JP2017194286A - ヒゲゼンマイ、時計ムーブメントおよび時計 - Google Patents

Abstract

【課題】重りが取り付けられたヒゲゼンマイを容易に製造できるヒゲゼンマイ、時計ムーブメントおよび時計を提供する。【解決手段】ヒゲゼンマイ７０は、テン真４１０を中心にして巻回する巻回部７２を備えたヒゲゼンマイ本体部と、巻回部７２における予め設定された所定の位置に取り付けられた重り８０と、を備え、重り８０は、金属粉末および接着剤の混合物により構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、ヒゲゼンマイ、ヒゲゼンマイを備える時計ムーブメントおよび時計に関する。

従来、機械式時計の調速機に用いられているヒゲゼンマイに関して、板状のゼンマイ部材が巻回されて形成されたヒゲゼンマイ本体部に、重りを取り付けることで、ヒゲゼンマイの重心移動を補正し、時計の精度を向上させる技術が存在する（例えば、非特許文献１参照）。
非特許文献１のヒゲゼンマイでは、ヒゲゼンマイ本体部の全体の巻き数の約半分の巻き数の周回部分であって、テン真の回転中心およびヒゲゼンマイ本体部の巻出し部を通る直線を、前記回転中心を軸にして巻回方向に９０度回転した直線と交差する部分に、重りが取り付けられている。重りは、ゼンマイ部材を切断して得られる金属片であり、半分に折り曲げられた後、接着剤によってヒゲゼンマイ本体部に取り付けられる。

小牧昭一郎著、「機械式時計講座」、一般財団法人東京大学出版会、２０１４年８月２５日、p.96-102

しかしながら、金属片の長さ寸法は例えば０．２ｍｍ程度と大変小さいため、金属片を半分に折り曲げたり、折り曲げた金属片を接着剤によりヒゲゼンマイ本体部に取り付けたりする工程は、作業性が悪く、量産への適用が困難であった。

本発明の目的は、重りが取り付けられたヒゲゼンマイを容易に製造できるヒゲゼンマイ、時計ムーブメントおよび時計を提供することにある。

本発明のヒゲゼンマイは、テン真を中心にして巻回する巻回部を備えたヒゲゼンマイ本体部と、前記巻回部における予め設定された所定の位置に取り付けられた重りと、を備え、前記重りは、金属粉末および接着剤の混合物により構成されていることを特徴とする。

所定の位置とは、ヒゲゼンマイの重心移動を補正して、時計の姿勢に応じた精度のバラツキを抑制できる位置である。具体的には、例えば、次のように設定される。
すなわち、テン真の回転軸に沿った方向から見た平面視において、テン真の回転中心から伸びて巻回部の巻出し部を通る直線を、前記回転中心を軸にして巻回方向に９０度回転した直線を９０度直線と定義する。この場合、巻回部の巻き数Ｎ（Ｎは整数）が偶数の場合は、前記平面視において、９０度直線と交差する巻回部のＮ／２巻目またはＮ／２＋１巻目の周回部分に、重りは取り付けられる。また、巻き数Ｎが奇数の場合は、前記平面視において、９０度直線と交差する巻回部のＮ／２−１／２巻目またはＮ／２＋１／２巻目の周回部分に、重りは取り付けられる。
例えば、巻回部の巻き数Ｎが１４の場合は、前記平面視において、９０度直線と交差する巻回部の７巻目または８巻目の周回部分に重りは取り付けられ、巻き数Ｎが１３の場合は、前記平面視おいて、９０度直線と交差する巻回部の６巻目または７巻目の周回部分に重りは取り付けられる。
本発明によれば、重りが接着剤を含んでいるため、重りを巻回部における取付位置に直接接着させることができる。これによれば、例えば、金属片を折り曲げ、折り曲げた金属片を接着剤により巻回部に取り付ける場合と比べて、作業性を向上できるため、重りを容易に巻回部に取り付けることができる。
また、重りに含まれる金属が、金属粉末で構成されているため、重り内で金属を均一に配置させることができる。これによれば、重りの体積を制御することで、重りの重さを制御できるため、所定の重さの重りを容易に巻回部に取り付けることができる。

本発明のヒゲゼンマイにおいて、前記金属粉末は、タングステン、金またはステンレス鋼であることが好ましい。
タングステン、金およびステンレス鋼は、金属粉末として流通しているため、重りを構成する混合物を容易に生成できる。

本発明のヒゲゼンマイにおいて、前記接着剤は、紫外線硬化樹脂であることが好ましい。
本発明によれば、重りを巻回部に接着させた後、紫外線を照射することで迅速に硬化させることができるため、作業性および生産性を向上できる。

本発明のヒゲゼンマイにおいて、前記接着剤は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。
本発明によれば、重りを巻回部に接着させた後、熱処理を行うことで迅速に硬化させることができるため、作業性および生産性を向上できる。

本発明のヒゲゼンマイにおいて、前記重りの重さは、１５μｇ以上２５μｇ以下であることが好ましい。
本発明によれば、重りによりヒゲゼンマイの重心移動をより効果的に補正できる。

本発明のヒゲゼンマイにおいて、前記重りは、塗布膜であることが好ましい。
本発明によれば、重りを巻回部に塗布することで取り付けることができ、作業性をより向上できる。

本発明の時計ムーブメントは、上記ヒゲゼンマイを備えることを特徴とする。
上記ヒゲゼンマイによれば、ヒゲゼンマイの重心移動を補正でき、かつ、容易に製造できるため、時計ムーブメントが当該ヒゲゼンマイを備えることで、時計の精度を向上できる時計ムーブメントを容易に製造できる。

本発明の時計は、上記時計ムーブメントを備えることを特徴とする。
本発明によれば、時計の精度を向上できる時計を容易に製造できる。

本発明に係る実施形態の時計を示す正面図。 本実施形態におけるムーブメントを示す平面図。 本実施形態における調速機を示す断面図。 本実施形態における調速機を示す平面図。 図４の部分拡大図。 本実施形態におけるヒゲゼンマイの側面図。 本実施形態における時計の歩度を示すグラフ。 比較例の時計の歩度を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態に係る時計１を図面に基づいて説明する。
図１は、時計１を示す正面図である。時計１は、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、円筒状の外装ケース２を備え、外装ケース２の内周側に、文字板３が配置されている。外装ケース２の二つの開口のうち、表面側の開口は、カバーガラスで塞がれており、裏面側の開口は裏蓋で塞がれている。

また、時計１は、外装ケース２内に収容された時計ムーブメント１０（図２）と、時刻情報を表示する時針４Ａ、分針４Ｂ、秒針４Ｃと、時計ムーブメント１０が備える図示しないゼンマイによる持続時間を指示するパワーリザーブ針５とを備えている。
各指針４Ａ〜４Ｃおよびパワーリザーブ針５は、時計ムーブメント１０の指針軸に取り付けられ、時計ムーブメント１０により駆動される。
文字板３には、カレンダー小窓３Ａが設けられており、カレンダー小窓３Ａから、日車６が視認可能となっている。

外装ケース２の側面には、リューズ７が設けられている。リューズ７は、時計１の中心に向かって押し込まれた通常の位置（０段位置）から２段引くことができる。
リューズ７を０段位置で回転すると、後述するように、ゼンマイを巻き上げることができる。ゼンマイの巻上げに連動して、パワーリザーブ針５が移動する。本実施形態の時計１は、ゼンマイをフルに巻き上げた場合に、約４０時間の持続時間を確保できる。
リューズ７を１段位置に引いて回転すると、日車６を移動して日付を合わせることができる。リューズ７を２段位置に引くと秒針４Ｃが停止し、２段位置でリューズ７を回転すると、時針４Ａ、分針４Ｂが移動して時刻を合わせることができる。

［時計ムーブメント］
次に、時計ムーブメント１０について図２を参照して説明する。
時計ムーブメント１０は、地板１１、一番受け１２、テンプ受け１３を備えている。地板１１と一番受け１２との間には、ゼンマイが収納された香箱車（一番車）２１と、二番車（図示略）と、三番車２３、四番車２４、ガンギ車（五番車）２５が配置されている。また、地板１１とテンプ受け１３との間には、アンクル２６、調速機２７等が配置されている。

［手巻き機構］
手巻き機構３０は、一番受け１２に回転自在に軸支された、巻真３１、つづみ車３２、きち車３３、丸穴車４０、第１中間車５１、第２中間車５２を備え、リューズ７の回転操作による回転を、角穴車６０に伝達し、角穴車６０および香箱真を回転させてゼンマイを巻き上げるものである。なお、丸穴車４０は、きち車３３に噛み合う第１丸穴車４１と、第１丸穴車４１と一体に回転して第１中間車５１に噛み合う第２丸穴車４２とで構成されている。

［調速機］
図３は、調速機２７を示す断面図であり、図４は、調速機２７を示す平面図である。なお、図４では、振り座４３０、ヒゲ持４５０、緩急針４６０については、図示を省略している。
調速機２７は、図３、図４に示すように、テン真４１０、テン輪４２０、振り座４３０、ヒゲ玉４４０、ヒゲ持４５０、緩急針４６０、ヒゲゼンマイ９０を含んで構成される。
テン真４１０には、テン輪４２０、振り座４３０、ヒゲ玉４４０が固定され、これらが一体で回転するように構成されている。ヒゲゼンマイ９０を構成するヒゲゼンマイ本体部７０は、その内端部７１がヒゲ玉４４０に固定され、外端部７３は、ヒゲ持４５０に固定されている。緩急針４６０は、ヒゲ棒４６１およびヒゲ受４６２を含んで構成され、ヒゲゼンマイ本体部７０の最外周部分は、ヒゲ棒４６１およびヒゲ受４６２の間を通過している。

そして、このような調速機２７では、テン輪４２０がテン真４１０を軸として回転すると、これに伴いヒゲ玉４４０も回転するので、テン輪４２０には、ヒゲゼンマイ本体部７０の付勢力が作用し、この付勢力とテン輪４２０の慣性力とがつり合うと、テン輪４２０の回転が停止し、ヒゲゼンマイ本体部７０の付勢力により、テン輪４２０は逆方向に回転する。すなわち、テン輪４２０は、テン真４１０を軸として揺動を繰り返す。本実施形態では、テン輪４２０の振り角は、２２０度に設定されている。

［ヒゲゼンマイ］
次に、ヒゲゼンマイ９０の構成について、図４〜図６を用いて説明する。図５は、図４のテン真４１０の近傍を拡大した図である。図６は、ヒゲゼンマイ９０をテン真４１０の軸方向と直交する方向から見た側面図である。
ヒゲゼンマイ９０は、ヒゲゼンマイ本体部７０と、重り８０とを備えている。

［ヒゲゼンマイ本体部］
ヒゲゼンマイ本体部７０は、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ等を含む合金であるコエリンバー等の板状の弾性材料により形成されている。
ヒゲゼンマイ本体部７０は、ヒゲ玉４４０に形成された溝部４４１に挿入され、ヒゲ玉４４０に固定された内端部７１と、内端部７１から連続し、テン真４１０の軸方向に沿った方向から見た平面視において、テン真４１０の回転中心Ｏを中心にして略同心円状に巻回する巻回部７２と、巻回部７２の内端部７１とは反対側の端部から連続し、ヒゲ持４５０に固定される屈曲部を備えた外端部７３とを備えている。
すなわち、巻回部７２は、ヒゲ玉４４０の溝部４４１に挿入されていない部分であり、かつ、回転中心Ｏを中心とする円弧に沿って湾曲している湾曲部分を意図している。なお、本実施形態では、巻回部７２の最外周の途中に、屈曲部７２２が形成されているが、屈曲部７２２のように、湾曲部分と湾曲部分とを連結する部分は、巻回部７２の一部として考える。

本実施形態では、巻回部７２は、巻回部７２の内端部７１側の端部である巻出し部７２１から、約１４巻、巻回している。
ここで、１４巻とは、巻出し部７２１を起点とした場合の巻回方向の回転角度を角度θとした場合、角度θが、５０４０度（＝３６０度×１４）であることを意図している。
なお、以下の説明では、巻回部７２のＮ巻目（Ｎは整数）という表現を用いるが、これは、角度θが（Ｎ−１）×３６０度以上、Ｎ×３６０度未満の範囲である巻回部７２の周回部分を示す。
例えば、１巻目とは、角度θが０度以上３６０度未満の範囲の周回部分であり、２巻目とは、角度θが３６０度以上７２０度未満の範囲の周回部分である。

［重り］
重り８０は、金属粉末と接着剤とが混合した混合物によって構成されている。
本実施形態では、金属粉末には、平均粒径が約８μｍや１６μｍなどのタングステン（比重：約１９．３）が用いられ、接着剤には、例えばエポキシ系の紫外線硬化樹脂が用いられる。重り８０の重さは、ヒゲゼンマイ９０の重心移動をより効果的に補正するため、１５μｇ以上２５μｇ以下であることが好ましい。
重り８０は、例えば、ディスペンサーなどによってヒゲゼンマイ本体部７０の巻回部７２に塗布した後、紫外線を照射して硬化させることで、巻回部７２に取り付けることができる。すなわち、重り８０は、塗布膜である。

重り８０は、巻回部７２の予め設定された所定の位置に設けられる。所定の位置は、ヒゲゼンマイ９０の重心移動を補正して、時計１の姿勢に応じた精度のバラツキを抑制できる位置である。具体的には、例えば、次のように設定される。
すなわち、図５に示すように、前記平面視において、回転中心Ｏから伸びて巻出し部７２１を通る直線Ｌ１を、回転中心Ｏを軸にして巻回方向に９０度回転した直線を直線Ｌ２（９０度直線）とする。すなわち、直線Ｌ２は、直線Ｌ１と直交する直線である。
この場合、巻回部７２の巻き数Ｎ（Ｎは整数）が偶数の場合は、前記平面視において、Ｌ２と交差する巻回部７２のＮ／２巻目またはＮ／２＋１巻目の周回部分に、重り８０は設けられる。
一方、巻き数Ｎが奇数の場合は、前記平面視において、直線Ｌ２と交差する巻回部７２のＮ／２−１／２巻目またはＮ／２＋１／２巻目の周回部分に、重り８０は設けられる。
本実施形態では、巻回部７２の巻き数Ｎは１４であるため、直線Ｌ２と交差する巻回部７２の７巻目または８巻目の周回部分が、重り８０を設ける対象位置となっており、図５に示す例では、７巻目の周回部分に重り８０が設けられている。

重り８０は、図５、図６に示すように、巻回部７２における内側の面、外側の面、テン真４１０の軸方向の両端面を覆うように設けられている。ここで、重り８０は、ヒゲゼンマイ本体部７０が巻戻された状態において、内側の周回部分および外側の周回部分とは離間している。
重り８０の巻回方向に沿う方向の寸法は、例えば約０．３ｍｍであり、直線Ｌ２に沿う方向の寸法は、ヒゲゼンマイ本体部７０の厚み寸法（約０．０３ｍｍ）も含めると、例えば約０．０９ｍｍである。

［本実施形態の作用効果］
重り８０が接着剤を含んでいるため、重り８０を巻回部７２に直接接着させることができる。このため、例えば、金属片を折り曲げ、折り曲げた金属片を接着剤により巻回部７２に取り付ける場合と比べて、作業性を向上でき、重り８０を容易に巻回部７２に取り付けることができる。また、重り８０は、巻回部７２に塗布されて取り付けられるため、作業性をより向上できる。

重り８０に含まれる金属が、金属粉末で構成されているため、重り８０内で金属を均一に配置させることができる。これによれば、重り８０の体積を制御することで、重り８０の重さを制御できるため、所定の重さの重り８０を容易に巻回部７２に取り付けることができる。

重り８０を構成する接着剤は、紫外線硬化樹脂であるため、重り８０を巻回部７２に接着させた後、紫外線を照射することで迅速に硬化させることができ、作業性および生産性を向上できる。

重り８０を巻回部７２に設けることで、時計の精度を向上できる時計ムーブメント１０や時計１を容易に製造できる。
図７は、時計１の歩度（ｓ／ｄ：秒／日）を示すグラフである。図８は、比較のためのグラフであり、重り８０を設けていない時計の歩度を示すグラフである。
ここで、グラフの横軸は時計１の姿勢を表す。「１２立」は、時計１の１２時方向が天頂方向となる姿勢であり、「６立」は、時計１の６時方向が天頂方向となる姿勢であり、「３立」は、時計１の３時方向が天頂方向となる姿勢であり、「９立」は、時計１の９時方向が天頂方向となる姿勢である。
重り８０を付けていない時計では、図８に示すように、姿勢の違いによる歩度のバラツキが１６秒であるのに対して、時計１では、図７に示すように、姿勢の違いによる歩度のバラツキが３秒であり、大幅に改善している。

［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

前記実施形態では、重り８０を構成する金属粉末に、タングステンが用いられているが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、ヒゲゼンマイ９０の重心移動を補正する重りとして機能すれば、他の金属が用いられていてもよい。
ただし、金属の比重が低いほど、重り８０の体積を大きくする必要があるため、巻回部７２における重り８０が取り付けられる面積は大きくなる。重り８０が取り付けられる面積が大き過ぎると、重り８０を取り付けたことで巻回部７２の弾性が低下する。
このため、金属粉末には、巻回部７２の弾性の低下を抑制するため、比重が７以上の金属が用いられることが好ましい。
このような金属としては、タングステンの他、金やステンレス鋼（ＳＵＳ）が例示できる。ここで、タングステン、金およびステンレス鋼は、金属粉末として流通しているため、重り８０を構成する混合物を容易に生成できる。
また、タングステンおよび金は、比重が約１９．３であり、比重が７以上の他の金属（例えば、比重が約７．７のステンレス鋼など）と比べて大きい方の金属である。このため、金属粉末をタングステンや金で構成することで、重り８０の体積をより小さくでき、これにより、巻回部７２の弾性が低下することをより抑制できる。また、重り８０の体積が同じ場合は、重り８０の重さをより重くでき、ヒゲゼンマイ９０の重心移動をより効果的に補正できる。
また、金属粉末の粒径が大きくなると、硬化する前の重り８０の粘性が対数的に高くなったり、金属粉末と接着剤とが分離しやすくなったりするため、重り８０を巻回部７２に塗布しにくくなる。このため、金属粉末の粒径は小さいほど好ましい。
ステンレス鋼は、平均粒径が約３μｍの微細な金属粉末として流通しているため、このような微細なステンレス鋼の金属粉末を用いることで、重り８０を巻回部７２に塗布しやすくできる。

前記実施形態では、重り８０に含まれる接着剤に紫外線硬化樹脂が用いられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱硬化性樹脂などの他の接着剤が用いられてもよい。重り８０に熱硬化性樹脂を用いた場合は、重り８０を巻回部７２に接着させた後、熱処理を行うことで迅速に硬化させることができるため、作業性および生産性を向上できる。

前記実施形態では、重り８０は、巻回部７２における内側の面および外側の面に設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記内側の面および外側の面のいずれか一方のみに設けられていてもよい。

前記実施形態では、重り８０は、巻回部７２に塗布されて取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピンセット等によって巻回部７２に取り付けられてもよい。

１…時計、２…外装ケース、３…文字板、３Ａ…カレンダー小窓、４Ａ…時針、４Ｂ…分針、４Ｃ…秒針、５…パワーリザーブ針、６…日車、７…リューズ、１０…時計ムーブメント、１１…地板、１２…一番受け、１３…テンプ受け、２１…香箱車、２２…香箱真、２３…三番車、２４…四番車、２５…ガンギ車、２６…アンクル、２７…調速機、３０…手巻き機構、３１…巻真、３２…つづみ車、３３…きち車、４０…丸穴車、４１…第１丸穴車、４２…第２丸穴車、５１…第１中間車、５２…第２中間車、６０…角穴車、７０…ヒゲゼンマイ本体部、７１…内端部、７２…巻回部、７３…外端部、８０…重り、９０…ヒゲゼンマイ、４１０…テン真、４２０…テン輪、４３０…振り座、４４０…ヒゲ玉、４４１…溝部、４５０…ヒゲ持、４６０…緩急針、４６１…ヒゲ棒、４６２…ヒゲ受、７２１…巻出し部。

Claims (8)

1. テン真を中心にして巻回する巻回部を備えたヒゲゼンマイ本体部と、
   前記巻回部における予め設定された所定の位置に取り付けられた重りと、を備え、
   前記重りは、金属粉末および接着剤の混合物により構成されている
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
2. 請求項１に記載のヒゲゼンマイにおいて、
   前記金属粉末は、タングステン、金またはステンレス鋼である
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
3. 請求項１または請求項２に記載のヒゲゼンマイにおいて、
   前記接着剤は、紫外線硬化樹脂である
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
4. 請求項１または請求項２に記載のヒゲゼンマイにおいて、
   前記接着剤は、熱硬化性樹脂である
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒゲゼンマイにおいて、
   前記重りの重さは、１５μｇ以上２５μｇ以下である
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒゲゼンマイにおいて、
   前記重りは、塗布膜である
   ことを特徴とするヒゲゼンマイ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒゲゼンマイを備える
   ことを特徴とする時計ムーブメント。
8. 請求項７に記載の時計ムーブメントを備える
   ことを特徴とする時計。

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