JP2022073996A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、回転式共振機構、特に、計時器用ムーブメント、のための、並進運動構造を備えるフレキシブルガイドに関する。本発明は、さらに、このようなフレキシブルガイドを備える回転式共振機構に関する。
現状のほとんどの機械式携行型時計は、ばね式バランスとスイス式レバーエスケープ機構を備える。ばね式バランスは、携行型時計(例、腕時計、懐中時計)のタイムベースを構成する。ばね式バランスは、共振器とも呼ばれる。
エスケープには、以下の2つの主な機能がある。
- 共振器の繰り返し運動を維持する機能
- 共振器の繰り返し運動の数をカウントする機能
- 共振器の繰り返し運動を維持する機能
- 共振器の繰り返し運動の数をカウントする機能
機械的共振器を構成するためには、慣性要素、ガイド及び弾性戻し要素が必要である。伝統的には、バランスばねは、バランスによって構成する慣性要素のための弾性戻し要素として機能する。このバランスは、プレーンなルビーベアリング内にて回転するピボットによって回転ガイドされる。これは摩擦を発生させ、したがって、位置に依存するエネルギー損失と稼働時の障害を発生させ、これらは理想的にはなくす必要がある。
現状、フレキシブルガイドは、仮想ピボットを形成するためのばねとして用いられている。仮想ピボットタイプのフレキシブルガイドによって、計時器の共振器を大幅に改善することができる。仮想ピボットタイプのフレキシブルガイドの最も単純なものは、クロスブレードピボットであり、これは、一般的には垂直に、互いに交差する、まっすぐなブレードを備える2つのガイドデバイスによって構成している(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。これらの2つのブレードは、2つの異なる平面内に配置されるように3次元的であることができ、また、同じ平面内に配置されるように2次元的であることもでき、したがって、それらの間の交点にて溶接されているかのようになる。
しかし、バランスばねを備えるバランスの運動と同様の形態で回転式環状バランスを回転させるようにフレキシブルブレードを用いようとすると、運動の等時性が失われてしまう。特に、錘の回転運動が完全に周期的ではなくなってしまう。戻しトルクは非線形的であり、このことによって、錘の変位の振幅と運動のレート変化に応じて等時性が失われてしまう。また、これらの共振器の回転軸は固定されず、バランスが回転すると動く。この干渉性の運動は小さいが、重力の方向に対する携行型時計の向きが変わるために、ムーブメントのレートに影響を与えてしまう。
このような状況で、本発明の目的の1つは、前記課題を克服するような、回転式共振機構のためのフレキシブルガイドを提案することである。
このために、本発明は、回転式共振機構、特に、計時器用ムーブメントの回転式共振機構、のためのフレキシブルガイドに関する。前記フレキシブルガイドは、固定支持体と、前記固定支持体に対して動くことができる可動要素と、及び少なくとも1つの第1次フレキシブルブレードとを備え、前記第1次フレキシブルブレードは、回転中心のまわりの回転運動を介して1つ又は複数の前記第1次フレキシブルブレードが曲がることによって、前記可動要素を前記固定支持体に対して動かすことを可能にし、前記フレキシブルガイドは、実質的に同一平面内に配置される。
このフレキシブルガイドは、第1次フレキシブルブレードの一端に連結する少なくとも1つの並進運動構造を備え、直列に配置される前記第1次フレキシブルブレードと前記並進運動構造が、組を形成し、この組が、前記固定支持体、前記可動要素又は中間的可動部品に接続され、これによって、前記並進運動構造は、少なくとも部分的に前記第1次フレキシブルブレードの曲がりの影響下で並進運動をするという点で注目すべきである。
このようにして、本発明は、等時性に優れたフレキシブルブレードガイドを提供する。特に、前記並進運動構造は、前記第1次フレキシブルブレードが曲がって動くことを可能にし、したがって、実質的に一定の戻し係数を維持する。したがって、バランスの運動は、等時性に優れる。このようなフレキシブルガイドは、等時性に優れた運動を確実にする。
有利な実施形態の1つにおいて、各組が1つの第1次フレキシブルブレード及び1つの並進運動構造によって形成されるような少なくとも3つの組、例えば、4つの組、を備え、前記組は、対称的なピボットを形成するように角度的に分布しており、各第1次フレキシブルブレードは、一方の端において並進運動構造に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記並進運動構造は、前記固定支持体と前記第1次フレキシブルブレードの間に直列に配置され、前記並進運動構造は、前記固定支持体と、及び前記第1次フレキシブルブレードの第1の端に連結しており、前記第1次フレキシブルブレードは、第2の端において前記可動要素に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記並進運動構造は、前記第1次フレキシブルブレードと前記可動要素の間にて直列に配置され、前記並進運動構造は、前記可動要素と、及び前記第1次フレキシブルブレードの前記第2の端に連結しており、前記第1次フレキシブルブレードは、前記第1の端において前記固定支持体に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記フレキシブルガイドは、各組が1つの第1次フレキシブルブレードと1つの並進運動構造によって構成しているような少なくとも6つの組、好ましくは8つの組、を備え、前記組は、対称的なピボットを形成するように中央部のまわりに角度的に分布しており、各第1次フレキシブルブレードは、一端において前記中央部に連結しており、少なくとも3つの組が、前記固定支持体に連結し、少なくとも3つの組が、前記並進運動構造によって前記可動要素に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記固定支持体に連結している組と、前記可動要素に連結している組は、前記中央部のまわりにて交互に分布している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記可動要素は、前記第1次フレキシブルブレードが連結される、前記フレキシブルガイドの中央部を含む。
有利な実施形態の1つにおいて、前記固定支持体は、前記第1次フレキシブルブレードが連結される、前記フレキシブルガイドの中央部を含む。
有利な実施形態の1つにおいて、前記フレキシブルガイドは、前記固定支持体と前記可動要素の間にて中間要素を形成する、前記フレキシブルガイドの中央部があり、
この中央部に、前記第1次フレキシブルブレードが連結する。
この中央部に、前記第1次フレキシブルブレードが連結する。
有利な実施形態の1つにおいて、前記並進運動構造には、少なくとも1つの第2次フレキシブルブレードと剛体部があり、前記第2次フレキシブルブレードは、一端において前記剛体部に連結し、他端において前記固定支持体、前記可動要素又は前記中央部に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記並進運動構造には、前記剛体部の同じ面に連結する2つの第2次フレキシブルブレードがある。
有利な実施形態の1つにおいて、前記並進運動構造は、少なくとも2つの第2次フレキシブルブレードを備え、前記第2次フレキシブルブレードは、一端において前記第1次フレキシブルブレードに連結し、他端において前記固定支持体、前記可動要素又は前記中央部に連結している。
有利な実施形態の1つにおいて、前記第2次フレキシブルブレードのブレードどうしは、異なる直線上に配置される。
有利な実施形態の1つにおいて、前記第2次フレキシブルブレードのブレードどうしは、実質的に平行である。
有利な実施形態の1つにおいて、前記剛体部は、前記フレキシブルガイドが基本位置にあるときに、1つ又は複数の第1次フレキシブルブレードが前記第1次フレキシブルブレードに連結している前記並進運動構造の1つ又は複数の前記第2次フレキシブルブレードに対して実質的に垂直であるように曲がっている。
有利な実施形態の1つにおいて、前記可動要素は、バランスを備え、このバランスは、例えば、前記中央部を中心とする。
有利な実施形態の1つにおいて、各並進運動構造は、1つの第1次フレキシブルブレードのみに接続される。
有利な実施形態の1つにおいて、前記組は、前記固定支持体、前記可動要素及び前記中間的可動部品のうちの2つの異なる要素にのみ接続される。
本発明は、さらに、本発明に係るフレキシブルガイドを備える、特に計時器用ムーブメントの回転式共振機構である、回転式共振機構に関する。
添付の図面を参照しながら下記の複数の実施形態についての説明を読むことによって、本発明の他の特徴や利点が明確になる。なお、この説明は、例示のみを目的として与えられるものであり、本発明の範囲を限定することを意図しているものではない。
図1~3は、回転式共振機構、特に、計時器用ムーブメントの回転式共振機構、のためのフレキシブルガイド1の第1の実施形態を示している。フレキシブルガイド1は、実質的に1つの平面内に配置されている。フレキシブルガイド1は、固定支持体2と、固定支持体2に対して動くことができる可動要素20と、及びそれぞれが可動要素20を支持体2に接続する3つの第1次フレキシブルブレード3、4、5とを備える。第1次フレキシブルブレード3、4、5は、可動要素20が固定支持体2に対して動くことを可能にする。第1次フレキシブルブレード3、4、5が曲がることによって、可動要素20は、回転中心のまわりに自身のまわりを回転運動するように支持体2に対して動くことができる。第1次フレキシブルブレード3、4、5は、好ましくは同じ長さであり、可動要素20の中央部6のまわりに均等に角度的に分布しており、これによって、対称的なピボットを形成する。
本発明によると、フレキシブルガイド1には、並進運動構造10、11、12があり、各並進運動構造は、異なる第1次フレキシブルブレード3、4、5の一端に連結している。この実施形態において、各並進運動構造10、11、12は、固定支持体2と、対応する第1次フレキシブルブレード3、4、5の間にて直列に配置される。並進運動構造10、11、12は、固定支持体2に、そして、対応する第1次フレキシブルブレード3、4、5の第1の端に連結し、第1次フレキシブルブレード3、4、5は、第2の端によって中央部6に連結する。各並進運動構造10、11、12は、異なる第1次フレキシブルブレード3、4、5と直列に配置される。並進運動構造10、11、12は、単一の第1次フレキシブルブレード3、4、5に接続される。
したがって、フレキシブルガイド1には、各組が第1次フレキシブルブレード3、4、5の1つと並進運動構造10、11、12の1つによって構成しているような3つの組がある。これらの組は、対称的なピボットを形成するように中央部6のまわりに角度的に分布しており、各第1次フレキシブルブレード3、4、5は、一端において中央部6に連結し、並進運動構造10、11、12は、固定支持体2に連結する。これらの組、特に、第1次フレキシブルブレード3、4、5は、互いに約120°の角度を形成する。中央部6は、例えば、円柱の一部である。この実施形態において、可動要素20は、中央部6を含む。
各並進運動構造10、11、12は、少なくとも部分的に第1次フレキシブルブレード3、4、5の運動の影響下で並進運動をするように構成している。各並進運動構造10、11、12は、この場合は2つの第2次フレキシブルブレード7、8、9である少なくとも1つの第2次フレキシブルブレード7、8、9と、及び剛体部13、14、15とを備える。第2次フレキシブルブレード7、8、9は、一端において剛体部13、14、15に連結し、他端において固定支持体2に連結する。第2次フレキシブルブレード7、8、9は、実質的に平行であり異なる直線上に配置されている。好ましくは、第2次フレキシブルブレード7、8、9のブレードどうしは、剛体部13、14、15の同じ面に連結する。この場合、剛体部13、14、15は、2つの実質的に垂直なセグメントによって構成する垂直の曲がりを形成する。第1次フレキシブルブレード3、4、5は第1のセグメントに連結し、第2次フレキシブルブレード7、8、9は第2のセグメントに連結する。したがって、第1次フレキシブルブレード3、4、5は、フレキシブルガイド1が基本位置にあるときに、並進運動構造10、11、12の第2次フレキシブルブレード7、8、9に対して実質的に垂直である。「基本位置」は、第1次フレキシブルブレード3、4、5及び第2次フレキシブルブレード7、8、9がまっすぐ、すなわち、曲がっていないとき、であるものと定められる。
図2において、可動要素20には、さらに、リング状のバランス16がある。バランス16には、外側の環状部17と、いくつかのアーム18があり、この場合は3つのアームがあり、これらは、環状部17を、環状部17に対して軸方向に向いている連結部19に連結する。これらのアーム18どうしは同心的であり、同じ長さである。バランス16は、連結部19によって中央部6に組み付けられる。好ましくは、中央部6と連結部19は一体的に作られる。したがって、バランス16は、中央部6に対してセンタリングされる。この代替的実施形態において、バランスは、同じ材料によって作られ、すなわち、一体的に作られる。
バランス16は、動いているときに、連結部19と中央部6を通る軸のまわりにおける、バランス16の平面内にて、一方の方向に、そして、他方の方向に動くような、周期的な回転運動を行う。第1次フレキシブルブレード3、4、5は曲がり、バランス16のための戻しばねとしてはたらいて、バランス16を反対の方向に回転させ、その逆も同様である。並進運動構造10、11、12は、第1次フレキシブルブレード3、4、5が曲がるときにその長手方向に動くことができる。並進運動構造10、11、12の剛体部13、14、15は、第2次フレキシブルブレード7、8、9を利用して、第1次フレキシブルブレード3、4、5が曲がるときに中央部6の方へと動き、また、第1次フレキシブルブレード3、4、5がまっすぐになるときに中央部6から離れるように動く。これによって、バランス16の運動が等時性を維持することが確実になる。
図3の第1の実施形態の第2の代替形態のフレキシブルガイド26において、可動要素20は、少なくとも2つのメンバーを備える。第1のメンバー21には、この場合は3つのアームであるアーム22と、これと一体的に作られた軸方向の連結部25がある。アーム22には、その自由端に、慣性ブロックやリングのような慣性要素を組み付けるための穴24が形成された取り付けプラットフォーム23があり、慣性要素は、バランス20の第2のメンバー(図3に示していない)を定める。フレキシブルガイド26の他の部分は、第1の代替的実施形態と同じである。好ましくは、中央部6と第1のメンバー21は、一体的に作られる。
図4における第2の実施形態は、並進運動構造33、34、35が、好ましくは環状である、可動要素32に連結するようなフレキシブルガイド30の例を示している。フレキシブルガイド30は、固定支持体31と、可動要素32と、及び第1次フレキシブルブレード36、37、38と並進運動構造33、34、35によって構成している3つの組とを備える。各並進運動構造33、34、35は、第1次フレキシブルブレード36、37、38と可動要素32の間にて直列に配置されている。各第1次フレキシブルブレード36、37、38は、第1の端において固定支持体31に連結している。並進運動構造33、34、35は、可動要素32の環状部と、第1次フレキシブルブレード36、37、38の第2の端に連結している。この実施形態において、固定支持体31は、第1次フレキシブルブレード36、37、38の第1の端が連結する中央部を含む。この中央部も円筒の部分の形であり、好ましくは、円形である。好ましくは、可動要素32には、平面内にてリングの内側の方に向いている3つの内側延長部39があり、これによって、各並進運動構造33、34、35の第2次フレキシブルブレード27、28、29の組み付けを可能にする。第2次フレキシブルブレード27、28、29のブレードどうしは、実質的に平行であり、異なる直線上に配置されている。好ましくは、第2次フレキシブルブレード27、28、29のブレードどうしは、剛体部の同じ面に連結する。延長部39は、基本位置にあるときに、第1次フレキシブルブレード36、37、38の方向に対して実質的に垂直な方向に延在し、これによって、第2次フレキシブルブレード27、28、29はこの方向を向く。したがって、第2次フレキシブルブレード27、28、29は、第1次フレキシブルブレード36、37、38の方向に対して実質的に垂直である。この実施形態において、並進運動構造33、34、35は、固定支持体に直接連結しておらず、可動要素32に連結している。特にバランス32の運動の等時性に関して、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。
図5及び6におけるフレキシブルガイド40の第3の実施形態は、第1の実施形態と類似しているが、可動要素50と固定支持体52に加えて、並進運動構造46、47、48、49と第1次フレキシブルブレード42、43、44、45を含む4つの組を備える。4つの組によって、ガイドを90°ごとに対称的にすることができ、これによって、特に、ガイドの製造に用いることができる材料の異方性の性質に対応することができる。材料の異方性の性質は、向きに応じて周期的に変わり、例えば、ケイ素の場合は90°ごとに変わる。これらの組は、可動要素50の中央部51のまわりに角度的に分布して、対称的なピボットを形成する。これらの組、特に、第1次フレキシブルブレード42、43、44、45は、互いに約90°の実質的に垂直な角度を形成する。第1の実施形態に示しているように、4つの並進運動構造46、47、48、49はそれぞれ、第1次フレキシブルブレード42、43、44、45と固定支持体52の間に配置される。各第1次フレキシブルブレード42、43、44、45は、一端において並進運動構造46、47、48、49に連結し、他端において中央部51に連結する。可動要素50には、好ましくは、軸方向の連結部55において連結する4つのアーム54がある環状バランス53がある。好ましくは、中央部51、連結部55、環状部53及びアーム54は、一体的に作られる。
図7及び8は、各組が1つの第1次フレキシブルブレード61、63、64、65、66、67、68、69と1つの並進運動構造によって直列に形成されるような8つの組を備えるフレキシブルガイド60の第4の実施形態を示している。これらの組71-61、72-63、73-64、74-65、75-66、76-67、77-68、78-69は、対称的なピボットを形成するように、中央部59のまわりにて角度的に分布している。各第1次フレキシブルブレード61、63、64、65、66、67、68、69は、一端において中央部59に連結する。4つの組が、並進運動構造71、73、75、77によって固定支持体62に連結し、4つの組が、並進運動構造72、74、76、78によってバランス81に連結する。中央部59は、動くことができ、円筒状、好ましくは円形、であり、支持体62と可動要素80の間を動くことができる中間メンバーを形成する。可動要素80は、好ましくはリング状であり、リングの内側の方へと延在している4つの延長部82を備えるバランス81を含む。延長部82は、並進運動構造72、74、76、78の第2次フレキシブルブレードと第1次フレキシブルブレード63、65、67、69が実質的に垂直になるように、リングの接線方向に実質的に直交するように延在している。
図8において、第4の実施形態のフレキシブルガイド60を2つの部分に分けて示している。左側において、第1の部分は、支持体62と4つの組71-61、73-64、75-66、77-68を含む。右側において、第2の部分は、4つの組72-63、74-65、76-67、78-69とバランス81を含む。中央部59は、図8の両方の部分に示されている。組み付け済み位置において、これらの第1の部分と第2の部分の2つの部分が重なり合っており、中央部59が1つになっている。したがって、これらの第1の部分と第2の部分の2つの部分は2つの平行な平面内に延在している。
図9におけるフレキシブルガイド70の第5の実施形態は、フレキシブルガイド70の中央側に配置される並進運動構造86、87、88を含む。フレキシブルガイド70は、各組が第1次フレキシブルブレード83、84、85と並進運動構造86、87、88によって構成しているような3つの組を備える。これらの組は、仮想中心89のまわりに角度的に分布している。第1次フレキシブルブレード83、84、85はそれぞれ、第1の端において並進運動構造86、87、88に接続しており、第2の端において可動要素90に接続している。可動要素90は、リング状である。各並進運動構造86、87、88は、第2次フレキシブルブレードによって固定支持体92に接続し、剛体部によって第1次フレキシブルブレード83、84、85に接続している。
上記のいくつかの実施形態において、並進運動構造は、フレキシブルガイドが安定状態にあるときに、1つ又は複数の第2次フレキシブルブレードが第1次フレキシブルブレードに対して実質的に垂直になるように構成している。しかし、図10~12に示しているような他の代替的実施形態においては、上記の実施形態において説明した並進運動構造を有利に置き換えることができる。
図10において、第1の代替的な並進運動構造95は、第1次フレキシブルブレード96が第2次フレキシブルブレード97に対して90°とは異なる角度αの方向を向いていることを可能にする。第1次フレキシブルブレード96は、角度αを形成するように剛体部98とともに組み付けられる。剛体部98は、垂直な2つのセグメントがある曲がった形である。第2次フレキシブルブレード97は、この曲がりの第1のセグメントを支持体99に接続し、この曲がりの第2のセグメントは、角度αを形成するように第1次フレキシブルブレード96が連結する。角度αは、好ましくは、20°~80°、又は30°~60°の範囲内である。
図11は、第1次フレキシブルブレード101に接続される曲がった第1の剛体部104と、まっすぐな第2の剛体部103に接続される第2のフレキシブルブレード106とを備える二重並進運動構造100を示している。第2の剛体部103は、2つの第3次フレキシブルブレード107によって支持体102に接続される。基本位置において、曲がった第1の剛体部104のおかげで、第2次フレキシブルブレード106及び第3次フレキシブルブレード107は、第1次フレキシブルブレード101に対して、実質的に同一平面内にあり、実質的に垂直である。第2次フレキシブルブレード106と第3次ブレード107は、第2の剛体部103の同じ面に連結し、第2次フレキシブルブレード106は、2つの第3次ブレード107の間に配置される。
図12に示している代替的な並進運動構造105には、まっすぐな剛体部分109がある。2つの第2次フレキシブルブレード112は、剛体部109の長辺部から、剛体部109の両側に配置されて、剛体部109を支持体112に連結する。第1次フレキシブルブレード108は、剛体部109の短辺部に連結する。
フレキシブルガイドの異なる実施形態を示しているいくつかの図において、フレキシブルブレードは、平坦なブレードである。しかし、フレキシブルブレードには、より厚い部分又はより薄い部分があることもでき、また、図13に示しているような首部があることもできる。したがって、上部ブレード110には、中央部において剛性の高い厚い部分113と、端部において薄い部分114がある。底部ブレード115は、その全長にわたって厚いが、ブレード115が曲がることができるように両端に薄い2つの首部116がある。
図14は、上記のフレキシブルガイドの1つ又は複数のフレキシブルブレードを置き換えることができるフレキシブルアセンブリー120を示している。アセンブリー120には、2つのスタガー構成(互い違いの構成)のブレードピボット及び中央の剛体部117がある。スタガー構成のブレードピボットのそれぞれには、剛体部117に接続される一対のスタガー構成のブレード121、122がある。剛体部117はまっすぐであり、2対のスタガー構成のブレード121、122のそれぞれが、剛体部117の一端に配置されている。ブレード121、122は、剛体部117の両側に配置される要素118、119に連結している。これらの要素118、119は、上記で説明したように、フレキシブルガイドの固定支持体、可動要素又は中間要素であることができる。1対のブレード121、122は、剛体部117において互いに近く、要素118、119において大きく離間している。
本発明は、さらに、共振機構に関し、特に、計時器用ムーブメント(図示せず)のための共振機構に関する。この共振機構は、上記の実施形態の1つに係るフレキシブルガイドを備える。
当然、本発明は、図面を参照しながら説明した実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱せずに代替形態を考えることができる。
特に、説明した例よりも多い数又は少ない数の第1次フレキシブルブレードと並進運動構造によって構成しているような組を考えることができる。
代替的実施形態の1つにおいて、1つ又は複数の並進運動構造は、剛体部を含まない。したがって、1つ又は複数の第2次フレキシブルブレードは、一端において第1次フレキシブルブレードに連結し、他端において固定支持体、可動要素又は中央部に連結する。第2次フレキシブルブレードと第1次フレキシブルブレードは、互いに直接連結することができ、また、薄いフレキシブルな部品によって連結することもできる。
1、26、30、40、60、70 フレキシブルガイド
2、31、52、62、92 固定支持体
3、4、5、36、37、38、42、43、44、45、61、63、64、65、36、37、38、63、65、66、67、68、69、83、84、85 第1次フレキシブルブレード
6、51、59 中央部
7、8、9、27、28、29 第2次フレキシブルブレード
10、11、12、33、34、35、46、47、48、49、71、72、73、74、75、76、77、78、86、87、88 並進運動構造
13、14、15 剛体部
16、32、53、81 バランス
20、32、50、80、90 可動要素
2、31、52、62、92 固定支持体
3、4、5、36、37、38、42、43、44、45、61、63、64、65、36、37、38、63、65、66、67、68、69、83、84、85 第1次フレキシブルブレード
6、51、59 中央部
7、8、9、27、28、29 第2次フレキシブルブレード
10、11、12、33、34、35、46、47、48、49、71、72、73、74、75、76、77、78、86、87、88 並進運動構造
13、14、15 剛体部
16、32、53、81 バランス
20、32、50、80、90 可動要素
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