特性とは異なる本来的な磁性特性を有する。 図７は、図６のアーバ上の残留磁界の分布を示す図３と同様の図であり、残留磁界がアーバの２つの軸方向端部領域に集中している。 図８は、本発明によるアーバを備える可動構成部品を含む機構を含むムーブメントを含む時計のブロック図である。

本発明の目的は、いずれの磁性妨害から発振子を保護することである。

特に本発明は、特に腕時計である時計４０に組み込まれたムーブメント３０内の時計機構２０の枢動可能な構成部品１０のアーバ又は真１に対する磁性相互作用、特に、好ましい応用例を構成する維持部材（脱進機）及び調速部材（ゼンマイ‐テンプ調速機）に関して、天真、アンクル真、ガンギ車アーバに対する磁性相互作用を制限することを目的とする。

ここでは本発明を、維持部材（脱進機）及び調速部材（ゼンマイ‐テンプ調速機）に対する上述のような単一の応用例に関して説明する。当業者、即ち腕時計設計者には、本発明を他の機構に応用する方法は公知であろう。

本発明により、非磁性ヒゲゼンマイ、アンクルレバー本体及びガンギ車を有する腕時計が、停止することなく、機械的性能（クロノメトリ及び可動構成部品の経年劣化）に対する影響なしに、約１テスラの磁界に耐えることができるようになる。

本発明は、非磁性ヒゲゼンマイ、アンクルレバー本体及びガンギ車を有する腕時計における残留効果を、１日あたり１秒未満まで低減する。

天真のジオメトリは一般に、アンクル真のジオメトリ及びガンギ車真のジオメトリよりも複雑である。同一の原理を利用した２つの代替的な非限定的変形例を、天真の場合について例示する。アンクル真及びガンギ車、又は他の枢動可能な構成部品の場合に対するこれら２つの変形例の応用は、当業者には自明であろう。

慣例的に、本説明において「軸（ａｘｉｓ）」は枢軸等の仮想の幾何学的要素を表し、「アーバ（ａｒｂｏｒ）」は１つ又は複数の部品で形成された実際の機械的要素を表す。例えば、可動構成部品１０の枢動をガイドするために可動構成部品１０の中点部分６の両側に整列及び配設された枢軸２Ａ、２Ｂのペアも、アーバと呼ばれる。

これ以降に記載する説明では、「透磁性（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ）」材料は、１０〜１００００の比透磁率を有する材料であり、例えば天真に関しては約１００、若しくは電子回路に一般に使用される鉄鋼に関しては約４０００の比透磁率を有する鉄鋼、又は比透磁率が８０００〜１００００の値に達する他の合金である。

例えば極片の場合の「磁性材料（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、０．１〜１．５テスラの残留磁界を有するように磁化できる材料であり、磁気エネルギ密度Ｅｍが約５１２ｋＪ／ｍ³、残留磁界が０．５〜１．３テスラとなる「ネオジウム‐鉄‐ホウ素」等の材料である。このタイプの磁性材料を、１００〜１００００の範囲内で１００００に近い透磁率を有する、対極の透磁性構成部品と、磁性対として組み合わせる場合、上記範囲の下限に向かって低下させた残留磁界レベルを使用してよい。

「強磁性（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）」材料は、以下の特徴を有する材料を意味する：温度Ｔ＝２３℃において飽和磁界Ｂｓ＞０、温度Ｔ＝２３℃において保磁場Ｈｃ＞０、温度Ｔ＝２３℃において最大透磁率μ_R＞２、キュリー温度Ｔｃ＞６０℃。

より詳細には、「強磁性」材料は以下の特徴を有する材料を意味する：温度Ｔ＝２３℃において飽和磁界Ｂｓ＜０．５Ｔ、温度Ｔ＝２３℃において保磁場Ｈｃ＜１０００ｋＡ／ｍ、温度Ｔ＝２３℃において最大透磁率μ_R＜１０、キュリー温度Ｔｃ＞６０℃。

特定の特徴を有する磁性材料を使用できることにより、構成部品の機械的強度、磁気抵抗、製造性に関する要件が同時に満たされる。

より詳細には、「高強磁性（ｈｉｇｈｌｙ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）」材料は以下の特徴を有する材料を意味する：温度Ｔ＝２３℃において飽和磁界Ｂｓ＞１Ｔ、温度Ｔ＝２３℃において保磁場Ｈｃ＞３０００ｋＡ／ｍ、温度Ｔ＝２３℃において最大透磁性μ_R＞５０、キュリー温度Ｔｃ＞６０℃。

「常磁性（ｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ）」材料は、例えば磁性材料と対極の透磁性構成部品との間又は２つの磁性材料の間に挿入されるスペーサ片、例えば構成部品と極片との間のスペーサ片に関して、比透磁率１．０００１〜１００の材料を意味する。１．０１〜２の透磁率を有する弱常磁性材料を、本発明を実装するために使用できる。特に「Ｐｈｙｎｏｘ（登録商標）」の名称で知られるＣｏＣｒ２０Ｎｉ１６Ｍｏ７、又はニッケル‐リンＮｉＰ（リンの濃度が１２％であるが硬化されているか、若しくはリンの濃度が１２％未満であるもの）といった材料は弱常磁性であるため、本発明を実装するために使用できる。

非磁性材料（透磁率１．０１未満）の利用は極めて限定される。というのはこれらの材料は機械加工が困難であるか、又は所望の機能に関して機械的に不安定である（従ってこれらの材料を強磁性とするためのコーティング若しくは硬化プロセスが必要となる）ためであり、これが、１５０００ガウスに耐えられる最初の腕時計が２０１３年になるまで紹介されなかった理由である。例えば非磁性材料は：アルミニウム、金、真鍮等である。

「反磁性（ｄｉａｍａｇｎｅｔｉｃ）」材料は、グラファイト又はグラフェンといった、１未満の比透磁率（１０^-5以下の低い磁気感受率）を有する材料を意味する。

最後に、特にシールドに関して、「非磁性」材料の対義語としての「軟磁性（ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ）」材料は、高い透磁性を呈するものの高い飽和磁界を呈する材料である。というのはこれらは常に帯磁している必要はなく、外部磁界を低減するために可能な限り良好に磁界を伝導しなければならないためである。これらの構成部品はまた、外部の磁界から磁性システムを保護することもできる。これらの材料は好ましくは、５０〜２００の比透磁率及び５００Ａ／ｍ超の飽和磁界を有するように選択される。

「非磁性」材料は、典型的にはケイ素、ダイヤモンド、パラジウム及び同様の材料といった、比透磁率が僅かに１より大きくかつ１．０００１未満である材料として定義される。これらの材料は一般にＭＥＭＳ技術又はＬＩＧＡ法によって得ることができる。

よって枢動可能な時計構成部品１０の単一部品のアーバ１は、枢軸Ｄ上に整列された１つ又は複数の部分２で作製される。

このアーバ１は枢動性軸方向要素であり、他の構成部品、即ち：ローラ、フランジ、ひげ玉、テンプのための支持体として作用するものの、上記他の構成部品によって形成されず、上記他の構成部品は、アーバに対して打ち込み、接着、溶接、ろう付け若しくは圧入されるか、又は他の方法で保持されることを特記しておく。以下に提示する特徴はこのアーバ１のみに関する。

本発明によると、この単一部品のアーバ１は磁性的に不均一である。

本発明によるアーバ１は、その容積全体に亘って均一でない本来的な磁性特性（透磁性、飽和磁界、保磁場、キュリー温度、ヒステリシス曲線）を有する。

磁化はこれらの本来的な磁性特性の一部を形成しないことに留意されたい。このようなアーバの磁化後の磁性プロファイルは、本来的な磁性特性のみに左右されるのではなく、特にこのアーバを磁化した磁界源並びに上記アーバの形状及びサイズに左右される。例えばアーバは、上記本来的な磁性特性が均一であっても、不均一な磁化を有し得る。

構成部品は、磁界を受けた後に例えば強磁性となることができないことにも留意されたい。材料は強磁性又は常磁性、反強磁性若しくは反磁性である。この特徴は温度によって改変できるものの、外部磁界によっては改変できない。材料の磁化と本来的な磁性特性とを区別しなければならない。

アーバが二種材料アーバである特定の場合において、本発明は、はっきりと定義された本来的な特性を有する常磁性材料又は強磁性材料を使用することを提案する。

特にこの単一部品のアーバ１は、単一部品のアーバ１の本来的な磁性特性の、単一部品のアーバ１の枢軸Ｄの軸方向における、若しくは枢軸Ｄに対して径方向かつ回転対称である変動、又は枢軸Ｄの軸方向における変動及び枢軸Ｄに対して径方向かつ回転対称である変動の両方に従って、磁性的に不均一である。

特定の変形例では、単一部品のアーバ１は、本来的な磁性特性の、枢軸Ｄに対して径方向の変動に従って、磁性的に不均一である。

好ましい実施形態では、単一部品のアーバ１のこのような本来的な磁性特性の変動は、枢軸Ｄに対して径方向かつ回転対称に発生する。

「径方向に不均一なアーバ（ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ａｒｂｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）」はここでは、アーバの中心から周縁部への径方向にアーバの磁性特性が変動する（ただしアーバは軸方向には磁性的に均一であってもなくてもよい）ことを意味する。

これ以降中央領域３と呼ばれる領域内、即ち枢軸Ｄの近傍の、アーバの芯に位置する材料は、高い飽和磁界（Ｂｓ＞１Ｔ）、５０超の最大透磁率μ_R、３ｋＡ／ｍ超の保磁場Ｈｃを有する（これらの特性は全て、その良好な機械的性能から好ましくは枢動アーバのために使用される２０ＡＰ鉄鋼に典型的なものである）。当然のことながら、他の材料を採用する場合、これらの閾値を定期試験によって適合させなければならない。

これ以降周縁領域４と呼ばれる領域内のアーバの周縁部における材料は、飽和磁界が小さく（Ｂｓ＜０．５Ｔ）、最大透磁率が低く（μ_R＜１０）、保磁場が小さい、弱常磁性又は強磁性である。

この解決法の図を図１に示しており、この図１は第１の変形例の三次元図である。単一部品の天真１は、高強磁性（灰色）中央領域３と、常磁性又は弱強磁性周縁（白色）領域４とからなる。

この場合、上記２つの領域（中央領域３の高強磁性領域及び周縁領域４の弱常磁性領域）は、急峻な境界領域７によって明確に分離されているが、２つの領域３、４の間の境界は制限された幅を有し、これは磁性特性の一定の勾配に対応しており、結果に影響を及ぼさない。単一部品の真１の芯における中央領域３の高強磁性領域は好ましくは、半径１００マイクロメートル未満の（枢軸Ｄ上にセンタリングされた）円筒内に包含され、これによって所望の性能を達成する。

実際、本明細書に記載の磁性的な不均一は、２つの異なる材料を（１つの材料を別の材料にろう付け、溶接若しくは蒸着することによって）組み合わせて、又は合金（例えば炭素鋼）を使用する場合は、完成した構成部品の全体若しくは一部に対して熱処理若しくは電界若しくは磁界処理を行うことによって、得ることができる。より詳細には、熱及び電磁処理は、空間的に明確に定義された処理に関して適切である。

図２は、２０ＡＰ鉄鋼製の従来の単一部品の均一な天真１の形態の従来技術を示す。この図は、０．２Ｔでの磁化後の残留磁界を示す。磁化中、上記真は枢軸Ｄに対して垂直方向に配向された０．２Ｔの外部磁界を受け、真の全容積が磁化され、その残留磁界は：
濃灰色：残留磁界が０．６Ｔの領域；
灰色：残留磁界が約０．２〜０．４Ｔの領域；
淡灰色又は白色：残留磁界が０．２Ｔ未満の領域
を示す図２に示すように０．３Ｔ〜０．６Ｔである。

磁化は真の最大半径対応して大きくなる。

図３は、本発明の第１の変形例による径方向に不均一な単一部品の天真１の残留磁界を示す。この単一部品の真１は、図２と同一のジオメトリを有するが、中央領域３の芯だけが２０ＡＰ鉄鋼製であり、周縁領域４の周縁部は弱常磁性である。この真は枢軸Ｄに対して垂直方向に配向された０．２Ｔの外部磁界を受ける。残留磁界は約０．４Ｔであり、中央領域３の芯に集中している。

ゼンマイ‐テンプ調速機の発振中に時計が外部磁界の作用を受けると、磁化された天真は、この天真を外部磁界の方向に配向しようとする磁性トルクを受ける。このトルクのモーメントは、ゼンマイ‐テンプ調速機の運動を停止させるために十分な大きさであってよい。

極めて個別化された磁化の結果として、図２の均一な真は磁性トルクを受け、この磁性トルクのモーメントは図３の不均一な真に印加されるものの１０倍超である。実際には本発明による単一部品の真１は、極めて小さい半径の残留磁界領域を含むが、従来技術では高残留磁界領域は最大半径の領域にもなる。

真に作用するトルクが、リフト角未満の角度でヒゲゼンマイが印加する復元トルクより、及びアンクルレバーがテンプに印加する維持トルクより大きくなった場合に、ムーブメントは停止する。典型的なパラメータを用いて得られるこれら２つのトルクを、図５のグラフにおいて、均一な真及び不均一な真に作用する磁性トルクと比較する。

図４は、これら２つの天真モデルに印加される磁性トルクの比較を示す。図２の均一なアーバに対応するグラフＧ２は破線で示されており、本発明による不均一なアーバ（図３の第１の変形例又は後に説明する図７の第２の変形例）に対応するグラフＧ３は実線で示されている。いずれの場合も横座標は角度（°）、縦座標はテンプに印加されるトルク（ｍＮｍｍ）であり、トルクはゼンマイ‐テンプ調速機の回転角度と共に正弦曲線状に変動する（ここではゼロは任意に設定される）。

図２の均一な真は、ヒゲゼンマイのトルク及び上記維持トルクより遥かに高い磁性トルクを受ける。従ってこの場合、ゼンマイ‐テンプ調速機は０．２Ｔ未満の磁界によって停止することになる。

本発明の第１の変形例による単一部品の不均一な真１は、ヒゲゼンマイがリフト角（＜３０°）で印加するトルク及び上記維持トルクより低いトルクを受ける。この場合ゼンマイ‐テンプ調速機は０．２Ｔの磁界の下で停止しない。

図５は、０．２Ｔの外部磁界によって付与される、従来技術による均一な天真に対する磁性トルクと、本発明（第１の変形例、又は後に説明する第２の変形例）による不均一な真に対する磁性トルクとの比較を示し、これらをヒゲゼンマイの復元トルク及びアンクルレバーがテンプに印加するトルクと比較している。図４と同様に、図５は上述の２つの天真モデルに印加される磁性トルクの、小さな角度振幅に亘る比較を示し、均一な真に対応するグラフＧ２は破線で示されており、不均一な真に対応するグラフＧ３は実線で示されている。一点鎖線Ｇ４はヒゲゼンマイが印加する復元トルクを表す。アンクルレバーがテンプに印加する維持トルクは、水平な点線の形態で表されている。

腕時計の磁化に続いて、テンプ１０の単一部品の真１は、ムーブメント３０及び／又は上記ムーブメント３０がその一部を形成する時計４０の固定された強磁性構成部品によって生成される磁界に曝露される。続いて単一部品の真１は、図４に示したものと同様であるもののモーメントが小さいトルクを受ける。この妨害性トルクは、残留速度障害の一因となる。従って、本発明の第１の変形例による不均一な単一部品の真１を備えるムーブメントは、従来の均一な真を備えるムーブメントが被る速度障害より３〜１０倍低い速度障害を被る。

本発明の第２の変形例は、真の枢軸に対して平行な軸方向に不均一である真に関する。

この場合、磁性特性は軸方向に不均一である。最適な機械的特性を有していなければならないホゾ２Ａ、２Ｂで形成された単一部品の真１の端部２は、一般に磁性材料製であり、その一方で単一部品の真１の中点部分６は弱常磁性材料製である。

単一部品の真１の磁性部分の（軸方向における）合計長さは、有利には単一部品の真１の全長の１／３未満である。

上記磁性部分間の長さの差は有利には１０％未満に維持される。

この第２の変形例を図６に概略図で示す。ここでは好ましくはホゾ２Ａ、２Ｂのみが強磁性材料製である。

図６の単一部品の真１は、枢軸Ｄの方向において、２つの端部領域８によってその両側を取り囲まれた中点部分６を含む。好ましくは鉄鋼製ホゾを用いて作製されたこれらの端部８のみが、Ｂｓの値が１Ｔ超という高い飽和磁界、５０超の最大透磁率μ_R、３ｋＡ／ｍ超の保磁場を有する。その一方で中点部分６の材料は、０．５Ｔ未満の値の低い飽和磁界Ｂｓ、１０未満の低い最大透磁率μ_R、低い保磁場を有する、弱常磁性又は強磁性材料である。

具体的には、図６に示す実施形態タイプでは：
‐２＞μ＞１．０１の常磁性中点部分；
‐（上で定義したような）非磁性中点部分；
‐μ＜１．０１であり、強磁性部分の容積が以下の値：
Ｘ＝δ_m（Ｃ_ech＋ｋθ_l）／（ｂμ₀Ｂ_SＨθ_l） （１）
未満である場合に容積が強磁性部分の容積より小さい、常磁性中点部分
からの有利な選択が可能であり、ここで、腕時計ムーブメントのゼンマイ‐テンプ組立体の天真であるアーバ１に関して、Ｘは、ヒゲゼンマイの剛性ｋの所望の最大相対速度障害δ_m（一般にはδ_m＝１０^-4）、テンプの最大維持トルクＣ_ech、リフト角θ_l、真空透過率μ₀、真の強磁性部分の飽和磁界Ｂ_S、及び上記相対障害δ_mを超えることなく腕時計が耐えられるよう設計されている最大磁界Ｈの関数である。係数ｂは、他の複数の量が国際単位系で表されている場合の、単位に関連する因数であり、これは真の幾何学的形状に左右される。Ｘは典型的には０．１ｍｍ³〜１ｍｍ³である。第１の変形例においてと同様に、残留磁界は図７に示すように図２の均一な真の場合よりも小さい（かつより局所的である）。

図７は、本発明の第２の変形例による単一部品の不均一な天真１の、０．２Ｔでの磁化後の残留磁界を示す。ホゾは２０ＡＰ鉄鋼製である。中点部分６は弱常磁性である。

この場合に単一部品の真１に作用するトルクは、第１の変形例において得られたもの（図４、５）と等しい。

実際には、第１の変形例においてと同様に、所望の磁性的な不均一は、２つの異なる材料を（１つの材料を別の材料にろう付け、溶接若しくは蒸着することによって）組み合わせて、又は合金（例えば炭素鋼）を使用する場合は、完成した構成部品の全体若しくは一部に対して熱処理若しくは電界若しくは磁界処理を行うことによって、得ることができる。

第１及び第２の変形例を組み合わせることもでき、単一部品の真１は、枢軸Ｄの軸方向及び枢軸Ｄに対して径方向の両方におけるその本来的な磁性特性の変動に従って、磁性的に不均一である。

これらの変形例の両方において、本発明は、単純な二種材料による実施形態を用いて所望の結果を得ることができるため、容易かつ安価に製造できる。例えば、中央領域３が２０ＡＰ鉄鋼バー等の形態で作製される一方で、所望の慣性に応じてアルミニウム、金、真鍮等で作製される、周縁領域４を形成する天輪を有する、第１の変形例による実装形態により、容易に機械加工及び貫通穿孔できる軽合金、特にアルミニウムの天輪と、直径１００マイクロメートル未満の、展伸若しくは線引き、又は更には分割された鉄鋼の芯とを有する、慣性が小さいテンプが得られる。同様に、第２の変形例による慣性が小さいテンプは、少なくともその軸方向端部に鉄鋼製ホゾ２Ａ、２Ｂを打ち込むための２つのハウジングを含む、機械加工されたアルミニウム合金の中点部分６を含む。

以下の二種材料による実施形態は、先行技術文献における教示に反して良好な結果が得られる：
‐高強磁性材料／弱強磁性材料；
‐高強磁性材料／２＞μ＞１．０１の弱常磁性材料（このような材料はこの種の設計に使用できないという先入観にも関わらず、良好な結果が得られる。特に「Ｐｈｙｎｏｘ」がこのような材料に該当する）；
‐真の常磁性部分（質量）が主要部分（質量）でないような状況。
強磁性部分が優勢であるような解決法は効率的であり、本出願に含まれている。高強磁性部分の最大（絶対）寸法は、ヒゲゼンマイの剛性及び維持トルクのみによって決定される（等式（１）を参照）。

特定の実施形態では、真１は枢軸Ｄの周囲に比較的大きな半径を有する少なくとも１つの突出部分を含み、少なくとも１つの上記突出部分は、上記枢軸Ｄの両側において、上記枢軸Ｄに関して対称である２つの表面によってその範囲を画定され、上記２つの表面は、上記枢軸Ｄに対して垂直な平面への投影図において、長さ対幅の比が２以上のアスペクト比を画定する矩形に内接するプロファイルを画定し、上記長さの方向は主軸ＤＰを画定する。

本発明はまた、本発明による単一部品のアーバ又は真１を含む枢動可能な時計構成部品１０にも関する。

本発明はまた、上述のような単一部品のアーバ若しくは真１及び／又は上述のような可動構成部品１０を含む時計機構２０、特に脱進機機構にも関する。

真１が少なくとも１つの上述のような特定の突出部分を含む、上述のような特定の実施形態において、この時計機構２０は、枢軸Ｄを通過する静止平面によって画定される静止位置の周辺で発振する可動構成部品１０を含み、上記可動構成部品１０は弾性復元手段によって静止位置に戻る。この可動構成部品１０は、１つの上述のような特定の突出部分を含む真１を含み、上記真１は鉄鋼製であり、上記真に対して垂直な平面内にある上記真１の主軸ＤＰは、上記可動構成部品１０の上記静止位置における上記静止平面に対して所定の角度位置を占め、上記機構２０は好ましい磁化方向ＤＡを有し、これは上記静止位置における上記真１の上記主軸ＤＰと略直交する。

本発明はまた、１つの上述のような単一部品のアーバ若しくは真１及び／又は１つの上述のような可動構成部品１０及び／又は１つの上述のような機構２０を含む時計ムーブメント３０にも関する。

本発明はまた、少なくとも１つの上述のような単一部品のアーバ若しくは真１及び／又は１つの上述のような可動構成部品１０及び／又は１つの上述のような機構２０及び／又は１つの上述のようなムーブメント３０を含む時計４０、特に腕時計にも関する。

要するに本発明はいずれの事前に磁化された永久磁石又はいずれの磁性ホイールを必要とせず、磁性的に受動性である（常磁性又は強磁性の）アーバ又は真のみを必要とする。

本発明の目的は、発振子を維持するための解決法を提示することではなく、いずれの磁性妨害から発振子を保護することである。

本発明はそのいずれの変形例において、以下の重要な利点を有する：
‐非磁性ヒゲゼンマイ、アンクルレバー本体及びガンギ車を備える腕時計に関して、副次的磁界を停止させる磁界強度が上昇すること（これは、ユーザが通常の生活で遭遇するよりも遥かに高い磁界に腕時計を曝して初めて、ムーブメントを停止させ得る妨害のリスクが発生することを意味している）；
‐非磁性ヒゲゼンマイ、アンクルレバー本体及びガンギ車を備える腕時計に関して、残留効果が低減されること；
‐摩擦接触表面は依然として、このような用途に関して検証済みの材料から作製されるため、従来技術による腕時計と同一の機械的性能が得られること。

Claims (32)

1. 枢動可能な時計構成部品（１０）の単一部品のアーバ（１）であって、
   前記単一部品のアーバは、１つ又は複数の整列された部品（２）で作製される、単一部品のアーバ（１）において、
   前記単一部品のアーバ（１）は磁性的に不均一であり、前記アーバの容積全体に亘って均一でない固有の磁性特性を有し、
   前記単一部品のアーバ（１）の前記磁性的な不均一は、前記単一部品のアーバ（１）又は前記可動構成部品（１０）の全体又は一部に対する熱処理又は電界若しくは磁界処理の作用を受けた合金を使用することによって得られることを特徴とする、単一部品のアーバ（１）。
2. 前記アーバ（１）は、前記単一部品のアーバ（１）の前記本来的な磁性特性の、前記単一部品のアーバ（１）の枢軸（Ｄ）の軸方向における、若しくは前記枢軸（Ｄ）に対して径方向かつ回転対称である変動、又は前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）の軸方向における変動及び前記枢軸（Ｄ）に対して径方向かつ回転対称である変動の両方に従って、磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
3. 前記アーバ（１）は、前記単一部品のアーバ（１）の前記本来的な磁性特性の、前記枢軸（Ｄ）に対して径方向の変動に従って、磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
4. 前記アーバ（１）は、前記単一部品のアーバ（１）の前記本来的な磁性特性の、前記枢軸（Ｄ）に対して径方向かつ回転対称である変動に従って、磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項３に記載の単一部品のアーバ（１）。
5. 前記アーバ（１）は、前記単一部品のアーバ（１）の前記本来的な磁性特性の、前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）の軸方向の変動に従って、磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
6. 前記アーバ（１）は、前記単一部品のアーバ（１）の前記本来的な磁性特性の、前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）の軸方向における変動及び前記枢軸（Ｄ）に対して径方向かつ回転対称である変動の両方に従って、磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
7. 前記アーバは少なくとも、１．０１〜２の透磁率（μ）を有する常磁性部分、又は強磁性部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
8. 前記アーバは、１．０１〜２の透磁率（μ）を有する少なくとも１つの常磁性部分を含むことを特徴とする、請求項７に記載の単一部品のアーバ（１）。
9. 前記アーバは、１．０１〜２の透磁率（μ）を有する少なくとも１つの中点常磁性部分を含むことを特徴とする、請求項８に記載の単一部品のアーバ（１）。
10. 前記アーバは、温度Ｔ＝２３℃において飽和磁界Ｂｓ＜０．５Ｔ、温度Ｔ＝２３℃において保磁場Ｈｃ＜１０００ｋＡ／ｍ、温度Ｔ＝２３℃において最大透磁率μ_R＜１０、キュリー温度Ｔｃ＞６０℃の、少なくとも１つの弱強磁性部分を含むことを特徴とする、請求項７に記載の単一部品のアーバ（１）。
11. １．０１〜２の最大透磁率（μ）を有する少なくとも１つの常磁性部分と、温度Ｔ＝２３℃において飽和磁界Ｂｓ＜０．５Ｔ、温度Ｔ＝２３℃において保磁場Ｈｃ＜１０００ｋＡ／ｍ、温度Ｔ＝２３℃において最大透磁率μ_R＜１０、キュリー温度Ｔｃ＞６０℃の、少なくとも１つの弱強磁性部分とを含むことを特徴とする、請求項７に記載の単一部品のアーバ（１）。
12. 前記アーバは、ＣｏＣｒ２０Ｎｉ１６Ｍｏ７製の少なくとも１つの部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
13. 前記アーバは、ＮｉＰ製の少なくとも１つの部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
14. 前記アーバは少なくとも二種材料アーバであり、高強磁性材料製の少なくとも１つの部分と、弱強磁性材料製の少なくとも１つの部分とを含むことを特徴とする、請求項１項に記載の単一部品のアーバ（１）。
15. 前記アーバは少なくとも二種材料アーバであり、高強磁性材料製の少なくとも１つの部分と、１．０１〜２の透磁率（μ）を有する弱常磁性材料製の少なくとも１つの部分とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
16. 前記アーバは少なくとも二種材料アーバであり、強磁性材料製の別の部分よりも質量が小さい、常磁性材料製の１つの部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
17. 前記アーバは、腕時計ムーブメントのゼンマイ‐テンプ組立体の天真であること；及び
    前記強磁性材料製の別の部分の容積は、値Ｘ＝δ_m（Ｃ_ech＋ｋθ_l）／（ｂμ₀Ｂ_SＨθ_l）未満であり、ここで：
    ‐δ_mは、１０^-4付近である所望の最大相対速度障害であり；
    ‐ｋはヒゲゼンマイの剛性であり；
    ‐Ｃ_echは、テンプの発振を維持するための最大トルクであり；
    ‐θ_lはリフト角であり；
    ‐μ₀は真空透過率であり；
    ‐Ｂ_Sは、前記アーバ（１）の前記強磁性部分の飽和磁界であり；
    ‐Ｈは、前記相対障害δ_mを超えることなく前記腕時計が耐えられるよう設計されている最大磁界であり；
    ‐ｂは、他の複数の量が国際単位系で表されている場合の、前記アーバの幾何学的形状に応じた、１．０付近の係数であり、
    Ｘは、０．１ｍｍ³から１ｍｍ³であること
    を特徴とする、請求項１６に記載の単一部品のアーバ（１）。
18. 前記アーバは、１つの材料のみで作製され、製造プロセスの結果として磁性的に不均一であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
19. 鉄鋼製の前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）に近接する中央領域（３）内において、前記単一部品のアーバ（１）の芯に配置された材料のみが、１Ｔ超の値を有する高い飽和磁界（Ｂｓ）、５０超の最大透磁率（μ_R）、３ｋＡ／ｍ超の保磁場（Ｈｃ）を有し、前記単一部品のアーバ（１）の周縁領域（４）の材料は弱常磁性であることを特徴とする、請求項３または４に記載の単一部品のアーバ（１）。
20. 鉄鋼製の前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）に近接する中央領域（３）内において、前記単一部品のアーバ（１）の芯に配置された材料のみが、１Ｔ超の値を有する高い飽和磁界（Ｂｓ）、５０超の最大透磁率（μ_R）、３ｋＡ／ｍ超の保磁場（Ｈｃ）を有し、前記単一部品のアーバ（１）の周縁領域（４）の材料は、０．５Ｔ未満の値を有する低い飽和磁界（Ｂｓ）、１０未満の低い最大透磁率（μ_R）、低い保磁場を有する強磁性であることを特徴とする、請求項３または４に記載の単一部品のアーバ（１）。
21. 前記単一部品のアーバ（１）の前記周縁領域（４）の前記材料は、０．５Ｔ未満の値を有する低い飽和磁界（Ｂｓ）、１０未満の低い最大透磁率（μ_R）、低い保磁場を有する弱常磁性であることを特徴とする、請求項２０に記載の単一部品のアーバ（１）。
22. 前記単一部品のアーバ（１）の前記周縁領域（４）の前記材料は、０．５Ｔ未満の値を有する低い飽和磁界（Ｂｓ）、１０未満の低い最大透磁率（μ_R）、低い保磁場を有する強磁性であることを特徴とする、請求項２０に記載の単一部品のアーバ（１）。
23. 前記単一部品のアーバ（１）の前記芯における前記中央領域（３）の高強磁性領域は、半径１００マイクロメートル未満の、前記単一部品のアーバ（１）の前記枢軸（Ｄ）上にセンタリングされた円筒内に包含されることを特徴とする、請求項２０に記載の単一部品のアーバ（１）。
24. 前記アーバは、前記枢軸（Ｄ）の方向において、２つの端部領域（８）によってその両側を取り囲まれた中点部分（６）を含むこと；及び
    鉄鋼製の前記端部領域（８）のみが、１Ｔ超の値を有する高い飽和磁界（Ｂｓ）、５０超の最大透磁率（μ_R）、３ｋＡ／ｍ超の保磁場（Ｈｃ）を有し、前記単一部品のアーバ（１）の前記中点部分（６）の材料は弱常磁性であること
    を特徴とする、請求項５に記載の単一部品のアーバ（１）。
25. 前記アーバは、前記枢軸（Ｄ）の方向において、２つの端部領域（８）によってその両側を取り囲まれた中点部分（６）を含むこと；及び
    鉄鋼製の前記端部領域（８）のみが、１Ｔ超の値を有する高い飽和磁界（Ｂｓ）、５０超の最大透磁率（μ_R）、３ｋＡ／ｍ超の保磁場（Ｈｃ）を有し、前記単一部品のアーバ（１）の前記中点部分（６）の材料は、０．５Ｔ未満の値を有する低い飽和磁界（Ｂｓ）、１０未満の低い最大透磁率（μ_R）、低い保磁場（Ｈｃ）を有する強磁性であること
    を特徴とする、請求項５に記載の単一部品のアーバ（１）。
26. 前記アーバは天真であることを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
27. 前記アーバ（１）は、前記枢軸（Ｄ）の周囲に比較的大きな半径を有する少なくとも１つの突出部分を含み、
    少なくとも１つの前記前記突出部分は、前記枢軸（Ｄ）の両側において、前記枢軸（Ｄ）に関して対称である２つの表面によって範囲を画定され、
    前記２つの表面は、前記枢軸（Ｄ）に対して垂直な平面への投影図において、長さ対幅の比が２以上のアスペクト比を画定する矩形に内接するプロファイルを画定し、
    前記長さの方向は主軸（ＤＰ）を画定する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の単一部品のアーバ（１）。
28. 請求項１に記載の少なくとも１つの前記単一部品のアーバ（１）を含む、可動時計構成部品（１０）。
29. 請求項１に記載の１つの前記単一部品のアーバ（１）、又は請求項２８に記載の１つの前記可動時計構成部品（１０）を含む、時計機構（２０）であって、
    前記機構（２０）は脱進機機構であることを特徴とする、時計機構（２０）。
30. 枢軸（Ｄ）を通過する静止平面によって画定される静止位置の周辺で発振する、請求項２８に記載の１つの前記可動時計構成部品（１０）を含み、
    前記可動時計構成部品（１０）は弾性復元手段によって前記静止位置に戻る、請求項２９に記載の時計機構（２０）であって、
    前記可動時計構成部品（１０）は、請求項２７に記載の１つの前記アーバ（１）を含み、
    前記アーバ（１）は鉄鋼製であり、
    前記アーバ（１）に対して垂直な平面内にある前記アーバ（１）の主軸（ＤＰ）は、前記可動時計構成部品（１０）の前記静止位置における前記静止平面に対して所定の角度位置を占め、
    前記機構（２０）は好ましい磁化方向（ＤＡ）を有し、これは前記静止位置における前記アーバ（１）の前記主軸（ＤＰ）と略直交する
    ことを特徴とする、請求項２９に記載の時計機構（２０）。
31. 請求項１に記載の１つの前記単一部品のアーバ（１）、又は請求項３０に記載の１つの前記機構（２０）を含む、時計ムーブメント（３０）。
32. 請求項１に記載の１つの前記アーバ（１）、又は請求項３０に記載の１つの前記機構（２０）、又は請求項３１に記載の１つの前記ムーブメント（３０）を含む、時計（４０）又は腕時計。