JP2020046426A - 最適化された磁気機械式計時器脱進機機構 - Google Patents

最適化された磁気機械式計時器脱進機機構 Download PDF

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Abstract

【課題】高周波数、高品質係数の共振器の振動を維持するための堅牢な自己起動式脱進機機構を作成する。【解決手段】最適化された磁気機械式計時器脱進機機構。発振器は、弾性復帰手段によって戻される慣性質量を有し、おのおの磁石23を備えられたガンギ車20の歯22と協働する入口アンクルPEおよび出口アンクルPSを運ぶ、共振器を備え、各アンクルPE;PSは、共振器の振動軸ORを中心とし、第1の磁気障壁領域を定義する環状セクタを備えた磁気配置30を含み、第1の磁気障壁領域は、磁気シリンダ脱進機機構を形成するために、補助アーク中に、歯22の支持として機能するこの機械式アンクルストーンの全長にわたって、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSの機械式アンクルストーンの上方および/または下方に延びる。【選択図】図23

Description

本発明は、固定構造に対して弾性復帰手段によって戻される慣性質量を備えた、少なくとも1つの共振器を含む計時器発振器に関し、前記共振器は振動軸の周りで振動し、前記慣性質量は入口アンクルおよび出口アンクルを運び、前記発振器は、回転軸の周りを回転するように配置されたガンギ車を含み、おのおのは前記入口アンクルまたは前記出口アンクルと協働して前記共振器機構の振動を維持するように配置された端歯を含む、脱進機機構を備える。
本発明はまた、少なくとも1つのそのような発振器を備えた計時器ムーブメントに関する。
本発明はまた、少なくとも1つのそのような計時器ムーブメントおよび/または少なくとも1つのそのような発振器を含む腕時計に関する。
本発明は、計時器発振器機構の分野に関する。
たわみ軸受の使用により、たとえば、THE SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名義の欧州特許出願EP2908184号、EP2908185号、EP3035126号、EP3035127号、NIVAROX−FAR名義のEP2891929号、ETA名義のEP3054357号、CSEM名義のEP2911012号、AUDEMARS PIGUET名義のEP3182214号、およびLVMH名義のWO2017157870号におけるように、高い品質係数を有する高周波共振器を作成することが可能となる。
摩擦のない磁気脱進機は、THE SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名義の特許出願EP141999882.3号、または、DI DOMENICO名義のUS9715217号に説明されるように、高い効率を得ることができるため、このタイプの共振器の振動を維持するのに非常に適している。振動の分離を防止する機械式デバイスの追加は、THE SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名義の欧州特許出願EP16195405.2号におけるように、摩耗時の堅牢性を確保するが、自己起動機能を困難にする。
NIVAROX−FAR名義の欧州特許EP2889704B1号は、公称モーメントよりも低いモーメントの枢動トルクを受けるガンギ車は、調整ホイールセットの少なくとも第1のトラック、特に円筒形トラックと直接的に協働するようにおのおの配置され、その周囲に規則的に分配されたアクチュエータを含む、脱進機機構を開示している。各アクチュエータは、障壁を形成し、磁気的に帯電または強磁性であるこの第1のトラックと協働して、公称モーメントよりも大きなモーメントのトルクを第1のトラックに及ぼす第1の磁気拘束手段を含む。各アクチュエータはさらに、調整ホイールセットに備えられた少なくとも第1の補完的な停止面を備えた自律脱進機機構を構成するように配置された、移動終了停止部を形成するように配置された第2の拘束手段を含む。
高効率磁気脱進機と、自己起動機能および安全機能を備えた機械式脱進機とを組み合わせる一般的な提案は、NIVAROX−FAR名義の欧州特許出願EP2894522号に開示されている。
欧州特許出願EP2908184号公報 欧州特許出願EP2908185号公報 欧州特許出願EP3035126号公報 欧州特許出願EP3035127号公報 欧州特許出願EP2891929号公報 欧州特許出願EP3054357号公報 欧州特許出願EP2911012号公報 欧州特許出願EP3182214号公報 国際特許出願WO2017157870号公報 欧州特許EP141999882.3号明細書 米国特許US9715217号明細書 欧州特許EP16195405.2号明細書 欧州特許EP2889704B1号明細書 欧州特許出願EP2894522号公報 スイス特許出願CH00518/18号公報 スイス特許出願CH00540/18号公報
本発明は、高周波数、高品質係数の共振器の振動を維持するための堅牢な自己起動式脱進機機構を作成することを提案する。
この目的のために、本発明は、請求項1に記載の計時器発振器機構に関する。
本発明はまた、少なくとも1つのそのような発振器を備えた計時器ムーブメントに関する。
本発明はまた、少なくとも1つのそのような計時器ムーブメントおよび/または少なくとも1つのそのような発振器を含む腕時計に関する。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと明らかになるであろう。
図1は、磁気機械式脱進機によって維持される可撓性ストリップを備えたてん輪を含む発振器の概略上面図である。 図2は、図1の発振器の概略斜視図である。 図3は、図1と同様に、本発明による磁気機械式脱進機機構の特定の形状を示す図である。 図4は、図3のガンギ車によって運ばれる磁石と、図3の共振器に備えられたアンクルとの間の反発的な相互作用の、図1から図3の平面に垂直な平面に沿った概略断面図である。 図5から図10のおのおのは、図3と同様に、出口アンクルの脱進機の動作のシーケンスにおけるステップを開示し、図5は、摩擦のない補助アークを示す図である。 図6は、入口アンクルにおけるロック解除を示す図である。 図7は、ガンギ車の前進と出口アンクルにおける衝撃を示す図である。 図8は、出口アンクルにおける衝突を示す図である。 図9は、ガンギ車のわずかな反動を示す図である。 図10は、摩擦のない補助アークを示す図である。 図11から図16のおのおのは、図5から図10と同様に、入口アンクル上の脱進機の動作のシーケンスにおけるステップを記述しており、図11は、摩擦のない補助アークを示す図である。 図12は、出口アンクルにおけるロック解除を示す図である。 図13は、ガンギ車の前進と入口アンクルにおける衝撃を示す図である。 図14は、入口アンクルにおける衝突を示す図である。 図15は、ガンギ車のわずかな反動を示す図である。 図16は、摩擦のない補助アークを示す図である。 図17は、図3と同様に、共振器基準フレームにおけるガンギ車磁石の軌道を表す図である。 図18は、図3と同様に、磁気入口アンクルの機械式機能領域を表す図である。 図19は、図3と同様に、磁気入口アンクルの機械式機能領域を表す図である。 図20は、図3と同様に、磁気出口アンクルの機械式機能領域を表す図である。 図21は、図3と同様に、磁気出口アンクルの機械式機能領域を表す図である。 図22は、図3と同様に、安全機能、深さ、磁気パッド、および自己起動機能を表す図である。 図23は、図3と同様に、等時性補正器の変形例を表す図である。 図24は、図23と同様に、等時性補正器の別の変形例を表す図である。 図25は、図3と同様に、共振器の軸を中心とし、共振器の入口アンクルおよび出口アンクルの磁気障壁が続く第1の円と、脱進機軸を中心とするガンギ車の第2の包絡円との間の交点によって定義される入口点および出口点を表す概略図であり、この入口点および出口点において共振器の入口アンクルおよび出口アンクルはそれぞれ移動し、この入口点およびこの出口点において、この第1の円およびこの第2の円への接線に向かう基本方向の定義を示す図である。 図26は、本発明による磁気機械式脱進機によって振動が維持される可撓性ストリップを有するてん輪を備えた発振器を備えるムーブメントを含む腕時計を表すブロック図である。
本発明は、振動の分離を防止する機能を備えた、高周波数および高品質係数の共振器の振動を維持するための堅牢な自己起動式脱進機機構を作成することを提案する。
本発明は、高効率、優れた堅牢性、および自己起動の利点を組み合わせているNIVAROX−FAR名義の欧州特許出願EP2894522号に記載されているような磁気機械式脱進機の実用的応用である。
NIVAROX−FAR名義の欧州特許EP2889704B1号におけるように、本発明は、大幅に改善された効率で、特に衝撃後の過度のトルクの場合に安全性を確保するという利点を有するが、その高い摩擦レベルは、脱進機の効率を著しく損なう機械式シリンダ脱進機の原理を応用する。効率の改善は、慎重に配置された場合に、磁気的または静電的な反発力を形成する磁石またはエレクトレットなどを配置することにより、シリンダ脱進機における接触および摩擦をなくすとの結果から得られ、これは、摩擦、したがって、この機械式シリンダ脱進機の主な欠陥をなくす。ガンギ車に配置された磁石などは、非接触停止部材として機能する。衝撃が発生したときのガンギ車のレースを防止するために、機械的な停止部材が追加される。
本発明は、特に磁気の代替案で説明される。当業者は、前述の先行技術において、本発明を、静電型または磁気/静電の混合型に応用する手段を発見するであろう。
完全な発振器300は、少なくとも1つの共振器100、特に、プレート等に固定されることを目的とする固定構造3から直接的または間接的に吊り下げられた少なくとも1つの慣性質量1、特にてん輪を有する共振器に限定されない。この少なくとも1つの慣性質量1は、弾性復帰手段によって復帰される。特定の実施形態では、これらの弾性復帰手段は、図1および図2に見られるように、可撓性ストリップ2を含み、共振器100の振動は、磁気機械式脱進機機構200によって維持される。他の例示されていない変形例では、これらの弾性復帰手段は、少なくとも1つのヒゲゼンマイなどを含むことができる。
少なくとも1つの慣性質量1は、入口アンクルPEおよび出口アンクルPSを運ぶ。
発振器300は、脱進機機構200を含む。脱進機機構200は、断続的に動作する機構であり、従来方式では、回転軸OEの周りを回転するように配置された少なくとも1つのガンギ車20を含み、これは、入口アンクルPEおよび出口アンクルPSと交互に相互作用するように配置された機械式端歯22を備えたアーム21を含む。これらの歯22のおのおのは、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSと協働して共振器100の振動を維持するように配置されている。
本発明によれば、この脱進機機構200は磁気機械式脱進機である。ガンギ車20は、各歯22の端部に少なくとも1つの磁石23を含む。これらの歯22は、共振器100の補助アーク中に各入口アンクルPEまたは出口アンクルPSに備えられた機械式アンクルストーン16上に載るように配置される。入口アンクルPEは第1の磁気配置30を含み、出口アンクルPSは第2の磁気配置30を含む。この第1の磁気配置30およびこの第2の磁気配置30はおのおの、共振器100の振動軸ORを中心とし、第1の磁気障壁領域Z1を定義する環状セクタを含む。この第1の磁気障壁領域Z1は、磁気シリンダ脱進機機構を形成するために、補助アーク中に、歯22の支持として機能することができるこの機械式アンクルストーンの全長にわたって、振動軸ORの方向に関して、機械式アンクルストーン16の上方および/または下方に延びる。
例示された特定の非限定的な変形例では、そのような慣性質量1は、慣性ブロック101を含む、特にチタン合金で作成されたてん輪11を備える。この慣性質量1は、シリコンまたはシリコンおよび二酸化シリコンなどで作成された、おのおの可撓性ストリップ2を含む2つのプレート12、13に固定されている。ここに示されている2つの可撓性ストリップ2は、実質的に慣性質量1の振動軸OR上の投影において交差する。てん輪11に固定された端部とは反対の2つのプレートの端部は、単一の質量4または2つの別個の質量4を形成し、おのおのは横方向の可撓性ストリップ7および/または少なくとも1つの剛性ビーム6によって、それ自体は長手方向の可撓性ストリップ8および/または少なくとも1つの剛性ビーム9によって固定構造3に懸架されている中間体5に懸架される。この特定の配置は、可撓性ストリップ2によって形成されるたわみ枢軸を保護するための効果的な耐衝撃テーブルを形成する。
共振器ストリップを保護することを意図されたそのような耐衝撃デバイスは、特に、ETA名義のスイス特許出願CH00518/18号およびTHE SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名義のCH00540/18号に記載されている。有利には、これらのデバイスは、共振器100の慣性質量1、特にてん輪11が、衝撃の場合に動くことを可能にする変換テーブルと、枢軸のストリップに作用することなく、前記質量を保持するために、この慣性質量の回転軸を中心とする停止部材とを含む。これらの停止部材は図では見えておらず、プレートまたはバーに取り付けられたピンで構成され得、一方のピンは、慣性質量1における上部ボア18との遊びと係合し、衝撃の場合にその変位を制限する上部ピンであり、他方のピンは、慣性質量1における下部ボア19との遊びと係合し、衝撃の場合にその変位を制限する下部ピンである。図2では、このボア19は、慣性質量1と一体の機械式アンクルストーン16を囲む上部フランジ15および下部フランジ17の両方を通過する。
したがって、共振器100は、おのおのは共振器100の振動中にガンギ車20と協働することができる入口アンクルPEおよび出口アンクルPSを備えた停止デバイスを含む。これらの入口アンクルPEおよび出口アンクルPSは、別個であるか、またはワンピースアセンブリを形成することができ、おのおのは慣性質量1に固定されるように配置され、各アンクルPE、PSの遠位端は、車20の歯22と協働するように配置される。各アンクルPE、PSは、歯22との機械的な接触のために配置された機械式アンクルストーン16を含み、この機械式アンクルストーン16は、必ずしもではないが、有利には、ガンギ車20の側面において、関連するアンクルの遠位端の衝撃面で終わる。
本発明によれば、少なくとも1つのガンギ車20は、各歯22の端部に少なくとも1つの磁石23を含む。また、発振器300は、入口アンクルPE用の第1の磁気配置30と、出口アンクルPS用の第2の磁気配置30とを含み、これらは以下に示すように必ずしも同一ではない。各磁気配置30は、アンクル上に置かれるように配置されるか、または、少なくとも上部フランジ15および/または下部フランジ17上に、機械式アンクルストーン16を囲み、それぞれガンギ車20の上方または下方に配置されるアンクルの一体部分を形成し、これら上方または下方の配置は、共振器100の振動軸ORの方向、およびそれに平行なガンギ車20の回転軸OEの方向を指す。
要するに、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSは、車20の歯22と協働するように配置された機械式アンクルストーン16と、その磁場効果が機械式アンクルストーン16の潜在的な機械的相互作用面と重なる磁気配置30とを含む。この磁気配置30は、異なる面、特に、機械式アンクルストーン16の面、より具体的には、車20の歯22との機械的相互作用の領域の端部において、またはその領域を超えて形成され得る。より詳細には、少なくとも1つのそのような磁気配置30は、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSの一方の上部フランジ15および/または下部フランジ17の下に配置される。より具体的には、少なくとも1つのそのような磁気配置30は、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSの一方の上部フランジ15の下および下部フランジ17の上に配置される。さらに詳細には、このような磁気配置30は、入口アンクルPEまたは出口アンクルPSのおのおのの上部フランジ15の下および下部フランジ17の上に配置される。
図によって例示される変形例では、共振器100は、実質的に管状の機械式アンクルストーン16を含む入口アンクルPEおよび出口アンクルPSを備えられ、図3および図4に見られるように、これら磁気配置30を形成するために、この上方および下方に磁石が追加されている。変形例では、磁石のすべてまたは一部は、少なくとも1つの連続した磁化またはピクセル化された面で置き換えられ得る。
磁気機械式脱進機の形状は、図3に詳細に示されている。
ガンギ車20の磁石23は、図4の図にしたがって、少なくとも1つのレベル、より詳細には2つのレベルで、車20の上方および下方に配置された共振器によって運ばれる磁石との反発的な相互作用を有する。
図5乃至図10によって例示されるシーケンスは、脱進機の機能を説明する。
摩擦のない補助アークの後、図5に見られるように、図の左部分にある入口アンクルPEにおいて、図6に見られるように、入口アンクルPEにおけるロック解除がある。
次に、図7に見られるように、ガンギ車20は、維持トルクの効果により、矢印の方向に回転し始め、磁気的な反発により、その衝撃を、図の右部分に位置する出口アンクルPSに伝達する。
次に、特定の変形例では、図8に見られるように、ガンギ車20と出口アンクルPSとの間の衝突タイプの機械的な接触は、反動を減衰させる。この衝突は有用であるが、脱進機の適切な動作に不可欠ではない。実際、衝突が発生しない同様の脱進機を作成することは可能である。このような小さな制御された衝突によって提供される利点は、エネルギの一部を消散させ、ガンギ車20の反動を制限することである。また、通常の動作では、この衝突は、脱進機の動作中、聴くことが可能な唯一の機械的な接触であるため、この衝突には、動作の音響測定を可能にするという利点を有することに注目する必要がある。ガンギ車の反動を制限することにより、同じ空間内でガンギ車20の歯の数を増やす可能性があるという別の利点が得られる。
この起こり得る機械的な接触の後、図9に見られるように、磁石23とガンギ車20と磁気アンクルとの間の磁気的な反発は、ガンギ車20のわずかな反動を生成するため、図10に見られる出口アンクルPSの補助アークは、摩擦のない方式で発生する。ここで「摩擦のない」とは、明らかに空気との摩擦が残っているため、ガンギ車20と共振器100との間に機械的な接触がないことを意味する。
図11乃至図16に例示されるように、出口アンクルのロック解除後、同様のシーケンスは入口アンクルで発生する。
− 図11:摩擦のない補助アーク。
− 図12:出口アンクルPSのロック解除。
− 図13:ガンギ車の前進と入口アンクルPEにおける衝撃。
− 図14:入口アンクルにおける衝突。
− 図15:ガンギ車のわずかな反動。
− 図16:摩擦のない補助アーク。
磁気アンクルと呼ばれ得るアンクルの磁気配置30の設計を理解するために、図17に見られるように、共振器100の基準フレームにおいて、ガンギ車20の歯22によって運ばれる、好ましくは円筒形の磁石23の軌道Tを表すことが有用であり、数値シミュレーションから得られるこの曲線は、対応するアンクルPEまたはPSに対して磁石23の中心の正確な軌道Tをたどる。
入口アンクルPEを考慮すると、図17における軌道Tの左への最低点は、図14の衝突に対応する極値に到達する前に、磁石23は右に曲がる上向き曲線を横断する図13の相対位置に対応し、左へ向かう上方への曲げは、図15の反動に対応し、アンクル自体と同様に、機械式アンクルストーン16と同様に、共振器10の振動軸ORの中心にある上向きの軌道は、図16の摩擦のない補助アークに対応し、この補助アークは、特に、図6におけるように入口アンクルPEの右のロック解除で下向きに戻る前に、図5に対応する高い位置にある図に例示されるものよりも長くなり得る。もちろん出口アンクルPSに関する軌道も同様である。図17は、磁気配置30に備えられた磁気パッド32と反発的に協働し、衝撃を与える磁石23を示す。
これは、図18乃至図21にしたがって、磁気アンクルの機能領域を識別することを可能にする。図18における入口アンクルPE、または図20における出口アンクルPSでは、
− 第1の衝撃領域ZP、
− 衝突領域ZC、
− 摩擦のない補助アーク領域ZA、
− ロック解除および第2の衝撃領域ZD、は区別され得る。
これらの図18および図20は、磁気配置30が、アンクルPEまたはPSと実質的に同心の磁気障壁31、および共振器10の振動軸ORの周りにその機械式アンクルストーン16を必然的に含むことを示す。補助アークに対応する軌道Tの部分と、この磁気障壁31、または複数ある場合は、各磁気障壁31の間に、ある一定の距離が存在する。そのような各磁気障壁31は、ガンギ車20の磁石23とともに、歯22と、関連するアンクルPEまたはPSとの間のあらゆる接触、したがって、通常の動作におけるあらゆる摩擦を回避することを可能にする。当然のことながら、腕時計は、たとえば、一方において、アンクルPEまたはPSの機械式アンクルストーン16と、他方において、ともに安全停止機能を提供する歯22との間に落とされた場合における衝撃の際に、機械的な接触が発生する可能性があり得る。
機械的な配置30は、これら同じ図の変形例において、本発明による発振器300が少なくとも磁気障壁31を含む限り、以下に記載する磁石または磁化領域のすべてまたは一部で動作できるため、完全に非限定的な配置を含む。
− 共振器10の振動軸ORの周りに少なくとも1つの実質的に円筒形の磁石を含む少なくとも1つの磁気障壁31。
− 好ましくは磁気テール部33によって補完された、少なくとも1つの磁気パッド32。
− 等時性を補正するための少なくとも1つの強磁性のまたはわずかに磁化された領域34。
図25は、図3と同様に、共振器3の入口アンクルPEおよび出口アンクルPSの磁気障壁31と、ガンギ車20の包絡線を形成し、脱進軸OEを中心とする第2の円CEとが続く、共振器の軸ORを中心とする第1の円COの交点によって定義される入口点Eおよび出口点Sを表す状況図である。共振器3の入口アンクルPEおよび出口アンクルPSは、それぞれ入口Eと出口Sで移動する。図25は、入口Eおよび出口Sにおいて、この第1の円COと、この第2の円CEとに対する接線に向けられた基本方向を定義する。
− D1+:脱進軸OEに向けられた入口における入口アンクルへの接線。
− D1−:D1+と反対方向の、入口点における入口アンクルへの接線。
− D2+:車20の回転方向に向けられた、入口点における車20への接線。
− D2−:D2+と反対方向の、入口点における車20への接線。
− D3+:脱進軸OEに向けられた出口における入口アンクルへの接線。
− D3−:D3+と反対方向の、出口点における入口アンクルへの接線。
− D4+:車20の回転方向に向けられた、出口点における車20への接線。
− D4−:D4+と反対方向の、出口点における車20への接線。
本発明によるこの脱進機機構の配置は、1つまたは複数の機能領域、すなわち、
− 磁気障壁31の周囲、または複数ある場合は各磁気障壁31の周囲に、すべての場合に存在する第1の磁気障壁領域Z1、
− 磁気パッド32の周囲、または複数ある場合は各磁気パッド32の周囲の第2の自己起動改善領域Z2、
− 存在する場合は第2の領域Z2のすぐ近く、または、第2の領域Z2との少なくとも部分的な重ね合わせにおいて衝撃が生成される領域、および第1の磁気障壁領域Z1、すなわち各第1の領域Z1、
− 共振器100の等時性を補正するための領域である第3の領域Z3、を定義する。
好適には、排他的ではなく、図に例示されるように、入口アンクルPEの場合、
− 第1の磁気障壁領域Z1は、図19に見られるように、補助アーク中に車20の歯22が静止する機械式アンクルストーンの全長にわたって、機械式アンクルストーンの上方および/または下方に延びる共振器100の回転軸ORを中心とする環状セクタであり、
− 第2の自己起動改善領域Z2は、車20の回転軸OEを中心とする環状セクタであり、実質的に方向D2+およびD2−に延びており、少なくとも、アンクルストーンの衝撃面を覆うために、機械式アンクルストーンの端部の上方および/または下方を通過し、
− 第3の等時性補正領域Z3は、第1の磁気障壁領域Z1および第2の自己起動改善領域Z2によって区切られ、補助アーク中にアンクルに静止している車20の歯22の磁石23の上方および/または下方を覆うために、方向D2−およびD1−に延びる。
同様に、出口アンクルPSの場合、
− 第1の磁気障壁領域Z1は、図21に見られるように、補助アーク中に車20の歯22が静止する機械式アンクルストーンの全長にわたって、機械式アンクルストーンの上方および/または下方に延びる共振器100の回転軸ORを中心とする環状セクタであり、
− 第2の自己起動改善領域Z2は、車20の回転軸OEを中心とする環状セクタであり、実質的に方向D4+およびD4−に延びており、少なくとも、アンクルストーンの衝撃面を覆うために、機械式アンクルストーンの端部の上方および/または下方を通過し、
− 第3の等時性補正領域Z3は、第1の磁気障壁領域Z1および第2の自己起動改善領域Z2によって区切られ、補助アーク中にアンクルに静止している車20の歯22の磁石23の上方および/または下方を覆うために、方向D4−およびD3−に延びる。
第1の磁気障壁領域Z1は不可欠であり、ガンギ車20の歯22をはね返す機能を有し、したがって、機械的な接触を排除し、補助アークが摩擦なしに発生するようにする。この第1の磁気障壁領域Z1は、多少強力であり得るが、共振器10の振動軸ORを中心とする円のアークに従う必要がある。ガンギ車20の歯と、アンクルPEおよびPSの機械式アンクルストーン16との間の機械的な衝突を回避することを望むのであれば、障壁の強度を高めることが可能である。または、逆に、衝突後のガンギ車20の反動を最小限に抑えたいのであれば、障壁の強度を下げることが可能である。この磁気障壁31のみを備える機構は、磁気シリンダ脱進機の変形であり、これは、NIVAROX−FARの欧州特許EP2889704B1号における改良を表す。
第2の自己起動改善領域Z2の磁気パッド32はオプションである。これは、磁気的な反発による起動の瞬間に、ガンギ車20と、アンクルPEまたはPSの機械式アンクルストーン16の端部との間の摩擦を低減するために有利に追加される。これは、自己起動機能を大幅に改善する。磁気パッド32の長さおよび形状の両方が調整されて、自己起動機能が最適化される。
この磁気パッド32は別の効果も有する。ガンギ車20の磁石が、磁気パッドの近くを通過するとき、磁気的な反発があり、これは衝撃を共振器100に伝達し、効率を大幅に改善する。
好ましくは、磁気パッド32は少なくとも1つの磁石を含み、ガンギ車20に最も近い磁気障壁31の遠位端に実質的に垂直に、磁石23と、関連するアンクルPEまたはPSの磁気配置30との間で協働する入口側に延び、磁気障壁31と逆大文字Lを形成する。この磁気パッド32は、必ずしも真っ直ぐである必要はなく、わずかに湾曲していてもよい。
例示されていない変形例では、磁気障壁31の反対側の遠位端において、ガンギ車の反対側に磁気ラグを含み、衝撃が生成される領域を拡張することができる。より具体的には、この磁気ラグは、入口アンクルPEに関して方向D2−における遠位端に位置し、出口アンクルPSに関して方向D4−における遠位端に位置する。さらに詳細には、この磁気ラグは、入口アンクルPEに関して方向D1−に、および出口アンクルPSに関して方向D3−に延びている。例示されていない別の変形例では、磁気パッド32は、方向D2+に、それぞれD4+に延びている。
第2の自己起動改善領域Z2は、衝撃が生成される領域と必ずしも同一ではないことに注目されたい。これは、自己起動機能に影響を与えることなく衝撃が調整され得ることを意味する。
入口アンクルPEに関して、図18は、車20の磁石23が、磁気パッド32と2回相互作用することを示し、まず、磁石23が第1の衝撃領域ZPに移動すると、磁石23は磁気パッド32をはね返し、したがって第1の衝撃を共振器100に伝達し、その後、磁石23がロック解除および第2の衝撃領域ZDに移動すると、磁気パッド32は、反発のために、通過されるべき一種のパスを形成し、軌道T上の磁石23の高い速度によって、磁石23はこのパスを容易に通過できるようになる。パスを通過した直後に、車20が回転し始め、第2の衝撃が、その後、共振器100に伝達される。出口アンクルPSに関して、図20の第1の衝撃領域ZPの位置では、磁石23と磁気パッド32との間の反発力が、共振器100に第1の衝撃を与え、入口アンクルで発生するのと同様に、ロック解除および第2の衝撃領域ZDへのパスを通過した後に第2の衝撃が伝達される。
有利な変形例では、磁気パッド32は、実質的に整列しており、磁気障壁に対して反対側、すなわち、入口アンクルPEに関して方向D2+、および出口アンクルPSに関して方向D4+にある磁気テール部33によって補完される。この磁気テール部33は、軸から力をそらし、ガンギ車20の磁石23を接線方向に駆動する傾向があり、摩擦力に抵抗し、反発力がアンクルの端部まで続くことを保証する。この磁気テール部33はまた、運動全体においても有用である。なぜなら、出口アンクルPSに配置された磁気テール部33は、ガンギ車20の次のアーム21が、このエリアにおける入口への移動中に克服されるべきしきい値に従わない入口アンクルPEの磁気配置30と協働して十分に係合していることを保証するからである。
有利なことに、磁気パッド32、および前記パッドを延長する磁気テール部33の全長は、ガンギ車20の軌道の包絡線である円CE上の歯22の端部の半ピッチに近い。
特定の実施形態では、磁気テール部33は、前記磁気パッド32から離れるにつれて、車20の回転軸OEからの半径が増加するように配置される。
特定の実施形態において、磁気テール部33は、図18および図20に見られるように、減少するステップの形式で作成される。
より具体的には、第1の衝撃を与えるために、磁気パッド32の総曲線長さは、磁気テール部33のものよりも大きく、パッド/テール部アセンブリは、方向D2+ではなく方向D2−で入口までさらに延び、パッド/テール部アセンブリは、方向D4+ではなく方向D4−で出口までさらに延びる。
そのような磁気パッド32を磁気障壁31に追加することは、自己起動機能のために有利であり、磁気パッドがない場合、ガンギ車は、特定の構成で、アンクルPEまたはPSの機械式アンクルストーン16の遠位端の機械式アバットメントに移動でき、ガンギ車20で利用可能な低トルクは、摩擦に打ち勝つために不十分である。したがって、磁気パッド32の利点は、自己起動中に機械式アンクルストーン16の端部での摩擦力を低減することであり、これにより通常の自己起動が可能になる。
数値シミュレーションは、必要に応じて第2の自己起動改善領域Z2の近くに磁石を追加することにより、効率をさらに高めることが可能であることを示す。
しかしながら、公称振幅に達したときに効率を上げる必要はもはやない。したがって、衝撃を最適化するために必要な磁石の量は、使用される共振器100とその品質係数に依存する。品質係数が低い場合、より多くの磁石が追加される。品質係数が高い場合、より少数しか追加されない。
補助アークは摩擦なしで発生するため、最初の衝突を除いて、機械式アンクルストーン16の形状を最適化して損失を最小限に抑え、自己起動をサポートすることができる。特に、アンクルの端部(衝撃面)は、自己起動機能をサポートするように最適化されるが、選択した角度ではもはや、静止動作で衝撃は伝達されない。さらに、アンクルの機械式アンクルストーン16は、共振器の回転軸を中心とする円のアークである必要はない。図18から図21を検討すると、機械的接触領域ZCにおいて、アンクルの機械式アンクルストーン16がプロファイル301上で修正され、てん輪における衝突の効果を最小化することがわかる。接触力サポートが回転中心を通過するように、この領域の角度は調整される必要がある。この接触領域を傾斜させることも可能であり、これによって、衝突は、慣性質量1にエネルギを伝達し、結果として効率を向上する。このプロファイル301は、傾斜面、または図のように先細の中空プロファイルであり、図の表現においてアンクルにかかる応力を下向きにずらすことができるため、この応力を形成する2つの力の結果、およびアンクルに対する上向きの接線方向の摩擦力は、共振器10の振動軸ORを通過する。同様に、磁気障壁31は、磁化の同様の変動を含み得る。
また、オプションであるが、有利なことに、脱進機機構200によって引き起こされる共振器100の非等時性を調整するために、第3の等時性補正領域Z3に、小さな磁石(低相互作用)が追加される。この目的は、この誘導された非等時性を、共振器100のものによって補償し、全発振器300が完全に等時性になるようにすることである。これらの磁石の量と位置は、所望の効果が得られるまで繰り返し調整される。変形例では、ガンギ車20の歯22の磁石23と弱く協働する単純な強磁性面であってもよい。この第3の領域Z3は、ガンギ車20の歯22の観点から、第1の磁気障壁領域の上流に延びている。言い換えれば、この第3の領域Z3は、共振器の振動軸ORに対して、磁気障壁領域Z1を超えて、ガンギ車20の回転軸OEに対して、アンクルの遠位端を超えて延びており、磁気配置30が第2の領域Z2および関連する衝撃領域を定義する磁気パッド32を含む場合、第3の領域Z3は、ガンギ車20の回転軸OEに対して、第2の領域Z2を超えて配置される。
機械式安全機能を確保するために、共振器100がその静止位置にあるとき、共振器100によって運ばれる機械式アンクルストーン16は、ガンギ車20の歯を貫通する。深さp1およびp2の値は、図22に表される。この図は、ガンギ車20の軌道の包絡線である円CEを示す。共振器10の振動軸ORからの放射状の線から測定される深さp1およびp2は、バレルが完全に排出されるときのガンギ車20の無制限の回転を防止するので、安全上の理由で必要とされる。たとえば、40マイクロメートルである深さの値は、共振器10の振動軸ORと、ガンギ車20の軸OEとの間の中心距離に関する誤差、または単に製造公差の影響を吸収するので、この安全機能を保証する。
深さp1およびp2が与えられると、起動時に、ガンギ車20に加えられるトルクは、歯が通過できるように共振器100をその静止位置から押し出すのに十分でなければならない。これにより、共振器がたわみ軸受に取り付けられている場合、自己起動機能を困難にし得る。アンクルに磁気パッド32を追加すると、2つの理由で自己起動機能は大幅に向上する。第1に、磁気的な反発力は、歯とアンクルの端との間の摩擦を減らす効果を有する。一方、この反発力は、歯が通過できるように、適切な側で共振器の静止位置をシフトする。その結果、発振器は、ほとんどの有効トルク範囲で自己起動する。
脱進機の非等時性を調整し、共振器100の非等時性による補償を達成するために、第3の等時性補正領域Z3の磁石の効果は、慣性質量1の低い外乱を生成することである。この非等時性補正は必須ではないが、使用される共振器のタイプによっては有利であることが分かり得る。
この強磁性または弱磁化領域34を作成するために、図1から図22の非等時性補正器のように磁石ピクセルを規則的に配置する代わりに、第3の領域Z3に、レーザなどによって厚さが調整される非常に薄い連続磁石層が配置される変形を想定することが可能である。
別の変形例が図23に示され、この図では、第3の領域Z3において、磁気障壁31に2つの小さな突起341のみが存在する。これらは、非等時性補正のために必要な外乱を生成するのに十分である。
非等時性補正器が、入口アンクルPEにのみ配置されるさらに別の変形例が、図24に図示される。非等時性補正器を、出口アンクルPSに配置することも可能である。
別の変形例では、非等時性補正器は、上部フランジ15の磁気アンクルのみ、または下部フランジ17の磁気アンクルのみに配置され得る。
また、上側の第3の領域Z3の磁石と、下側の第3の領域Z3の磁石との間の距離を変えることによって、非等時性が調整され得る変形を想定することも可能である。これは、ガンギ車20の磁石23が第3の領域Z3にあるときに、ガンギ車20の磁石23によって受ける磁場の強度を変動させる効果を有する。
変形例では、第3の領域Z3は、犠牲的な超過量の鉄または磁石を含み、この犠牲的な超過量は、その等時性を回復するために、完全な発振器300の非等時性の測定の結果にしたがって、少なくとも部分的に選択的に除去されるように配置される。
より具体的には、第3の領域Z3に磁石ピクセルの余剰で磁気配置30が作成され、その後、非等時性が測定されると、選択的なレーザアブレーションによって、過剰な磁石を除去することができる。
第3の領域Z3に可変厚の強磁性プレートを含む変形では、相互作用は、反発力ではなく引力で発生する。
したがって、本発明は、さまざまな構成で達成することができるが、常に第1の磁気障壁領域Z1と、限定されないが特に以下を伴う。
− 1つの磁気パッド32のみを備えた第1の磁気障壁領域Z1および第2の自己起動改善領域Z3。
− 磁気パッド32および磁気テール部33を備えた第1の磁気障壁領域Z1および第2の自己起動改善領域Z3。
− 第1の磁気障壁領域Z1および第3の等時性補正領域Z3。
− 1つの磁気パッド32のみを備えた第1の磁気障壁領域Z1、第2の自己起動改善領域Z2、および第3の等時性補正領域Z3。
− 磁気パッド32および磁気テール部33を備えた第1の磁気障壁領域Z1、第2の自己起動改善領域Z2、および第3の等時性補正領域Z3。
当然のことながら、共振器100のアンクル上に個々の磁石を配置することからなる、上述した本発明の技術的反転を行い、前述した同じ磁気障壁効果、磁気パッド、衝撃、および非等時性補正器を生成するために、より複雑な磁気構造をガンギ車20に配置することが可能である。
隔離された磁石をガンギ車の上に備えた、前述および例示されたバージョンは、ガンギ車20の慣性を最小化するという利点があることに注目されたい。これは、発振器300が、腕時計の通常の使用中に一般的である外部加速度を受けたときに、脱進機の適切な動作を保証するため、および、摩耗中の優れた抵抗を保証するために重要である。
本発明は、少なくとも1つのそのような発振器300を含む計時器ムーブメント500に関する。
本発明はまた、少なくとも1つのそのようなムーブメント500および/または1つのそのような発振器300を備えた腕時計1000に関する。
1 慣性質量
2 質量
3 固定構造
4 質量
5 中間体
6 剛性ビーム
7 横方向の可撓性ストリップ
8 長手方向の可撓性ストリップ
9 剛性ビーム
11 てん輪
12 プレート
13 プレート
15 上部フランジ
16 機械式アンクルストーン
17 下部フランジ
18 上部ボア
19 下部ボア
20 ガンギ車
21 アーム
22 機械式端歯
23 磁石
30 磁気配置
31 磁気障壁
32 磁気パッド
33 磁気テール部
34 弱磁化領域
100 共振器
101 慣性ブロック
200 脱進機機構
300 計時器発振器
301 プロファイル
341 突起
500 計時器ムーブメント
1000 腕時計
CE 第2の円
CO 第1の円
D1 入口の半径方向
D2 入口の接線方向
D3 出口の半径方向
D4 出口の接線方向
E 入口
OE 脱進軸
OR 振動軸
p1 深さ
p2 深さ
PE 入口アンクル
PS 出口アンクル
S 出口
T 軌道
Z1 第1の磁気障壁領域
Z2 第2の自己起動改善領域
Z3 第3の等時性補正領域
ZA 補助アーク領域
ZC 衝突領域、機械的接触領域
ZD 第2の衝撃領域
ZP 第1の衝撃領域

Claims (18)

  1. 固定構造(3)に対して弾性復帰手段(2)によって戻される慣性質量(1)を備えた、少なくとも1つの共振器(100)を含む計時器発振器(300)であって、前記共振器(100)は振動軸(OR)の周りで振動し、前記慣性質量(1)は入口アンクル(PE)および出口アンクル(PS)を運び、前記発振器(300)は、回転軸(OE)の周りを回転するように配置されたガンギ車(20)を含み、おのおのは前記入口アンクル(PE)または前記出口アンクル(PS)と協働して前記共振器(100)の振動を維持するように配置された端歯(22)を含む脱進機機構(200)を備え、前記脱進機機構(200)は、磁気機械式脱進機であり、前記ガンギ車(20)は、前記各歯(22)の端部において、少なくとも1つの磁石(23)を含み、前記歯(22)は、前記入口アンクルと前記出口アンクル(PE;PS)と交互に動作するように配置され、前記入口アンクル(PE)は、第1の磁気配置(30)を含み、前記出口アンクル(PS)は、第2の磁気配置(30)を含み、前記第1の磁気配置(30)および前記第2の磁気配置30(30)はおのおの、前記共振器(100)の前記振動軸(OR)を中心とし、第1の磁気障壁領域(Z1)を定義する環状セクタを含み、前記第1の磁気障壁領域(Z1)は、磁気シリンダ脱進機機構を形成するために、補助アーク中に、前記歯(22)の支持として機能することができる機械式アンクルストーンの全長にわたって、前記振動軸(OR)の方向に関して、前記入口アンクル(PE)または前記出口アンクル(PS)の前記機械式アンクルストーン(16)の上方および/または下方に延びることを特徴とする、計時器発振器(300)。
  2. 前記第1の磁気配置(30)および/または前記第2の磁気配置(30)は、自己起動機能を改善するために、前記入口アンクル(PE)および/または前記出口アンクル(PS)において、少なくとも1つの磁石を含み、第2の自己起動改善領域(Z2)へ延び、前記車(20)の前記回転軸(OE)を中心とする環状セクタであって、前記入口アンクル(PE)に関し、前記車(20)に接し、前記入口アンクル(PE)の前記機械式アンクルストーン(16)の上方および/または下方を通過する実質的に入口の接線方向(D2+、D2−)に、および/または、前記入口アンクル(PE)および/または前記出口アンクル(PS)の端部に備えられた少なくとも1つの衝撃面を覆うために、前記振動軸(OR)の方向に関して、前記出口アンクル(PS)に関し、前記車(20)に接し、前記出口アンクル(PS)の前記機械式アンクルストーンの上方および/または下方を通過する実質的に出口の接線方向(D4+、D4−)に延びる、少なくとも1つの磁気パッド(32)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発振器(300)。
  3. 前記磁気パッド(32)は、磁気障壁(31)から、前記車(20)へ接する方向に延び、磁気テール部(33)によって、前記車(20)の回転方向に進み、前記磁気テール部(33)は、実質的に、前記磁気パッド(32)と整列し、接線方向に動かす傾向にある力を、前記車(20)の前記磁石へ適用するように配置され、前記ガンギ車(20)の側における前記アンクルの遠位端における摩擦力と格闘するために配置されたことを特徴とする、請求項2に記載の発振器(300)。
  4. 前記磁気テール部(33)は、前記磁気パッド(32)から離れるにつれて、前記車(20)の前記回転軸(OE)からの半径が増加するように配置されたことを特徴とする、請求項3に記載の発振器(300)。
  5. 前記磁気テール部(33)は、減少するステップのセットで作成されることを特徴とする、請求項3に記載の発振器(300)。
  6. 前記磁気パッド(32)の、および前記磁気パッド(32)を延長する任意の磁気テール部(33)の総曲線長さは、前記ガンギ車(20)の前記歯(22)の軌道の包絡線を定義する円(CE)上の前記歯(22)の端部の半ピッチに近いことを特徴とする、請求項2に記載の発振器(300)。
  7. 第1の衝撃を与えるために、前記磁気パッド(32)の前記長さは、前記磁気テール部(33)のものよりも大きいことを特徴とする、請求項3に記載の発振器(300)。
  8. 前記磁気パッド(32)および前記磁気テール部(33)は、配置されている曲線状のアーク上に、連続的な磁場を定義するように配置されたことを特徴とする、請求項3に記載の発振器(300)。
  9. 前記磁気パッド(32)は、磁気障壁(31)の反対側の遠位端において、前記ガンギ車(20)の反対側に磁気ラグを含み、前記第2の自己起動改善領域(Z2)を拡張することを特徴とする、請求項2に記載の発振器(300)。
  10. 前記磁気配置(30)は、第3の等時性補正領域(Z3)を含み、前記入口アンクル(PE)または前記出口アンクル(PS)の前記機械式アンクルストーンの上方および/または下方において、前記振動軸(OR)の方向に関して、前記補助アーク中に、前記アンクルにおいて静止している前記車(20)の前記磁石(23)を覆うために、前記第3の等時性補正領域(Z3)は、前記第1の磁気障壁領域(Z1)の上流にある前記車(20)の前記歯(22)の観点から、前記ガンギ車(20)の前記回転軸(OE)に対して、前記アンクルストーン(16)の遠位端を超えて、入口において、前記車(20)の回転方向と反対側の入口の接線方向(D2−)で、および、前記車(20)の回転中心(OE)から離れると、入口の半径方向(D1−)で、出口において、前記車(20)の回転方向と反対側の出口の接線方向(D4−)で、および、前記車(20)の回転中心(OE)から離れると、出口の半径方向(D3−)で延びることを特徴とする、請求項1に記載の発振器(300)。
  11. 前記第3の領域(Z3)は、前記第1の磁気障壁領域(Z1)を用いて前記第3の等時性補正領域(Z3)を区切る第2の自己起動改善領域(Z2)を超えて、前記ガンギ車(20)の前記回転軸(OE)に対して配置されることを特徴とする、請求項10に記載の発振器(300)。
  12. 前記第3の領域(Z3)は、前記磁気配置(30)の他の磁気的な相互作用の領域よりも低い磁気的な相互作用の、前記磁石(23)との弱い磁気的な引力または反発力の相互作用の領域であることを特徴とする、請求項10に記載の発振器(300)。
  13. 前記第3の領域(Z3)は、前記補助アーク中、前記磁石(23)と、磁気による引力的また反発的な相互作用をする鉄または磁石を含むことを特徴とする、請求項10に記載の発振器(300)。
  14. 静止位置に対して、前記慣性質量(1)の角度にしたがって可変である、前記磁石との磁気的な相互作用を表すために、面単位毎の鉄または磁石の平均量は、前記車(20)に接する方向において一定であり、前記アンクルに接する方向において変動することを特徴とする、請求項13に記載の発振器(300)。
  15. 前記第3の領域(Z3)は、完全な前記発振器(300)の等時性を回復するために、前記発振器(300)の非等時性の測定の結果にしたがって、少なくとも部分的に選択的に除去されるように配置された、犠牲的な超過量の鉄または磁石を含むことを特徴とする、請求項10に記載の発振器(300)。
  16. 前記慣性質量(1)は、少なくとも1つのてん輪を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発振器(300)。
  17. 請求項1に記載の少なくとも1つの発振器(300)を含む計時器ムーブメント(500)。
  18. 請求項17に記載の少なくとも1つのムーブメント(500)、および/または、請求項1に記載の少なくとも1つの発振器(300)を含む腕時計(1000)。
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