JP2012520988A - 時計側 - Google Patents

Abstract

【課題】胴に取り付けた閉鎖要素であるベゼルおよび／もしくはガラス、または裏蓋に対して、その閉鎖要素に委ねようとする役割に応じて、制御された横方向および振幅方向の動きの自由度を与える。
【解決手段】少なくとも１つの開口部がベゼル（8,18,28）及び／又はガラス（1,11,21）もしくは裏蓋（40）によって閉鎖される胴（2,24,34）を備える。開口部の閉鎖要素の少なくとも１つは、該閉鎖要素（1,11,21,18）および胴（2,24,34）のそれぞれの周縁と結合する両端部（3a,3b）を有する一定の厚さの非直線的な隔壁の輪郭により画定される凹形断面を有する弾性金属部品（3,23,33）により胴と連結される。非直線的な隔壁の輪郭は開口部の面と平行な向きの環状屈曲部を少なくとも１つ形成し、その屈曲部は、90°未満から180°の範囲の角度の弧をなす湾曲により作り出され、それによって前記閉鎖要素（1,11,21,18）に開口部の面に対する動きの自由度が与えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの開口部がベゼルおよび／もしくはガラスまたは裏蓋によって閉鎖される胴を備える時計側であって、開口部の閉鎖要素のうちの少なくとも１つが、該閉鎖要素および胴のそれぞれの周縁と結合する両端部を有する制御された厚さの非直線的な隔壁の外形によって画定される凹形断面を有するリング状または無限フレーム状の弾性金属部品によって胴と連結される時計側に関する。

時計のガラスまたは裏蓋に、側の防水性を損なうことなく胴に対する可動性をもたせることは、たとえば耐衝撃性の向上や新機能の実現のために有利でありうる。この点に関して、技術の現状で提案されている解決法はいずれも十分でない。

特許文献１および特許文献２には、電磁石または圧電素子を使って可変の周波数でガラスを動かす手段が記載されている。これらの文書では、ガラスを弾性的に支持できる環状リングについて言及されている。胴に対するガラスの可動性は、ガラスの面に対してもガラスと直角の面に対してもきわめて限定されており、その構造によって防水性が保証されることもない。

特許文献３および特許文献４では、音声発生器と時計ガラスの間に弾性連結部品を配設することが提案されている。この連結部品は、断面で見ると、それぞれが直線形をなす複数の環状セグメントによって構成されており、それによって、その結合部品と連関させた可動部品の振幅を制限する効果を生じる。

特許文献５は、様々な機能を作動させるための可動（傾動）ベゼルについて記載している。このベゼルの可動性はゴム製またはポリウレタン製の部品によるものであるが、この部品は防水性を保証するわけではなく、その長期的な信頼性には疑問の余地がある。

スイス特許第６３０２２０号明細書 スイス特許第６８６６００号明細書 スイス特許第６３２３８７号明細書 スイス特許第６９８７４２号明細書 国際出願公開第２００８／０２７１４０号 米国特許第３，１８７，６３９号明細書 米国特許第５，９３２，３６０号明細書

Ｓｅｒｖｏｍｅｔｅｒ社インターネットサイト＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｒｖｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ＞ Ｎｉｃｏｆｏｒｍ社インターネットサイト＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｃｏｆｏｒｍ．ｃｏｍ＞

本発明の目的は、胴に取り付けた閉鎖要素であるベゼルおよび／もしくはガラス、または裏蓋に対して、その閉鎖要素に委ねようとする役割に応じて、制御された横方向および振幅方向の動きの自由度を与えることにある。

そのため、本発明は、請求項１に記載の時計側を対象とする。

有利には、前記隔壁の輪郭は複数の交互屈曲部を含み、その数は１〜１０の範囲である。

前記閉鎖要素に、開口部の面に対する制御された剛性および方向での動きの自由度を与えるために、好ましくは、前記隔壁の厚さｅは一定で１０μｍ〜２００μｍの範囲、環状屈曲部の幅ａは０．２ｍｍ〜４ｍｍの範囲、環状屈曲部の間隔ｐは４０μｍ未満から２．５ｍｍの範囲である。

さらに、より有利には、前記隔壁の輪郭の両端部は前記閉鎖要素および胴のそれぞれの周縁に水密に連結される。

本発明の好ましい一実施形態によれば、前記側の防水性を確保するために、前記閉鎖要素および前記胴のそれぞれの円筒形の座に隣接する前記隔壁のそれぞれの円筒形の両端部と、圧縮リングまたはフレームとの間にパッキンが取り付けられる。

本発明のその他の特質および特徴は、本発明の様々な実施形態および変形形態を模式的に、また例示的に示す以下の説明および添付の図面において明らかとなろう。

図１は、第１の実施形態の部分断面図である。 図２は、図１の一変形形態の断面図である。 図３は、もう１つの実施形態の原理図の断面図である。 図４は、正方形または長方形の時計側に関する一実施形態の断面図である。 図４ａは、図４の分解斜視図である。 図５は、本発明による時計側の特定の使用例に関する断面図である。 図６は、本発明のもう１つの実施形態の断面図である。 図７は、ベローズの様々なパラメータを図中に示したベローズの図である。

非直線的な隔壁の輪郭によって画定される凹形断面を有するリング状または無限フレーム状の弾性金属部品であって、有利にはほぼ一定の厚さを有し、その両端部が本発明による閉鎖要素および時計側の胴の開口部のそれぞれの周縁と結合する金属部品が、９０°未満から１８０°の範囲の角度の弧をなす湾曲によって作り出される環状曲部を少なくとも１つ有するベローズを形成し、それによって該閉鎖要素に胴の開口部の面に対する動きの自由度を与える。

金属製ベローズは金属製の薄い隔壁からなる要素であり、柔軟性、剛性および強度が全体に与えられるように慎重に選ばれた輪郭を有する。金属製ベローズには、圧延、ハイドロフォーミング、化学的堆積、電鋳など（これらだけに限らない）、いくつものタイプがある。

とりわけ興味深いのは電鋳によるベローズである。その製造法は１５０年以上前からあるものだが、十分に制御された薄さ（１０ミクロン程度）で複雑な幾何形状を有するコンポーネントを作り出せるようになったのはここ数年のことである。厚さの制御における課題は、曲率が大きく変化する幾何形状に沿って電流密度の変化に伴う厚さの変化が最小限に抑えられるように電着の諸パラメータ（たとえば、電極間の距離、電極の種類、浴の撹拌および化学組成など）を操作することにある。幾何形状および厚さを高い精度で制御することにより、適切な剛性を有し、胴の開口部の閉鎖要素にその開口部の面に対する動きの自由度を与えることのできるベローズを作成することが可能になる。電鋳法による精密ベローズのメーカーの例としては、Ｓｅｒｖｏｍｅｔｅｒ社やＮｉｃｏｆｏｒｍ社がある。こうしたベローズについては、たとえば、特許文献６や特許文献７に記載されている。非特許文献１や非特許文献２などのサイトにも、技法および使用材料に関する多くの情報が開示されている。

こうしたベローズは、組込みを容易にするために、他の剛性部品に組み付けることができる。ただし、選択される組付け方法や使用材料が、付随する機能の低下を来たすことなしにその組付けが受ける制約条件に適合するように留意しなければならない。

組付けは、接着、ろう付け、溶接、電子衝撃、レーザ、またはそれらのうち少なくとも２つの組合せによって行うことができる。しかし、防水性を保証したいときなどには、接着やスズによるろう付けでは不十分となる可能性がある。さらに、使用する材料によっては、工程で過度に高い温度になったときに材料の性質が低下する可能性がある。制約条件によって高い耐食性が要求されるときは、適切な材料または材料の対を使用するようにさらに留意しなければならない。

ベローズに使用される素材は、典型的にはニッケル、または特定の性質を有するニッケルベースの各種合金である。金、青銅、銀、チタン、スズ、亜鉛、銅など、それ以外の材料も、無垢材であれ、またはめっきによるニッケルの仕上げ被覆としてであれ、代替物となりうる。さらに、ポリマーをベースとするその他の仕上げ被覆も存在する。上に指摘したことを考慮して、特定の用途のために材料の様々な組付けおよび組合せの変形形態が考えられる。それぞれのケース毎に、システムの幾何的寸法設定の際に、適正な剛性を得るために関係する材料を考慮する必要がある。以下に既知のいくつかの例を挙げる。
・ 普通のニッケル（Ｎｉ+コバルト：９９．８％）にイオウ０．０４％（輝きのある外観）と不純物０．０５％（酸素および炭素）が含まれる合金は１７７°Ｃ前後でもろくなり、溶接することはできない。イオウの含有量がそれよりも低いニッケル（イオウ０．０２％以下、絹の光沢の外観）は前記のものよりも強度が高く、溶接も可能である。さらに、後者は普通のニッケルよりも耐食性に優れるという利点を有する。その点は、コバルト含有量が高めで（３〜１０％）、より高い硬度を有するニッケルの場合も同様である。
・ 同じ厚さの２つのニッケル層の間に挟まれた３ミクロン程度の銅の薄層は、超高真空下でベローズの気密性を保つ。
・ ニッケルに金めっきを施した場合、ベローズを金無垢で製作した場合と全く同様に、より高い温度でフラックスなしで溶接を行うことができる。このような系は、ベローズをチタン製の剛性部位に組み付ける場合には特に有利である。その表面は耐食性を有し、優れた電導性を備え、マイクロ波コネクタ用途に有用である。
・ 亜鉛めっきは、防食（犠牲陽極による保護）用途において金の代用品として興味深い。
・ 銀めっきは、マイクロ波コネクタ用途に有用である。
・ 誘電率の低いポリ−ｐ−キシリレンのポリマーフィルム（一般にパリレンと呼ばれる）による被覆は、優れた安定性（耐溶剤性および耐熱性）を有する。また、生体適合性および生物学的安定性も有する。これらの性質は、環境（腐食）バリアとして、また遮断層として、このフィルムを特に興味深いものとしている。
・ 銅の無垢材またはニッケル−リン合金の使用は、その常磁性体としての性質（ニッケルは強磁性体）により関心をもたれる可能性がある。

図１に示した実施形態は、時計側の胴２の上部開口部を閉鎖するための時計ガラス１の固定に関する。

時計ガラス１は、厚さが一定の非直線的な隔壁の輪郭によって画定される凹形断面を有するリング状の弾性金属部品３によって胴２に接続され、この金属部品は、両端部３ａ、３ｂがガラス１および胴２のそれぞれの周縁と結合された金属ベローズを構成する。環状パッキン４がガラスの周縁および金属ベローズ３の端部３ａを取り囲む。チタン製などの圧縮リング５が環状パッキンをガラス１の周縁に押し付ける。これにより、ベローズの端部３ａは環状パッキン４とガラス１の間に挟み込まれた形となる。

ベローズ３のもう一方の端部３ｂも同様に、チタン製リング７で押し付けられた環状パッキン６によって胴２の円筒部分に固定される。ベゼル８は、チタン製リング７の外部側面に設けた支持面に固定されたリング９によって胴に固定される。

ガラス１は、胴２に対して弾性的に浮かせた形でベローズ３の一方の端部によってのみ支えられていることが了解されよう。そのため、このアセンブリは、緩衝装置の役割を果たすことや、傾動して機能を作動させること、さらにはスピーカや、圧力感応システム（秤、気圧計など）として働くこともできる（ここに列挙したものに限定されない）。

図１で示した組立て形態には様々な変形形態が考えられる。
・ ベローズ３の一方または両方の端部を、接着、溶接またはろう付けにより、剛性リングに、場合によっては直接に胴に、組み付けることによって、側へのシステムの組込みを容易にする。図２では、ガラス１およびそのパッキン４を支えるチタン製などのリングＢが、金無垢製などのベローズに溶接されている。胴２側のもう一方の端部は、圧縮パッキンＪによってベゼルと胴２の間に留められている。このアセンブリは完全防水であり、外部環境からの作用に耐えることができる。
・ さらに、図３に模式的に示すように、ガラス１１とベゼル１８が一体化した組立体を製作することもできる。ベローズ２３によって胴に対して浮かせたベゼル−ガラス・アセンブリは、ストップウォッチ機能の操作、日付またはタイムゾーンの迅速切換え操作、またはその他あらゆる機能の操作のために、１つまたは複数の押しボタンＰを作動させる働きをすることができる。同じ図には、リューズＣを側Ｂと水密に連結するためのベローズＳも模式的に図示している。

前述の組立て形態は、円筒形の幾何形状による製造形態だけに限定されるわけでないことに留意されたい。図４および４ａに示す実施形態におけるように、曲線および直線を大きな自由度をもって組み合わせた複雑な幾何形状で製作することが可能である。

図５は、ベゼル２８のもとで胴２４とガラス２１の間に組み込まれたベローズ２３を示したもので、ここには、ベルまたは鐘２５ならびにベルまたは鐘のガラス２１への戻し要素２６およびガラス２１に対する押え要素２９があわせて図示されている。この組立体では、ガラスとフレキシブルベローズを固定することにより、側の防水性を保ちながら、側内部で発生する振動を外部に伝達すること（またはその逆）ができる。ガラス−ベローズ・アセンブリは、有利には、その固有振動数が、伝達される信号の周波数帯域（たとえば１００〜４０００Ｈｚ）よりも高い値となるように設計することができる。そうすれば、伝達される信号が劣化したり、変化（歪み）したりすることがない。ベローズの幾何形状は、いかなる場合も品の美観を損なうものではなく、組込みも容易である。ベローズの隔壁の厚さは５０ミクロン前後で、それによって横方向の十分な堅牢性が保証される。それでも、図２に示すとおり、縦方向の止めｂ１およびｂ２または横方向の止めｂ３を設けることによって、非常に強い外力を受けたときにシステムが損傷するのを防ぐ保護機構が用意される。

図６は、環状ベローズ３３が、溶接によるその固定相手である裏蓋４０と胴３４との間に配置される変形形態に関する。ベローズのもう一方の端部は、ねじ３８によって胴３４に固定された輪３７によって互いに締め付けられる２つのリング３５、３６の間に挟み込まれる。圧縮パッキンＪはシステムの防水性を確保する。

次に、厚さが一定の非直線的な隔壁の輪郭によって画定される凹形断面を有するリング状の弾性金属部品３、２３、３３をどのように設計しなければならないかについて検討する。これらの金属部品は、折返しを形成する少なくとも２つの隣接する屈曲部を備えるとき、ベローズを構成する（図７）。発明者らの目的は、自動復帰型であり、すなわち、座屈や変形を起こすことがなく、時計側に組み込むことができ、かつ所望の機能に適合した剛性を有する金属部品を得ることにある。

簡単のため、剛性の説明は、最初は折返しが１つだけ、すなわちｎ＝１の場合について行う。したがって、以下のパラメータをそれぞれ個別に考える。
隔壁の厚さｅの関数としての剛性
折返しの幅ａの関数としての剛性
間隔の大きさｐの関数としての剛性

剛性はｋで定められ、その添字によって垂直方向ｖ、水平方向ｈまたは傾動ｂのそれぞれの方向を表す。

上の表で示された依存性を考慮に入れながら、ｋ_ｖを固定したまま、比

を最大にして、自動復帰が容易になり、保証されるようにすることができる。この比はｅ^−１．５、ａ^１．５およびｐ^−０．２の関数である。そのため、対象とするシステムの物理データによって定まる垂直方向の剛性の値に対して、適切な厚さの範囲を決定することができる。ａは必然的にｅよりも大きいことを考えると、ｐは加工技術の範囲内で最小限となるようにする必要がある。さらに、材料の強度の限界を超えないことを保証しなければならない。これらの内容についてさらにはっきりさせるため、以下では、数値例と適正限度を示して説明する。

まず最初に、次のような関係によって表される折返しの数ｎの影響について検討しておくことは有意義である。

そこで、前述の比

にｎ^−１（ｎが小さいとき）の形で依存性を加える必要がある。したがって、この比を最大にしたいときは、ｎが最小であることが暗黙の了解となる。ｎは整数または半整数しかとれないことを考えると、ｎ＝０．５が理想的な解とも言えようが、想定される実施形態ではｎ＝１が好ましい。さらに、前述のように、このようなシステムにあっては材料の強度の限界も考慮に入れる必要があるが、これに関しては、ｎの値を０．５から５の間で、すなわち交互の環状屈曲部の数を１から１０の間で増やしていくことによって有利になる。

要するに、自動復帰を保証するということは、ベローズの物理的機能によって規定される剛性に関連するｅおよびａの値に対して、ｎとｐを最小化することに等しい。

続いて、下表に掲げる２つの数値例により、上に指摘した事項についてさらに説明し、補足したい。

これらの例により、本発明の対象である時計側の胴の開口部の閉鎖要素について考えられる様々な用途に応じて、これら様々なパラメータの上限と下限を規定することができる。

厚さｅの限度は次のようにして与えられる。
・ 下限は製造技術の限界に対応する。さらに、ベローズの機械的安定性が保証される必要があるが、これは典型的には１０μｍ前後からに当てはまることである。
・ 上限は電着時間およびコストの妥当性に対応する。

幅ａの限度は次のようにして与えられる。
・ 下限はｅの下限と関係する。厳密に幾何的な意味において、電着の際に一定の厚さが保証されるためにはａ＞１０・ｅである必要がある。
・ 上限も同様にｅの上限と関係するが、さらに時計部品の幾何的制約とも関係する。標準的な全体直径３０ｍｍに対してａ＞４ｍｍのベローズを合理的に想定することはできない。

高さｐの限度は次のようにして与えられる。
・ 下限は、ｅの少なくとも４倍の折返しの曲率半径を要求する機械的制約と関係する。
・ 上限は、時計部品への組込みのための最大許容高さによって規定される（ｎ＝１のとき）。

最後に、ｎの限度は次のようにして与えられる。
・ 幾何形状的下限は暗黙の了解による。
・ 上限は、ベローズの全体直径が３０ｍｍ前後であるものとして、ベローズの座屈を生じることなく自動復帰を保証するものでなければならない。

表に記した２つの例は、考えられる以下の２つのタイプの用途のために自動復帰式金属ベローズを時計に組み込むことを可能にする２つの実施形態の可能性を示すものである。
・ 機能を作動させるためにミリメートル程度の垂直移動幅を有する可動および傾動式ガラス−ベゼル・システム（例１、図３に図示）。
・ スピーカとしての用途のための十ミクロン程度の垂直移動幅を有する可動式ガラス−ベゼル・システム（例２、図５に実施形態を示す）。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの開口部がベゼル（８、１８、２８）および／またはガラス（１、１１、２１）もしくは裏蓋（４０）によって閉鎖される胴（２、２４、３４）を備える時計側であって、前記開口部の前記閉鎖要素のうちの少なくとも１つが、前記閉鎖要素（１、１１、２１、１８）および前記胴（２、２４、３４）のそれぞれの周縁と結合する両端部（３ａ、３ｂ）を有する非直線的な隔壁の輪郭によって画定される凹形断面を有するリング状または無限フレーム状の弾性金属部品（３、２３、３３）によって前記胴と連結される時計側において、非直線的な前記隔壁の輪郭が前記開口部の面と平行な向きの環状屈曲部を少なくとも１つ形成し、前記屈曲部は、９０°未満から１８０°の範囲の角度の弧をなす湾曲によって作り出され、それによって前記閉鎖要素（１、１１、２１、１８）に前記開口部の面に対する動きの自由度が与えられることを特徴とする時計側。
2. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）の前記隔壁の輪郭が複数の交互の環状屈曲部を含み、その数が１〜１０の範囲である、請求項１に記載の時計側。
3. 前記閉鎖要素に、前記開口部の面に対する制御された剛性および方向での動きの自由度を付与するために、前記隔壁の厚さｅが１０μｍ〜２００μｍの範囲、前記環状屈曲部の幅ａが０．２ｍｍ〜４ｍｍの範囲、環状屈曲部の間隔ｐが４０μｍ未満から２．５ｍｍの範囲である、請求項１または２に記載の時計側。
4. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）の前記隔壁の輪郭の前記両端部（３ａ、３ｂ）が前記閉鎖要素（１、１１、２１、１８）および前記胴（２、２４、３４）のそれぞれの周縁に水密に連結される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の時計側。
5. 前記側の防水性を確保するために、前記閉鎖要素（１、１１、２１、１８）および前記胴（２、２４、３４）のそれぞれの円筒形の座に隣接する前記弾性金属部品（３、２３、３３）の前記隔壁の輪郭のそれぞれの円筒形の前記両端部（３ａ、３ｂ）と、圧縮リングまたはフレーム（５、７）との間にパッキン（４、６）が取り付けられる、請求項４に記載の時計側。
6. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）が、少なくとも部分的に、イオウ０．０４％を含むＮｉ+コバルト９９．８％、イオウ含有量が０．０２％以下のＮｉ、または青銅、銅、金、銀、もしくはスズのいずれかの金属または合金のいずれか１つからなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の時計側。
7. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）がポリ−ｐ−キシリレンで被覆されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の時計側。
8. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）が亜鉛、金、銀および／またはチタンで被覆されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の時計側。
9. 前記弾性金属部品（３、２３、３３）の前記隔壁の厚さが一定である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の時計側。
10. 前記金属部品の前記両端部（３ａ、３ｂ）が、接着、ろう付け、電子衝撃、レーザ、またはそれらの方法のうち少なくとも２つの組合せによって組み付けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の時計側。
11. 前記閉鎖要素の移動を制限するために垂直および／または水平方向の止めが配設される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の時計側。

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