JP2009250981A - 携帯時計の時打ち機構又はアラーム用のゴング - Google Patents

Abstract

【課題】
携帯時計の時打ち機構又はアラーム用のゴングを提供すること。
【解決手段】
このゴングは、少なくとも１つのハンマーによって時打ちされたときに可聴周波数範囲内の音を発生するように構成される。ゴングが製作される材料は、該材料の容積質量で除算した材料の弾性係数の比の平方根の値が３３００ｍ／ｓよりも小さく、可聴周波数範囲内で多数の部分音を含む豊かな音をゴングが発生できるようにする。選択される材料は、例えば金とすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯時計の時打ち機構又はアラーム用に固有の幾何形状を有するゴングに関する。

時計製作の分野において、ミニッツリピータなどの時打ちメカニズムを備えたムーブメントの製作においては、従来の構造が使用されている。このような実施形態では、ゴングは金属線が使用され、円形形状を有することができる。この金属線は、時計フレーム内でムーブメントの周りに配置される。ゴングは、例えば、硬質はんだ付けによりゴングキャリアに固定され、該ゴングキャリア自体は時計プレートに固定される。ゴングの振動は、一般にゴングキャリアに近接した少なくとも１つのハンマーが衝突することにより発生する。この振動は、複数の固有周波数から構成され、その周波数及びその強さは、詳細には可聴範囲内においては、ゴングの幾何形状及びゴング材料の物理的特性に依存する。

一般に、音響スペクトル全体でピッチが固定された音楽的な音を発生するためには、第１調波とも呼ばれる基本周波数と、基本周波数の整数倍である１つ又は複数の調波とが存在する。別の事例において、基本周波数よりも高い周波数がもはや最低周波数の整数倍ではない場合、このような周波数は部分音と呼ばれる。複数の部分音を有する音は通常、打楽器又は一部の弦楽器、或いは本発明の場合のような時計用時打ち機構のゴングに対するハンマーの衝撃又は衝突などの時打ち過渡応答中に生じる。

ハンマーがゴングを打ったときには、特定の割合の部分音は、１ｋＨｚから２０ｋＨｚの周波数範囲内で可聴となる（下限値は時計の放射容量により与えられ、上限値は人間の耳の聴覚能力である）。この周波数波範囲内では、部分音の数が多くなるほど、より豊かな発生音が認められることになる。あるタイプのゴング材料を用いると、ゴングの幾何形状を変えることにより、すなわち例えばカテドラル型のゴングを作成することによるだけで音の豊かさを高めることが可能である。このタイプのゴングは、時計ムーブメントの周りに単一の巻回ではなく２つの巻回を含み、これは時計ケース内のスペースの問題を引き起こす。

上述のように、携帯時計の時打ち機構用のゴングは、国際特許公開ＷＯ２００６／０９５２４４において部分的に示されるような時計ムーブメントの一部を囲む円形の金属線を含む。この金属線は、例えば、振動を発生するために鋼製とすることができ、従って、可聴周波数範囲内で複数の部分音を含む。しかしながら、所与の幾何形状の鋼製ゴングでは、可聴周波数範囲内の部分音の数は、振動ゴングに豊かな音を発生させるには特に低い周波数において不十分であることが認められている。

国際特許公開ＷＯ２００６／０９５２４４公報

従って、本発明の目的は、可聴周波数範囲内で多数の部分音を有する豊かな音を発生することができる、携帯時計の時打ち機構及びアラーム用のゴングを提供することによって、当該技術分野の欠点を克服することである。

従って、本発明によれば、ゴングを製作する選択材料の容積質量で除算した前記選択材料の弾性係数としての比の平方根の値が３３００ｍ／ｓよりも小さく、振動している前記ゴングが１ｋＨｚから２０ｋＨｚの周波数範囲内で複数の部分音を含んで豊かな音を発生できる、携帯時計の時打ち機構及びアラーム用の上記ゴングが提供される。

携帯時計の時打ち機構用のゴングの特定の実施形態は、従属請求項２から４で定義される。

弾性係数と容積質量との間に固有の関係を有する材料で製作された、本発明によるゴングの１つの利点は、鋼材などの従来使用された材料と比べて所与のサイズの上記ゴングにおいては発生する音がより豊かになることである。当該技術分野におけるような２つの巻回ではなく、時計ケース内に単一の金属線巻回を用いることによって、カテドラル型の音を発生することが可能である。ゴングの下側に位置付けられる時計部品に対する透過率が大きくなることに起因して、音の強さが改善される。貴金属のようなタイプの材料を選択することによって、携帯時計の放射部品に向けて伝播することができる部分音が多数になることに起因して、ゴングにより発生される音の品質が改善される。

鋼製ゴングにより放射される音のスペクトル密度のグラフである。 可聴周波数範囲内で振動する本発明による金製ゴングにより放射される音のスペクトル密度のグラフである。

携帯時計の時打ち機構及びアラーム用のゴングの目的、利点、及び特徴は、特に添付図面を参照しながら以下の説明からより明らかになるであろう。

本発明のゴングは、多数の部分音を備えてゴングの振動により発生する音の豊かさを向上させるあるタイプの材料で製作される。この多数の部分音は、可聴周波数範囲内、すなわち１ｋＨｚから２０ｋＨｚの間で特定される。

明確に定義された幾何学的形状に加えて、選択された材料により、可聴周波数範囲内のモード密度ηを制御及び最適化できるようにする必要がある。このモード密度は、主に選択された材料の特性を含む種々のパラメータにより影響を受ける。モード密度ηは、以下の式に従って、材料の容積質量ρで除算した材料の弾性係数Ｅの平方根に反比例し、すなわち：
１／η ∝ (Ｅ／ρ)１／２ ［ｍ／ｓ］

しかしながら、ゴングによって発生する音の速度は、容積質量ρで除算した弾性係数Ｅの平方根に正比例し、単位ｍ／ｓで定義される。

時計ゴングを製作するのに使用される材料のタイプは、有利には、例えばイエローゴールド、グレイゴールド、レッドゴールド、プラチナ、パラジウム、及びシルバーなどの貴金属から選択することができる。イエローゴールドでは、容積質量ρで除算した弾性係数Ｅの平方根の値が２２２２ｍ／ｓ、標準的な幾何形状のゴングでは最大１１の可聴部分音を有する。グレイゴールドでは、この値は２６０６ｍ／ｓで、約１０の可聴部分音を有する。レッドゴールドでは、この値は２５５６ｍ／ｓで、約１０の可聴部分音を有する。プラチナでは、この値は２８２２ｍ／ｓで、９〜１０の可聴部分音を有する。パラジウムでは、この値は３１７２ｍ／ｓで、約９の可聴部分音を有する。シルバーでは、この値は２８１３ｍ／ｓで、９〜１０の可聴部分音を有する。

上記の値から理解されるように、これらの貴金属の全てにおいて容積質量ρで除算した弾性係数Ｅの平方根の値は、３３００ｍ／ｓよりも小さい。比較として、ゴングが従来の方法で２０ＡＰ鋼材又はピアノ線で製作されている場合、この値は５０００ｍ／ｓよりも大きく、可聴周波数範囲内で７つの部分音を有する。ゴング材料にダイアモンドが使用される場合、この値は１６８５０ｍ／ｓよりも大きく、４つの可聴部分音を有するに過ぎない。このことは、標準的な幾何形状のゴングを貴金属で製作すると、振動ゴングが不協和音を発生することなく多数の可聴部分音を有する豊かな音を発生することが保証されることを明確に実証している。

また、有利には、金のような貴金属でゴングを製作すると、特に人間の耳に最大感度のゾーンである１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲内では、部分音の数は、鋼製ゴングの部分音の数と比べて更に多くなる点に留意されたい。

携帯時計の時打ち機構又はアラームに固有の幾何形状のゴングは、直径が１ｍｍ未満（例えば、およそ０．６ｍｍ）の矩形又は円形断面の金属線とすることができる。この金属線は、時計プレートに接続されたゴングキャリアに固定され、およそ１２．５リーニュ（２８．２ｍｍ）の直径を有することができる時計ムーブメントを部分的に囲むことができる。従って、ゴングの金属線は、例えば、１８０°未満と３６０°の間、好ましくはおよそ３３０°の角度を有するトロイド部の形態の単一の巻回で表される。

従って、上記の形状を有するゴングは、有利には、容積質量ρで除算した弾性係数Ｅの平方根の値が３３００ｍ／ｓ未満である材料で製作することができる。この材料は、好ましくはイエローゴールド、グレイゴールド、又はレッドゴールドであり、上記のゴングを得るのに作業が容易で、主に１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲で多数の部分音を有する。このように貴金属の線の単一巻回からゴングを形成すると、「カテドラル」型の音を発生することができ、ゴングを時計ケースに装着するのにより小さくなる。鋼製ゴングを使用すると、同じタイプの音を得るためには２つの金属線巻回が必要となるはずである。

上記で示した形状のゴングを製作するのに従来の鋼材ではなく、金などの材料を使用する利点を適切に実証するために、図１及び２は、１ｋＨｚから２０ｋＨｚの周波数範囲で振動するゴングにより放射される音のスペクトル密度の２つのグラフを示している。図１は、鋼材製ゴングを示し、図２は金製ゴングを示す。これらの図は、振動ゴングによって発生される音の可聴部分音に対応するピークを示している。ピーク又は部分音の数が多くなるほど、人間の耳による聴覚に対してより豊かな音になる。

図１では、鋼材ゴングについて７つの可聴部分音があり、モード密度η＝０．３７ｋＨｚ−１が得られる。しかしながら、図２では、金製ゴングにおいて少なくとも９つの可聴部分音を通常観測することができ、モード密度η＝０．４７ｋＨｚ−１が得られる。従来の鋼製ゴングと比べると、金製ゴングでは、（所与の幾何形状において）より低周波数側にシフトしていることに加えて、およそ３０％の増加を観測することができる。

貴金属のような材料を選択することに加えて、可聴周波数範囲内に互いに近接しすぎる２つのピークを有する場合、不協和音が知覚される可能性があるので、こうしたケースを回避するようにゴングの幾何形状を考慮する必要がある点は理解されたい。従って、可聴周波数範囲内のこうした二重ピークを防ぐために、ゴングの幾何形状を最適にする必要がある。例えば、ゴングが固定される場所に近接してファイリングを実施することができる。

上記の説明から、請求項により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、貴金属以外の上述の条件を満足する幾つかの材料を用いて、携帯時計の時打ち機構用の固有の幾何形状のゴングを製作することは、当業者であれば可能であろう。これらの選択された材料は、可聴周波数範囲内で少なくとも８つの部分音が知覚可能でなければならない。これらの選択された材料は、上述の条件を満足する非貴重合金であってもよい。他の特性、特に固有の線質係数(quality factor)によりゴング製作用材料の選択が決定付けられる点に留意されたい。

Claims (4)

1. 携帯時計の時打ち機構又はアラーム用に固有の幾何形状を有するゴングであって、
   ゴングを製作する選択材料の容積質量で除算した前記選択材料の弾性係数としての比の平方根の値が３３００ｍ／ｓよりも小さく、振動している前記ゴングが１ｋＨｚから２０ｋＨｚの周波数範囲内で複数の部分音を含んで豊かな音を発生する、
   ことを特徴とするゴング。
2. 使用される前記材料が、貴金属又は貴金属の合金である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のゴング。
3. 前記貴金属が、イエローゴールド、グレイゴールド、レッドゴールド、プラチナ、パラジウム、又はシルバーの中から選択される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のゴング。
4. 前記ゴングが貴金属線であり、その一部が１８０°と３６０°の間を含む角度の円の一部を形成して時計ケース内部の時計ムーブメントの周りに配置され、前記振動ゴングにより発生される音が８以上の数の可聴部分音を含むようにされる、
   ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のゴング。

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