JP4652395B2 - 時計用ムーブメントの脱進機のアンクルにツメを固定する装置と方法。 - Google Patents

Description

本発明は、時計のムーブメントの脱進機のアンクルにツメを固定する装置と方法に関し、特に、セラック・ボンドを使用しない固定装置と方法に関する。

時計の製造において、脱進機は、時計のムーブメントの輪列と緩急針の間に配置される機構である。脱進機の機能は、テンプの振動を維持し輪列の速度を制御することである。

図１を参照して、従来のアンクルを具備した時計の脱進機１を簡単に説明する。この脱進機１は、ガンギ車２と、アンクル４と、衝撃ピン（振り石）８を具備する大ツバ６と、小ツバ１０とを有する。大ツバ６と小ツバ１０は、テンプ軸１２に取り付けられる。小ツバ１０には月形１１が形成されている。アンクル４は、前端に２個のアンクル用ツメ１４を有するウデ１９と、先端にフォーク１７を有するサオ１６とを有する。アンクル用ツメ１４は、ガンギ車２の歯とかみ合う。このフォーク１７は、大ツバ６と、小ツバ１０と協働する３本の歯２０，２２、２２を有する。これらのアンクル用ツメ１４は、凹部１８内にそれぞれ固定される。この凹部１８は、アンクル４のウデ１９の先端に形成されている。フォーク１７は、２個の外歯であるクワガタ２０と、内歯である剣先２２とを有する。クワガタ２０は、衝撃ピン８と協働し、剣先２２は小ツバ１０と協働する。これにより、アンクル４が、テンプの振動の間、偶発的に過剰に傾くことを阻止する。

アンクル４の動きは、停止部材であるドテピン２４により制限される。このドテピン２４にアンクル４のサオ１６が当たる。静止位置においては、サオ１６は、ドテピン２４の一方に当たる。この瞬間ガンギ車２の歯２ｄは、一方のアンクル用ツメ１４に当たって、押し止められる（図１）。フォーク１７の剣先２２は、月形１１から解放され、その結果、テンプも解放され、反時計方向Ｓにある距離回転する。その大きさは、蓄積されたエネルギーで決定される。ガンギ車は時計方向に回転し、アンクル用ツメ１４は歯２ｄを解放する。

歯２ｄがアンクル用ツメ１４に衝撃を加えると、アンクル４は、サオ１６がドテピン２４に当たるまで、少しの遊び距離（バックラッシュと称する）だけ移動する。テンプは、この移動距離をカバーして、大ツバ６の衝撃ピン８がフォーク１７を駆動するまで、戻り、衝撃力を解放する。バックラッシュは、ガンギ車２の全ての歯が通過するのを確実にする方法である。バックラッシュの長さは、ガンギ車２の歯がアンクル用ツメ１４の静止面に接触して重なる量Ｐの関数である。この重なり量Ｐは、衝撃を受けたときにガンギ車２が偶発的に解放されるのを阻止する程十分長く、ガンギ車２の歯があらゆる動作環境で解放できるよう十分短い量でなければならない。これにより最適な性能を有する脱進機１が得られる。アンクル用ツメ１４を固定する手段は、脱進機１が適正に動作し、重なり量Ｐを調整できるようにするために、重要である。

この目的を達成するために、アンクル用ツメ１４はセラックボンドで、ハウジング１８に固定される。セラックボンドは、天然有機接着剤であり、低温でのり状流体になる利点があり、これによりアンクル用ツメ１４の位置を容易かつ正確に調整できる。

しかしセラック・ボンドの使用は、幾つかの欠点がある。セラック・ボンドは、ムーブメントを洗浄するのに用いられる化学物質に対し非常に敏感である。このムーブメントの洗浄により、ムーブメント上の様々な場所に付いたセラック・ボンドの粒子を取り除ける。時には、これらのセラック・ボンド粒子は、脱進機１の効率に悪影響を及ぼし、時計の正常動作を損ねることがある。

更にセラック・ボンドは、天然物質であるので、その特性は一定ではなく、品質は変動する。

更にセラック・ボンドを塗布するには、時間がかかり、かつ難しく、セラック・ボンドをアンクルのハウジング内に最適に塗布して、ツメをアンクルに適正に固定するにはかなりの熟練が要求される。
ヨーロッパ特許第0918 264号 NASA, SP5110 published in 1972 and entitled "22 Nitinol the alloy with a memory: its physical metallurgy properties and applicatios".

本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を解決することである。本発明によりセラック・ボンドあるいは他の接着剤を使用することなく、アンクル用ツメをハウジングに取り付け、かつアンクル用ツメがガンギ車の歯への重なり具合を、容易かつ正確に調整できるようアンクル用ツメをハウジングに固定する装置を提供する。

本発明の目的は、アンクル用ツメをハウジング内に正確かつ経済的に固定できるような固定装置を提供することである。

本発明は、アンクル用ツメを収納する少なくとも１個のハウジング（凹部）を有する脱進機のアンクルにツメを固定する装置に関する。特に本発明は、前記のハウジングを有するアンクルあるいはその一部が、形状記憶合金で形成される。この形状記憶合金は、オーステナイト相からマルテンサイト相への可逆変態を行う。

形状記憶合金は、高温相（オーステナイト相と称する）から低温マルテンサイト相への可逆変態を行い、ある温度条件で記憶した形状を採る特性を有する。特にこの様な形状記憶合金で形成される目的物は、高温（例、オーステナイト相）で所定の形状（例、解放形状）を記憶し、その後低温（例、マルテンサイト相）でその目的物を変形させ、その変形した形状（例、把持形状）を維持する。目的物が、オーステナイト相となる高温まで加熱されると、変形していない形状に戻る即ち記憶した最初の形状（例、解放形状）に戻る。

この様な特性を用いることにより、アンクル用ツメを形状記憶合金製のアンクルに簡単に固定でき、セラック・ボンドを使用することなく、これに伴う欠点を回避できる。アンクル用ツメを固定する為に形状記憶合金を使用することにより、アンクルとツメは大きな製造誤差でも製造でき、これによりこの様な合金による変形が、この製造誤差を保証できる限り、取付けの効果に影響を及ぼすことがない。アンクル用ツメをアンクルに固定するために形状記憶合金を使用する別の利点は、アンクル用ツメをハウジング（凹部）内に組み立てる（把持）作業と取り外す（解放）作業を、アンクルを冷却あるいは加熱することにより、これらの部品に損傷を与えることなく、何回も行うことができる点である。これは重なり量Ｐを調整するのに大きな利点である。

本発明の第１実施例によれば、アンクル用ツメを収納するハウジングを有するアンクルの一部を形状記憶処理する（記憶された形状をある温度で再現するように予め処理する）ことにより、結晶相がオーステナイト相となる所定の温度にアンクルを加熱すると、ハウジングがアンクル用ツメを把持せず（解放形状を採る）、アンクル用ツメをハウジング内で移動させることができ、アンクルの一部が周囲温度（時計の使用温度）でマルテンサイト相となる時に、前記アンクル用ツメを固定することができる（把持形状を採る）。この様な場合、ハウジングを有するアンクルの一部を所定温度（この温度は、合金の組成に依存するが）まで加熱し（ハウジングは解放形状を採る）、アンクル用ツメをハウジング内に挿入し、その後アンクルを周囲温度（時計の使用温度）でマルテンサイト相に戻す（ハウジングは把持形状を採る）。

本発明の第２実施例によれば、アンクル用ツメを収納するハウジングを有するアンクルの一部を形状記憶処理する（記憶された形状をある温度で再現するように予め処理する）ことにより、アンクルがマルテンサイト相にある時に、ハウジングがアンクル用ツメを把持せず（解放形状を採る）、アンクル用ツメをハウジング内で移動させることができ、アンクルの一部が周囲温度（時計の使用温度）でオーステナイト相にある時に、前記アンクル用ツメを固定することができる（把持形状を採る）。この様な場合、ハウジングを有するアンクルの一部を周囲温度（時計の使用温度）以下の所定温度（この温度は、合金の組成に依存するが）以下まで冷却した時に、アンクル用ツメをハウジング内に挿入／調整し（ハウジングは解放形状を採る）、その後アンクルを周囲温度（時計の使用温度）に戻すと、アンクルをオーステナイト相に戻す（ハウジングは把持形状を採る）。

図２ａ，２ｂは、アンクル用ツメ１４を収納するハウジングである凹部１８を有するアンクル４の先端部分４ａを示す。先端部分４ａは、形状記憶合金製である。この形状記憶合金は、所定の変態温度以上あるいは以下になったときに、オーステナイト相からマルテンサイト相への可逆変態をする。先端部分４ａは、Ｎｉ−Ｔｉ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ｘ，Ｃｕ−Ａｌ−Ｘ合金から形成することもできる。ここでＸは、金属添加剤である。これらの合金と形状記憶処理の方法は公知であり、非特許文献１に記載されている。アンクルの先端部分４ａを形成するのに選択した形状記憶合金は、アンクル（時計）が使用される温度範囲（通常−２０℃〜５０℃）以外の温度範囲で、マルテンサイト／オーステナイト変態温度を有する。説明を単純にするためにこの温度範囲（通常−２０℃〜５０℃）を以下の説明では「周囲温度」とする。

ここに示した実施例においては、ハウジングである凹部１８は、ウデ１９の端部に、アゴ部分３２，３４により規定されるノッチで形成される。アゴ部分３２，３４は、凹部１８の方向に向かって閉じるよう構成される。かくしてその中に配置されたアンクル用ツメ１４を把持する。アゴ部分３２は固定されおり、アゴ部分３４は解放位置と称する第１位置（図２ａ）と把持位置と称する第２位置（図２ｂ）の間を動く。この第１位置において、アンクル用ツメは凹部１８内に導入され、ガンギ車の歯との重なり量Ｐ（図１）を調整するために動かされる。第２位置において、アゴ部３２，３４は、アンクル用ツメ１４を凹部１８内に保持固定する。アンクル用ツメ１４を効率的かつ安定的に把持するために、アゴ部分３２は、アンクル用ツメ１４の表面１４ａと接触する２つの平坦な整合した把持接触面３２ａ，３２ｂを有する。アゴ部分３４は、アンクル用ツメの表面１４ａの反対側の表面１４ｂに接触する把持接触面３４ａを有する。把持接触面３２ａ，３２ｂは、固定したアゴ部分３２内に配置されたへこみであるリセス３３の両側に伸びる。把持力をアンクル用ツメ１４上でバランスさせるために、把持接触面３４ａは２つの把持接触面３２ａ，３２ｂの間に伸びる。アゴ部分３２，３４は、かくしてアンクル用ツメ１４をそのハウジング１８内で３点（３２ａ，３２ｂ，３４ａ）で把持する。

周囲温度においては、アゴ部分３４は把持位置（図２ｂ）にある。

本発明の第１実施例によれば、先端部分４ａは、周囲温度でマルテンサイト相にある形状記憶合金製である。この様な場合、マルテンサイト／オーステナイト変態温度を超えて温度が上昇すると、アゴ部分３４が変形することにより解放位置になる。先端部分４ａがこの変態温度以上に維持されていると、アゴ部分３４は解放位置を維持する。その結果アンクル用ツメ１４が凹部１８内に導入でき、凹部１８内でその位置を調整して所望の重なり量Ｐを得ることができる。この重なり量Ｐの調整が行われると、先端部分４ａを周囲温度に戻して、アゴ部分３４を把持位置にする。この重なり量Ｐを再調整するために、あるいは必要によっては、アンクル用ツメを取り替えるためには、先端部分４ａを変態温度以上にするだけでよい。この実施例によりアンクルを形成するために、マルテンサイト／オーステナイト変態温度の範囲が８０℃〜１００℃の間のＮｉ−Ｔｉ合金を用いる。

アンクルをマルテンサイト／オーステナイト変態温度以上に加熱することにより、クランプ（アゴ部分３２，３４の組み合わせ）を開くために、アンクルを形状記憶するよう処理する方法は、以下のステップで行われる。
（ａ）周囲温度で、マルテンサイト相にある形状記憶合金からアゴ部分３４が解放状態（図２ａ）にあるように、アンクルを機械加工で形成するステップ。
（ｂ）その後、アンクルをマルテンサイト／オーステナイト変態温度以上に加熱してアンクルをオーステナイト相にするステップ。
（ｃ）アンクルをその後周囲温度に冷却して、アンクルをマルテンサイト相に戻すステップ。
（ｄ）この温度において、アゴ部分３４を変形して把持状態（図２ｂ）にするステップ。
（ｅ）アンクルをその後再びマルテンサイト／オーステナイト変態温度以上に加熱するステップ。
かくして、アンクルはアゴ部分３４の解放位置に対応する形状をとる。ステップ（ａ）−（ｅ）を数回繰り返すこともできる。

重なり量を調整するために、特許文献１に記載した装置を用いるのが好ましい。この装置は、アンクルを加熱する手段を含み、その手段を適用して、アゴ部分３４を把持位置と解放位置の間で動かす。

本発明の第２実施例によれば、先端部分４ａは、周囲温度でオーステナイト相にある形状記憶合金製である。この様な場合、マルテンサイト／オーステナイト変態温度以下に温度が下がると、アゴ部分３４が変形することにより解放位置になる。先端部分４ａがこの変態温度以下に維持されていると、アゴ部分３４は解放位置を維持する。その結果アンクル用ツメ１４を凹部１８内に導入でき、凹部１８内でその位置を調整して所望の重なり量Ｐを得ることができる。この重なり量Ｐの調整が行われると、先端部分４ａを周囲温度に戻して、アゴ部分３４を把持位置にする。この重なり量Ｐを再調整するために、あるいは必要によっては、アンクル用ツメを取り替えるためには、先端部分４ａを変態温度以下に冷却するだけでよい。一例としてアンクルは、従来の冷却ガス例えば窒素ガスを用いて冷却することもできる。

この実施例によりアンクルを形成するために、マルテンサイト／オーステナイト変態温度の範囲が−８０℃〜ー５０℃の間のＮｉ−Ｔｉ合金を用いる。

アンクルをマルテンサイト／オーステナイト変態温度以下に冷却することにより、クランプ（アゴ部分３２，３４の組み合わせ）を開くために、アンクルを形状記憶するよう処理する方法は、以下のステップで行われる。
（ｉ）周囲温度で、オーステナイト相にある形状記憶合金からアゴ部分３４が把持状態（図２ｂ）にあるように、アンクルを機械加工で形成するステップ。
（ｉｉ）その後、アンクルをマルテンサイト／オーステナイト変態温度以下に冷却してアンクルをマルテンサイト相にするステップ。
（ｉｉｉ）この温度でマルテンサイト相において、アゴ部分３４を変形して解放状態（図２ａ）にするステップ。
（ｉｖ）アンクルをその後再びマルテンサイト／オーステナイト変態温度以上に加熱するステップ。
かくして、アンクルはアゴ部分３４の把持位置に対応する形状をとる。ステップ（ｉｉ）−（ｉｖ）を数回繰り返すこともできる。

本発明の変形例として、先端部分４ａの構成を、２個のアゴ部分３２，３４を加熱と冷却により可動にすることもできる。本発明の変形例によれば、アゴ部分３２を１個の把持表面を有するよう形成することもできる。本発明の他の変形例によれば、重なり量Ｐを調整した後、アンクル用ツメをハウジング内に固定するのを更に安定化するために、把持状態にあるアンクル用ツメとアンクルの上に接着剤を追加塗布することもできる。この場合使用される接着剤として、衝撃性、アンクルの洗浄に使用される洗浄剤、劣化等に耐えるものが使用される。これは例えばエポキシ製の接着剤である。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。

従来の脱進機の上面図。 アンクル用ツメが挿入され調整中の、解放状態のハウジングを表す図１の部分拡大図。 アンクル用ツメが挿入された把持状態のハウジングを表す図１の部分拡大図。

符号の説明

１ 脱進機
２ ガンギ車
２ｄ 歯
４ アンクル
４ａ 先端部分
６ 大ツバ
８ 衝撃ピン
１０ 小ツバ
１１ 月形
１２ 振り石
１４ アンクル用ツメ
１４ａ，１４ｂ 表面
１６ サオ
１７ フォーク
１８ 凹部
１９ ウデ
２０ クワガタ
２２ 剣先
２４ ドテピン
２７ 静止位置
３２，３４ アゴ部分
３２ａ，３２ｂ 把持接触面
３４ａ 把持接触面

Claims (5)

1. 時計の脱進機のアンクル（４）の先端部分（４ａ）に、ツメ（１４）を固定する装置において、
   前記ツメ（１４）を固定する先端部分（４ａ）の一部は、形状記憶合金で形成され、
   前記形状記憶合金は、オーステナイト相からマルテンサイト相への可逆変態を行い、
   前記先端部分（４ａ）は、前記ツメ（１４）の方向に伸びる複数のアゴ部（３２，３４）から形成される把持部分を有し、
   前記複数のアゴ部の内の第１アゴ部（３２）は、移動せず、
   前記複数のアゴ部の内の第２アゴ部（３４）は、解放位置と称する第１位置と、把持位置と称する第２位置との間を動き、
   前記第１位置では、前記ツメ（１４）が、前記把持部分（３２，３４）内に移動可能に挿入され、
   前記第２位置では、前記アゴ部（３２，３４）が前記ツメ（１４）を固定し、
   前記第１アゴ部（３２）は、リセス（３３）で分離された整合した２つの把持表面（３２ａ、３２ｂ）を有し、
   前記第２アゴ部（３４）は、前記第１アゴ部の２つの把持表面（３２ａ、３２ｂ）の方向を向いて伸びる把持表面（３４ａ）を有する
   ことを特徴とする時計の脱進機のアンクルにツメを固定する装置。
2. 前記把持部分を含むアンクル（４）の一部が、マルテンサイト相にある時には、前記ツメ（１４）を把持せず、前記ツメ（１４）は、前記把持部分内で移動可能であり、
   前記把持部分を含むアンクルの一部が、−２０℃から５０℃の間の温度にある時には、オーステナイト相にあり、前記ツメ（１４）を把持する
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記把持部分を含むアンクルの一部が、オーステナイト相にある時には、前記ツメ（１４）を把持せず、前記ツメ（１４）は、前記把持部分内で移動可能であり、
   前記把持部分を含むアンクルの一部が、−２０℃から５０℃の間の温度にある時には、マルテンサイト相にあり、前記ツメ（１４）を把持する
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記形状記憶合金は、ニッケルとチタンの合金である
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の装置。
5. 前記アンクル（４）とツメ（１４）に塗布される接着剤
   を更に有する
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。

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