JP4894051B2 - 高性能のレバー脱進機構 - Google Patents

Description

本発明は、時計の高性能の脱進機構に関し、特に軸真で回転するガンギ車と共働し、アンクル真で回転するアンクルを有する脱進機構に関する。ガンギ車はその周囲に均等に配置された歯を有し、アンクルは入りヅメと出ヅメとを有する。前記入りヅメと出ヅメとは、前記ガンギ車の歯の１つからの衝撃を交互に受け、前記歯に対するロック面として機能する。

上記の定義に合致する脱進機構はスイス脱進機構レバーとして公知である。このスイス脱進機構レバーでは、各ツメはテンプが進む際に交互に衝撃を受ける。このテンプに前記脱進機構が適合する。テンプがいわゆる円弧を自由に形成して動く間、ガンギ車とアンクルは静止位置に保持される。スイス脱進機構レバーは時計業界で最も一般的に使用されている脱進機構である。この多くの脱進機構では、アンクルは、ガンギ車の軸とアンクルが回転する軸を結ぶラインから等しい距離に配置される２つのツメを有し、ガンギ車は１個である。

スイス脱進機構レバーは特許文献１に開示されている。この特許文献１は高い出力を有する脱進機構を開示している。時計内の脱進機構を用いて、駆動スプリングのエネルギーをテンプに伝達し、このテンプが時計の駆動の調整機構として機能する。しかし、正確な動きと特に時計が外乱に対し感受性を有することは、スプリングで駆動されるテンプのシステムに蓄えられたエネルギーに密接に関連する。このエネルギーは、いくつかのファクタ特に輪列の出力と脱進機構の出力に依存する。脱進機構の全出力は、ガンギ車からアンクルへの出力とアンクルからテンプへの出力とに分割される。
スイス特許第５７０６４４号明細書

現代の時計では、輪列の出力とアンクルからテンプへの出力は最適化されている。しかしガンギ車からテンプへの出力は最適化されておらず、これを改善すると時計の精度は向上する。

特許文献１によれば、ガンギ車からアンクルへの出力は、ガンギ車の歯がアンクルのツメに当たる衝突時に、テンプに与えられる。この特許文献１は、エネルギーの増加は、ツメがガンギ車の歯と接触する点で、歯の軌道とツメの軌道の交差角は、できるだけ小さいことが現実的であると述べている。これは、入りヅメを離しながら出ヅメを近づけることにより得られる。これにより入りヅメの移動方向とガンギ車の歯の移動方向を最大限に一致させる（交差角を小さくする）。

図１は従来技術に係る脱進機構の一例を示す。この脱進機構では、理論的な瞬間出力は従来の脱進機構に比較すると明らかに改善されている。その理由は、駆動歯車の組は１個のガンギ車４であり、受動歯車の組がクワガタ９とさお２とを含むアンクル２であり、この両方が、それぞれ軸真５とアンクル真３を中心に回転するからである。ガンギ車４は歯８を有する。この歯８は駆動エネルギーをアンクル２の入りヅメ６と出ヅメ７に伝達する。このアンクル２は、クワガタ９を介してこの駆動エネルギーをテンプ特にテンプのテン輪１１の振り石１０に伝達する。この従来技術によれば、入りヅメ６と出ヅメ７との間には、ガンギ車４の歯の全数の少なくとも１／５の数の歯８がある。更に入りヅメ６とライン１２（軸真５とアンクル真３とを繋ぐライン）との間の歯８の数は、出ヅメ７と前記ライン１２との間の歯８の数より少なくとも１つ多い。

本発明者らは次のこと即ち、従来技術によりもたらされる高い出力は更に改善可能であること、そしてアンクルの入りヅメと出ヅメが、ガンギ車の軸真とアンクルが回転する軸とを結ぶラインから等距離に配置された場合でも、更に改善できることを見いだした。このような効果を得るために本発明は次の特徴を有する。本発明の時計の脱進機構のガンギ車は、同軸に配置され一体に形成された第１と第２のガンギ車を有し、前記第１と第２のガンギ車は、同数の歯を有する。前記入りヅメと出ヅメは、それぞれ第１のガンギ車と第２のガンギ車と共働する（当たる）。前記第１ガンギ車の半径は、前記第２ガンギ車の半径よりも大きい。

図２に本発明の一実施例の脱進機構１を示す。この脱進機構１はアンクル真３に連結されるアンクル（さお）２を有する。このアンクル２は、軸真５に連結されるガンギ車４と共働する。本発明によれば、ガンギ車４は第１と第２のガンギ車１３、１４を有し、それらは一体に形成され同軸に配置され、それぞれ同一枚数の歯１５、１６を有する。アンクル２は、第１ガンギ車１３の歯１５と共働する入りヅメ６と、第２ガンギ車１４の歯１６と共働する出ヅメ７とを有する。本発明の他の特徴によれば、第１ガンギ車１３の円周半径Ｒ１は、第２ガンギ車１４の円周半径Ｒ２よりも大きい。

図２は、左側に第１ガンギ車１３を右側に第２ガンギ車１４を示す。この第１ガンギ車１３の歯１５は入りヅメ６と共働し、第２ガンギ車１４の歯１６は出ヅメ７と共働する。２つのガンギ車１３，１４は重なり合い、それぞれ歯１５、１６を有する。歯１５、１６は、従来技術の１個のガンギ車４の歯８に対応する。かくして、本発明の一実施例によれば、ガンギ車４の少なくともある角度位置においては、ツメ６、７は、それぞれ複数の歯１５、１６を有する。ツメ６とツメ７との間には、第１と第２のガンギ車１３、１４から構成されるガンギ車４の歯の全数の１／５に少なくとも等しい枚数の歯がある。同様に、入りヅメ６とライン１２（ガンギ車４の軸真５とアンクル２のアンクル真３を接続するライン）との間の歯数は、出ヅメ６とライン１２との間の歯数より少なくとも１枚多い。図２に示す構成において、第１と第２のガンギ車１３、１４からなるガンギ車４は２０枚の歯を有し、ツメ６とツメ７の間には４枚の歯がある。この４枚の歯はガンギ車４の歯の全枚数（２０枚）の１／５に相当する。同様に図２に示すように、ライン１２の左側には３枚の歯があり、ラインの右側には１枚の歯があるだけである。その結果入りヅメ６とライン１２との間の歯数（３枚）は、出ヅメ７とラインとの間の歯数（１枚）より、少なくとも１枚多い。

従来技術で述べたように、力の伝達角度を改善するためには、入りヅメ６を離す方向に移動させ、出ヅメ７を近づく方に持ってくることが必要である。結果的にアンクル２が移動する角度は、入口の方が出口よりも大きくし、好ましい傾斜面を得ることが必要である。脱進機構は、その機能を実行している間、等しくないパスを通過するようにする。すなわち入口点では長いパスにし出口点では小さいパスにして、入りヅメ６の幅（Ｌ１）を出ヅメ７の幅（Ｌ２）より大きくことである（Ｌ１＞Ｌ２）。

従来の１個のガンギ車を２個のガンギ車（一方のガンギ車は大きな半径を有し入りヅメ６と共働し、他方のガンギ車は小さな半径を有し出ヅメ７と共働する）で置換することは、１個のガンギ車のみを有するガンギ車４の組立体よりも高い出力を有するガンギ車４の組立体となる。更にツメ６、７が、ガンギ車４の軸真とアンクルが回転する軸とを結ぶラインから等距離に配置された場合（これは従来のスイス脱進機構レバーである）でも、出力は大きくなる。ガンギ車の半径とは、中心からその外周（即ち歯の端部）までの距離である。このような改善が可能な理由を図３、４を参照して以下説明する。

図３は、ガンギ車の歯の瞬間移動方向とアンクルの入りヅメの瞬間移動方向とのなす角度αを表す。これらの歯は、歯とツメが当たった瞬間の終了時に対応する位置で表されている。

従来技術の１個のガンギ車の歯の軌道２０は一点鎖線で示され、アンクルの入りヅメの軌道２１は点線で示されている。番号５はガンギ車の軸真を表し、番号３はアンクルの軸真を表す。歯とツメの衝突点２２で、ガンギ車の歯の移動方向２３はガンギ車の軌道２０の接線方向であり、入りヅメの移動方向２４は入りヅメの軌道２１の接線方向である。これらの移動方向２３、２４が角度α１を形成する。

従来技術のガンギ車の半径より大きい半径Ｒ１のガンギ車の歯の軌道２５は実線で示され、アンクルの入りヅメの軌道２１は点線で示されている（前と同じ）。番号５はガンギ車の軸真を表し、番号３はアンクルの軸真を表す。歯とツメの衝突点２６で、ガンギ車の歯の移動方向２７はガンギ車の軌道２５の接線方向であり、入りヅメの移動方向２８は入りヅメの軌道２１の接線方向である。これらの移動方向２７、２８が角度α２を形成する。

衝突点２６は、本発明のガンギ車の半径Ｒ１と同一距離Ｒ１だけ、ガンギ車の軸真５から離れており、ガンギ車の歯は、この歯の先端がアンクルを離れる時点である衝突の終了時に対応する位置にある。

図３で示された角度を測ると、角度α１は６５°で、α２は６２°である。第１ガンギ車１３の半径Ｒ１を大きくする（図２の点線の円弧）と、角度α（ガンギ車の歯の瞬間移動方向とアンクルの入りヅメの瞬間移動方向との交差角）は、小さくなる。前述したように、テンプに加えられるエネルギーは、前記角度αが小さくなると、増加する。従って角度αを小さくすることにより、テンプに伝達するエネルギーが増加し、その結果脱進機構の出力が増加する。

同一の理論はアンクルの出ヅメにも当てはまる。出ヅメは、第２ガンギ車と共働する。第２ガンギ車は、第１ガンギ車の半径Ｒ１よりも小さな半径Ｒ２を有する。

図４は、ガンギ車の歯の瞬間移動方向とアンクルの出ヅメの瞬間移動方向とのなす角度βを表す。これらの歯は、歯と出ズメが当たった瞬間の終了時に対応する位置で表されている。

従来技術の１個のガンギ車の歯の軌道２０は一点鎖線で示され、アンクルの出ヅメの軌道３０は点線で示されている。番号５はガンギ車の軸真を表し、番号３はアンクルの軸真を表す。歯とツメの衝突点３１で、ガンギ車の歯の移動方向３２はガンギ車の軌道２０の接線方向であり、出ヅメの移動方向３３は出ヅメの軌道３０の接線方向である。これらの移動方向３２、３３が角度β１を形成する。

従来技術のガンギ車の半径より小さい半径Ｒ２のガンギ車の歯の軌道３４は実線で示され、アンクルの出ヅメの軌道３０は点線で示されている（前と同じ）。番号５はガンギ車の軸真を表し、番号３はアンクルの軸真を表す。歯とツメの衝突点３５で、ガンギ車の歯の移動方向３６はガンギ車の軌道３４の接線方向であり、出ヅメの移動方向３７は出ヅメの軌道３０の接線方向である。これらの移動方向３６，３７が角度β２を形成する。

衝突点３５は、本発明のガンギ車の半径Ｒ２と同一距離Ｒ２だけ、ガンギ車の軸真５から離れており、ガンギ車の歯は、この歯の先端がアンクルを離れる時点である衝突の終了時に対応する位置にある。

図４で示された角度を測ると、角度β１は５９°で、β２は４２°である。第２ガンギ車１４の半径Ｒ２を小さくする（図２の点線の円弧）と、角度β（ガンギ車の歯の瞬間移動方向とアンクルの出ヅメの瞬間移動方向との交差角）は、小さくなる。前述したように、テンプに加えられるエネルギーは、前記角度βが小さくなると、増加する。従って角度βを小さくすることにより、テンプに伝達するエネルギーが増加し、その結果脱進機構の出力が増加する。

入りヅメによる改善は、出ヅメによる改善に追加されて、出力が増加する。

第１と第２のガンギ車１３、１４は、一体品で形成することもできる。この一体品は、大きな半径のガンギ車に対応する第一レベルと小さな半径のガンギ車に対応する第二レベルを有する。

本発明によりガンギ車を二重にすることは、ガンギ車が従来技術（例、打ち抜き）で形成されている場合には、ガンギ車組立体の慣性モーメントも２倍になってしまう。このような不利な点を解消するために、現在の製造技術を用いる。現在の製造技術は、化学成長マイクロ製造技術と称し、「Societe Suisse de chronometrie」の研究誌２００３年の論文に記載されている。この方法により製造すべき部品の形状の選択幅が広がる。ガンギ車は放射星形で形成できるが、これにより、歯を搭載する従来の大輪（大きな縁）を回避できる。ガンギ車の慣性モーメントもそれ故に減らすことができる。他の可能な技術はエッチング技術である。この場合、エッチングするべき材料としてシリコンを用いると、極端に軽いガンギ車が製造可能である。

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。

従来の脱進機構を表す図。 本発明の一実施例による脱進機構の平面図。 大きさの異なる２つのガンギ車の歯の瞬間の移動方向とアンクルの入りヅメの瞬間の移動方向とにより形成される角度を表す図 大きさの異なる２つのガンギ車の歯の瞬間の移動方向とアンクルの出ヅメの瞬間の移動方向とにより形成される角度を表す図

符号の説明

１ 脱進機構
２ アンクル
３ アンクル真
４ ガンギ車
５ 軸真
６ 入りズメ
７ 出ズメ
８ 歯
９ クワガタ
１０ 振り石
１１ テン輪
１２ ライン
１３ 第１ガンギ車
１４ 第２ガンギ車
１５ 歯
１６ 歯
２０ 軌道
２１ 軌道
２２ 衝突点
２５ 軌道
２６ 衝突点
３０ 軌道
３４ 軌道

Claims (5)

1. 軸真（５）で回転するガンギ車（４）と共働し、アンクル真（３）で回転するアンクル（２）を有する時計の脱進機構（１）において、
   前記ガンギ車（４）は、その周囲に均等に配置された歯（８、１５、１６）を有し、
   前記アンクル（２）は、入りヅメ（６）と出ヅメ（７）とを有し、
   前記入りヅメ（６）と出ヅメ（７）とは、前記ガンギ車（４）の歯の１つからの衝撃を交互に受け、前記歯に対するロック面として機能し、
   前記ガンギ車（４）は、同軸に配置され一体に形成された第１と第２のガンギ車（１３、１４）を有し、
   前記第１と第２のガンギ車（１３、１４）は、同数の歯（１５、１６）を有し、
   前記入りヅメ（６）は、前記第１のガンギ車（１３）と共働し、
   前記出ヅメ（７）は、前記第２のガンギ車（１４）と共働し、
   前記第１ガンギ車（１３）の外周の半径（Ｒ１）は、前記第２ガンギ車（１４）の外周の半径（Ｒ２）よりも大きい
   ことを特徴とする時計の脱進機構。
2. 前記第１と第２のガンギ車（１３、１４）は、一体品で形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の脱進機構。
3. 前記入りヅメ（６）の幅（Ｌ１）は、前記出ヅメ（７）の幅（Ｌ２）よりも広い
   ことを特徴とする請求項１記載の脱進機構。
4. 前記第１と第２のガンギ車（１３、１４）は、化学成長法で形成される
   ことを特徴とする請求項１記載の脱進機構。
5. 前記第１と第２のガンギ車（１３、１４）は、エッチング法で形成される
   ことを特徴とする請求項１記載の脱進機構。

Images