JP5171821B2 - 電気機械式逃がし止め装置とそのような装置を利用する時計部品 - Google Patents

Description

２００７年７月１８日付けでスイス国に出願された特許協力条約／スイス国出願第２００７−００３４６号明細書（ＰＣＴ／ＣＨ２００７／００３４６）の内容はこの明細書に参考として具体化されている。

この発明は電気機械式逃がし止め装置とそのような装置を利用する時計部品に関する。

機械式時計部品にとって、逃がし止め装置はバランスと片側のバランスばねとから成る機械式共振子の振動運動を支持して且つこの共振子の周波数を時間表示体を駆動する歯車列へ伝達するために使用される。

それ故に、全体として機械式逃がし止め装置は先行技術において周知である。スイス連邦の技術単科大学により編集されたチャールス・ユグエーニン（Charles Huguenin) 著のマニュアル「逃がし止めとステップモータ」とスイス連邦の技術単科大学により編集された「時計製造理論」（国際標準図書番号２−９４００２５−１０−Ｘ参照）は『アンカー』、『戻り止め』、『グラハム』逃がし止めなどと呼ばれた幾つかの機械式逃がし止め装置を記述する。

上記に述べたように、伝統的機械式逃がし止め装置は直接に機械式共振子の周波数を時間表示体を駆動する歯車列へ伝達する。一般に２と４ヘルツから成る機械式共振子の周波数が不幸にも非常に正確ではなく、さらに、腕時計の位置に高く依存している。機械式腕時計の精度は結果として電子クオーツ腕時計以下である。

特開２００５−１０６８２９号公報 特公昭５３−３１３８４号公報

Charles Huguenin著のマニュアル「逃がし止めとステップモータ」 スイス連邦技術単科大学編「時計製造理論」（国際標準図書番号２−９４００２５−１０−Ｘ参照）

この発明の目的は、著しく改良され得る機械式腕時計の精度を備える電気機械式逃がし止め装置を提供することである。

この発明の他の目的は、逃がし止め装置を備えた機械電子式時計部品を提供することである。

これら目的は、請求項１に記載されるような電気機械式逃がし止め装置により並びに請求項９に記載されるような時計部品により達成される。選択的実施例は従属請求項に記載されている。

伝統的機械式腕時計のブロック線図を例示する。 この発明による電気機械式逃がし止め装置を利用する機械電子式腕時計のブロック線図を例示する。 この発明による電気機械式逃がし止め装置の実施例を例示する。 逃がし止め車輪の細部を例示する。 図３の中心０２の周りに回転する可動部品の細部を例示する。 図３の中心０３の周りに回転する可動部品の細部を例示する。 図３の中心０３の周りに回転する可動部品並びに機械式コンバータの細部を例示する。 固定位置を例示する。 機械式開放位相を例示する。 エネルギー伝動位相を例示する。 再位置決め位相を例示する。 電磁開放位相を例示する。 関連電子装置のブロック線図を例示する。

この発明はこの発明の特別な実施例を記述する次の記述によって並びに図を包含する添付図により理解される。

図１は機械式エネルギーがバレルばね１に貯蔵されて車輪組立体２を介して逃がし止め装置３と表示体４に分配される伝統的機械式腕時計のブロック線図を例示する。

逃がし止め装置３は一方でバランスとバランスばねとから成る機械式共振子５の移動を支持して且つ他方でこの共振子の周波数を時間表示体４を駆動する歯車列へ伝達するように使用される。機械式共振子５の共振周期では、表示体４に連結された歯車列２はセットアングルにより前進して、結果として歯車列２の回転速度が機械式共振子５の周波数に比例しているので、表示体４の精度が直接にこの周波数に依存している。

一般に２と４ヘルツの間に構成される機械式共振子５の周波数が不幸にも非常に正確ではなく、さらに、腕時計の位置に非常に依存している。伝統的機械式腕時計の精度は結果として電子式クオーツ腕時計の精度より低い。

図２はこの発明による電気機械式逃がし止め装置を利用する機械電子式腕時計のブロック線図を例示する。バレルばね６に貯蔵された機械式エネルギーが車輪７の組立体を介して電気機械式逃がし止め装置９と表示体８に分配される。この発明による電気機械式逃がし止め装置９は複数の機能を有し：
第１機能は機械式共振子１１の振動運動を支持することであり、
第２機能は共振子１１の周波数を時間表示体８を歯車列７へ伝達することであり、
第３機能は受けた機械式エネルギーの一部をクオーツ時間ベースを有する電子装置１０動力させる電気エネルギーに変換することであり、
最後に、電気機械式逃がし止め装置９の最終機能は逃がし止め装置が電子装置１０から電気修正パルスを受けるときに歯車列７を前進させることである。

この線図では、バレルばね６、歯車列７、表示体８並びに機械式共振子１１は、図１における同じ名称のものと等しい成分であることに注目される。

機械式共振子１１の各共振周期では、表示体８に連結された歯車列７並びに電気機械式逃がし止め装置９がセットアングルにより前進して、後に記載される逃がし止め装置９の電気機械式コンバータを介して、機械式共振子１１の電気エネルギーと共振周期を電子装置１０へ伝達する。この電子装置１０は電気エネルギーアキュムレータと時間ベースとして採用されたクオーツ時間ベースとを有し、この電子装置は機械式共振周期を基準周期と比較させる。これら周期間の差の額が或る限度を越えるならば、電子装置１０は電気機械式コンバータを介して電気修正パルスを送り、電気機械式逃がし止め装置９並びに歯車列７と表示体８を前進させる。

機械式共振子の運動と同期する運動である伝統的機械式逃がし止め装置と違って、この発明による電気機械式逃がし止め装置９はそれが電子装置１０からパルスを受けるときに機械式共振子１１の各周期で且つ機械式共振子１１から独立して前進させる。

図２による時間部品の適正な作用を得るために、機械式共振子１１の周期を調整してクオーツ時間ベースの基準時間ベースの周期より僅かに長くなるのに十分である。電子装置１０はこれら周期の間に差を測定し、損失時間を形成するために一組の修正パルスを送る。実際には、千分の一の精度を備える機械式共振子の周期の調整が容易に達成され得る。

図３はこの発明による電気機械式逃がし止め装置の実施例を例示する。この装置は４つの中心０１、０２、０３と０４の周りに回転する幾つかの可動部品から成る。

図４において詳細に例示された逃がし止め車輪１２は中心０１の周りに回転し、ピン１２１を備えている。この例では、ピンの数は８に等しいが、しかしピンの他の数の選択が可能である。

二つの重なった可動部品が同時に中心０２の周りに回転し、固定（ブロック）手段１４とはめば歯車１３、これら可動部品の両方が図５において詳細に例示されている。バランスとバランスばねから成る機械式共振子１１は中心０３の周りに回転する。図３並びに図６の詳細図には、バランスと一体に且つパルスレバー１５１並びに開放ピン１５２を包含する円板１５のみが例示される。

三つの重なった可動部品が同時に中心０４の周りに回転し、機械式片付け手段１６、はめば歯車１３と噛み合ったはめば歯車１７と電気機械式コンバータのロータ１８２が永久磁石として形成される。図７はこれら可動部品並びにロータ１８２に加えて、窪み１８４を備えた柔らかい磁気材料のステータ１８１並びにコイル１８３を包含する電気機械式コンバータ１８の細部を例示する。

電気機械式コンバータ１８は幾つかの明白な機能を有し、
窪み１８４によって、ロータ１８２がコイル１８３における電流の無い場合に軸線Ｓ１−Ｓ２に整合された並行の二つの安定な位置を有し、
電流がコイル１８３に対して適切な極性を備えるときに、ロータ１８２が矢印Ｆにより示されるように反時計周り方向に回転し、
最後に、コンバータ１８のロータ１８２がはめば歯車１３と１７を介して逃がし止め車輪１２によって駆動されるときに、このコンバータ１８が発生器として作動され且つコイル１８３の端子Ｂ１とＢ２に電圧を備える。

この発明による電気機械式逃がし止め装置の作用は、以下に記載され、幾つかの主位相から成り、
固定位相：時間のほとんどは、機械式共振子１１の円板１５がパルスレバー１５１を介して逃がし止め車輪１２と、或いは開放ピン１５２を介して開放手段１６と機械式接触させないときに、逃がし止め車輪１２が固定位置に見出される。図８はこの固定位置を例示する。この図には、逃がし止め車輪１２が矢印Ｆ２により示された方向においてバレル６からトルクを受ける。固定手段１４の形状と車輪１７と１３を介してロータ１８２からトルクを位置決めする磁気とによって、逃がし止め車輪１２がこの位置に阻止される一方、機械式共振子１１の円板１５がその移動を継続する。

機械式開放位相：図９は機械式開放位相を例示する。この図では、矢印Ｆ３の方向に回転する円板１５のピン１５２は、開放手段１６を作動させ、歯車１７と１３を介して固定手段１４からピン１２１を開放させる。逃がし止め車輪１２は矢印Ｆ２の方向においてバレル６により伝達されたトルクの結果の下で回転し得る。

エネルギー伝達位相：この位相では、逃がし止め車輪１２がエネルギーを機械式共振子１１並びに電気機械式コンバータ１８に伝達する。図１０はこのエネルギー伝達位相を例示する。機械式開放位相後に、逃がし止め車輪１２が矢印Ｆ２の方向において回転し、この車輪のピン１２１の一方が円板１５のパルスレバー１５１を作動させ、共振子１１の移動を支持するために企図されたエネルギーを提供する。回転の方向において前記に先行するピン１２１は固定手段１４を作動させ、機械式エネルギーを車輪１３と１７を介して電気機械式コンバータ１８へ伝達させ、そのコンバータが機械式エネルギーをコイル１８３の端子における電気エネルギーへ変換させる。

再位置決め位相：この位相は図１１によって例示されている。エネルギー伝動位相後に、固定手段１４と車輪１３が矢印Ｆ４に例示されるのと同じ方向において回転し続けて、トルク位置決め効果の下で、再び先行固定位置に比較して１８０度で新たな固定位置を見出す。この位相では、逃がし止め車輪１２が円板１５のパルスレバー１５１を介して機械式共振子１１へエネルギーを提供し続ける。

電磁開放位相：この位相は図１２によって例示されている。この発明による電気機械式逃がし止め装置の特殊性の一つが機械式共振子１１の周期と独立して固定位置から逃がし止め車輪１２を開放できることである。これを実施するために、一組の電気パルスを電気機械式コンバータ１８のコイル１８３へ送るので十分である。コイル１８３において電流により発生された磁界とロータ１８２の磁石の磁界との間の相互作用は、車輪１３と１７を介して反対方向において固定手段１４を作動させる位置決めトルクより大きい矢印Ｆ５の方向において電磁トルクを発生させる。電磁開放位相は一般に機械式開放位相とエネルギー伝動位相と再位置決め位相の外側で実行される。この位相中に機械式共振子１１の角度速度が実際に零である。この電磁開放位相では、逃がし止め車輪１２が任意のエネルギーを機械式共振子１１に伝達しない。

図１３は図２の電子装置１０のブロック線図を例示する。この装置は、充電手段１００、エネルギー貯蔵手段１０１、コイル１８３からの電圧を形成する手段１０２、クオーツ共振子１０４により基準時間ベースに基づいた機械式共振子１１の周期を測定する１０３と一組の電気修正を算出して与える手段１０５から成る。

エネルギー伝達位相中のコイル１８３からの電気信号はコンデンサー或いは他のエネルギーアキュムレータ１０１にエネルギーを貯蔵させる充電手段１００に送られる。この信号はクオーツ共振子１０４から基準時間ベースに基づいた機械式共振子１１の周期を測定する手段１０３に情報を伝達させる形成手段１０２まで送られる。手段１０５が機械式周期のミスの総和を算出させ、この総和が或る限度を越えるときに、コイル１８３から一組の電気修正パルスを送る。

電気機械式逃がし止め装置の特殊な実施例は、上記に記述された；選択的設計が予想されることが全く明白である。特に、機械式固定手段間の機械式リンク、機械式開放手段並びに二つのはめば車輪の形態に記載されたロータは記載されたものと異なっていて、同じ機能を備えている。当業者により予想され得る他の選択的設計も考慮される。

それ故に、上記のような電気機械式逃がし止め装置を備えた時計部品は、作用精度がクオーツ共振子１０４の精度に依存するので、顕著に改良された作用精度を有する。

１．．．．．バレルばね
２．．．．．車輪組立体
３．．．．．逃がし止め装置
４．．．．．表示体
５．．．．．機械式共振子
６．．．．．バレルばね
７．．．．．歯車列
８．．．．．表示体
９．．．．．逃がし止め装置
１０．．．．電子装置
１１．．．．機械式共振子
１２．．．．逃がし止め車輪
１３．．．．はめば歯車
１４．．．．固定手段
１５．．．．円板
１６．．．．機械式片付け手段
１７．．．．はめば歯車
１８．．．．機械式コンバータ
１００．．．充電手段
１０１．．．コンデンサー
１０２．．．電圧形成手段
１０３．．．測定手段
１０４．．．クオーツ共振子
１０５．．．算出手段
１８３．．．コイル

Claims (9)

1. 機械式共振子（１１）を包含する特に機械式時計運動の成分としての電気機械式逃がし止め装置（９）において、前記電気機械式逃がし止め装置（９）は、逃がし止め車輪（１２）と、軸（Ｏ２）に据え付けられた機械式固定手段（１４）と、他の軸（Ｏ４）に据え付けられた機械式開放手段（１６）と、磁気材料のステータ（１８１）、永久磁石としてのロータ（１８２）とコイル（１８３）から成る電気機械式コンバータ（１８）と、両軸（Ｏ２、Ｏ４）並びにロータ（１８２）を連結させる機械式駆動手段（１３、１７）と、決定された角度位置にて逃がし止め車輪（１２）を周期的に固定する固定手段（１４）とから成り、機械式開放手段（１６）が機械式共振子（１１）と同期して次の固定位置まで逃がし止め車輪（１２）を開放でき、逃がし止め車輪（１２）が二つの連続的固定位置間に揺動により一方では共振運動を支持するために機械式共振子（１１）により必要とされたエネルギーを与えられ、他方では固定手段（１４）を揺動させ、機械式駆動手段（１３、１７）を介してロータ（１８２）を揺動させ、それにより電気エネルギーを特にコイル（１８３）に与えており、前記電気機械式逃がし止め装置（９）はクオーツ共振子（１０４）を包含する電子装置（１０）と関連し、この電子装置が一組の電気パルスをコイル（１８３）に付与してロータ（１８２）の揺動を制御して、固定手段（１４）を揺動させるとともに、次の固定位置に逃がすことで逃がし止め車輪（１２）を開放させ、この逃がし止め車輪（１２）の開放が、機械式共振子（１１）の周波数と無関係であることを特徴とする電気機械式逃がし止め装置（９）。
2. ロータ（１８２）がコイル（１８３）において電流の無い際に並行（Ｓ１−Ｓ２）の二つの安定な位置を決定する位置決めトルクを有することを特徴とする請求項１に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
3. 並行（Ｓ１−Ｓ２）の安定な位置がステータ（１８１）内のロータ（１８２）のハウジングの周辺に配列された二つの窪み（１８４）によって決定されていることを特徴とする請求項２に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
4. ロータ（１８２）を揺動させるコイル（１８３）により備えられた電圧が位置決めトルクより大きい電磁トルクを備えることを特徴とする請求項２に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
5. 電気機械式逃がし止め装置と関連されている電子装置（１０）は、さらに、充電手段（１００）を介して逃がし止め車輪（１２）の揺動により電気エネルギーを供給するエネルギー貯蔵手段（１０１）と、動力化するコイル（１８３）から電圧を形成させる手段と、機械式共振子（１１）の共振周期を測定する手段と、機械式共振子（１１）の共振周期とクオーツ共振子（１０４）に設けられた周期との間の差の総和を算出して、この差が一定限度を越えるときに、一組の電気パルスをコイル（１８３）に与える算出手段（１０５）とから成ることを特徴とする請求項１に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
6. 電子装置は、機械式共振子（１１）の角度共振速度が実質的にその最高値以下であるときのみに、一組の電気パルスをコイル（１８３）に与え得ることを特徴とする請求項５に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
7. 電子装置は、逃がし止め車輪（１２）が固定位置にあるときにのみ一組の電気パルスをコイル（１８３）に与え得ることを特徴とする請求項５に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
8. 機械式共振子（１１）の共振周期がクオーツ共振子（１０４）の共振周期より長いことを特徴とする請求項５に記載の電気機械式逃がし止め装置（９）。
9. 先行請求項１乃至８のいずれかに記載された電気機械式逃がし止め装置（９）を備えた機械式時計部品を包含する時計部品。

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