JP2013512427A

JP2013512427A - 高効率脱進機

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Publication number: JP2013512427A
Application number: JP2012540511A
Authority: JP
Inventors: セルジオ・フェラーラ; フィアンメッタ・フェラーラ; カルロ・フェラーラ
Original assignee: セルジオ・フェラーラ; フィアンメッタ・フェラーラ
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2013-04-11
Also published as: US8579498B2; WO2011064682A1; IT1396734B1; EP2504737B1; CN102782592A; US20130176830A1; ITRM20090621A1; EP2504737A1; RU2012122312A

Abstract

角度減少手段（２４，３１，３３）を含む時計のための機械装置は、ギア（１）の運動を調整するレバー（２）の振幅を減少させる構成である。

Description

本発明は、特に時計学 (horology) の分野に応用して好適な、調整された連続的な回転運動を生む機械装置に関する。

ギアの連結使用と“脱進機”と呼ばれる機械装置とに基づいて、連続的な回転運動を調整された回転運動に変換する機構を利用する技術は公知である。これら機械装置は、ギアの１つの歯部を押すステップをギアの別の歯部をロックするステップに対して交互に行う。最も広く知られている脱進機は、王冠のような歯状及び隆起縁部を有するホイールと、軸に対して直角の且つ冠歯車の縁部に対して横断するシャフトと、からなる、いわゆる冠歯車式脱進機 (crown wheel escapement)、或いは、該冠歯車式脱進機に類似するが、バージ (verges) が冠歯車に載らず、軸をロックするが、単にそこに噛合するという点で異なるアンクル脱進機 (anchor escapement) である。さらに、運動を維持するために振動子にエネルギーを伝達するための役割から、速度を調節する役割を分けるように、王冠の歯部とバージとを共通形状とした、いわゆる“直進式”脱進機 (deadbeat escapement) は公知である。

脱進機に関する種々の改良案が提案されているが、それらの多くは、等時性、すなわち連続的な回転運動を可能な限り一定の周期を有する調整された回転運動に変換する性能に関して改善の余地の可能性を伴う。

従って、本発明によって解決される技術的課題は、上述した等時性特性を改善することが可能である機械装置を提供し、従来技術に関する改善の余地を得ることである。

上記課題は、請求項１に記載される機械装置によって解決される。

本発明の好ましい特徴は、その従属項に記載されている。

本発明は、いくつかの関連した利点をもたらす。

主な利点は、ギアとバランスホイールとをそれらの間に関節的接合される２つの構成要素に接続することに一般的に使用されるレバーを倍にすることによって、プロセス全体の効率を向上しつつ、レバーとバランスホイールとの間の接続に角度減速比を成立させることを可能にする、提案されるシステムにある。

本発明の別の利点、特性及び稼働方法は、実施例を用いて、且つ、限定的な目的でなく与えられるそのいくつかの実施形態における以下の詳細な説明で明らかにされる。参照符号は、添付される図面の図に付与される。

本発明による機械式脱進装置の第１実施形態の平面図を示す。本発明による機械式脱進装置の前記第１実施形態の側面図を示す。本発明による機械式脱進装置の稼働ステップの平面図を示す。本発明による機械式脱進装置の稼働ステップの平面図を示す。本発明による機械式脱進装置の稼働ステップの平面図を示す。本発明による機械式脱進装置の稼働ステップの平面図を示す。本発明による機械式脱進装置の稼働ステップの平面図を示す。本発明による装置の変形例の詳細図を示す。本発明による装置の第２実施形態の詳細図を示す。本発明による装置の第２実施形態の詳細図を示す。第２実施形態による異なる稼働ステップでの装置を示す。第２実施形態による異なる稼働ステップでの装置を示す。第２実施形態による異なる稼働ステップでの装置を示す。第２実施形態による異なる稼働ステップでの装置を示す。第２実施形態による異なる稼働ステップでの装置を示す。

まず図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態による機械式脱進装置が、全体として符号５で示される。

機械式脱進装置５は、連続的な回転運動を、高精度の等時性を特徴とする調整された回転運動に変換することに適している。

第１実施形態を示す図１及び図２の機械式脱進装置５は、主として機械式時計の分野で使用するために発明される。

機械式脱進装置５は、バランスホイール４、ロッド３、傾斜レバー２及び回転部材１を含む。

全体として符号１で示される回転部材は、第１回転軸１２回りで回転するよう構成されており、且つ、全体として符号１１で示される周辺係合（連結）手段、特に歯部を含む。

この第１実施形態によれば、前記回転部材はギア１から成る。ギア１は、その中央部１２で回動され、且つ、アーム１３及び外部ハイポイド歯部１１により特徴付けられる。全体として符号２で示される傾斜レバーは、係合手段２１及び２２を介して前記回転部材１の歯部１１と噛合する構成である。

傾斜レバー２は、第２回転軸２３回りに傾斜させられる。好ましい実施形態において、係合手段２１，２２は、２つの歯部２１，２２である。これら２つの歯部２１，２２は、ギア歯部と噛合することを保証する構成とされ、且つこれら歯部は、ギア１における歯部の１つと交互に係合する。レバーの一様な振動は、ギア１の回転運動の調整をもたらす。

この第１実施形態によれば、装置は、ロッド３をさらに含む。このロッド３は、前記バランスホイール４によって動かされると、第２回転軸３３回りに振動する構成である。公知なように、バランスホイールは、外力の影響を受けて、及び、弾性復帰手段のために、それ自体の軸回りに振動する可能性がある。バランスホイールのこの作用は、当業者に公知なので、本明細書では詳細に説明されない。

バランスホイール４は、指部４３を含む。この指部４３は、振動中に、前記ロッド３の端部と接触し、ロッドを回転軸３３回りに回転させ、同様にロッド３の振動を行わせる。

本発明による装置は、ロッド３を前記レバー２に接続させる構成である関節的接合手段 (articulation means) ２４，３１，３３をさらに含む。

上記関節的接合手段２４，３１，３３は、ロッド３の振動をレバー２へ伝達し、次いでレバー２を第１回転軸２３回りに振動させる。

また、関節的接合手段２４，３１，３３は、前記ロッド３の振動と前記レバー２の振動との間の角度減少比 (angular reduction ratio) がなされるよう構成されている。

好ましくは、ロッド３は、振動時にずれることが防止されるよう、２つの制限部材５１及び５２によって制限される。

ロッド３は、細長い形状からなり且つ２つの端部を有する。

本発明による機械装置の好ましい実施形態によれば、関節的接合手段２４，３１，３３は、レバー２及び前記ロッド３の間の相対的な回転並進 (rototranslation) を可能とする回転関節部を有した機械式結合部を含む。

特に、関節的接合手段２４，３１，３３は、前記ロッド３と一体であるカム３１を含む。

カム３１は、好ましくは円筒状外形を有し、且つ、ロッド３自体の第１端部において、ロッド３と一体に且つ第２回転軸３３に対して偏心して取り付けられている。

ロッド３の第２端部３２は、前記バランスホイール４との、特にバランスホイールと一体とされた指部４３との接触を可能とするように、例えばＶ形状など分岐形状を有する。

さらに、バランスホイール４は、歯部４１を備える。歯部４１は、前記ギアと係合するために回転部材１と接触することにより回転部材１からの運動を受ける構成とされている。この第１実施形態によれば、バランスホイールは、一体であり同軸であるが同一平面上にはない一組の円盤を含む。２つの円盤の第２円盤４４は、バランスホイール上に設置される指部４３において、所定の外形とされている。

ロッド３は、その分岐端部３２の中央部において、円盤４４の外形と接触する構成であるキー３４を含む。これは、バランスホイールの振動中に、ロッド３の望ましくない回転を制限するよう構成されている。ロッド３が振動できる唯一の瞬間は、キー３４が円盤４４の形状に対応するときである。

この第１実施形態によれば、常に、傾斜レバー２の両側端部の一方は、ヨーク構造（形状）２４を有する。このヨーク構造（形状）２４は、前記傾斜レバー２と前記ロッド３との間の円筒状関節結合を保証する。

ヨーク２４は、カム３１を囲むようになっている。このカム３１は、回転軸３３に対して偏心して回転することによってレバー２の対応する回転を引き起こす。偏心は、ロッドの回転と対応するレバーの回転との間の望ましい減速比を生じさせる。

以下、機械式脱進装置５の稼働を説明する。

本発明の要旨である機械式脱進装置は、以下に説明されるように稼働する。

図３Ａに示される第１ステップでは、バランスホイール４は、図３Ａの視点に対して時計回りに回転することによって、分岐部分３２の“Ｖ”の中央部に合わせるように、指部４３を導く。

付随して、バランスホイール４の回転は、歯部４１をギア１の歯部１１に接近させる。指部４３は、分岐部分３２を押すことによって、図３Ｂに示されるその反時計回りの回転を引き起こす。

分岐部分３２は回転関節的接合によってカム３１に接続される。ゆえに、ロッド３は、図３Ｂに示されるように反時計回りに回転する。

前記関節的接合は、２つの部材２及び３の間の回転並進を可能にし、且つ、前記カム３１の回動における偏心に起因するレバー２に対するロッド３の振幅における角度減少により行われる。

特に、約４５°の幅を有する前記ロッド３の振動は、前記減少手段を通じて、前記レバー２の約５°の振動に減少される。

図３Ｂは、前記歯部１１及び４１の間の接触を通じて、前記ギア１が前記バランスホイール４を押すステップを同様に示す。前記押すことに付随して、バランスホイール４は、反時計回りに回転し、指部４３は、図３Ｃに示されるように、前記ロッド３の分岐部分３２に対して押圧する。したがって、ロッド３は、時計回りに回転する。

回転関節的接合の作用によって、前記ロッド３の時計回りの回転は、レバー２の時計回りの回転を引き起こす。このレバー２の時計回りの回転は、ギア１と係合するように前記歯部２１を導き、図３Ｄに示されるようにギア１の一時的な停止を引き起こす。

図３Ｅにおいて、前記カム３１の時計回りの回転は、時計回りに回転するように前記レバー２を導き、前記歯部２２の結果として生じる接触のために、前記ギア１と係合する。

前記動作ステップは、継続的に繰り返し、それによって歯部２１，２２によって規定されるギアの一時的な停止によって規定される、調整を行う。高効率なシステムであるため、より薄いばねを用いてエネルギーを小さくすることができ、よって、より摩擦が小さく、部品間の摩耗が少なく、且つ耐用寿命が長い。

したがって、機械式脱進装置は、従来の機械式脱進機に対して以下の利点、
・高精度
・より好ましい等時性特性
・結果として生じる時計のより高い自動性とともにより細い且つより長いばねを使用する付加機能をもたらす省エネルギー
・潤滑必要性の排除
・より長い修理間隔
をもたらすことが理解される。

図４は、本明細書で説明された装置のいくつかの構成要素における他の構成を示す。第１実施形態のように、傾斜レバー２の両側端部の一方は、ヨーク構造（形状）２４を有する。このヨーク構造（形状）２４は、傾斜レバー２とロッド３との間の関節的接合を保証する構成である。

さらに、関節的接合手段２４，３１，３３は、ロッド３と一体であり、且つ、偏心回転軸を有するカム部材３１を含む。この偏心回転軸は、ヨーク２４の外部に設置される。それゆえに、ロッド３と並ぶカム３１は、全体としてレバーを形成する。このレバーは、形状２４と協働することによって、説明された結合部と同じ効果を実質的に生み出す。しかしながら、実際には、ロッド３の振動とレバー２の振動との間の角度減少比が行われる。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明による装置の第２実施形態に関する。

この第２実施形態は、全体として装置の稼働原理を全く変更しないが、その構成要素におけるいくつかの構造は、その稼働をより効果的にさせるようなものである。

特に、変更は、主としてレバー１０２とロッド１０３との間の結合部に関する。しかしながら、この結合部は、レバー１０２のヨーク状部分１２４と協働するカム１３１を用いてなされる。

以下では、図６Ａ〜図６Ｅを参照して、本発明による装置のこの第２実施形態の作用を説明するが、すでに上述したものについては、全体としてその作用を詳細に説明することはしない。

図６Ａ〜図６Ｅは、動作サイクルの見本であり、この動作サイクルは、その後、同じことを時間とともに継続的に繰り返す。

図６Ａにおけるステップから開始すると、バランスホイール１０４は、矢印Ｆ１で示されるように反時計回りに回転する。

バランスホイールと一体である指部１４３は、ロッド１０３の動きを妨げ、回転軸１３３回りのカム１３１の回転を引き起こす。

カムの回転には、例えば薄片型などであるばね１５０によって与えられる特定の弾性力が対抗する。

カム１３１の回転は、すでに説明したものと同様に、図において矢印Ｆ２で示される方向に沿ってレバー１０２の回転を規定する。

これにより、係合歯部１２２がギア１０１の歯部１１１から離れるように動いてその係合が外れ、レバー１０２は、図６Ｃに示すように、その対向部１５１が、カム１３１に形成される座部１５２に当接する位置に来る。

図６Ｂ及び図６Ｃは、バランスホイールの指部１４３がロッド１０３から徐々に離脱する到達位置を示す。

続いて、図６Ｄは、ギア１０１の歯部１１１がバランスホイール１０４と一体である指部１４１を止める間のサイクルの中間ステップを示す。したがって、この指部１４１は、ギア１の時計回りの回転にさらに押される。

付随して、レバー１０２は、ギアの歯部１１１の１つの影響に起因して、図において矢印Ｆ３で示されるように反対方向に回転させられる。この歯部１１１の１つは、レバー自体と係合するために係合部材１２１を止める。

これまでの実施形態に関して、係合部材１２１は、ギア１０１の回転を防ぐために設置されないが、レバーの逆向きの回転を引き起こすように、むしろギアの到着歯部１１１のための係合部材を構成するために設置される。

この逆向きの回転は、ギア１０１の次の歯部１１１が到着するときに、ギア１０１の次の歯部１１１を止めることを可能とするように、レバーの歯部１２２を開始位置に導く。

有利なことに、係合部材１２１は、レバーをその開始位置に設置する際に、ギア１０１の回転インパルスの最終的な部分を利用するように、しかもその際、同ホイールが前記バランスホイールに与えている押圧のエネルギーを減少させることのないように設置される。

付随して、バランスホイール１０４は、復帰ばねの影響を受けて、図６Ｅにおいて矢印Ｆ４の方向に沿ってその時計回りの回転を始める。この時計回りの回転は、ロッド１０３を止めるように、従って初めに説明した状態に戻るまでカム１３１を回転させるようにバランスホイールの指部１４３を導く。

この時点でサイクルは完了され、これが繰り返される。

有利には、本発明による装置は、減少比の変更を可能とする機構のような、関節的接合手段を調節するための機構をさらに含んでいてもよい。

そのような調節機構を構成することは、当業者の到達範囲内であるとみなされるが、本発明では確実に極めて簡単な、且つ、これまでの従来技術に対してより好ましい調節を可能とすることに注意するべきである。

以上のように、本発明が全体として、回転運動を調整された回転運動に変換するための機械装置、しかも等時性、エネルギー効率及び精度などの性能の保証されたそのような機械装置を得ることを可能とすることがより好ましく理解されるであろう。

本発明は、その好ましい実施形態を参照して本明細書で説明された。以下の特許請求の範囲の保護範囲によって定義されるように、同発明の概念内にすべて収まる別の実施形態が存在し得ることが理解される。

１，１０１回転歯状部材（ギア）、２，１０２レバー、３，１０３ロッド、４，１０４バランスホイール、５，１０５機械式装置、２１，２２，１２１，１２２係合手段、２４，３１，３３，１２１，１３１，１３３関節的接合手段、３１，１３１カム、３２分岐部分、４３指部、３３，１３３第２回転軸、３４キー、４４円盤、５１，５２制限部材、１２４ヨーク、１５０弾性部材、１５１対向部、１５２座部

Claims

特に時計分野等に応用して好適な、回転歯状部材（１；１０１）の回転運動を調整するための機械装置（５；１０５）であって、
振動運動で動くよう構成されたバランスホイール（４；１０４）と、
第１回転軸（２３；１２３）回りに傾き、且つ、前記回転歯状部材（１；１０１）と協働するよう構成された係合手段（２１；２２；１２１；１２２）を含むレバー（２；１０２）と、
前記バランスホイール（４；１０４）によって動かされると、第２回転軸（３３；１３３）回りに振動するよう構成されたロッド（３；１０３）と、
前記ロッド（３；１０３）を前記レバー（２；１０２）に接続させるよう構成された関節的接合手段であって、その対応する振動を引き起こし、前記ロッド（３；１０３）の振動と前記レバー（２；１０２）の振動との間の角度減少比を行う、関節的接合手段（２４，３１，３３；１２１，１３１，１３３）と、を含み、
前記関節的接合手段（２４，３１，３３；１２１，１３１，１３３）は、前記レバー（２；１０２）と前記ロッド（３；１０３）との間の相対的な回転並進を可能とする構成とされた回転関節的接合を有した機械式結合部を備え、
前記回転関節的接合は、前記レバー（２；１０２）の一端部に配置されたヨーク（２４；１２４）と、前記第２回転軸（３３；１３３）に対して偏心し、前記ロッド（３；１０３）と一体とされ、且つ前記ヨーク（２４；１２４）と協働するカム（３１；１３１）と、の間の相互運動によりなされることを特徴とする機械装置。
前記ロッド（３）は、その端部に、Ｖ状の分岐部分（３２）であって、前記バランスホイール（４）と一体である指部（４３）と接触するよう構成された分岐部分（３２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
前記ロッド（３）は、前記分岐部分（３２）の中央部に、前記バランスホイール（４）と一体、同軸且つ平行である円盤（４４）と接触するよう構成され、且つ、前記ロッド（３）の望ましくない回転を制限するよう構成されたキー（３４）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の機械装置。
前記ロッド（３）は、２つの制限部材（５１，５２）によってそれ自体の運動が制限されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の機械装置。
前記カム（１３１）を復帰させるための弾性部材（１５０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
前記弾性部材（１５０）は、リーフ型ばねであることを特徴とする請求項５に記載の機械装置。
前記ヨーク（１２４）は、作動時に、カム（１３１）上に設けられる座部（１５２）に当接するよう構成された対向部（１５１）を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の機械装置。
前記減少比の変更を可能とするよう構成された前記関節的接合手段（２４，３１，３３；１２１，１３１，１３３）を調節するための機構をさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の機械装置。