JP2012233899A - エネルギーを蓄積する追加された弾性手段を備える香箱 - Google Patents

Abstract

【課題】ゼンマイばねのトルクを増強し、また一定のトルクを提供する。
【解決手段】 本発明は、香箱真（２５）と、ゼンマイばね（２７）とを受け入れる箱（２３）を備えた香箱に関し、上記ゼンマイばねは、箱（２３）の内壁と香箱真（２５）の外壁との間に取り付けられており、これを巻き上げることで機械的エネルギーを供給することができる。香箱は、上記ゼンマイばねがもつ弾性エネルギーに加えて弾性エネルギー蓄積手段（２６，２６’）を含み、上記弾性エネルギー蓄積手段がゼンマイばねに追加されることによって、ゼンマイばねの巻上げ張力に応じて香箱トルクを個別に調整できる。本発明は、時計の分野に関するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクを増強するためのデバイスを備える香箱に関し、より具体的には、エネルギーを蓄積する追加された弾性手段を備える香箱に関する。

図１に示すように、従来の香箱１は、一般に、香箱真５とゼンマイばね７とを受け入れるための“ドラム”と呼ばれる箱３で構成されている。ゼンマイばね７は、長さＬ、高さＨ、厚さＥのものである。ゼンマイばね７は、箱３の内壁と香箱真５の外壁との間に取り付けられている。箱３は、一般に蓋９で閉じられている。こうして、ゼンマイばね７を巻き上げることで、これが組み込まれている時計のムーブメントに機械的エネルギーを供給することができる。

従来のゼンマイばねの構成によって生じる問題は、そのばねが解けるときに全体を通して一定のトルクが提供されないということであり、これによってテンプの振幅に変動が生じ、このことが時計ムーブメントの精度に悪影響を及ぼす。

また、力が加えられていない状態で略Ｓ字型である従来のばねの形状と、これにより、フォトリソグラフィとその後の電鋳によるポジティブな製造、またはフォトリソグラフィとその後のエッチングによるネガティブな製造で必要とされるスペースとの折り合いが難しい。実際に、使用される基材の大きさが十分ではないこと、および／または、１つの基材で製造されるばねの数が十分ではないことによって、生産コストは許容できないものとなる。

本発明の目的は、そのばねが力を加えられていない状態においてよりコンパクトであり、そのトルクのばねの巻き上げ程度への依存が軽減された香箱を提案することにより、上記欠点のすべてを解消することである。

そこで、本発明は、香箱真と、少なくとも１つのゼンマイばねとを受け入れる箱を備えた香箱であって、上記少なくとも１つのゼンマイばねは、箱の内壁と香箱真の外壁との間に取り付けられており、これを巻き上げることで機械的エネルギーを供給することができる香箱に関するものであり、当該香箱は、上記少なくとも１つのゼンマイばねの渦巻き形状に追加して設けられてエネルギーを蓄積する弾性エネルギー蓄積手段を含む上記少なくとも１つのばねのトルクを増強するためのデバイスをさらに備え、上記弾性エネルギー蓄積手段が上記少なくとも１つのばねに追加されることによって、上記ばねの巻上げ張力に応じて香箱トルクが個別に調整できることを特徴とする。

これによって、“機能する”、すなわちエネルギーを蓄えるために弾性変形することが可能であるばねの物質量が、実質的に増加することは明らかであり、これにより、香箱は、従来のＳ字型ばねを有する香箱と比較して略同等のトルクまたは高いトルクを維持することが可能である。

また、これによって、例えば香箱トルクを一定にすることで時計の等時性が向上するように、個別調整することが可能である。実際に、前記電鋳および／またはエッチングによる製造手法に、本発明によるばねのコンパクト性はより適しているため、ばねの巻き上げ張力に応じて香箱トルクを個別に調整することができる非対称なゼンマイばねを大量生産することが可能である。

本発明の他の効果的な特徴によれば、
‐ 追加された弾性エネルギー蓄積手段は、上記少なくとも１つのゼンマイばねの渦巻きの全体または少なくとも一部に突出する弾性を有する突起により形成されている。
‐ 少なくとも１つの突起は、一定または非一定の断面を有する。
‐ 少なくとも１つの突起は、一定または非一定の曲率で湾曲している。
‐ 少なくとも２つの突起は、結合している。
‐ 少なくとも１つの突起は、上記少なくとも１つのゼンマイばねから香箱真に向かって突出しているか、あるいは上記少なくとも１つのゼンマイばねから箱の内壁に向かって突出している。
‐ 追加された弾性エネルギー蓄積手段は、上記少なくとも１つのゼンマイばねと一体に形成されている。
‐ 上記少なくとも１つのゼンマイばねおよび／または追加された弾性エネルギー蓄積手段は、シリコン基材、または金属もしくは金属合金の基材から形成されている。
‐ 香箱は、並列に機能するいくつかの積み重ねられたゼンマイばねを有している。

さらに、本発明は、前述の種々の態様のいずれかによる香箱を備えることを特徴とする時計に関するものである。

その他の特徴および効果は、限定するものではない例として、添付の図面を参照して提示される以下の説明から、明らかになるであろう。

図１は、従来の香箱を示す分解斜視図である。 図２は、本発明によるトルク増強デバイスを設けた香箱の上面図である。 図３は、本発明によるトルク増強デバイスを設けた他の実施例を示す香箱の上面図である。 図４は、本発明による追加の弾性エネルギー蓄積手段の一実施例例を示す部分図である。 図５は、本発明による追加の弾性エネルギー蓄積手段の他の実施例例を示す部分図である。 図６は、本発明による追加の弾性エネルギー蓄積手段の他の実施例例を示す部分図である。 図７は、本発明による追加の弾性エネルギー蓄積手段の他の実施例例を示す部分図である。

先に説明したように、本発明の目的は、提供されるトルクのゼンマイばねの巻き上げ程度への依存を軽減すると共に、トルクを略同等にするか、または増強することで、香箱が取り付けられた時計ムーブメントの自律性を維持また向上させた香箱を提案することである。

本発明によれば、通常のゼンマイばねに加えて、香箱は、その少なくとも１つのゼンマイばねの渦巻き形状に加えて設けられた追加された弾性エネルギー蓄積手段を含む上記ばねのトルクを増強するためのデバイスを備え、上記弾性エネルギー蓄積手段が上記ばねに追加されることによって、上記少なくとも１つのゼンマイばねの巻上げ張力に応じて香箱トルクが個別に調整できる。本発明によると、追加された弾性エネルギー蓄積手段は、上記ばねの渦巻きの少なくとも一部に突出する弾性を有する突起により形成されている。巻き上げられた状態では、前記突起は渦巻き形状に沿っている。すなわち、それらは、通常のゼンマイばねと同様に、箱および／またはばねの他の部分および／または香箱真の間に押し込められている。

香箱１１、２１のトルク増強デバイス１２、２２の配置の非網羅的な例を図２および図３に示している。図３は、香箱１１のトルク増強デバイス１２が、複数の弾性を有する突起１６により形成された追加の弾性エネルギー蓄積手段１４を一連のみ含んでいることを示しており、複数の弾性を有する突起１６はゼンマイばね１７の長さ方向Ｌの全体にわたって設けられ、ゼンマイばね１７から箱１３の内壁に向かって突出している。

図２は、香箱２１のトルク増強デバイス２２，１２が、それぞれ、複数の弾性を有する突起２６、２６’により形成される一連の追加の弾性エネルギー蓄積手段２４，２４’を含んでいることを示しており、複数の弾性を有する突起２６、２６’はそれぞれ、ゼンマイばね２７の長さ方向Ｌの一部に設けられている。この実施例では、第１のデバイス２２は、ゼンマイばね２７の渦巻きの長さ方向の中間部分に設けられており、ばね２７から香箱真２５に向かって突出する弾性を有する突起２６を含んでいる。また、第２のデバイスは、ゼンマイばね２７の渦巻きの中央部分に設けられており、ばね２７から箱２３の内壁に向かって突出する弾性を有する突起２６’を含んでいる。

このように、本発明に係る香箱が、ゼンマイばねの長さ方向の一部または全体に設けられる１つまたは複数のトルク増強デバイスを含み得ることは明らかであり、これによって、“機能する”、すなわちエネルギーを蓄えるために弾性変形することが可能であるばねの物質量が実質的に増加し、これにより、香箱は、従来のＳ字型ばねと比較して、力を加えられていない状態において遥かにコンパクトでありながら、略同等の一定のトルクを維持することが可能である。

一例として、力が加えられていない状態の、すなわち直径１．２ｃｍの香箱に取り付けられる前の、従来のＳ字型ばねは、約６ｃｍ×１５ｃｍの矩形状のスペースを必要とする。これに対し本発明によると、力が加えられていない状態での発明によるばねが必要とするスペースは、０．１から５ｍｍの間の渦巻き間ピッチ、および１から５ｃｍの間の直径に減少する。

当然のことながら、図２の表示において、ゼンマイばねの長さ方向の全体にわたるただ１つのデバイスが、２連の弾性エネルギー蓄積手段を含むことを想定することも可能であり、その第１連が、ゼンマイばねの内面から香箱真に向かって突出する弾性突起を含んでいてもよく、その第２連が、ゼンマイばねの外面から香箱の内壁に向かって突出する弾性を有する突起を含んでいてもよい。

弾性を有する突起３６、４６、５６、７６の非網羅的な変形例を図４〜７に示している。これらの図では、追加された弾性エネルギー蓄積手段、すなわち弾性を有する突起３６、４６、５６、７６は、ゼンマイばね３７、４７、５７、７７と一体に形成されている。しかしながら、追加された弾性エネルギー蓄積手段がゼンマイばねと一体であることは、必ずしも必要ではない。一例として、それらを別々に製造して、その後に結合し、最後に香箱の中に組み込んでもよい。

図４に示す第１の実施例では、突起３６は、ゼンマイばね３７と一体であって、曲線Ｃ₁ 状に延びる突出部を形成しており、これは、ばね３７の湾曲に対して鋭角α₁ を成す尖鋭状を呈するものである。そして、突起３６は、ゼンマイばね３７の厚さＥと等しくても異なってもよい厚さＥ₁ を有する。

図５に示す第２の実施例では、突起４６は、ゼンマイばね４７と一体であって、曲線Ｃ₂ 状に延びる突出部を形成しており、これは、ばね４７の湾曲に対して鈍角α₂ を成す曲面を呈するものである。そして、突起４６は、ばね４７の厚さＥと等しくても異なってもよい厚さＥ₂ を有する。

図６に示す第３の実施例では、突起５６は、ゼンマイばね５７と一体であって、ばね５７の湾曲に対して鋭角の初期角度α₃ を成す非対称曲線Ｃ₃ 状に延びる突出部を形成している。そして、突起５６は、それぞればね５７の厚さＥと等しくても異なってもよい最小厚さＥ₃ および最大厚さＥ₃ ’で変化する厚さを有する。

最後に、図７に示す第４の実施例では、２つの突出部が結合して突起７６を形成しており、これは、基点を成す一箇所でゼンマイばね７７と一体になっている。突起７６は、略Ｙ字型に突出しており、枝部はそれぞれ上記基点から曲線Ｃ₅ 、Ｃ₆ 状に延び、これらはばね７７の湾曲に対してそれぞれ鋭角α₅ 、鈍角α₆ を成す二つの曲面をもつものである。そして、突起７６の２つの枝部は、それぞればね７７の厚さＥと等しくても異なっていてもよい厚さＥ₅ 、Ｅ₆ をそれぞれ有する。

したって、追加された弾性エネルギー蓄積手段の少なくとも１つの突起１６、２６、３６、４６、５６、７６が、一定もしくは非一定の断面、すなわち厚さと高さを含む平面に含まれる断面を有し得ること、および／または一定もしくは非一定の曲率を有し得ることは明らかである。また、これらの突起１６、２６、３６、４６、５６、７６の少なくとも２つが連続していてもよい。最後に、それらは、ゼンマイばね１７、２７、３７、４７、５７、７７の全部または一部の上に対称的または非対称的に配設してもよい。

上記の説明を踏まえて、ゼンマイばねおよび／または追加された弾性エネルギー蓄積手段は、単結晶シリコンウェーハの深堀り反応性イオンエッチングといった材料除去手法、すなわちネガティブ型手法により形成してもよく、または逆に少なくとも１つのフォトリソグラフィ工程と少なくとも１つの電気メッキ工程とを組み合わせた電鋳といった材料追加手法、すなわちポジティブ型手法により形成してもよい。

また、ゼンマイばねおよび／または追加された弾性エネルギー蓄積手段は、ポジティブとネガティブのハイブリッド型手法により形成してもよく、例えば、エッチングした基材において、エッチングした部分が金属または金属合金といった、加熱成形によって少なくとも部分的にアモルファスである材料を受け取るよう意図されている手法などがある。

前述したように、ポジティブおよび／またはネガティブな製造手法の精度によって、ゼンマイばねの巻き上げ張力に応じて香箱トルクを個別に調整することができる非対称なばねを大量生産することが可能である。これにより、一例として、巻き上げ張力に関係なく香箱トルクを略一定にすることができるゼンマイばねを開発することが十分に可能である。

しかしながら、この種の技法では製造される部品の厚さが制限されることがあるので、例えば、従来のＳ字型ばねと同等の高さＨを得るために、並列に機能するいくつかの積み重ねられたばねを備える香箱が提案される。

したがって、ばねおよび／または追加された弾性エネルギー蓄積手段は、限定するものではないが、単結晶シリコン、結晶状態もしくは非結晶状態とすることができる炭化ケイ素、窒化ケイ素、もしくは酸化ケイ素といったシリコンから、または、全てを網羅しているわけではないが、ニッケルもしくはニッケル・リン基合金といったアモルファスもしくは非アモルファスの金属材料から形成してもよい。

当然のことながら、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、当業者であれば想到するであろう様々な変形および変更が可能である。具体的には、図２〜７に示す追加された弾性エネルギー蓄積手段の突起１６、２６、３６、４６、５６、７６の形状は、香箱により供給されるトルクをさらに一定かつ高くするために、異なっていてもよい。

また、本発明は、機械的エネルギー源一般を対象とするものであり、時計の香箱に専用のものではない。

Claims (14)

1. 香箱真（１５，２５）と、少なくとも１つのゼンマイばね（１７，２７，３７，４７，５７，７７）とを受け入れる箱（１３，２３）とを備え、前記少なくとも１つのゼンマイばねは、前記箱（１３，２３）の内壁と前記香箱真（１５，２５）の外壁との間に取り付けられており、巻き上げることで機械的エネルギーを供給することができる香箱（１１，２１）であって、
   前記少なくとも１つのゼンマイばねがもつ弾性エネルギーに加えて設けられる追加された弾性エネルギー蓄積手段（１４，２４，２４’）を備え、前記弾性エネルギー蓄積手段が前記少なくとも１つのゼンマイばねに設けられることによって、前記少なくとも１つのゼンマイばねの巻上げ張力に応じて香箱のトルクが個別に調整されることを特徴とする香箱（１１，２１）。
2. 前記追加の弾性エネルギー蓄積手段（１４，２４，２４’）は、前記少なくとも１つのゼンマイばねの渦巻きの少なくとも一部に突出する弾性を有する突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の香箱（１１，２１）。
3. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、一定の断面形状を有することを特徴とする請求項２に記載の香箱（１１，２１）。
4. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、一定ではない断面形状を有することを特徴とする請求項２または３に記載の香箱（１１，２１）。
5. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、一定の曲率（Ｃ¹ ，Ｃ² ，Ｃ³ ，Ｃ⁴ ，Ｃ⁵ ，Ｃ⁶ ）を有する湾曲した突起であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
6. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、一定ではない曲率（Ｃ¹ ，Ｃ² ，Ｃ³ ，Ｃ⁴ ，Ｃ⁵ ，Ｃ⁶ ）を有する湾曲した突起であることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
7. 少なくとも２つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、一体に連結していることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
8. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、前記少なくとも１つのゼンマイばねから前記香箱真に向かって突出していることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
9. 少なくとも１つの前記突起（１６，２６，３６，４６，５６，７６）が、前記少なくとも１つのゼンマイばねから前記箱の内壁に向かって突出していることを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
10. 前記追加された弾性エネルギー蓄積手段（１４，２４，２４’）は、前記少なくとも１つのゼンマイばねと一体になっていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
11. 前記少なくとも１つのゼンマイばね（１７，２７，３７，４７，５７，７７）および／または前記追加された弾性エネルギー蓄積手段（１４，２４，２４’）は、シリコン基材から形成されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
12. 前記少なくとも１つのゼンマイばね（１７，２７，３７，４７，５７，７７）および／または前記追加された弾性エネルギー蓄積手段（１４，２４，２４’）は、金属または金属合金の基材から形成されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
13. 並列に機能する複数の積み重ねられたゼンマイばねを有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の香箱（１１，２１）。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の香箱（１１，２１）を備えることを特徴とする時計。

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