JP2017215235A - Balance wheel and speed governor for timepiece - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a balance wheel capable of controlling change of inertia moment of the balance wheel accompanying temperature change and capable of suppressing deterioration in accuracy of rate due to the temperature change.SOLUTION: A balance wheel 2 includes: a balance staff 3; an arm part 4 extending from the balance staff 3 to the outside of the balance staff 3; and a rim part 5 extending in a circular arc shape along a circumferential direction around the balance staff 3 while being supported by the arm part 4. The arm part 4 is formed of a fiber-reinforced plastic having reinforcement fiber S, and an alignment direction of the reinforcement fiber S is arranged in a direction parallel to an extending direction A of the arm part 4.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、時計に用いられるてん輪及び時計用調速装置に関する発明である。   The present invention relates to a balance wheel used in a timepiece and a speed governor for the timepiece.

機械式時計は、正確な歩度(時計の遅れ、進みの度合い)を得るために、調速装置(てんぷ)の振動周期の精度を精密に調整する必要がある。この調速装置は、てん輪とひげぜんまいとを有しており、振動周期は、下記式(1)によって示される。
ここで、T:てんぷの振動周期
I:てん輪の慣性モーメント
K:ひげぜんまいのばね定数 である。
すなわち、調速装置の振動周期は、てん輪の回転中心周りの慣性モーメントと、ひげぜんまいのばね定数とに依存して変化する。
The mechanical timepiece needs to precisely adjust the accuracy of the vibration period of the speed governor (balance) in order to obtain an accurate rate (timepiece delay, degree of advance). This speed governor has a balance wheel and a hairspring, and a vibration cycle is represented by the following formula (1).
Where T: balance frequency of balance
I: Moment of inertia of balance wheel
K: Spring constant of the hairspring.
That is, the vibration period of the governor changes depending on the moment of inertia around the center of rotation of the balance wheel and the spring constant of the balance spring.

ここで、てん輪には、一般的に温度上昇よって膨張する材料が用いられる。このため、温度上昇時にてん輪が拡径し、慣性モーメントを増加させてしまう。また、ひげぜんまいには、一般的に温度上昇によってヤング率が低下する材料が用いられる。このため、温度上昇時には、ひげぜんまいのばね定数を低下させてしまう。
これにより、温度上昇すると、てん輪の慣性モーメントが増加し、ひげぜんまいのばね定数が低下するため、調速装置の振動周期は、一般的に低温で短くなり、高温で長くなるという温度特性になっている。
Here, a material that expands as the temperature rises is generally used for the balance wheel. For this reason, the diameter of the balance wheel increases when the temperature rises, and the moment of inertia increases. For the hairspring, a material whose Young's modulus decreases with increasing temperature is generally used. For this reason, when the temperature rises, the spring constant of the hairspring is lowered.
As a result, when the temperature rises, the moment of inertia of the balance wheel increases and the spring constant of the balance spring decreases, so the vibration period of the governor generally decreases at low temperatures and increases at high temperatures. It has become.

これに対し、熱影響による変形(膨張)を抑制するため、強化繊維を含有した複合材料(以下、「繊維強化プラスチック」という)によっててん輪を形成した調速装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in order to suppress deformation (expansion) due to the influence of heat, a speed control device in which a balance wheel is formed of a composite material containing reinforcing fibers (hereinafter referred to as “fiber reinforced plastic”) is known (for example, Patent Document 1).

特表2007−533973号公報JP-T-2007-533973

ここで、繊維強化プラスチックは、強化繊維を含有しない合成樹脂よりも一般的に熱膨張率が低いことが分かっている。そのため、てん輪を繊維強化プラスチックによって形成することで、温度上昇時のてん輪の膨張を抑制することが可能となる。
しかしながら、繊維強化プラスチックによっててん輪を形成した場合であっても、単に繊維強化プラスチックを用いただけでは、温度上昇によって生じるてん輪の膨張状態を把握することは難しい。そのため、温度上昇時のてん輪の慣性モーメントを適切に制御することができなかった。
Here, it has been found that fiber-reinforced plastics generally have a lower coefficient of thermal expansion than synthetic resins that do not contain reinforcing fibers. Therefore, by forming the balance wheel with fiber reinforced plastic, it is possible to suppress the expansion of the balance wheel when the temperature rises.
However, even when the balance wheel is formed of fiber reinforced plastic, it is difficult to grasp the state of expansion of the balance wheel caused by the temperature rise only by using the fiber reinforced plastic. For this reason, the inertia moment of the balance wheel at the time of temperature rise cannot be appropriately controlled.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、温度変化に伴うてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御し、温度変化による歩度の精度低下を抑制することができるてん輪及び時計用調速装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and appropriately controls a change in the moment of inertia of the balance wheel accompanying a temperature change, and can be used for a balance wheel and a watch capable of suppressing a decrease in accuracy of the rate due to the temperature change. An object is to provide a speed governing device.

上記目的を達成するため、本発明は、てん真と、前記てん真から前記てん真の外側に延びたアーム部と、前記アーム部に支持されて前記てん真を中心とした周方向に沿って円弧状に延びるリム部とを備え、前記アーム部は、強化繊維を有する繊維強化プラスチックによって形成されると共に、前記強化繊維の配向方向が前記アーム部の延在方向に対して平行な方向に設定されている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a balance, an arm portion extending from the balance stem to the outside of the balance, and a circumferential direction centered on the balance supported by the arm portion. An rim portion extending in an arc shape, and the arm portion is formed of fiber reinforced plastic having reinforcing fibers, and the orientation direction of the reinforcing fibers is set in a direction parallel to the extending direction of the arm portions. Has been.

よって、本発明のてん輪では、温度変化に伴うてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御し、温度変化による歩度の精度低下を抑制することができる。   Therefore, in the balance wheel of the present invention, it is possible to appropriately control the change in the moment of inertia of the balance wheel due to the temperature change, and to suppress the decrease in the accuracy of the rate due to the temperature change.

実施例1の時計用調速装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the speed governor for timepieces of Example 1. FIG. 実施例1の時計用調速装置のてん輪を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a balance wheel of the time governor for a timepiece according to the first embodiment. 実施例1のてん輪の常温状態における平面図である。FIG. 3 is a plan view of the balance wheel of the first embodiment in a normal temperature state. 実施例1のてん輪の高温状態における平面図である。FIG. 3 is a plan view of the balance wheel of Example 1 in a high temperature state. 実施例1の時計用調速装置のてん輪の変形例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a modification of the balance wheel of the time governor for timepiece according to the first embodiment. 実施例1の時計用調速装置のてん輪のさらに変形例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a further modification of the balance wheel of the time governor for the timepiece according to the first embodiment.

以下、本発明のてん輪及び時計用調速装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the balance wheel and time regulator for timepieces of this invention is demonstrated based on Example 1 shown on drawing.

(実施例1)
[てん輪及び時計用調速装置の構成]
図1は、実施例1の時計用調速装置を示す斜視図である。図2は、実施例1のてん輪を示す平面図である。以下、図1及び図2に基づき、実施例1のてん輪及び時計用調速装置の構成を説明する。
Example 1
[Configuration of speed control device for balance wheel and watch]
FIG. 1 is a perspective view showing a time governor for a timepiece according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the balance wheel of the first embodiment. Hereinafter, based on FIG.1 and FIG.2, the structure of the balance wheel of 1st Example and the speed control apparatus for timepieces is demonstrated.

実施例1の時計用調速装置(てんぷ)10は、携帯用時計(例えば腕時計)に内蔵され、図1に示すように、ひげぜんまい1と、てん輪2と、を備えている。   A time governor (temple) 10 for a timepiece according to the first embodiment is built in a portable timepiece (for example, a wristwatch) and includes a hairspring 1 and a balance wheel 2 as shown in FIG.

ひげぜんまい1は、例えば一平面内で渦巻き状に巻かれた平ひげであって、内側の端部がてん輪2のてん真3に接合され、外側の端部が携帯用時計のムーブメントのてんぷ受け(不図示)に固定されている。   The hairspring 1 is, for example, a flat whisker that is spirally wound in one plane, the inner end is joined to the balance 3 of the balance wheel 2, and the outer end is a balance of a movement of a portable watch. It is fixed to a receiver (not shown).

てん輪2は、図2に示すように、てん真3と、アーム部4と、リム部5と、錘部6と、を有している。   As shown in FIG. 2, the balance wheel 2 has a balance stem 3, an arm portion 4, a rim portion 5, and a weight portion 6.

てん真3は、てん輪2の中心に位置する軸部材であり、軸の上下が携帯用時計のムーブメントの地板とてんぷ受け(いずれも不図示)とに回転自在に支持されている。   The balance stem 3 is a shaft member located at the center of the balance wheel 2, and the top and bottom of the shaft are rotatably supported by a base plate of a movement of a portable timepiece and a balance holder (both not shown).

アーム部4は、中心Cにてん真3が嵌め合わされる貫通孔4aが形成されると共に、この貫通孔4aからてん真3を中心とした半径方向(放射方向)に延びる一対のアーム4b,4cを有している。一対のアーム4b,4cは、貫通孔4aを挟んで互いに反対方向へと延在され、貫通孔4aからそれぞれの先端4d,4eまでの長さが等しく形成されている。なお、アーム部4の中心Cは、てん真3の回転中心に一致している。   The arm portion 4 is formed with a through hole 4a into which the core 3 is fitted at the center C, and a pair of arms 4b, 4c extending from the through hole 4a in the radial direction (radial direction) centering on the core 3. have. The pair of arms 4b and 4c extend in opposite directions with the through hole 4a interposed therebetween, and the lengths from the through hole 4a to the respective tips 4d and 4e are formed to be equal. The center C of the arm portion 4 coincides with the rotation center of the balance 3.

リム部5は、てん真3を中心とした周方向に沿って円弧状に延び、周方向に切れ目のない円環形状を呈している。このリム部5は、アーム4bの先端4dと、アーム4cの先端4eとがそれぞれ結合し、支持されている。
ここで、アーム部4とリム部5とが結合した状態で、アーム部4の中心Cは、リム部5の中心に一致し、アーム部4は、中心Cからリム部5の直径方向に延びている。つまり、アーム部4の延在方向(軸方向)Aは、リム部5の直径方向と一致している。
The rim portion 5 extends in an arc shape along the circumferential direction with the balance 3 as the center, and has an annular shape without a cut in the circumferential direction. The rim portion 5 is supported by connecting the tip 4d of the arm 4b and the tip 4e of the arm 4c.
Here, in a state where the arm portion 4 and the rim portion 5 are coupled, the center C of the arm portion 4 coincides with the center of the rim portion 5, and the arm portion 4 extends from the center C in the diameter direction of the rim portion 5. ing. In other words, the extending direction (axial direction) A of the arm portion 4 coincides with the diameter direction of the rim portion 5.

錘部6は、柱形状を呈しており、この錘部6の延在方向(軸方向)Bの一端6aがリム部5と一体になっており、てん真3を中心とした半径方向(放射方向)に沿って、リム部5の内側に延びている。ここで、錘部6は、てん真3を挟んで対象となる位置に一対設けられ、いずれも延在方向Bが、アーム部4の延在方向Aに対して直交する方向(垂直な方向)に設定されている。
また、この錘部6は、一端6a以外は、リム部5に接触していない。そのため、この錘部6は、温度の変化に応じた熱膨張、熱収縮する場合、リム部5と一体にされた一端6aを基準として、リム部5の半径方向の内側に、拘束されずに伸縮する。
The weight portion 6 has a columnar shape, and one end 6a in the extending direction (axial direction) B of the weight portion 6 is integrated with the rim portion 5, and the radial direction (radiation) about the balance 3 is centered. The rim portion 5 extends in the direction). Here, a pair of weight portions 6 are provided at positions to be the target with the balance 3 interposed therebetween, and both of the extending directions B are perpendicular to the extending direction A of the arm portion 4 (perpendicular direction). Is set to
Further, the weight portion 6 is not in contact with the rim portion 5 except for one end 6a. Therefore, when the weight portion 6 is thermally expanded or contracted in response to a change in temperature, the weight portion 6 is not restricted to the inner side in the radial direction of the rim portion 5 with respect to the one end 6a integrated with the rim portion 5. It expands and contracts.

そして、この実施例1では、アーム部4と、リム部5と、錘部6とが、繊維強化プラスチックによって一体成形されている。
ここで、「繊維強化プラスチック」とは、強化繊維に方向性を持たせたまま(長繊維の状態)で作製した織物に、主原料の合成樹脂を含浸させて形成されたプリプレグシートを積層し、合成樹脂の強度を高めたプラスチック複合材料である。繊維に方向性があるため、繊維の配向によって熱膨張率や強度に異方性が出る。つまり、この繊維強化プラスチックは、繊維の方向に沿った方向(平行な方向)には熱膨張率が低く、繊維の方向に直交する方向(垂直な方向)には熱膨張率が高い。そして、この実施例1では、強化繊維が一方向に配向されたユニダイレクショナル材(UD材)を用いている。
また、「一体成形」とは、二次接着や機械的接合を用いないで、部材の接合と同時に製品を一体で成形することであり、アーム部4と、リム部5と、錘部6とを接合すると同時に、各部を形づくることである。ここでは、プリプレグシートを積層して形成したプレート状の繊維強化プラスチックを型によって打ち抜くことで、てん輪2を形成する。
And in this Example 1, the arm part 4, the rim | limb part 5, and the weight part 6 are integrally molded with the fiber reinforced plastics.
Here, “fiber reinforced plastic” refers to a prepreg sheet formed by impregnating a woven fabric produced with the direction of reinforcing fibers (in the state of long fibers) impregnated with a synthetic resin as a main raw material. It is a plastic composite material with increased strength of synthetic resin. Since the fiber has directionality, anisotropy appears in the coefficient of thermal expansion and strength depending on the orientation of the fiber. That is, this fiber-reinforced plastic has a low coefficient of thermal expansion in the direction along the fiber direction (parallel direction) and a high coefficient of thermal expansion in the direction orthogonal to the fiber direction (vertical direction). In Example 1, a unidirectional material (UD material) in which reinforcing fibers are oriented in one direction is used.
“Integral molding” means that the product is integrally molded simultaneously with the joining of the members without using secondary bonding or mechanical joining. The arm part 4, the rim part 5, the weight part 6, Is to form each part at the same time. Here, the balance wheel 2 is formed by punching a plate-like fiber reinforced plastic formed by laminating prepreg sheets with a mold.

なお、繊維強化プラスチックに用いる強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等を用いることができる。また、繊維強化プラスチックの主原料である合成樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてもよいし、ポリアミド樹脂、メチルメタアクリレートなどの熱可塑性樹脂を用いてもよい。   Note that carbon fibers, glass fibers, boron fibers, aramid fibers, polyethylene fibers, and the like can be used as the reinforcing fibers used in the fiber-reinforced plastic. Moreover, as a synthetic resin which is a main raw material of fiber reinforced plastic, a thermosetting resin such as unsaturated polyester, epoxy resin, or phenol resin may be used, or a thermoplastic resin such as polyamide resin or methyl methacrylate may be used. May be.

そして、この実施例1では、図2に示すように、繊維強化プラスチックが有する強化繊維Sの配向方向を、アーム部4の延在方向A(アーム部4の軸方向)に対して平行な方向(延在方向Aに沿う方向)に設定している。また、実施例1では、アーム部4の延在方向Aに対して錘部6の延在方向Bが直交しているため、強化繊維Sの配向方向は、錘部6の延在方向B(錘部6の軸方向)に対して垂直な方向に設定される。   And in this Example 1, as shown in FIG. 2, the orientation direction of the reinforced fiber S which the fiber reinforced plastic has is parallel to the extending direction A of the arm portion 4 (the axial direction of the arm portion 4). (The direction along the extending direction A) is set. Moreover, in Example 1, since the extending direction B of the weight part 6 is orthogonal to the extending direction A of the arm part 4, the orientation direction of the reinforcing fiber S is the extending direction B of the weight part 6 ( A direction perpendicular to the axial direction of the weight portion 6 is set.

[てん輪及び時計用調速装置の作用]
図3は、実施例1のてん輪の常温状態における平面図を示し、図4は、実施例1のてん輪の高温状態における平面図を示す。以下、図3及び図4に基づき、実施例1のてん輪及び時計用調速装置の作用を説明する。
[Operation of the speed control device for balance wheel and watch]
3 shows a plan view of the balance wheel of Example 1 in a normal temperature state, and FIG. 4 shows a plan view of the balance wheel of Example 1 in a high temperature state. Hereinafter, based on FIG.3 and FIG.4, the effect | action of the balance wheel of Example 1 and the governor for timepieces is demonstrated.

実施例1のてん輪2は、図3に示すように、常温状態(温度変化に応じた変形前)では、リム部5が中心Cを中心とした直径寸法がR1のほぼ真円状態であり、また、錘部6単体の重心6bは、中心Cから半径方向の距離L1の位置にある。ここで、「常温」とは、20度±5度程度の温度範囲を指す。   As shown in FIG. 3, the balance wheel 2 of the first embodiment is in an almost perfect circle state in which the rim portion 5 has a diameter dimension R1 around the center C in a normal temperature state (before deformation according to a temperature change). In addition, the center of gravity 6b of the weight portion 6 is located at a distance L1 from the center C in the radial direction. Here, “room temperature” refers to a temperature range of about 20 degrees ± 5 degrees.

実施例1のてん輪2は、熱膨張係数が正となる温度特性(温度上昇によって膨張する性質)を備えている。一方、このてん輪2を形成する繊維強化プラスチックは、強化繊維Sの配向方向に沿った方向の熱膨張率が最も低く、強化繊維Sの配向方向からのずれが大きくなるにしたがって熱膨張率が高くなり、強化繊維Sの配向方向に垂直な方向の熱膨張率が最も高くなっている。   The balance wheel 2 according to the first embodiment has a temperature characteristic (propensity to expand due to a temperature rise) having a positive thermal expansion coefficient. On the other hand, the fiber-reinforced plastic forming the balance wheel 2 has the lowest thermal expansion coefficient in the direction along the orientation direction of the reinforcing fibers S, and the thermal expansion coefficient increases as the deviation from the orientation direction of the reinforcing fibers S increases. The coefficient of thermal expansion in the direction perpendicular to the orientation direction of the reinforcing fibers S is the highest.

すなわち、てん輪2の温度が常温から上昇したとき、図4に示すように、アーム部4は、延在方向Aに沿った熱膨張率が低いため、ほとんど膨張(伸長)しない。   That is, when the temperature of the balance wheel 2 rises from room temperature, the arm portion 4 hardly expands (extends) because the coefficient of thermal expansion along the extending direction A is low as shown in FIG.

一方、リム部5は、中心Cを中心とした半径方向の外側に向かって膨張(拡径)するが、アーム部4の先端4d,4eが結合した部分及びその近傍部分(破線αで示す部分)では、半径方向と強化繊維Sの配向方向とのずれが小さい。しかも、アーム部4がほとんど膨張(伸長)しない。このため、リム部5のうち、アーム部4が結合した部分及びその近傍部分(破線αで示す部分)は、熱膨張率が比較的低い上、アーム部4によって膨張が拘束されて、ほとんど膨張(拡径)しない。これにより、リム部5のアーム部4の延在方向Aに沿った方向の直径寸法R2は、常温状態の直径寸法R1とほぼ同じになる。
これに対し、このリム部5のうち、錘部6が一体に形成された部分及びその近傍部分(破線βで示す部分)では、半径方向と強化繊維Sの配向方向とのずれが大きい。このため、リム部5のうち、錘部6が一体に形成された部分及びその近傍部分(破線βで示す部分)は、熱膨張率が比較的高いので、中心Cを中心とした半径方向に沿って外側に膨張(拡径)する。これにより、リム部5の錘部6の延在方向Bに沿った方向の直径寸法R3は、常温状態の直径寸法R1よりも長くなる。
この結果、リム部5は、常温から温度が上昇すると、アーム部4の延在方向Aを短軸方向とし、錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に熱膨張する。
On the other hand, the rim portion 5 expands (expands) toward the outside in the radial direction with the center C as the center, but the portion where the tips 4d and 4e of the arm portion 4 are joined and the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line α) ), The deviation between the radial direction and the orientation direction of the reinforcing fibers S is small. Moreover, the arm part 4 hardly expands (extends). For this reason, the portion of the rim portion 5 to which the arm portion 4 is coupled and the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line α) have a relatively low coefficient of thermal expansion, and the expansion is restrained by the arm portion 4 so that the portion is almost inflated. Do not (expand). Thereby, the diameter dimension R2 of the direction along the extending direction A of the arm part 4 of the rim | limb part 5 becomes substantially the same as the diameter dimension R1 of a normal temperature state.
On the other hand, in the rim portion 5, the deviation between the radial direction and the orientation direction of the reinforcing fibers S is large in the portion where the weight portion 6 is integrally formed and in the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line β). For this reason, the portion of the rim portion 5 in which the weight portion 6 is integrally formed and the vicinity thereof (the portion indicated by the broken line β) have a relatively high coefficient of thermal expansion. It expands outward (expands diameter) along Thereby, the diameter dimension R3 of the direction along the extending direction B of the weight part 6 of the rim | limb part 5 becomes longer than the diameter dimension R1 of a normal temperature state.
As a result, when the temperature rises from room temperature, the rim portion 5 thermally expands into an elliptical shape in which the extending direction A of the arm portion 4 is the short axis direction and the extending direction B of the weight portion 6 is the long axis direction.

そして、錘部6は、延在方向Bに沿った熱膨張率が高く、延在方向Bに沿って大きく膨張(伸長)する。このとき、一端6aがリム部5に一体になっているため、錘部6は、この一端6aを基準としてリム部5の内側(中心Cに向かう側)に拘束されることなく伸長する。これにより、錘部6の単体の重心6bはリム部5の内側へと変位する。
なお、この実施例1では、リム部5が錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に熱膨張するため、中心Cから錘部6の重心6bまでの半径方向の距離L2は、常温状態での距離L1とほぼ同じである。
The weight portion 6 has a high coefficient of thermal expansion along the extending direction B, and greatly expands (extends) along the extending direction B. At this time, since the one end 6a is integrated with the rim portion 5, the weight portion 6 extends without being constrained to the inner side (side toward the center C) of the rim portion 5 with the one end 6a as a reference. As a result, the single center of gravity 6 b of the weight portion 6 is displaced to the inside of the rim portion 5.
In the first embodiment, the rim portion 5 thermally expands into an elliptical shape with the extending direction B of the weight portion 6 as the major axis direction, and thus the distance L2 in the radial direction from the center C to the gravity center 6b of the weight portion 6. Is substantially the same as the distance L1 in the normal temperature state.

このように、実施例1のてん輪2では、常温から温度が上昇したときのてん輪2の膨張状態を把握することができる。そして、このてん輪2の膨張を把握した上で、てん輪2の変形状態を任意に規定することで、温度上昇に伴っててん輪2が変形することによる慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。   Thus, in the balance wheel 2 of Example 1, the expansion state of the balance wheel 2 when the temperature rises from room temperature can be grasped. Then, after grasping the expansion of the balance wheel 2, the deformation state of the balance wheel 2 is arbitrarily defined to appropriately control the change of the moment of inertia caused by the deformation of the balance wheel 2 with the temperature rise. be able to.

そして、時計用調速装置では、一般的に、温度の上昇に伴ってひげぜんまいのヤング率が低下するため、ばね定数が低下する。このひげぜんまいのばね定数の低下は、上述の式(1)から明らかなように、時計用調速装置の振動周期を長くするように作用する。
しかしながら、実施例1のてん輪2では、上述のように、てん輪2の変形状態を任意に規定することで、温度上昇に伴う慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。一方、ひげぜんまいのヤング率(ばね定数)の低下は、実験等により予め把握可能である。そのため、実施例1の時計用調速装置10では、温度上昇時のひげぜんまいのばね定数の低下に基づいて、てん輪2の慣性モーメントの変化を適切に制御することで、時計用調速装置10の振動周期の変化を制御することができ、温度変化による歩度の精度の低下を抑制することができる。
And in the time regulator for timepieces, generally, the Young's modulus of the hairspring decreases as the temperature rises, so the spring constant decreases. This reduction in the spring constant of the hairspring acts to increase the vibration cycle of the time governor, as is apparent from the above-described equation (1).
However, in the balance wheel 2 of the first embodiment, as described above, it is possible to appropriately control the change in the moment of inertia accompanying the temperature rise by arbitrarily defining the deformation state of the balance wheel 2. On the other hand, a decrease in the Young's modulus (spring constant) of the hairspring can be grasped in advance by experiments or the like. Therefore, in the time governor 10 for the timepiece according to the first embodiment, the time governor for the timepiece is controlled by appropriately controlling the change in the moment of inertia of the balance wheel 2 based on the decrease in the spring constant of the balance spring when the temperature rises. It is possible to control the change of the ten vibration cycles, and to suppress the decrease in the accuracy of the rate due to the temperature change.

また、この実施例1では、リム部5に支持されると共に、てん真3を中心とした半径方向に沿って延びる錘部6を有している。そのため、リム部5が錘部6の延在方向Bを長軸方向とする楕円形状に膨張(拡径)する一方、錘部6は重心6bが中心C側へ移動するように膨張(伸長)する。なお、アーム部4は、温度上昇時にほとんど膨張しないので、てん輪2の全体の重心位置の移動への影響はほとんどない。そのため、リム部5の膨張による重心移動と、錘部6の膨張による重心移動とによって、てん輪2の全体の重心位置の変動を抑制することができる。   In the first embodiment, the weight portion 6 is supported by the rim portion 5 and extends along the radial direction with the balance 3 as the center. Therefore, the rim portion 5 expands (expands) into an elliptical shape with the extending direction B of the weight portion 6 as the major axis direction, while the weight portion 6 expands (extends) so that the center of gravity 6b moves to the center C side. To do. In addition, since the arm part 4 hardly expands at the time of temperature rise, there is almost no influence on the movement of the center-of-gravity position of the balance wheel 2 as a whole. Therefore, the movement of the center of gravity of the balance wheel 2 can be suppressed by the movement of the center of gravity due to the expansion of the rim 5 and the movement of the center of gravity due to the expansion of the weight 6.

そして、このように常温から温度が上昇したとき、てん輪2の全体の重心位置の変動が抑制されるため、てん輪2が、正の熱膨張係数(温度上昇によって膨張する性質)を備えているものの、温度上昇時に、てん輪2の慣性モーメントが大きくなることが抑えられ、てん輪2が時計用調速装置10の振動周期を長くするように作用しない。このため、実施例1では、温度の上昇に伴ってひげぜんまい1のばね定数が低下した場合であっても、てん輪2において上述のように重心位置の移動が抑制されて、慣性モーメントの変化(増加)を抑制することができる。これにより、一般的な時計用調速装置と比べて、温度上昇時に時計用調速装置10の振動周期が長くなることを抑制することができる。   And when temperature rises from normal temperature in this way, since the fluctuation | variation of the gravity center position of the balance wheel 2 is suppressed, the balance wheel 2 is equipped with the positive thermal expansion coefficient (property which expands by temperature rise). However, when the temperature rises, the moment of inertia of the balance wheel 2 is suppressed from increasing, and the balance wheel 2 does not act to increase the vibration period of the time governor 10. For this reason, in the first embodiment, even when the spring constant of the hairspring 1 is lowered as the temperature rises, the movement of the center of gravity position is suppressed in the balance wheel 2 as described above, and the change of the moment of inertia (Increase) can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the vibration period of the timepiece governing device 10 when the temperature rises, as compared to a general timepiece governing device.

しかも、この実施例1では、錘部6は、繊維強化プラスチックによって形成されると共に、この錘部6の延在方向Bが、アーム部4の延在方向A及び強化繊維Sの配向方向に対して垂直な方向(直交する方向)に設定されている。   Moreover, in the first embodiment, the weight portion 6 is formed of fiber reinforced plastic, and the extending direction B of the weight portion 6 is in the extending direction A of the arm portion 4 and the orientation direction of the reinforcing fibers S. Vertical direction (direction orthogonal).

そのため、この錘部6は、最も変形(膨張)する位置に形成されることになり、リム部5の膨張による重心位置の変化を効率的に抑制し、さらに、この錘部6の長さを適切に設定することで、温度上昇時のてん輪2の慣性モーメントを低減することも可能となる。
この結果、時計用調速装置10の振動周期の変化を抑えることができ、温度変化による歩度の精度の低下をさらに抑制することができる。
Therefore, the weight portion 6 is formed at the most deformed (expanded) position, and the change in the center of gravity due to the expansion of the rim portion 5 is efficiently suppressed, and further, the length of the weight portion 6 is reduced. By appropriately setting, it is possible to reduce the moment of inertia of the balance wheel 2 when the temperature rises.
As a result, it is possible to suppress a change in the vibration period of the time governor 10 for a timepiece, and to further suppress a decrease in accuracy of the rate due to a temperature change.

そして、この実施例1では、てん輪2を構成するアーム部4、リム部5、錘部6が、繊維強化プラスチックによって一体成形されている。そのため、これらの各部を組み立てる工程が必要なく、製作工程の簡略化を図ることができる。また、組み立てによって形成する場合と比べて、各部の位置精度を向上することができ、温度特性を安定したものとすることができる。   And in this Example 1, the arm part 4, the rim | limb part 5, and the weight part 6 which comprise the balance wheel 2 are integrally molded with the fiber reinforced plastics. Therefore, there is no need to assemble these parts, and the manufacturing process can be simplified. In addition, the positional accuracy of each part can be improved and the temperature characteristics can be stabilized as compared with the case of forming by assembly.

(変形例)
実施例1のてん輪2では、アーム部4の延在方向A及び強化繊維Sの配向方向に対して直交する方向に延在した一対の錘部6を有している。しかしながら、これに限らず、例えば図5に示すてん輪2Aのように、アーム部4と、リム部5とから構成され、錘部を有していないてん輪であってもよい。
この場合であっても、強化繊維Sの配向方向をアーム部4の延在方向Aに対して平行な方向に設定することで、てん輪2の熱膨張の状態を把握することができ、てん輪2の温度上昇時の慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。
(Modification)
The balance wheel 2 of the first embodiment has a pair of weight portions 6 extending in a direction orthogonal to the extending direction A of the arm portion 4 and the orientation direction of the reinforcing fibers S. However, the present invention is not limited to this, and a balance wheel that includes the arm portion 4 and the rim portion 5 and does not have a weight portion, such as a balance wheel 2A shown in FIG.
Even in this case, the state of thermal expansion of the balance wheel 2 can be grasped by setting the orientation direction of the reinforcing fibers S in a direction parallel to the extending direction A of the arm portion 4. The change of the moment of inertia when the temperature of the wheel 2 rises can be appropriately controlled.

また、実施例1のてん輪2では、一対のアーム4b,4cの延在方向Aがリム部5の直径方向と一致している。しかしながら、これに限らない。アーム部4は、てん真3が嵌合する貫通孔4aと、てん真3からこのてん真3の外側に延びたアーム部を有していればよく、また、少なくともアーム部4を繊維強化プラスチックによって形成すると共に、強化繊維Sの配向方向をアーム部4の延在方向Aに対して平行な方向に設定すればよい。
そのため、例えば、アーム部を三つ以上のアームで構成し、リム部とは別部材によって形成すると共に、三つ以上のアームをてん真3を中心とする放射方向に等角度間隔をあけて延在してもよい。このとき、強化繊維Sの配向方向を、各アームの延在方向に平行な方向に設定することで、アーム部の熱膨張の状態を把握することができる。
Further, in the balance wheel 2 of the first embodiment, the extending direction A of the pair of arms 4 b and 4 c coincides with the diameter direction of the rim portion 5. However, the present invention is not limited to this. The arm part 4 should just have the through-hole 4a which the balance stem 3 fits in, and the arm part extended to the outer side of this balance stem 3 from the balance stem 3, and at least arm part 4 is fiber reinforced plastics. And the orientation direction of the reinforcing fiber S may be set in a direction parallel to the extending direction A of the arm portion 4.
Therefore, for example, the arm part is composed of three or more arms and is formed by a member different from the rim part, and the three or more arms are extended at equal angular intervals in the radial direction centering on the balance 3. May be present. At this time, the state of thermal expansion of the arm portion can be grasped by setting the orientation direction of the reinforcing fibers S in a direction parallel to the extending direction of each arm.

そして、上述の実施例1では、錘部6が長さ方向に一様な形状であるが、一様な形状に限らず、リム部5の内側に向かうにしたがって幅が広くなったり、厚さが厚くなったりして重量が大きくなる形状を採用することもできる。このように、リム部5の内側に向かうにしたがって重量が大きくなる形状の錘部によれば、温度の上昇により、重心位置がリム部5の内側に移動する量を、一様な幅、厚さの錘部による重心位置の移動する量よりも大きくすることができる。   In the first embodiment described above, the weight portion 6 has a uniform shape in the length direction. However, the weight portion 6 is not limited to a uniform shape, and the width or width increases toward the inside of the rim portion 5. It is also possible to adopt a shape in which the thickness increases due to the increase in thickness. As described above, according to the weight portion whose weight increases toward the inner side of the rim portion 5, the amount of movement of the center of gravity position to the inner side of the rim portion 5 due to the rise in temperature is set to a uniform width and thickness. It can be made larger than the amount of movement of the center of gravity by the weight portion.

さらに、実施例1では、てん輪2を形成する繊維強化プラスチックが、強化繊維が一方向に配向されたユニダイレクショナル材(UD材)である例を示したが、これに限らない。強化繊維を縦横に織ることで、強化繊維を縦横の二方向に配向したクロス材であってもよい。この場合であっても、縦横に配向した強化繊維のうちのいずれか一方の繊維方向を、アーム部の延在方向に対して平行な方向に設定することで、アーム部の熱膨張率を抑制し、てん輪の変形状態を把握することができる。そして、温度上昇時のてん輪の慣性モーメントの変化を制御することができる。   Furthermore, in Example 1, although the fiber reinforced plastic which forms the balance wheel 2 showed the example which is a unidirectional material (UD material) with which the reinforced fiber was orientated in one direction, it is not restricted to this. It may be a cloth material in which reinforcing fibers are oriented in two directions, both vertically and horizontally, by weaving reinforcing fibers vertically and horizontally. Even in this case, the thermal expansion coefficient of the arm part is suppressed by setting the fiber direction of any one of the reinforcing fibers oriented vertically and horizontally in a direction parallel to the extending direction of the arm part. Thus, the deformation state of the balance wheel can be grasped. And the change of the moment of inertia of the balance wheel when the temperature rises can be controlled.

なお、縦横に配向した強化繊維Sを用いた繊維強化プラスチックを用いててん輪2を形成する際に錘部6を設ける場合は、錘部6をアーム部5と直交する角度又はいずれの繊維方向にも沿わない角度で配置することにより、錘部6の温度による変形量を適宜設定することが可能となる。例えば図6に示すように、錘部6を縦横の強化繊維Sの角度の中間の角度となるように配置することにより、いずれかの繊維方向に沿った角度で錘部6を形成した場合より、錘部6の温度による変形量を大きくすることができる。当然、強化繊維の方向に沿った角度の錘部6と強化繊維の方向に沿わない角度の錘部6とを組合わせた構成としてもよい。   In addition, when providing the weight part 6 when forming the balance wheel 2 using the fiber reinforced plastic using the reinforcing fibers S oriented vertically and horizontally, the angle of the weight part 6 orthogonal to the arm part 5 or any fiber direction In addition, the amount of deformation of the weight portion 6 due to the temperature can be set as appropriate by arranging at an angle that does not follow the above. For example, as shown in FIG. 6, by arranging the weight portion 6 so as to be an intermediate angle between the vertical and horizontal reinforcing fibers S, the weight portion 6 is formed at an angle along one of the fiber directions. The amount of deformation due to the temperature of the weight portion 6 can be increased. Of course, it is good also as a structure which combined the weight part 6 of the angle along the direction of a reinforced fiber, and the weight part 6 of the angle which does not follow the direction of a reinforced fiber.

以上説明した例は、温度が上昇する場合であるが、温度が下降する場合は温度が上昇する場合とは反対に、てん輪2では、リム部5がアーム部4の延在方向Aを長軸とし、錘部6の延在方向Bを短軸とする楕円形状に変形する。一方、錘部6は、リム部5と一体になった一端6aを基準として延在方向Bに沿って縮小する。なお、アーム部4については、ほとんど変形しない。
このように、温度が下降する場合であっても、てん輪の変形状態を把握することができ、温度下降時のてん輪の慣性モーメントの変化を適切に制御することができる。
In the example described above, the temperature rises. When the temperature falls, the rim portion 5 extends in the extending direction A of the arm portion 4 in the balance wheel 2 as opposed to the temperature rise. The shaft 6 is deformed into an elliptical shape having the extending direction B of the weight portion 6 as a short axis. On the other hand, the weight portion 6 is reduced along the extending direction B with the one end 6 a integrated with the rim portion 5 as a reference. The arm portion 4 is hardly deformed.
Thus, even when the temperature is lowered, the deformation state of the balance wheel can be grasped, and the change in the inertia moment of the balance wheel when the temperature is lowered can be appropriately controlled.

10 時計の調速装置
1 ひげぜんまい
2 てん輪
3 てん真
4 アーム部
4a 貫通孔
4b,4c アーム
5 リム部
6 錘部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Time regulating device 1 Timepiece spring 2 Balance wheel 3 Spring stem 4 Arm part 4a Through hole 4b, 4c Arm 5 Rim part 6 Weight part

Claims (5)

てん真と、前記てん真から前記てん真の外側に延びたアーム部と、前記アーム部に支持されて前記てん真を中心とした周方向に沿って円弧状に延びるリム部とを備え、
前記アーム部は、強化繊維を有する繊維強化プラスチックによって形成されると共に、前記強化繊維の配向方向が前記アーム部の延在方向に対して平行な方向に設定されている
ことを特徴とするてん輪。
A balance, and an arm extending from the balance to the outside of the balance, and a rim that is supported by the arm and extends in an arc shape along a circumferential direction centering on the balance,
The balance wheel is formed of a fiber reinforced plastic having reinforcing fibers, and the orientation direction of the reinforcing fibers is set in a direction parallel to the extending direction of the arm portions. .
前記リム部に支持されると共に、前記てん真を中心とした半径方向に沿って延びる錘部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のてん輪。
The balance wheel according to claim 1, further comprising a weight portion that is supported by the rim portion and extends along a radial direction centering on the balance stem.
前記錘部は、前記繊維強化プラスチックによって形成されると共に、前記錘部の延在方向が、前記アーム部の延在方向及び前記強化繊維の配向方向に対して垂直な方向に設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載のてん輪。
The weight portion is formed of the fiber reinforced plastic, and the extending direction of the weight portion is set to a direction perpendicular to the extending direction of the arm portion and the orientation direction of the reinforcing fibers. The balance wheel according to claim 2, wherein:
前記アーム部と、前記リム部と、前記錘部とが、前記繊維強化プラスチックによって一体成形されている
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のてん輪。
The balance wheel according to claim 2 or 3, wherein the arm portion, the rim portion, and the weight portion are integrally formed of the fiber reinforced plastic.
ひげぜんまいと、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のてん輪と、を備えた
ことを特徴とする時計用調速装置。
A speed governing device for a timepiece, comprising: a hairspring and the balance wheel according to any one of claims 1 to 4.
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