JP2013170940A - 温度補償型てんぷ、時計用ムーブメント及び機械式時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸中心に回動するてん真50と、てん真の径方向に沿って延びるアーム部51を介しててん真に取り付けられ、該アーム部の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する環状のてん輪52と、てん輪に設けられた重量部61と、アーム部と重量部とをてん真の周方向に相対移動可能とさせる調整機構65と、を備えている温度補償型てんぷ40を提供する。
【選択図】図5
Description
ところで、てんぷの振動周期は、時計の歩度を決める要因となるため、予め決められた規定値内に設定されていることが重要とされている。仮に、振動周期が規定値からずれてしまうと、上述したように機械式時計の歩度(時計の遅れ、進みの度合い)が変化してしまう。ところが、上記振動周期は各種の原因によって変化し易く、例えば温度変化によっても変化してしまう。
ここで、上記振動周期Tは、次式(1)で表される。
具体的には、ひげぜんまいのばね定数が大きくなれば、てんぷの振動周期は短くなり、ひげぜんまいのばね定数が小さくなれば、てんぷの振動周期は長くなる。つまり、ひげぜんまいのばね定数が大きくなれば、てんぷの振動の位相が進み、ひげぜんまいのばね定数が小さくなれば、てんぷの振動の位相が遅れることとなる。
一方、てんぷの慣性モーメントが大きくなれば、てんぷの振動周期が長くなり、位相が遅れる。また、てんぷの慣性モーメントが小さくなれば、てんぷの振動周期が短くなり、位相が進むこととなる。
これにより、てん輪100における短軸方向側に固定されたチラねじ120を径方向の内側に移動させることができる。従って、てん輪100の慣性モーメントを低下させることができ、この慣性モーメントの温度特性に負の傾きを持たせることができる。その結果、てんぷの振動周期の温度依存性を低く抑えることが可能となる。
従って、慣性モーメントの変化率を段階的にしか調整することができず、その調整精度には限界があった。更に、チラねじ120を各ねじ孔に付け替える作業等が必要になるので、手間及び時間がかかり、作業性が悪かった。
(1)本発明に係る温度補償型てんぷは、軸中心に回動するてん真と、前記てん真の径方向に沿って延びるアーム部を介して前記てん真に取り付けられ、該アーム部の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する環状のてん輪と、前記てん輪に設けられた重量部と、前記アーム部と前記重量部とを、前記てん真の周方向に相対移動可能とさせる調整機構と、を備えていることを特徴とする。
しかも、従来のようにチラねじを付け替える作業が不要であるうえ、慣性モーメントの温度補正作業を連続的に行えるので、手間がかかり難く容易に行い易い。
特に、てん輪とアーム部とを一体的に連結することが可能であるので、てん輪とアーム部との連結部分にガタツキ等が生じ難い。従って、てん真とてん輪とを同軸上に精度良く配置でき、回動バランスをさらに向上させ易い。
特に、第1てん輪とアーム部とを一体的に連結することが可能であるので、第1てん輪とアーム部との連結部分にガタツキ等が生じ難い。従って、第1てん輪及び第2てん輪からなるてん輪と、てん真と、を同軸上に精度良く配置でき、回動バランスをさらに向上させ易い。
特に、重量部が、第1てん輪の径方向の外側から凹部を通じて第2てん輪に固定されるねじ部材であるので、その締め付けによって、第1てん輪と第2てん輪との相対回転を容易に規制及び解除することができる。よって、この点においても温度補正を簡便に行える。
特に、重量部が、第2てん輪よりも径方向の内側に位置している第1てん輪を、径方向の外側から押圧するねじ部材であるので、その締め付けによる押圧力を変化させることで、第1てん輪と第2てん輪との相対回転を容易に規制及び解除することができる。よって、この点においても温度補正を簡便に行える。
なお、温度上昇に伴っててんぷの振動周期が大きくなるようにてんぷばねが作用するので、温度上昇に伴う慣性モーメントの低減によりてんぷの振動周期が小さくなる作用と相互に作用し合うことで、温度変化に対するてんぷの振動周期を維持することが可能となる。
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の機械式時計1は、例えば腕時計であって、ムーブメント(時計用ムーブメント)10と、このムーブメント10を収納する図示しないケーシングと、により構成されている。
このムーブメント10は、基板を構成する地板11を有している。この地板11の裏側には図示しない文字板が配されている。なお、ムーブメント10の表側に組み込まれる輪列を表輪列と称し、ムーブメント10の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。
上記地板11には、巻真案内穴11aが形成されており、ここに巻真12が回転自在に組み込まれている。この巻真12は、おしどり13、かんぬき14、かんぬきばね15及び裏押さえ16を有する切換装置により、軸方向の位置が決められている。また、巻真12の案内軸部には、きち車17が回転自在に設けられている。
脱進機構30は、上記した表輪列の回転を制御する機構であって、四番車27と噛み合うがんぎ車35と、このがんぎ車35を脱進させて規則正しく回転させるアンクル36と、を備えている。
調速機構31は、上記脱進機構30を調速する機構であって、図1〜図3に示すように、てんぷ(温度補償型てんぷ)40を具備している。
てんぷ40は、軸線Oを中心に回動するてん真50と、アーム部51を介して該てん真50に取付けられたてん輪52と、ひげぜんまい(てんぷばね)41と、を備え、該ひげぜんまい41から伝えられた動力によって、軸線O回りに一定の振動周期で正逆回動させられる部材とされている。
なお、本実施形態では、上記軸線Oに直交する方向を径方向、軸線Oを周回する方向を周方向という。
てん真50における上下方向の略中間部分は、径が最も大きい大径部50aとされている。また、このてん真50には、大径部50aの下方に位置する部分に筒状の振り座53が軸線Oと同軸に外装されている。この振り座53は、径方向の外側に向けて突設された環状の鍔部53aを有しており、該鍔部53aに上記アンクル36を揺動させるための振り石54が固定されている。
なお、本実施形態のひげぜんまい41は、ヤング率が負の温度係数を有する一般的な鋼材料で形成されており、温度上昇によってばね定数が低下する特性を有している。
アーム部51における径方向の両端部には、てん輪52の内周面に対向する対向壁部51bが上方に向けてそれぞれ立設されている。これら対向壁部51bは、微小な隙間を開けててん輪52に対向しており、該てん輪52の曲率に倣った平面視円弧状に形成されている。各対向壁部51bにはねじ孔51cが形成されており、てん輪52の径方向の外側から該てん輪52を挟んでこのねじ孔51cに連結ねじ56が螺着されている。
本実施形態では、てん輪52がインバー等の低熱膨張材料で形成され、アーム部51がてん輪52の熱膨張率よりも大きい黄銅等の高熱膨張材料で形成されている。但し、上記した材料に限定されるものではなく、種々の材料を適宜選択して用いても構わない。この際、できるだけ熱膨張率に大きな差が生じるように、アーム部51及びてん輪52の材料を選択することが好ましい。
従って、上記した凹部60及び連結ねじ56は、アーム部51と重り用ねじ61とを周方向に相対移動可能とさせる調整機構65として機能する。
次に、上記したてんぷ40を利用した、慣性モーメントの温度補正方法について説明する。
本実施形態のてんぷ40によれば、温度変化が生じると、アーム部51及びてん輪52の熱膨張率の差異によって環状のてん輪52が楕円状、より詳細にはアーム部51の延在方向に沿って長軸又は短軸が向くように楕円状に変形する。これにより、てん輪52に固定された一対の重り用ねじ61を径方向の内側又は外側に向けて移動させることができ、その位置を径方向に変化させることができる。よって、てんぷ40全体の慣性モーメントを変化させることができ、その慣性モーメントの温度特性の傾きを変化させて、温度補正を行うことができる。
はじめに、重り用ねじ61の初期位置としては、例えば図6に示すように、アーム部51の延在方向に長軸が向いた状態でてん輪52が楕円形に変形した場合(仮想線Aに示す)と、アーム部51の延在方向に短軸が向いた状態でてん輪52が楕円形に変形した場合(仮想線Bに示す)と、を想定し、両変形時におけるてん輪52が交差する部分を初期位置とする。
ここで、本実施形態のひげぜんまい41は、温度上昇に伴ってばね定数が低下し、てんぷ40の振動周期を大きくさせる傾向にあるので、これをキャンセルするために慣性モーメントを低下させる調整が必要とされる。そこで、連結ねじ56を緩めた後、アーム部51とてん輪52とを周方向に相対移動させることで、重り用ねじ61の位置を初期位置から図6に示す矢印C方向に(即ち、上記角度θが大きくなるように)移動させる。
その結果、温度変化に対する慣性モーメントの変化率についても無段階且つ連続的に調整でき、慣性モーメントの調整精度を向上することができる。よって、てんぷ40の振動周期の温度依存性を抑制でき、温度変化によって歩度が変化し難い、温度補償性能に優れたてんぷ40とすることができる。
また、重り用ねじ61を取り付け直す必要がないので、捩じ込み量の変化等に起因する取付け誤差による慣性モーメントのバラツキを抑制することができる。よって、慣性モーメントの変化率の調整管理を容易にし、調整作業に要する工数を低減することができる。同時に、重り用ねじ61を取り付け直す場合には、てんぷ40全体のバランスを調整し直す作業が必要であるが、この作業も不要になるので、簡便で連続的な温度補正を行える。
しかも、一対の重り用ねじ61は、軸線Oを挟んで径方向に向かい合うようにてん輪52に固定されているので、この点においてもてんぷ40の回動バランスが崩れ難い。また、一対の重り用ねじ61を同時に同方向且つ同量だけ周方向に移動できるので、温度補正作業を非常に簡便に行える。
更に、アーム部51とてん輪52とを周方向に相対移動させるだけの簡便な作業で、アーム部51と重り用ねじ61とを周方向に相対移動できるので、この点においても容易に温度補正作業を行うことができると共に、調整精度をより向上させ易い。また、凹部60及び連結ねじ56で調整機構65を構成できるので、構成の簡略化を図り易い。
更に、このムーブメント10を具備する本実施形態の機械式時計1によれば、同様に歩度の誤差の少ない高品質な時計となる。
また、凹部60をてん輪52ではなくアーム部51の対向壁部51bに形成し、凸部を対向壁部51bではなくてん輪52に形成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏効することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第1実施形態では、アーム部51とてん輪52とが周方向に相対移動可能とされていたが、第2実施形態ではアーム部51とてん輪52とが一体的に連結されている。
図7に示すように、本実施形態のてんぷ(温度補償型てんぷ)70は、アーム部51の対向壁部51bとてん輪52とが連結ねじ71によって一体的に連結されている。また、てん輪52には、アーム部51との連結部分から周方向に離間した位置において、周方向に延びる凹部72が軸線Oを挟んで径方向に向かい合うように形成されている。
そして、てん輪52の内周面側には、各凹部72に対して移動可能に係合する係合片(凸部)73がそれぞれ配置されている。この係合片73は、図7及び図8に示すように、てん輪52の曲率に倣った平面視円弧状に形成された板片であり、周方向の中央部にはねじ孔73aが形成されている。また、この係合片73には、凹部72内に係合する係合突起73bが突設され、例えばねじ孔73aを間に挟むように周方向に間隔を開けて配置されている。
このように構成された本実施形態のてんぷ70によれば、重り用ねじ61を緩めることで、係合片73を凹部72に沿って周方向に移動させることができ、これによりアーム部51と重り用ねじ61とを周方向に相対移動させることができる。従って、第1実施形態と同様に、簡便に慣性モーメントの温度補正作業を行うことができると共に、無段階且つ連続的に行えるので調整精度を向上させることができる。また、凹部72及び係合片73で調整機構74を構成できるので、やはり構成の簡略化を図ることができる。
なお、重り用ねじ61を周方向に移動させる場合には、軸線Oを挟んで径方向に常時向かい合うように、同方向に同量だけ移動させれば良い。
次に、本発明に係る第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第1実施形態では、てん輪52が一部品とされていたが、第3実施形態ではてん輪52が二部品によって形成されている。
図9に示すように、本実施形態のてんぷ(温度補償型てんぷ)80は、てん輪52が、アーム部51に取付けられる第1てん輪81と、重り用ねじ61が設けられると共に第1てん輪81に対して相対回転可能に取付けられる第2てん輪82と、で二重のリング状に構成されている。
そして、重り用ねじ61は、第1てん輪81の径方向の外側から、該第1てん輪81を挟むように凹部84を通じて第2てん輪82に螺着されている。この際、重り用ねじ61は、軸線Oを挟んで径方向に向かい合うように第2てん輪82に固定されている。
なお、本実施形態の場合には、第1てん輪81及び第2てん輪82が調整機構85としても機能する。
このように構成された本実施形態のてんぷ80によれば、重り用ねじ61を緩めた後、第1てん輪81と第2てん輪82とを相対回転させるだけの簡便な作業で、第2てん輪82に固定されている重り用ねじ61を周方向に移動させることができ、これにより重り用ねじ61とアーム部51とを周方向に相対移動させることができる。従って、簡便に慣性モーメントの温度補正作業を行うことができると共に、無段階且つ連続的に行えるので調整精度を向上させることができる。
更に、重り用ねじ61は、軸線Oを挟んで径方向に向かい合うように第2てん輪82に固定されているので、この点においてもてんぷ80の回動バランスが崩れ難い。しかも、一対の重り用ねじ61を同時に同方向且つ同量だけ周方向に移動できるので、温度補正を非常に簡便に行える。
次に、本発明に係る第4実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第4実施形態においては、第3実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第3実施形態では、第1てん輪81が第2てん輪82よりも径方向の外側に配置されていたが、第4実施形態では、第2てん輪82が第1てん輪81よりも径方向の外側に配置されている。
図10及び図11に示すように、本実施形態のてんぷ(温度補償型てんぷ)90は、第1てん輪81が第2てん輪82よりも径方向の内側に配置されており、アーム部51の下側から取付けられた連結ねじ91によって該アーム部51における径方向の両端部に一体的に連結されている。なお、アーム部51は、第1てん輪81よりも径方向の外側に向けて突出しており、第2てん輪82を下方から支持している。
また、重り用ねじ61は、図10〜図12に示すように、軸線Oを挟んで径方向に向かい合うように第2てん輪82に固定されていると共に、第2てん輪82を第1てん輪81との間で挟持している。
このように構成された本実施形態のてんぷ90によれば、重り用ねじ61を緩めた後、第1てん輪81と第2てん輪82とを相対回転させるだけの簡便な作業で、第2てん輪82に固定されている重り用ねじ61を周方向に移動させることができ、これにより重り用ねじ61とアーム部51とを周方向に相対移動させることができる。
従って、第3実施形態と同様に、簡便に慣性モーメントの温度補正作業を行うことができると共に、無段階且つ連続的に行えるので調整精度を向上させることができる。
特に、第1てん輪81と第2てん輪82とが、第1爪部81a及び第2爪部82aを介して互いに全周に亘って係合し合っているので、第1てん輪81と第2てん輪82とを同調させながら変形させ易い。
また、本実施形態の場合であっても、第1てん輪81とアーム部51とを一体的に連結することができるので、てん真50とてん輪52とを同軸上により精度良く配置でき、てんぷ90の回動バランスを向上させ易い。更に、重り用ねじ61は、軸線Oを挟んで径方向に向かい合うように第2てん輪82に固定されているので、この点においてもてんぷ90の回動バランスが崩れ難い。
しかも、一対の重り用ねじ61を同時に同方向且つ同量だけ周方向に移動できるので、温度補正を非常に簡便に行える。なお、本実施形態の場合には、重り用ねじ61を軸線O回りに360度自由に回転させることが可能である。
1…機械式時計
10…ムーブメント(時計用ムーブメント)
22…香箱車
30…脱進機構
40、70、80、90…てんぷ(温度補償型てんぷ)
41…ひげぜんまい(てんぷばね)
50…てん真
51…アーム部
52…てん輪
56…連結ねじ(凸部)
60、72…凹部
61…重り用ねじ(重量部)
65、74、85…調整機構
73…係合片(凸部)
81…第1てん輪
82…第2てん輪
Claims (10)
- 軸中心に回動するてん真と、
前記てん真の径方向に沿って延びるアーム部を介して前記てん真に取り付けられ、該アーム部の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する環状のてん輪と、
前記てん輪に設けられた重量部と、
前記アーム部と前記重量部とを、前記てん真の周方向に相対移動可能とさせる調整機構と、を備えていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項1に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記アーム部は、前記てん輪よりも熱膨張率が大きいことを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項1又は2に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記調整機構は、
前記アーム部及び前記てん輪のうちの一方に設けられた凸部と、
前記アーム部及び前記てん輪のうちの他方に設けられ、前記周方向に沿って延びる凹部と、を備え、
前記凸部が前記凹部に対して移動可能に係合することで、前記アーム部と前記重量部との前記周方向への相対移動を可能とさせていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項1又は2に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記調整機構は、
前記てん輪に形成され、周方向に沿って延びる凹部と、
前記凹部に対して移動可能に係合する凸部と、を備え、
前記重量部は、前記凸部に対して固定されていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項1又は2に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記てん輪は、
前記アーム部に取り付けられる第1てん輪と、
前記重量部が設けられると共に、前記第1てん輪に対して相対回転可能に取り付けられる第2てん輪と、を備え、
前記調整機構は、
前記第1てん輪と前記第2てん輪とを相対回転させることで、前記アーム部と前記重量部との前記周方向への相対移動を可能とさせていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項5に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記第1てん輪は、前記第2てん輪よりも径方向の外側に配置され、
前記第1てん輪には、周方向に沿って延びる凹部が形成され、
前記重量部は、前記第1てん輪の径方向の外側から前記凹部を通じて前記第2てん輪に固定されるねじ部材とされていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項5に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記第1てん輪は、前記第2てん輪よりも径方向の内側に配置され、
前記重量部は、前記第2てん輪に固定されると共に、前記第1てん輪を径方向の外側から押圧するねじ部材とされていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の温度補償型てんぷにおいて、
前記てん輪に対して、該てん輪が一定の振動周期で回動するための動力を伝えるてんぷばね備え、
前記てんぷばねは、ばね定数が温度上昇に伴って小さくなる材料で形成されていることを特徴とする温度補償型てんぷ。 - 動力源を有する香箱車と、
前記香箱車の回転力を伝達する輪列と、
前記輪列の回転を制御する脱進機構と、
前記脱進機構を調速する請求項1に記載の温度補償型てんぷと、を備えることを特徴とする時計用ムーブメント。 - 請求項9に記載の時計用ムーブメントを備えることを特徴とする機械式時計。
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