JP2019020400A - 腕時計用の安全弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動弁に特有なねじ／ナットの接続の課題を回避しつつ、ユーザーの介在がある自動弁とユーザーの介在がない自動弁の利点が組み合わさった腕時計用の安全弁を提供する。
【解決手段】 本発明は、可動なように管状体（４）にマウントされ開位置と閉位置の間を動くことができる頭部（３）を有する腕時計用の安全弁（１）に関する。管状体（４）の内側体積内には、第１のばね（１４）がある。管状体の外面には、頭部（３）を開位置にする手動運動と自動運動を可能にするカム面体（７）がある。管状体には、第１のばね（１４）の他に、第１のばね（１４）よりも高いスチフネスを有する第２のばね（１６）がある。
【選択図】 図５

Description

本発明は、腕時計、特に、水面下のダイビングにおける使用を意図した腕時計用の安全弁に関する。本発明は、さらに、前記弁を備える腕時計に関する。

一部のダイビング用腕時計において、ダイバーがヘリウムと酸素を含む混合気体を吸入するような飽和ダイビングの間に腕時計ケースに浸透したヘリウムを取り除くために、ヘリウム逃がし弁が設けられている。このことによって、ダイビングベルや海中滞在所内にダイバーが数日間滞在することが可能になる。この期間に、腕時計内にヘリウムが進入することがある。前記のようなヘリウム逃がし弁がないと、進入したヘリウムによって発生する過大な内圧によって、減圧段階にて腕時計を損傷させてしまうことがある。例えば、風防が外れたり壊れたりして風防が使えなくなったりする。

ヘリウム逃がし弁には、手動のものと自動のものがある。手動弁は、ねじ込み式の竜頭と同様に、頭部のようなシール要素をケースミドル部に対して締め込むことによって動作する。手動弁には、使用後に弁を再び締め込むまでは腕時計の耐水性が失われるという短所がある。自動弁は、腕時計ケース内と外部環境の間の圧力の差が臨界しきい値に達したときに、その名の通り自動的にアクティブ化される。第１のタイプの自動弁は、ユーザーがブロックすることができないものであり、その原理がスイス特許ＣＨ４９１２４６に記載されている。この弁は、ほとんどの場合、ケースミドル部と面一にマウントされ、腕時計ケース内の圧力を抑える単純な弁の形態である。このタイプの弁の課題は、逃げる気体や腕時計に入る流体を止めることができずに自動的に開くことである。このことは、湿気の多い環境において減圧が行われる場合には問題となり得る。この課題を克服するために、欧州特許ＥＰ０５５４７９７に記載されているような、頭部についてねじ込む／ねじを緩ませることによってユーザーが操作できる第２のタイプの自動弁がある。欧州特許ＥＰ２６８５３２７に記載されているように、この第２のタイプの弁を押しボタンに組み入れることができる。

ＥＰ０５５４７９７の弁には、スカート部があるくぼんだ頭部と、及びシャフトが延びる中央コアとがある。この頭部を、腕時計ケースのケースミドル部を形成する部分に取り付けられた管状体にねじ込むことができる。この管状体には、底部があり、クリアランスがあるように、この底部をシャフトが通る。コアとシャフトは、渦巻き状の戻しばねによって囲まれている。このばねは、その第１の端を介して前記頭部の下にて支持されている。ばねの第２の端は、リングに支持されており、このリングは、管状体の底部に配置された第１のシーリングガスケットを押しつける。管状体の反対側の頭部の下には、第２のシーリングガスケットが配置されている。管状体のねじ山部分に頭部をねじ込むときに、第２のシーリングガスケットが管状体に対向するように押される。その後で、弁がはたらかなくなり、第２のガスケットを介して、そして、第１のガスケット上にあるばねの影響によって、完全にシールされる。頭部が緩められているときには、頭部の下の第２のガスケットはもはやアクティブではなく、ケース内の圧力がケース外の圧力よりも高くなると、管状体の底部にあるガスケットは、ばねの復帰力に対抗して上がることができる。そして、腕時計の内部から外部へと気体が排出される。

この第２のタイプの弁には、いくつかの課題がある。第１に、アクティブであるようにするためにユーザーによる介在が必要である。頭部が閉位置に保持されているとき、弁はそのままでははたらいておらず、ケースの内部に超過圧力が発生したときに風防が飛び出てしまうことを防ぐことができない。次に、ねじ山を介して頭部を管状体にマウントする。頭部は、その寿命の間中、主として、安静位置、すなわち、ねじ込まれた位置、にある。このことを鑑みると、ユーザーが頭部を緩めることができなくなる時期が到来してしまうリスクがある。また、頭部を管状体に強く締め付けすぎると、時間が経過するにしたがって頭部の下に位置する第２のガスケットを損傷してしまうリスクがある。反対に、頭部の締め付けが不十分であると、開位置を維持できなくなってしまうリスクがある。

本発明は、前記課題を克服するために、ユーザーの介在を必要とする自動弁に特有なねじ／ナットの接続の課題を回避しつつ、ユーザーの介在がある自動弁とユーザーの介在がない自動弁の利点が組み合わさった新規なヘリウム逃がし弁を提案することを主な目的とする。

このために、本発明は、２つの動作構成がある弁を提案する。第１の構成において、ユーザーが弁の頭部を開位置にして腕時計の外部の方へと気体を逃がした後に、腕時計ケースの内部が適度な超過圧力しきい値をよりも大きくなっており弁がアクティブになっている。第２の構成において、腕時計ケース内の圧力が臨界的な超過圧力しきい値よりも大きくなっており弁がアクティブとなっており、これによって、頭部が自動的に開く。一方では、弁の頭部と管状体の間のカムタイプの接続によって、そして、他方では、弁の内部にて直列に構成しており異なるスチフネスを有する２つのばねの存在によって、２つの別個の超過圧力しきい値を用いる動作が可能になる。特に、第１の構成において、頭部の開閉は、頭部を回転させて管状体上に配置されたカム面体上にて頭部を滑らせることによってユーザーが手動で制御する。このカム面体は、回転運動を並進運動に変換する。第１のばねは、所与の内部超過圧力しきい値に到達したときに弁がこの構成においてはたらくような寸法構成を有する。第２の構成では、第２のばねは、弁が第１の構成よりも高い所与の超過圧力しきい値に対してはたらくような寸法構成を有する。この第２の構成において、内圧の影響の下での頭部の自動的な開きは、頭部がカム面体にマウントされるということによって可能になる。このカム面体は、ねじ山とは異なり、頭部の純粋に並進の運動を可能にする。また、このアセンブリーは、ユーザーによって頭部が過度に強く又は不十分に締め付けられるという元来発生する問題を回避することができる。

添付の図面を参照しながら例（これに限定されない）として与えられる以下の本発明についての詳細な説明によって、請求の範囲に記載した特徴から他の効果についても思い描くことができるであろう。

本発明に係るヘリウム逃がし弁の一部の正面図である。 頭部を備えるヘリウム逃がし弁の全体についての正面図である。透けて見ることができるようになっている前記頭部には傾斜体がある。 本発明に係るヘリウム逃がし弁の斜視図である。 本発明の好ましい変種においてヘリウム逃がし弁において用いることができる波ばねを示している。 頭部が閉位置にある腕時計ケースに固定された本発明に係るヘリウム逃がし弁の断面図である。 頭部が閉位置にある、腕時計ケースに固定された本発明に係るヘリウム逃がし弁の断面図である。 ユーザーの介在の後に頭部が開位置にある図である。 ユーザーの介在の後に頭部が開位置にある図である。図８において、腕時計ケースの内部と外部の間の圧力の差によって、腕時計ケースの外部の方に気体が逃げている。 腕時計ケースの内部に相当に大きい超過圧力があった後に、ユーザーの介在なしで頭部が開位置にある図である。 頭部が閉位置にある、本発明に係るヘリウム逃がし弁を備える腕時計ケースを示している。 頭部が開位置にある、本発明に係るヘリウム逃がし弁を備える腕時計ケースを示している。

本発明は、安全弁とも呼ばれるヘリウム逃がし弁に関する。

図２、３及び５などに示した弁１には、管状体４にマウントされた空欠部がある円筒状の頭部３がある。この管状体４は、下方にねじ込むことなどによって、腕時計ケース５に固定されるように意図されている。弁１には、頭部３と一体化されたシャフト６がある。このシャフト６は、空欠部がある頭部と管状体によって境界が定められている体積の内部にて延在している。本発明によると、頭部２は、可動なように管状体４にマウントされ、図５に示した閉位置と図７に示した開位置の間を軸方向に動く。頭部２は、純粋な並進運動で軸方向に動くことができ、また、頭部２と管状体４の間のカムタイプの接触機構によって並進運動に変換される回転運動によって軸方向に動くことができる。このために、管状体４には、その上側外面上に、特に、腕時計ケースの外側のその外面上に、一又は複数の傾斜体によって形成されるカム面体７がある。この傾斜体上を、ユーザーが頭部３を回転させたときに（図１及び２）、頭部３がスライドする。管状体４には、１５〜３６０°にわたる円弧を占める単一の傾斜体を設けることができる。好ましくは、管状体には、少なくとも２つの傾斜体が設けられ、これによって、頭部が開位置にあるときに頭部がいくつかの点で管状体上に載ることを確実にする。これらの異なる傾斜体は、同じ幾何学的構成（同じ長さ、同じ高さ）を有し、そして、好ましくは、これらの傾斜体は、頭部が開位置にあるときに頭部の弁座が管状体によって形成される長手軸に垂直であるように、等間隔に配置される。２つの傾斜体がある場合、各傾斜体は、１８０°以下にわたる円弧を占める。３つの傾斜体がある場合、各傾斜体は、１２０°以下にわたる円弧を占める。図１〜３に示す例において、管状体４には、その上側外面上に、２つの傾斜体７があり、傾斜体７はそれぞれ、わずかに１８０°よりも小さい角度にわたる円弧を占める。各傾斜体は、図２、３及び５に示すように、頭部３の内壁において作られた相補的な形の凹部８と連係する。好ましくは、傾斜体にはそれぞれ、その端において、切り欠きのような不整合部又は止め９がある。これは、ユーザーが移動距離の端に到達したことをそのユーザーに知らせる。これらの不整合部又は止めを、正確で再現可能な形態で弁の頭部３に刻印を配置するためにも用いて、この頭部３が常に同じように読まれ、閉位置及び／又は開位置にて同じ美的外観を有するようにすることができる。

図５に示すように、弁１は、一方にて、頭部３に形成された環状のハウジング１２内の管状体４の上側端の反対側に配置されたＯリングガスケット１０を有し、他方にて、管状体４内に配置された、下において第１のガスケットと呼ぶ、別のガスケット１１との二重のシールを有する。本発明によると、管状体の内側体積は、シャフト６によって横断されるステップ部分１３によって分離された２つのチャンバー４ａ、４ｂに分割される。頭部３の下に第１のチャンバー４ａがあり、続いて、シャフト６の基部の方向に、第２のチャンバー４ｂがある。第１のチャンバー４ａと第２のチャンバー４ｂはそれぞれ、第１のばね１４と第２のばね１６を収容する。これらの２つのチャンバーは、第１のチャンバー４ａ内に配置された第１のＯリングガスケット１１の支持体としてはたらくステップ部分１３によって分離される。このステップ部分は、例におけるように切られたテーパー面体の形であることができ、また、可能性としては、平坦であることができる。ステップ部分には、垂直方向の拡張部分１３ａがある。これは、シャフト６の基部の方へと延びており、シャフト６に作られた肩部６ａと連係して開位置において頭部の並進運動を制限する。

第１のチャンバー４ａ内で、シャフト６のまわりに第１のばね１４が巻かれる。この第１のばね１４は、一方の端において、頭部３の下にて支持され、他端において、ステップ部分１３に対して第１のガスケット１１を押しつけるリング１５上にて支持される。第２のチャンバー４ｂ内で、第２のばね１６がシャフト６のまわりに巻かれる。第２のばね１６は、一方の端において、ステップ部分１３上にて支持され、他端において、シャフト６の基部にある第２の肩部６ｂ上にて支持される。この第２のばね１６は、頭部に復帰力を与えて弁のシールを確実にするために十分な閉じ圧力を維持するような大きさを有する。本発明によると、第２のばね１６は、第１のばねよりも大きなスチフネスがあり、２つのばねのスチフネスは、圧力しきい値の関数として計算される。この圧力しきい値よりも大きいと弁ははたらいていなければならない。例えば、第１のばね１４は、第１のガスケット１１を解放する弁の内側の超過圧力値ΔＰｘが１×１０⁵Ｎ／ｍ²（１ｂａｒ）以上、好ましくは、２×１０⁵Ｎ／ｍ²（２ｂａｒ）以上であるような寸法構成を有し、これに対して、第２のばね１６は、３×１０⁵Ｎ／ｍ²（３ｂａｒ）以上、好ましくは、４×１０⁵Ｎ／ｍ²（４ｂａｒ）以上の内側と外側の間のデルタ圧力ΔＰｙにおいて頭部３の下のガスケット１０を解放するような寸法構成を有することができる。これらのばねは、渦巻き状のばねであることができる。好ましい変種において、これらのばねは、図４に示すように、波ばねとしても知られているクレストトゥクレストばね（crest-to-crest spring）であることができる。これには、同じスチフネスの渦巻き状のばねと比較して小さな空間しか占有しないという利点がある。また、シュノール型又はベルヴィル型のワッシャーどうしを重なり合わせることも思い描くことができる。

図５〜９は、本発明に係る弁の動作を示している。図５及び６において、頭部は閉位置にある。すなわち、ユーザーは頭部を回転させていない。腕時計ケースの内部（圧力Ｐ２）と外部環境の間で圧力に差がなければ（圧力Ｐ１＝Ｐ２）、２つのガスケット１０、１１は押しつけられ、弁は完全にシールする（図５）。腕時計ケースの内部にて適度な超過圧力がある状態では（Ｐ２＞Ｐ１）、第２のばね１６の復帰力によってシャフト６が低位置に保持され、第１のガスケット１１は、シャフト６を持ち上げるヘリウム圧力によってもはやアクティブではなくなっている（図６）。それにもかかわらず、頭部の下のガスケット１０によって、弁のシールが確実になっている。腕時計ケースの内部に相当に大きい超過圧力があるときには（Ｐ２≫Ｐ１）、第２のばね１６の復帰力は、もはや内圧（図９）を減殺することができない。したがって、シャフト６は、上に上がり、２つのガスケット１０、１１を解放し、これによって、２つのチャンバー、そして、管状体の外面と頭部の内周の間の空間を通って、気体を逃がすことができる。

図７及び８に示すように、ユーザーが頭部を回転させて頭部を開位置に配置すると、頭部は、傾斜体の高さに対応する距離Ｄの分、軸方向に動き、このことによって、ガスケット１０が頭部３の下で非アクティブになる。したがって、内圧が外圧と等しい場合（Ｐ１＝Ｐ２）、第１のガスケット１１は支持ステップ１３に押しつけられ続け、結果的に、弁がシール状態を維持する（図７）。反対に、第１のばね１４の復帰力を打ち消すのに十分な所定の値の分、内圧が外圧（Ｐ２＞Ｐ１）よりも大きい場合、第１のガスケット１１もはたらかなくなる。このことによって、気体が腕時計ケースの外部に逃げて圧力をバランスさせることができる（図８）。

最後に、図１０及び１１は、それぞれ閉位置と開位置にある本発明に係る弁１を有する腕時計ケース５を示している。代わりに、頭部が開位置にあるときに見える管状体４の外面上にロゴや色でマークをつけて、頭部３が開位置にあることをユーザーに示すことができる。

（１）弁
（３）頭部
（４）管状体
（４ａ）第１のチャンバー
（４ｂ）第１のチャンバー
（５）腕時計ケース
（６）シャフト
（６ａ）第１の肩部
（６ｂ）第２の肩部
（７）カム面体又は傾斜体
（８）頭部における凹部
（９）傾斜体にある不整合部
（１０）頭部の下のガスケット
（１１）他のガスケット又は第１のガスケット
（１２）ハウジング
（１３）ステップ部分
（１３ａ）止め
（１４）第１のばね
（１５）リング
（１６）第２のばね
（１７）本発明に係る弁とは別個の押し部品

Claims (15)

1. 腕時計ケース（５）に固定されるように意図された管状体（４）と、及び空欠部がある頭部（３）とを有する安全弁（１）であって、
   前記頭部（３）の前記空欠部（３）内には、シャフト（６）が延在しており、
   前記頭部（３）は、前記管状体（４）上に可動マウントされ、前記シャフト（６）によって定められる軸に沿って開位置と閉位置の間を動くことができ、前記開位置においては、前記腕時計ケース（５）内の流体の超過圧力を逃がすことができ、また、前記閉位置においては、流体が逃げないようにされ、
   前記管状体（４）の内側体積内には、前記シャフト（６）のまわりに巻かれる第１のばね（１４）があり、
   前記管状体の外面にはカム面体（７）があり、これによって、ユーザーによる介在に続く前記頭部（３）の手動運動と、及び前記腕時計ケース（５）内の臨界的な超過圧力の作用による前記開位置の方への前記頭部（３）の自動運動とが可能になり、
   前記管状体（４）には、前記第１のばね（１４）の他に、前記シャフト（６）のまわりに巻かれた第２のばね（１６）があり、
   前記第２のばね（１６）は、前記シャフト（６）に対して横断方向に延在し前記管状体（４）と一体化されているステップ部分（１３）によって前記第１のばね（１４）から分離しており、
   前記開位置への前記頭部（３）の手動運動の後に前記腕時計ケース（５）内に超過圧力ΔＰｘがあれば当該弁（１）がアクティブとなるように、前記第１のばね（１４）が構成しており、
   前記腕時計ケース（５）内に超過圧力ΔＰｙがあれば当該弁（１）がアクティブとなって前記開位置への前記頭部（３）の自動運動が行われるように、前記第２のばね（１６）が構成しており、
   前記第２のばね（１６）は、ΔＰｙがΔＰｘよりも大きいように、前記第１のばね（１４）よりも大きいスチフネスを有する
   ことを特徴とする弁（１）。
2. 前記カム面体（７）は、前記頭部（３）の内壁に作られた相補的な形の凹部（８）と連係する一又は複数の傾斜体によって形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の弁（１）。
3. 前記傾斜体は２つあり、その各傾斜体は、１８０°以下にわたる円弧を占める
   ことを特徴とする請求項２に記載の弁（１）。
4. 前記傾斜体どうしは、等間隔の形態で配置されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の弁。
5. 各傾斜体は、その両端において止め用の不整合部（９）を有する
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の弁（１）。
6. 前記止め用の不整合部（９）は、前記頭部（３）にある刻印ないしロゴの位置を閉位置及び／又は開位置に再現可能な手法でセットするように用いられる
   ことを特徴とする請求項５に記載の弁（１）。
7. 前記管状体（４）には、その内側体積内に、前記ステップ部分（１３）によって分離される２つのチャンバー（４ａ、４ｂ）があり、
   この２つのチャンバー（４ａ、４ｂ）は、前記頭部（３）側にあり前記第１のばね（１４）を収容する第１のチャンバー（４ａ）と、前記第２のばね（１６）を収容する第１のチャンバー（４ｂ）である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の弁（１）。
8. 当該弁には、前記頭部（３）内にある環状のハウジング（１２）内にあり前記管状体（４）の一方の端に対向するように配置されるガスケット（１０）と、及び前記腕時計ケースの内部と外部で圧力に実質的に差がないときに前記ステップ部分（１３）上に支持されるように意図された第１のガスケットである別のガスケット（１１）とがある
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の弁（１）。
9. 前記第１のチャンバー（４ａ）には、前記第１のばね（１４）と前記第１のガスケット（１１）の間に配置されるリング（１５）があり、
   前記第１のばね（１４）の一方の端は、前記頭部（３）の下で支持され、
   前記第１のばね（１４）の他方の端は、前記腕時計ケースの内部と外部で圧力に実質的に差がないときに前記ステップ部分（１３）に対して前記第１のガスケット（１１）を押しつけるように意図された前記リング（１５）上で支持される
   ことを特徴とする請求項８に記載の弁（１）。
10. 前記第２のばね（１６）の一方の端は、前記ステップ部分（１３）上で支持され、
    前記第２のばね（１６）の他方の端は、前記シャフト（６）の基部に配置された肩部（６ｂ）上で支持される
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の弁（１）。
11. 前記ステップ部分（１３）には、前記シャフト（６）と連係して開位置の方への前記頭部（３）の軸方向の運動を制限する止めがある
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の弁（１）。
12. 前記第１のばね（１４）と前記第２のばね（１６）は、クレストトゥクレストばねである
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の弁（１）。
13. ΔＰｘは、１×１０⁵Ｎ／ｍ²（１ｂａｒ）以上であり、好ましくは、２×１０⁵Ｎ／ｍ²（２ｂａｒ）以上であり、
    ΔＰｙは、３×１０⁵Ｎ／ｍ²（３ｂａｒ）以上であり、好ましくは、４×１０⁵Ｎ／ｍ²（４ｂａｒ）以上である
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の弁（１）。
14. 前記管状体（４）の外面には、マークがある
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の弁（１）。
15. シールされた体積の境界を定めるケースミドル部、裏蓋及び風防によって形成されたケース（５）を有する腕時計であって、
    このシールされた体積内に、時間情報を表示する手段を備える計時器用ムーブメントがマウントされ、
    前記ケース（５）に請求項１〜１４のいずれかに記載の弁（１）がマウントされている
    ことを特徴とする腕時計。

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