JP2017161508A - 温度変動を感知するバイメタルデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】温度変動を感知するバイメタルデバイスを改善する。【解決手段】ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層及び金属ベースの少なくとも１つの第２の層を有するバイメタルデバイス２５、２７に関し、少なくとも１つの第１の層及び少なくとも１つの第２の層は、バイメタルデバイスの曲がりが温度に応じて変わるように、互いに付着するように構成し、バランス車を介して共振器に熱補償を与える。膨脹係数の差は１０〜３０×１０-6Ｋ-1である。【選択図】図５

Description

本発明は、温度変動を感知するバイメタルデバイスに関し、特に、膨脹係数の間の差によって温度変化に応じて曲がりが変わることが可能になるような２つの材料を有するデバイスに関する。
カットアウトされているリムを備えた補償機能付きのバランス車の製造において、バイメタルデバイスを用いることが知られている。このリムは、２つの半リングによって形成されており、その各半リングは、鋼製の第１の層と黄銅製の第２の層が接合されているように構成している。このように形成されたリムは、バランスばねの可撓性に対して温度が与える影響を補償するように、温度が低下すると開き、温度が上昇すると閉じる。
本発明の目的は、上記のバイメタルデバイスの代わりとなるバイメタルデバイスを提案することによって、既知のデバイスの課題のすべて又は一部を克服することである。
このために、本発明は、ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層及び金属ベースの少なくとも１つの第２の層を有するバイメタルデバイスに関し、前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層は、当該バイメタルデバイスの曲がりが温度に応じて変わるように、互いに付着するように構成している。
バイメタルデバイスの膨脹係数の差は、用いる材料に依存して、約１０〜３０×１０-6Ｋ-1である。この差は、約６×１０-6Ｋ-1である鋼−黄銅の対の差よりもはるかに大きく、これによって、このバイメタルデバイスが、より高い温度感受性を有することが可能になる。
さらに、ケイ素ベースの材料と金属ベースの材料を加工して、高い製造精度の種々様々な形のものを作ることができる。例えば、ケイ素ベースの材料に対してドライエッチングをして、ケイ素ベースの材料上に金属ベースの材料を電気鋳造することによって、製造精度を約１μｍとすることができる。
本発明の別の好ましい変形実施形態によると、以下の特徴を有する。
− ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層は、単結晶ケイ素、ドープされた単結晶ケイ素、多結晶ケイ素、ドープされた多結晶ケイ素、多孔性ケイ素、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を有する。
− 前記金属ベースの少なくとも１つの第２の層は、銀、マグネシウム、鉛、タリウム、ニッケル、銅、亜鉛、金、アルミニウム、インジウム又は硬質ゴムを有する。
− 周囲温度と周囲圧力の下で、バイメタルデバイスは、曲がった細長材を形成する。
− 前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層は、ネストを形成することによって及び／又は結合材を用いることによって互いに付着し、及び／又は前記少なくとも１つの第２の層は前記少なくとも１つの第１の層上に電気鋳造される。
− バイメタルデバイスは、このバイメタルデバイスが他の部品上にマウントされることを可能にする、前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層と一体化されている固定用基礎を有する。
− バイメタルデバイスは、前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層のうちの１つの端と一体化されているブロックを有し、これによって、バイメタルデバイスの影響を大きくすることができる。
− バイメタルデバイスは、調整可能な止め手段を有し、これによって、バイメタルデバイスの最小及び／又は最大の曲がりの変化を制限することが可能になる。
− バイメタルデバイスは、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有し、又は反対に、単一の第１の層に付着するように構成している複数の第２の層を有する。
第１の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも１つ有する補償機能付きバランス車に関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、バランス車を介してメイン又は補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
第１の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車は、カットアウトされているリムを有する。このリムは、２つのバイメタルデバイスによって形成されており、それぞれが、少なくとも１つのアームによって中央開口に接続されており、これによって、温度に応じてバランス車の慣性を変える。
第２の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車は、少なくとも１つのアームによって中央開口に接続されている一体化されているリムを有しており、前記少なくとも１つのバイメタルデバイスは、リムにマウントされており、これによって、温度に応じてバランス車の慣性を変える。
第３の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車は、少なくとも１つのアームによって中央開口に接続されている一体化されているリムを有し、前記少なくとも１つのバイメタルデバイスは、前記少なくとも１つのアームにマウントされており、これによって、温度に応じてバランス車の慣性を変える。
第２の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも１つ有する補償機能付きインデックスに関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、インデックス指示を通しての高精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いられることができる。
このようにして、第１の代替実施形態によると、補償機能付きインデックスは、ひげぜんまいを受けるように構成しているギャップを有し、このギャップは、前記少なくとも１つのバイメタルデバイスに接続されており、これによって、温度に応じてギャップの位置を変えることができる。
第２の代替実施形態によると、補償機能付きインデックスには、ひげぜんまいを受けるように構成しているギャップがあり、ギャップの大きさが、前記少なくとも１つのバイメタルデバイスによって制御されており、これによって、温度に応じてギャップを変えることができる。
第３の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも１つ有する温度センサーに関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、高精度な温度測定のために有利に用いることができる。
このように、この温度センサーは、ポインターと、及び前記少なくとも１つのバイメタルデバイスの運動を追跡する可撓性デバイスとを有し、これによって、温度に応じてポインターの位置を変えることができる。
最後に、第４の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも１つ有する補償機能付きバランスばねに関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、ピンニング点によって高精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
このようにして、この補償機能付きバランスばねは、ビームに固定されるように構成している前記少なくとも１つのバイメタルデバイスに接続されている巻き上げひげを有し、これによって、温度に応じて補償機能付きバランスばねの有効長を変えることができる。
添付図面を参照しながら例（これに制限されない）として与えられる以下の説明を読むことで、他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
本発明に係るバイメタルデバイスの概略平面図である。 本発明に係るバイメタルデバイスの変形実施形態の部分的な平面図である。 本発明に係るバイメタルデバイスの変形実施形態の部分的な平面図である。 本発明に係るバイメタルデバイスの変形実施形態の部分的な平面図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第１の実施形態の代替実施形態の平面図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第１の実施形態の代替実施形態の斜視図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第１の実施形態の代替実施形態の斜視図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第１の実施形態の代替実施形態の斜視図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第１の実施形態の代替実施形態の斜視図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第２の実施形態の代替実施形態の図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第２の実施形態の代替実施形態の図である。 本発明に係るバイメタルデバイスを用いる第３の実施形態の斜視図である。
本発明は、温度変動を感知するバイメタルデバイスに関する。本発明は、補助的な熱補償又は機械的な温度測定を行う時計におけるアプリケーションのために開発されたものである。しかし、バイメタルデバイスは、時計の分野におけるアプリケーションには制限されない。
本発明に係るバイメタルデバイスは、ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層と、及び金属ベースの少なくとも１つの第２の層とを有する。
前記ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層は、単結晶ケイ素、ドープされた単結晶ケイ素、多結晶ケイ素、ドープされた多結晶ケイ素、多孔性ケイ素、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を有することができる。もちろん、ケイ素ベースの材料が結晶相にある場合、いずれの結晶配向をも用いることができる。
さらに、前記金属ベースの少なくとも１つの第２の層は、銀及び／又はマグネシウム及び／又は鉛及び／又はタリウム及び／又はニッケル及び／又は銅及び／又は亜鉛及び／又は金及び／又はアルミニウム及び／又はインジウム及び／又は硬質ゴムを有することができる。
本発明によると、前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層は、互いに付着するように構成しており、これによって、温度に応じてバイメタルデバイスの曲がりが変わる。実際に、前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層によって形成される細長材は、温度が上昇するにしたがって、膨脹係数が最も弱い側に曲がる。
さらに、このことは具体的には、バイメタルデバイスが、単一の第２の層に付着するように構成される複数の第１の層を有し、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していることができることを意味している。
したがって、時計のアプリケーションの場合、目標は、バイメタルデバイスの膨脹係数の差が約１０〜３０×１０-6Ｋ-1であるものを見つけ、磁場に対する感受性が低いものを見つけることである。好ましい形態において、単結晶ケイ素−ニッケル／リン合金の対を用いる。
この場合に、単結晶ケイ素は、２５℃における線膨張係数αが、約２．５×１０-6Ｋ-1であり、金属又は金属の合金は、一般的に、２５℃における線膨張係数αが実質的に１３〜３２×１０-6Ｋ-1である。したがって、バイメタルデバイスの膨脹係数の差によって、温度の感度を高くすることができることを理解することができるであろう。
本発明によると、２５℃の温度及び１００ｋＰａの圧力に対応する周囲温度と周囲圧力の条件（ＡＴＰＣ）の下で、バイメタルデバイスは、好ましくは、曲がった細長材を形成している。
図１に、バイメタルデバイス１の第１の例を示している。バイメタルデバイス１は、ケイ素ベースの第１の層３及び金属ベースの第２の層５を有する。上で説明したように、第１及び第２の層３、５によって形成された細長材７は、温度が上昇するにしたがって、膨脹係数が最も弱い側、すなわち、ケイ素ベースの第１の層３の側に、曲がる。
図１に示すように、前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層３、５は、ネストを形成することによって互いに付着する。したがって、ネスト手段２、２’、４は、溝−フックのアセンブリー４又はキャッチ−リブのアセンブリー２、２’のいずれかによって形成されているように示されている。
もちろん別又は代替の形態において、前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層は、結合材の使用によって又は電気鋳造によって、互いに付着することができる。
より詳細には、別又は代替の形態において、細長材７は、第１の層３及び第２の層５を接合又はろう付けによって堅固に接続することができ、あるいは第２の層５は、第１の層３上に電気鋳造することができる。
図１に示すように、バイメタルデバイス１は、さらに、第１の層３及び第２の層５の一方と一体化されている固定用基礎９を有する。これによって、バイメタルデバイス１を別の部分にマウントすることが可能になる。図１の例において、固定用基礎９は、金属ベースの第２の層５と一体化されるように形成され、タッピングすることができる貫通穴８を有する。
図２及び３に示す変形実施形態によると、バイメタルデバイスは、調整可能な止め手段を有することができる。これは、バイメタルデバイスの最小及び／又は最大の曲がりの変化を制限することを可能にする。実際に、バイメタルデバイスが付加される部分によって、影響を特定の温度範囲のみに制限することができることは有益であることがある。この特定の温度範囲とは、すなわち、所定の温度よりも大きい範囲、所定の温度よりも小さい範囲又は２つの所定の温度の間の範囲である。
図２は、バイメタルデバイスの曲がりの最小及び／又は最大の変化を制限することを可能にする２つのタイプの調整可能な止め手段１１、１３を示している。実際に、層３、５の材料の選択に依存して、細長材の運動を、曲がりを小さくするように、曲がりを大きくするように又はこれらの両方のいずれかとなるように、制限するかどうかを判断することができる。このような状況で、第１の調整可能な止め手段１１は、ねじ山付きの円筒状の止め１２を有する。これは、第１の層３との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されており、第２の調整可能な止め手段１３は、ねじ山付きの縦断面を有するＬ字形の止め１４を有し、第２の層５との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されている。
代わりに、図３は、２つのタイプの調整可能な止め手段１５、１７を示している。これは、バイメタルデバイスの最小及び／又は最大の曲がりの変化を可能にする。実際に、層３、５の材料の選択に依存して、細長材の運動を、特定の曲がりよりも小さくするように、大きくするように、又は特定の曲がりよりも小さくし別の特定の曲がりよりも大きくするように、制限するかを判断することができる。このようにして、第１の調整可能な止め手段１５は、ねじ山付きの円筒状の止め１６を有する。これは、第１の層３に対向する部分との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されており、第２の調整可能な止め手段１７は、ねじ山付きの円筒状の止め１８を有し、これは、第２の層５に対向している部分との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されている。
図４に示す第３の変形実施形態によると、バイメタルデバイスは、さらに、ブロック６を有しており、これは、前記少なくとも１つの第１の層３と前記少なくとも１つの第２の層５の一方の端と一体化されていることができ、これによって、バイメタルデバイスの影響を向上させることができる。実際に、バイメタルデバイスが付加される部分によって、バイメタルデバイスの重心を変えることで、影響を大きくすることができるようにすることは有益であることがある。
代わりに、ブロック６は、第１及び第２の調整可能な止め手段１５、１７と同じ方法で、前記少なくとも１つの第１の層３と前記少なくとも１つの第２の層５の一方の端に固定される慣性ブロックであることができる。このように、慣性ブロックを第３の材料によって形成することができる。この第３の材料は、例えば、前記少なくとも１つ第１の層３と少なくとも１つの第２の層５よりも密度が大きい材料である。
本発明の第１の実施形態は、補償機能付きバランス車に関する。これは、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも１つ有する。このように、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、好ましいことに、バランス車における補助的又はメインの熱補償を共振器に与えるようにするために用いることができることを理解することができるであろう。この共振器は、補償機能付きバランスばねを有していても有していなくてもよい。
図５に示す第１の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車２１は、２つのバイメタルデバイス２５、２７によって形成されるカットアウトされているリム２３を有する。このバイメタルデバイス２５、２７はそれぞれ、少なくとも１つの第１の層と少なくとも１つの第２の層２８、２８’、２６、２６’によって形成されている。温度に応じてバランス車２１の慣性を変えるために、バイメタルデバイス２５、２７はそれぞれ、少なくとも１つのアーム２２によって中央開口２４に接続される。図５は、第２の層２６及び／又は２６’及び／又は前記少なくとも１つのアーム２２及び／又は開口２４を一体化することができることを示している。また、補償機能付きバランス車２１の慣性を調整するために慣性ブロック２９、２９’が用いられていることを理解することができるであろう。
このように、本発明に係るバイメタルデバイス２５、２７は、バランス車における補助的又はメインの熱補償を共振器に提供するために有利に用いられることを理解することができるであろう。この共振器は、補償機能付きバランスばねを有していても有していなくてもよい。また、バイメタルデバイス２５、２７、そして、可能性としては、ブロック／慣性ブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される熱補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、バイメタルデバイス２５、２７の位置、すなわち、開口２４に対する固定位置、そして、バイメタルデバイス２５、２７がアーム２２に対して形成する角度、を調整して、これによって、その使用を最適化することができる。
もちろん、カットアウトされているリム２３又は前記少なくとも１つのアーム２２の同じ区画にわたって、複数のバイメタルデバイス２５、２７を分布させることができる。また、図８の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス２５、２７が、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
図６〜８に示す第２の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車３１、４１、５１は、少なくとも１つのアーム３２によって中央開口３４に接続されるカットアウトされていないリム３３を有する。さらに、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス３５、４５、５５は、温度に応じて補償機能付きバランス車３１、４１、５１の慣性を変えるために、リム３３にマウントされる。
第１及び第２の層のための材料の選択に依存して、図６に示すようにバイメタルデバイスをリムの内径に固定するか、図７及び８に示すようにバイメタルデバイスをリムの外径に固定するか、又はこれらの両方であるかを判断することができる。
図７の例において、バイメタルデバイス４５は、細長材を有する。これは、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成されており、リム３３の外径上に付加される。もちろん、リム３３の外径にわたって複数のバイメタルデバイス４５を分布させることができる。
また、図８に示すように、リム３３の外径にマウントされるバイメタルデバイス５５が単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
このように、本発明に係るバイメタルデバイス４５、５５が、バランス車において補助的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するために有利に用いることができることを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイス４５、５５、そして、可能性としては、ブロック／慣性ブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７、のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、リム３３上のバイメタルデバイス４５、５５の位置を調整して、その影響を最適化することができる。
図６の例において、バイメタルデバイス３５は、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成された細長材を有し、これは、リム３３の内径上に加えられる。もちろん、複数のバイメタルデバイス３５を、リム３３の内径にわたって分布させることができる。
また、図８の例と同様な形態で、リム３３の内径にマウントされるバイメタルデバイスが、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
なお、本発明に係るバイメタルデバイス３５が、バランス車において補助的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するために有利に用いられることを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイス３５、そして、可能性としては、ブロック／慣性ブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、リム３３上のバイメタルデバイス３５の位置を調整して、その影響を最適化することができる。
図９に示す第３の代替実施形態によると、補償機能付きバランス車６１は、少なくとも１つのアーム６２によって中央開口６４に接続されているカットアウトされていないリム６３を有する。さらに、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス６５は、温度に応じて補償機能付きバランス車６１の慣性を変えるために、前記少なくとも１つのアーム６２にマウントされている。
図９の代替実施形態において、バイメタルデバイス６５は、突き出るブロックを備えた細長材を有し、この細長材は、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成されており、アーム６２に配置された穴６６のうちの１つを用いて、アーム６２のうちの１つの上側面上に付加される。もちろん、一又は複数の穴６６を用いて、複数のアーム６２のうちの１つの上側面及び／又は下側面にわたって、複数のバイメタルデバイス３５を分布させることができる。
また、図８の例と同様な形態で、アーム６２のうちの１つの上側面にマウントされたバイメタルデバイスが、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
このように、本発明に係るバイメタルデバイス６５は、バランス車において補助的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用いられる。特に、バイメタルデバイス６５、そして、可能性としては、ブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、各アーム６２上のバイメタルデバイス６５の位置、すなわち、開口６４とリム６３の間のその固定位置、を調整することができ、また、アーム６２の長さに対する位置、すなわち、バイメタルデバイス６５の開始位置とアーム６２の長さ方向との間の角度、又はバイメタルデバイスの曲がりの方向（リム６３の曲がりと実質的に平行又は曲がりとは反対の方向）、を調整することができ、これによって、その影響を最適化することができる。
第２の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイス７５、９５を少なくとも１つ有する補償機能付きインデックス７１、９１に関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイス７５、９５は、インデックス指示によって高精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
実際に、インデックスは、バランス車−バランスばね共振器のバランスばねの有効長を伸ばしたり短くしたりすることによって、計時器の日常的な動作を変えるように用いられる。インデックスは、通常、頂上のバランス−端部品の間の摩擦が低いように調整される。計時器の日常的な動作が、インデックスを回すことによって変わる。調整を単純化するために、一般的に、バランスコックに目盛がマークされ、これによって、変更の影響を近似的に評価することができる。
図１０に示す第１の代替実施形態によると、補償機能付きインデックス７１には、アーム７２に形成されたひげぜんまいを受けるように構成しているギャップｉがある。アーム７２は、開口７４のまわりに回転するようにマウントされ、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス７５に接続される。これによって、温度に応じて、ギャップｉの位置を変える。すなわち、バランスばねのクリアランスを変える。
より詳細には、バイメタルデバイス７５は、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成されている同心的に延在しているＵ字型の細長材を有する。バイメタルデバイス７５は、アーム７２を支持している２つのピン７６の間にマウントされたり、又は代わりに、ギャップｉを形成しているインデックスキーと、頂上のバランス−端部品における固定リング７７との間にマウントされたりする。図１０に示すように、細長材の一端７８は、アーム７２に回転可能にマウントされて、温度変動時に前記アームを動かす。
このように、アーム７２及び／又はピン７６、及び／又はバイメタルデバイス７５の細長材の区画、及び／又は開口７４及び／又は固定用リング７７は、一体化されていることができることを理解することができるであろう。
もちろん、アーム７２と固定用リング７７の間に、複数のバイメタルデバイス７５を分布させることができる。すなわち、例えば、開口７４とピン７６の開始位置の間に１つ、開口７４と固定用リング７７の間に１つである。また、図８の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス７５が、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
このように、本発明に係るバイメタルデバイス７５は、インデックスにおいて補助的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用いられる。特に、バイメタルデバイス７５、そして、可能性としては、ブロック／インデックスブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、バイメタルデバイス７５の位置を調整して、これによって、その影響を最適化することができる。
図１１に示す第２の代替実施形態によると、補償機能付きインデックス９１には、アーム９２に形成されるひげぜんまいを受けるように構成しているギャップｉがある。アーム９２は、好ましくは、開口９４のまわりに回転するようにマウントされる。さらに、ギャップｉの大きさは、温度に応じてギャップｉを変えるように、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス９５によって有利に制御される。
より詳細には、バイメタルデバイス９５は、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成されるＵ字型の細長材を有する。バイメタルデバイス９５は、アーム９２にアーム９２の一端９３にてマウントされ、アーム９２の他端にて第１のピン９６を有する。ギャップｉを形成するように、第２のピン９６が第１のピンの反対側のアーム９２にマウントされており、インデックス９１を調整することができるように、開口に対してアーム９２の反対側にインデックスの先端９７がマウントされている。
このように、アーム９２及び／又はピン９６、及び／又はバイメタルデバイス９５の細長材の区画、及び／又は開口９４及び／又はインデックスの先端９７が一体化されていることができることを理解することができるであろう。
もちろん、アーム９２とインデックスの先端９７の間に複数のバイメタルデバイス９５を分布させることができる。すなわち、例えば、開口９４とピン９６の開始位置の間に第２のデバイスを有することによってである。また、図８の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス９５は、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
このように、本発明に係るバイメタルデバイス９５は、インデックスにおいて補助的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用いられる。特に、バイメタルデバイス９５、そして、可能性としては、ブロック／インデックスブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、バイメタルデバイス９５の位置を調整して、これによって、その影響を最適化することができる。
また、インデックスピンの位置を変更せず、温度に応じてバランスばねのピンニング点の位置を変えるように、図１１に示すタイプのバイメタルデバイスを適合させることができることを考えつくことができる。このように、インデックスを用いる必要性なしに温度に応じてバランスばねの有効長を変えることができるように、バイメタルデバイスが、ビームのような計時ムーブメントの固定点とバランスばねの外側の曲がりの間でマウントされることを理解することができるであろう。
図１２に示す第３の実施形態によると、本発明は、前記の変形実施形態のいずれかのバイメタルデバイス８５を少なくとも１つ有する温度センサー８１に関する。
結果的に、本発明に係るバイメタルデバイス８５を高精度な温度測定に有利に用いることができる。
このように、図１１の例において、温度センサー８１は、ポインター８３と、及び前記少なくとも１つのバイメタルデバイスの運動を追跡する可撓性デバイス８７とを有し、これによって、温度に応じてポインター８３の位置を変えることができる。
より詳細には、バイメタルデバイス８５は、単一の第１の層及び単一の第２の層によって形成されている細長材を有しており、この細長材は、運動を追跡するために可撓性デバイス８７のフィーラ８０と恒久的に接触するようにマウントされている。図１２に示すように、フィーラ８０は、バイメタルデバイス８５の運動Ａに基づいて回転運動Ｂを発生させるように意図されたピボット軸８２に堅固に接続されている。ピボット軸８２は、その運動Ｂを、カウンタギヤ８４に伝える。このカウンタギヤ８４は、ばね８６を介して回転Ｃに応じて回転可能にマウントされている。これによって、フィーラ８０がバイメタルデバイス５の表面を常に追従するようにする。図１２に示すように、カウンタギヤ８４は、針のようなポインターのギヤ８８と噛み合っており、これによって、回転運動Ｄに応じて温度指示を動かす。
もちろん、複数のバイメタルデバイス８５を用いて、差動機構を介して平均温度値を示すことができる。また、図８の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス８５は、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有していたり、又は代わりに、複数の第２の層が、単一の第１の層に付着するように構成していたりすることができる。
なお、本発明に係るバイメタルデバイス８５を、温度測定の精度を向上させるために有利に用いることができることを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイス８５、そして、可能性としては、ブロック６及び／又は固定用基礎９及び／又は止め手段１１、１３、１５、１７のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される測定精度に依存して、温度センサーの動作を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、バイメタルデバイス８５の位置を調整して、これによって、その使用を最適化することができる。
もちろん、本発明は、説明した例に制限されず、当業者にとって明白な様々な変形実施形態及び改変を行うことができる。具体的には、計時部分のために作られる増加分の構成要素を、ケイ素ベースにすることができる。このために、製造時にいずれのケイ素ベースの部品をも改変して、バランスばねやエスケープのような本発明に係るバイメタルデバイスを搭載することができる。
したがって、例えば、第４の実施形態によると、本発明は、少なくとも１つのバイメタルデバイスを有する補償機能付きバランスばねに関する。実際に、本発明に係るバイメタルデバイスは、特に、ピンニング点において高精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
より詳細には、このような補償機能付きバランスばねは、ビームに固定されるように構成している前記少なくとも１つのバイメタルデバイスに接続されている巻き上げひげを有することができる。この接続は、一体化されていても一体化されていなくてもよい。これによって、温度に応じて補償機能付きバランスばねの有効長を変えることができる。
１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５ バイメタルデバイス
３、５、２６、２６’、２８、２８’ 第１の層又は第２の層
６ ブロック
７ 細長材
９ 固定用基礎
１１、１３、１５、１７ 止め手段
２１、３１、４１、５１、６１ バランス車
２２、３２、６２、９２ アーム
２３ カットアウトされているリム
２４ 中央開口
３３、６３ カットアウトされていないリム
３４ 中央開口
７１、９１ インデックス
７４、９４ 開口
８０ フィーラ
８１ 温度センサー
８２ ピボット軸
８３ ポインター
８４ カウンタギヤ
８６ ばね
８７ 可撓性デバイス

Claims (23)

  1. ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層及び金属ベースの少なくとも１つの第２の層を有するバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）であって、
    前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層（３、５、２６、２６’、２８、２８’）は、当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）の曲がりが温度に応じて変わるように、互いに付着するように構成している
    ことを特徴とするバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  2. 前記ケイ素ベースの少なくとも１つの第１の層は、単結晶ケイ素、ドープされた単結晶ケイ素、多結晶ケイ素、ドープされた多結晶ケイ素、多孔性ケイ素、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  3. 前記金属ベースの少なくとも１つの第２の層は、銀、マグネシウム、鉛、タリウム、ニッケル、銅、亜鉛、金、アルミニウム、インジウム又は硬質ゴムを有する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  4. 周囲温度と周囲圧力の条件の下で、当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、曲がった細長材（７）を形成する
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  5. 前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層（３、５、２６、２６’、２８、２８’）は、ネストを形成することによって互いに付着する
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  6. 前記少なくとも１つの第１の層及び前記少なくとも１つの第２の層（３、５、２６、２６’、２８、２８’）は、結合材を使用することによって互いに付着する
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  7. 前記少なくとも１つの第２の層は、前記少なくとも１つの第１の層上に電気鋳造されている
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  8. 前記バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層（３、５、２６、２６’、２８、２８’）の１つと一体化されている固定用基礎（９）を有し、これによって、当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）を他の部品にマウントすることが可能になる
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  9. 前記バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層（３、５、２６、２６’、２８、２８’）のうちの１つの端と一体化されているブロック（６）を有し、これによって、当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）の影響を大きくすることが可能になる
    ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  10. 当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）の最小及び／又は最大の曲がりの変化を可能にする調整可能な止め手段（１１、１３、１５、１７）を有する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  11. 当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、単一の第２の層に付着するように構成している複数の第１の層を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  12. 当該バイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、単一の第１の層に付着するように構成している複数の第２の層を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）。
  13. 請求項１〜１２に記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）を少なくとも１つ有する
    ことを特徴とする補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）。
  14. 当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）は、少なくとも２つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）によって形成されたカットアウトされているリム（２３）を有し、
    これらのバイメタルデバイスはそれぞれ、温度に応じて当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）の慣性を変えるように、少なくとも１つのアーム（２２）によって中央開口（２４）に接続されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）。
  15. 当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）は、少なくとも１つのアーム（３２）によって中央開口（３４）に接続されるカットアウトされていないリム（３３）を有し、
    前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、温度に応じて当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）の慣性を変えるように、前記リム（３３）にマウントされている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）。
  16. 当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）は、少なくとも１つのアーム（３２）によって中央開口（３４）に接続されるカットアウトされていないリム（３３）を有し、
    前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）は、温度に応じて当該補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）の慣性を変えるように、前記少なくとも１つのアーム（３２）にマウントされている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の補償機能付きバランス車（２１、３１、４１、５１、６１）。
  17. 請求項１〜１２のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）を少なくとも１つ有する
    ことを特徴とする補償機能付きインデックス（７１、９１）。
  18. 当該補償機能付きインデックス（７１、９１）には、ひげぜんまいを受けるように構成しているギャップ（ｉ）があり、
    このギャップ（ｉ）は、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）に接続されており、これによって、温度に応じて前記ギャップ（ｉ）の位置が変わる
    ことを特徴とする請求項１７に記載の補償機能付きインデックス（７１、９１）。
  19. 当該補償機能付きインデックス（７１、９１）には、ひげぜんまいを受けるように構成しているギャップ（ｉ）があり、
    このギャップ（ｉ）の大きさは、温度に応じて前記ギャップ（ｉ）が変わるように、前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）によって制御されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の補償機能付きインデックス（７１、９１）。
  20. 請求項１〜１２のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）を少なくとも１つ有する
    ことを特徴とする温度センサー。
  21. 当該温度センサー（８１）は、ポインター（８３）と、及び前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）の運動を追跡する可撓性デバイス（８７）とを有し、これによって、温度に応じて前記ポインター（８３）の位置を変える
    ことを特徴とする請求項２０に記載の温度センサー（８１）。
  22. 請求項１〜１２のいずれかに記載のバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）を少なくとも１つ有する
    ことを特徴とする補償機能付きバランスばね。
  23. 当該補償機能付きバランスばねの巻き上げひげが、ビームに固定されるように構成している前記少なくとも１つのバイメタルデバイス（１、２５、２７、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５）に接続されており、これによって、温度に応じて当該補償機能付きバランスばねの有効長を変える
    ことを特徴とする請求項２２に記載の補償機能付きバランスばね。
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