JP2017044487A - 機械式時計の脱進機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体プロセス技術を用いて作製されたガンギ歯車や、アンクル体は、その外周部に傾斜形状を有し、ガンギ歯車とアンクル体の鋭角部が割れや欠けの原因となっていた。また、ガンギ車とアンクルとの噛合い量を調整することが困難であった。
【解決手段】本発明の機械式時計の脱進機は、ガンギ車１５及びアンクル１６を有する機械式時計の脱進機であって、ガンギ車１５及びアンクル１６両方の外周部断面形状が鋭角部４０、４２と鈍角部４１、４３とを有する傾斜端面形状であり、鋭角部又は鈍角部が上下逆となるようにガンギ車１５とアンクル１６とを配置し、ガンギ車１５とアンクル１６とを鋭角部４０、４２が互いに接触しない位置に配置しているため、ガンギ車１５及びアンクル１６の割れや欠けを防止でき、容易にガンギ車１５とアンクル１６との噛合い量を調整することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械式時計の脱進機及びその製造方法に関する。

機械式時計の歯車に深堀反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）や電鋳（ＬＩＧＡ）などの半導体プロセス技術を用いて作製されたものが知られている。これらの小型部品は、半導体プロセス技術を経て、外周部に傾斜が形成されている（例えば、特許文献１）。
半導体プロセス技術で作製された時計部品には、歯車の他に、脱進機のガンギ車やアンクル体も作製されていることが知られている。これらのアンクルは、アンクル爪をアンクル体と一体化し、アンクル爪まで含めて半導体プロセス技術を用いて作製されたものも知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−０６４５７５号公報（第１頁、図３） 特表２０１３−５２４２０１号公報（第１頁、図１）

特許文献１では、半導体プロセス技術を用いて作製された歯車の外周部に傾斜面が３ｄｅｇ〜６ｄｅｇ形成されていることが記載されている。これらの傾斜は歯車の接触部において、割れや欠けの原因となりうる事が懸念される。特に、機械式時計の脱進機において外周部に傾斜を有するガンギ歯車や、アンクル体が使用された場合は脱進機が一般に、１秒あたり３〜５回と頻繁に動作しているため、摺動部における割れや欠けが起こりやすい。

一般に、アンクルの爪の出量を変化させると、ムーブメントの振幅が変化する。これは、ガンギ車とアンクルの爪の噛み合い量が変化すると、ガンギ車からアンクルへ伝達されるトルクの総量が変化し、結果としてテンプに伝達されるトルクの総量が変化するためである。例えば、アンクルの爪の出量を小さくし、ガンギ車とアンクルの爪の噛み合いを浅くすると、ガンギ車の停止解除に要するトルクが軽減するため、ガンギ車からアンクルへ伝達されるトルクの総量は増える。従って、テンプへ伝達されるトルクの総量も増大し、結果としてムーブメントの振幅は増加する。逆に、アンクルの爪の出量を大きくし、ガンギ車とアンクルの爪の噛み合い量を深くするとムーブメントの振幅は減少する。

アンクルの爪の出量とムーブメントの振幅の変化の関係は、ムーブメントにより異なり、一般に、アンクルの爪の出量を２〜３μｍ変化させると、ムーブメントの振幅は１０〜２０ｄｅｇ程度変化するが、特許文献２に記載されているような、半導体プロセス技術を用いて作製されたアンクルにおいて、アンクル体と爪が一体で形成されたものは、爪の出量を変化させることができない構造になっている。このため、ムーブメントの振幅値を調整する際に、爪の出量による振幅調整が困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、半導体プロセス技術を用いて作製された、外周部に傾斜端面形状を有するガンギ歯車とアンクル体において、ガンギ歯車とアンクル体の摺動部における割れや欠けの発生を抑え、かつ、ガンギ歯車とガンギかな、またアンクル体とアンクル真の取り付け位置を調整し、ガンギ歯車外周部とアンクル体外周部の対向する傾斜面の配置方法を定めてからムーブメントに組み入れることで、ガンギ車
とアンクルの爪の噛み合い量を調整することができる脱進機を備えたムーブメントを提供することである。

本発明の機械式時計の脱進機の製造方法は、ガンギ歯車を有するガンギ車と、アンクル体を有するアンクルとを備えた機械式時計の脱進機の製造方法であって、外周部断面形状が鋭角部と鈍角部とを有する傾斜端面形状の、ガンギ歯車及びアンクル体を用意する工程と、ガンギ歯車とアンクル体とを鋭角部又は鈍角部が上下逆で、かつ、傾斜端面同士が当接するように配置する工程と、ガンギ歯車及びアンクル体の穴に軸芯を配置する工程と、ガンギ歯車又はアンクル体を上方又は下方に移動させガンギ歯車とアンクル体との噛合い量を調整する工程と、ガンギ歯車及びアンクル体と軸芯とを固定する工程とを有することを特徴としている。

本発明の機械式時計の脱進機は、ガンギ車及びアンクルを有する機械式時計の脱進機であって、ガンギ車及びアンクルの互いの外周部断面形状が鋭角部と鈍角部とを有する傾斜端面形状であり、鋭角部又は鈍角部が上下逆となるようにガンギ車とアンクルとを配置していることを特徴としている。

さらに、ガンギ車とアンクルとを鋭角部が互いに接触しない位置に配置することでガンギ車又はアンクルの割れや欠けを防止することができる。

本発明の機械式時計の脱進機及びその製造方法では、ガンギ歯車とアンクル体の接触部において、鋭角部が接触しない構造になっていることから、接触部において割れや欠けの発生を低減でき、ガンギ歯車とアンクル体の接触距離をガンギ歯車のガンギかなへの取り付け位置又はアンクル体のアンクル真への取り付け位置を調整することで、ガンギ歯車とアンクル体の噛合い量を変えることができるため、機械式時計のムーブメントの振幅値を容易に調整することができる。

本発明の実施形態における機械式時計のムーブメントを示す斜視図である。 本発明の実施形態における機械式時計の脱進機を示す斜視図及び側面図である。 本発明の実施形態における脱進機の組立工程の一部を示す側面図である。 本発明の実施形態における脱進機の調整工程の一部を示す側面図である。 本発明の実施形態におけるガンギ歯車の取り付け高さとアンクルの爪出量の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る機械式時計のムーブメントについて、図面を用いて説明する。

図１は、機械式時計の内部に収容された本発明の実施形態であるムーブメント１００を示す斜視図である。図１のムーブメント１００は、香箱車１１と、二番車１２と、三番車１３と、四番車１４と、ガンギ車１５及びアンクル１６と、テンプ１７と、地板及び受け部材（図示せず）と、を備えている。

香箱車１１は内部にぜんまいを有し、巻き上げられたぜんまいが解けることによってトルクを発生し、この時計の動力源となっている。二番車１２、三番車１３及び四番車１４は、香箱車１１のぜんまいが発生したトルクにより回転する香箱車１１の回転を順次伝達する。ガンギ車１５及びアンクル１６は脱進機を構成している。テン真１８回りに振動するテンプ１７は調速機を構成している。テンプ１７は、テン真１８で支持された環状部分
を有するテンワ１９とひげぜんまい２０とを備えている。

地板及び受け部材は、これら香箱車１１、二番車１２、三番車１３、四番車１４、ガンギ車１５及びテンプ１７を、回転可能に上下で支持している。図１においては、地板、受け部材の記載を省略している。受け部材は、香箱車１１を支持する香箱受けと、二番車１２、三番車１３、四番車１４及びガンギ車１５を支持する輪列受けと、テンプ１７を支持するテンプ受けとを備えている。

次に、上記記載のムーブメント１００に組込まれる本発明の機械式時計の脱進機について図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。

図２（ａ）は、ムーブメント１００の中の、ガンギ車１５とアンクル１６の斜視図を示している。ガンギ歯車２５及びアンクル体２６は共にＤＲＩＥやＬＩＧＡなどの半導体プロセス技術を用いて作製されている。ガンギ歯車２５とアンクル体２６の軸芯となるガンギかな３０及びアンクル真３１は、金属で形成されており、ガンギ歯車２５とアンクル体２６とは接着剤により固定されている。ガンギ歯車２５とアンクル体２６の材質はＳｉやＮｉ等で形成されており、ガンギ歯車２５の厚みを２００μｍ、アンクル体２６の厚みを４００μｍとした。アンクル体２６は、アンクル体２６の一部にアンクル爪が一体形成されている構造になっている。ガンギ歯車２５及びアンクル体２６の外周部断面形状は、半導体プロセス技術を用いて形成することによって生じる傾斜端面形状を有しており、５ｄｅｇ前後の傾斜が形成されている。

図２（ｂ）に上記機械式時計の脱進機の模式的な側面図を示す。図２（ｂ）に示すように機械式時計の脱進機を構成しているガンギ車１５とアンクル１６の外周部断面形状は、傾斜端面形状のため、外周部にガンギ歯車２５の鋭角部４０及び鈍角部４１と、アンクル体２６の鋭角部４２及び鈍角部４３とが存在する。ガンギかな３０及びアンクル真３１は銅系や鉄系の金属でできており、ガンギかな３０又はアンクル真３１の直径をガンギ歯車２５又はアンクル体２６に設けられた穴径よりも小さくしておくことで、それぞれの部品が遊嵌した状態で配置でき、ガンギ歯車２５とアンクル体２６はガンギかな３０又はアンクル真３１の軸方向に対して可動できるものである。ガンギ歯車２５、アンクル体２６はガンギかな３０、アンクル真３１の軸方向に対する位置を決定した後、接着剤により固定されている。

ガンギ歯車２５とアンクル体２６の爪部分は脱進機として動作するように噛合っており、テンプ１９に対して往復運動するための力を与え続けるとともに、テンプ１９からの規則正しい振動で輪列を制御している。

さらに、ガンギ歯車２５とアンクル体２６とは、割れや欠けが発生しやすいガンギ歯車２５の鋭角部４０と、アンクル体２６の鋭角部４２とが接触しないように配置しており、ガンギ歯車２５とアンクル体２６の形状が変わることなく安定して動作させることが可能な構造となっている。

以下に、本発明における機械式時計の脱進機の製造方法について説明する。図３は、ガンギ歯車２５とガンギかな３０及びアンクル体２６とアンクル真３１の配置及び固定方法の一部を示す模式的な側面図である。

図３に示すように、ガンギ歯車２５に設けられた穴とガンギかな３０とを遊嵌した状態で配置し、アンクル体２６に設けられた穴とアンクル真３１とを遊嵌した状態で配置する。このときガンギ歯車２５とアンクル体２６の外周部に形成されている傾斜端面形状が上下逆向きとなるように配置する。
ここで、ガンギかな３０及びアンクル真３１の軸方向をｚ方向とし、図中の上方向を＋方向、図中の下を−方向とすると、ガンギ歯車２５とアンクル体２６は、上述の通り遊嵌した状態であるので、ｚ方向に対して可動できる状態である。

次に、アンクル１６をムーブメント１００に組み込んだときに、アンクル体２６の位置がテンプ１７の振り石と接触して脱進機として動作する位置となるように、アンクル体２６をアンクル真３１に対してｚ軸方向に移動させ、接着剤により固定を行う。

続いて、図２（ｂ）に示すように、ガンギ車１５とアンクル１６をムーブメント１００に組み込んだときに、ガンギ歯車２５がアンクル体２６と接触して脱進機として動作する位置となるようにｚ軸方向に移動させ、接着剤により固定を行う。
このときガンギ歯車２５とアンクル体２６とは、ガンギ歯車２５の鋭角部４０と、アンクル体２６の外周部の鋭角部４２が接触しないように、ガンギ歯車２５のガンギかな３０に対する位置を調整する。従って、ガンギ歯車２５とアンクル体２６の接触位置は、常にガンギ歯車の鈍角部４１側とアンクル体の鈍角部４３側になる。本実施形態では、ガンギ歯車２５の厚みの中央位置に、アンクル体２６の底面の高さが一致するように配置した。

以上のような配置方法により、ガンギ歯車２５とアンクル体２６の接触部分において、ガンギ歯車２５の鋭角部４０とアンクル体２６の鋭角部４２が互いに接触しない構造とすることができ、ガンギ歯車２５とアンクル体２６の外周部の割れや欠けを防ぐことができる。

本実施形態では、ガンギ歯車２５の鋭角部４０をｚ軸方向の−側とし、アンクル体２６の鋭角部４２をｚ軸方向の＋側とする例を記載したが、ガンギ歯車２５の鋭角部４０をｚ軸方向の＋側とし、アンクル体２６の鋭角部４２をｚ軸方向の−側とする上下逆の配置としてもよい。

また、本実施形態では、アンクル体２６を先に固定し、後からガンギ歯車２５をガンギかな３０に対してｚ軸方向に移動させて組み立てているが、振り石とアンクル体２６の位置を考慮して、先にガンギ歯車２５をガンギかな３０に固定し、後からアンクル体２６をアンクル真３１に対してｚ軸方向に移動させて組み立てることも可能である。

次に、上記記載のガンギ歯車２５又はアンクル体２６のｚ軸方向の位置を決定する工程でのガンギ歯車２５とアンクル体２６との噛合い量（貴石を用いた一般的なアンクルにおけるアンクル爪の出量に相等）を調整する方法について図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明する。

図４（ａ）は、図２（ｂ）で示したガンギ歯車２５及びアンクル体２６の配置に対して、アンクル体２６の爪部分の出量を大きくする場合の調整の様子を模式的に示している。なお、図４（ａ）中の点線は、図２（ｂ）におけるガンギ歯車２５の位置を示している。ガンギ歯車２５のガンギかな３０に対する取り付け位置を図２（ｂ）のガンギ歯車２５の位置に対してｚ軸方向の＋側に移動させることでガンギ歯車２５と、アンクル体２６の爪部分とが深く噛合った状態とすることができる。

図４（ｂ）では、図２（ｂ）で示したガンギ歯車２５及びアンクル体２６の配置に対して、アンクル体２６の爪部分の出量を小さくする場合の調整の様子を模式的に示している。なお、図４（ｂ）中の点線は、図２（ｂ）におけるガンギ歯車２５の位置を示す。ガンギ歯車２５のガンギかな３０に対する取り付け位置を図２（ｂ）のガンギ歯車２５の位置に対して、ｚ軸方向の−側に移動させることで、ガンギ歯車２５と、アンクル体２６の爪部分とが浅く噛合った状態とすることができる。

このように、図４（ａ）又は図４（ｂ）で示したように、ガンギ歯車２５の固定位置をｚ方向に変化させることで、ＤＲＩＥやＬＩＧＡなどの半導体プロセス技術を用いて作製されたガンギ歯車２５とアンクル体２６を用いた場合でも、通常の脱進機においてアンクル爪の出量を調整するのと同様にガンギ歯車２５とアンクル体２６との噛合わせの深さを調整することが可能となる。ガンギ歯車２５の固定位置を決めた後は、ガンギ歯車２５とガンギかな３０とを接着剤により固定する。

本実施形態では、アンクル体２６を先に固定し、後からガンギ歯車２５をガンギかな３０に対して移動させて組み立てているが、振り石とアンクル体２６の位置を考慮して、先にガンギ歯車２５をガンギかな３０に固定し、後からアンクル体２６をアンクル真３１に対して移動させて組み立てることも可能である。

図５は、本実施形態におけるガンギ歯車２５のｚ軸方向の位置を＋側及び−側に変化させたときの、アンクル体２６の爪部分の出量を示すグラフである。図５に示すように、ガンギ歯車２５のガンギかな３０への取り付け高さを変化させることでアンクルの爪部分の出量を容易に変化させられることがわかる。

上記説明のガンギ歯車２５及びアンクル体２６と軸芯となるガンギかな３０及びアンクル真３１との位置調整は、ガンギ車１５及びアンクル１６をムーブメント１００に組込む前に調整してもよいし、ムーブメント１００に組込む段階で調整してもよい。

このように、本発明の機械式時計の脱進機及びその製造方法では、ガンギ歯車２５とアンクル体２６との接触部をガンギ歯車２５の鈍角部４１側及びアンクル体２６の鈍角部４３側とすることができ、割れや欠けの発生しやすいガンギ歯車２５及びアンクル体２６の鋭角部を摺動させずに脱進機として動作させる構造とすることができる。さらに、ガンギ歯車２５とアンクル体２６の爪部分との噛み合い量をガンギ歯車２５又はアンクル体２６を軸芯となるガンギかな３０又はアンクル真３１に配置する高さによって調整できるため、ムーブメント１００の振幅値の調整が容易な機械式時計の脱進機を得ることができる。

１１ 香箱車
１２ 二番車
１３ 三番車
１４ 四番車
１５ ガンギ車
１６ アンクル
１７ テンプ
１８ テン真
２０ ひげぜんまい
１９ テンワ
２５ ガンギ歯車
２６ アンクル体
３０ ガンギかな
３１ アンクル真
４０ ガンギ歯車の鋭角部
４１ ガンギ歯車の鈍角部
４２ アンクル体の鋭角部
４３ アンクル体の鈍角部
１００ ムーブメント

Claims (3)

1. ガンギ歯車を有するガンギ車と、アンクル体を有するアンクルとを備えた機械式時計の脱進機の製造方法であって、
   外周部断面形状が鋭角部と鈍角部とを有する傾斜端面形状の、前記ガンギ歯車及び前記アンクル体を用意する工程と、
   前記ガンギ歯車と前記アンクル体とを前記鋭角部又は前記鈍角部が上下逆で、かつ、前記傾斜端面同士が当接するように配置する工程と、
   前記ガンギ歯車及び前記アンクル体の穴に軸芯を配置する工程と、
   前記ガンギ歯車又は前記アンクル体を上方又は下方に移動させ前記ガンギ歯車と前記アンクル体との噛合い量を調整する工程と、
   前記ガンギ歯車及び前記アンクル体と前記軸芯とを固定する工程とを、有する
   ことを特徴とする機械式時計の脱進機の製造方法。
2. ガンギ車及びアンクルを有する機械式時計の脱進機であって、
   前記ガンギ車及び前記アンクルの互いの外周部断面形状が、鋭角部と鈍角部とを有する傾斜端面形状であり、
   前記鋭角部又は前記鈍角部が上下逆となるように前記ガンギ車と前記アンクルとを配置している
   ことを特徴とする機械式時計の脱進機。
3. 前記ガンギ車と前記アンクルとを前記鋭角部が、互いに接触しない位置に配置している
   ことを特徴とする請求項２に記載の機械式時計の脱進機。
   

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