JP5616486B2 - 可撓性歯部を有する歯車 - Google Patents

Description

本発明は、遊び補償を備えた歯を持つ時計用歯車に関し、それぞれの歯は、キャッチ基部から突き出したキャッチと、このキャッチに対向するように腹中ノッチにより隔てられてストリップ基部から突き出した弾性ストリップと、を備え、ストリップのアーチ腹面形状は、キャッチと反対側で、背中ノッチを画定しており、また、ストリップ基部は、歯車の真軸に向かう境界を、腹中ノッチの内側端部と背中ノッチの内側端部とによって定められている。

本発明は、さらに、この種の歯車を少なくとも１つ含む時計用輪列に関する。

本発明は、さらに、この種の輪列を少なくとも１つ有する時計ムーブメントに関する。

本発明は、さらに、この種の時計ムーブメントを少なくとも１つ備え、さらに／またはこの種の輪列を少なくとも１つ有する時計に関する。

本発明は、輪列を有する時計機構、または科学的計測装置の分野に関する。

ノーバックラッシュのギアによる時計用輪列の製作は、一方で可能な限り高い収率での最適なトルク伝達と、もう一方で優れた耐衝撃性と、これらの両立点を見つけることを伴うため、複雑である。

欧州特許出願公開第２１１２５６７号

それぞれの歯が剛性部と弾性部とを有する可撓性歯部の提供によって、エネルギー伝達の問題に対しては満足な答えが得られるものの、それは、耐衝撃性の問題に関しては満足のいくものではない。このことは、それらの可撓性歯部が、一般に、「ＬＩＧＡ」または類似の方法によって、シリコンまたは類似の材料であるマイクロマシン加工可能な材料で構成されるように設計されていることを考えると、なおさらである。Ｒｏｌｅｘの名義による特許文献１は、そのような方法で製造される可撓性の弾性部を持つ歯車で構成されるバックラッシュ補償を備えたギアを開示している。

本発明は、「ＬＩＧＡ」または類似の方法によって、シリコンまたは類似の材料であるマイクロマシン加工可能な材料で構成することができる可撓性歯車の幾何学的形状を規定することを提案し、収率と耐衝撃性による２つの問題に対する満足のいく解決策を得るものである。

そこで、本発明は、遊び補償を備えた歯を持つ時計用歯車に関し、それぞれの歯は、キャッチ基部から突き出したキャッチと、このキャッチに対向するように腹中ノッチにより隔てられてストリップ基部から突き出した弾性ストリップと、を備え、ストリップのアーチ腹面形状は、キャッチと反対側で、背中ノッチを画定しており、また、ストリップ基部は、歯車の真軸に向かう境界を、腹中ノッチの内側端部と背中ノッチの内側端部とによって定められている。本発明では、背中ノッチの内側端部は、腹中ノッチの内側端部に比べて軸の近くに位置し、そしてキャッチ基部の下、または真軸に向かう腹中ノッチの幾何学的な内側延長部の下で、軸側に延出している、ことを特徴としている。

本発明は、さらに、この種の歯車を少なくとも１つ含む時計用輪列に関し、該歯車は、対向するカナとかみ合い、該カナの歯は、最大断面の領域を有し、該領域は、キャッチまたはストリップの、歯車の真軸に対して略径方向の外側部分と、駆動当接により協働するように構成されている、ことを特徴としている。

本発明は、さらに、この種の輪列を少なくとも１つ有する時計ムーブメントに関する。

本発明は、さらに、この種の時計ムーブメントを少なくとも１つ備え、さらに／またはこの種の輪列を少なくとも１つ有する時計に関する。

本発明の他の特徴および効果は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで、明らかになるであろう。

図１は、本発明の第１の実施形態による可撓性歯部を有する歯車を示す概略平面図である。 図２は、図１の歯車を含む輪列の伝動領域の詳細を、対向する剛性カナと共に示す概略平面図であり、第１の歯において、キャッチとストリップは互いに接触しており、一方、第２の歯では、対応するキャッチとストリップは、互いに離間したままである。矢印は、剛性カナの歯によって第２の歯の可撓性ストリップに作用する応力を表しており、二重線は、本発明によって特に画定されたノッチで囲まれた可撓性ストリップの特定の構成によって、その推力が作用するレバーアームを示している。 図３は、本発明の別の実施形態、および剛性カナと可撓性歯車の別の相対的位置を示す、図２と同様の図であり、ここでは、ストリップはいずれもキャッチの１つに圧力をかけてはいない。 図４は、この種のキャッチと、この種のストリップとを含む図３の実施形態による歯車の重要部分の端部詳細を示す概略平面図である。 図５は、本発明の構成要素の様々な作動半径を示す概略平面図である。 図６は、図１の可撓性歯車と協働するように考案された剛性カナを示す概略平面図である。 図７は、本発明による可撓性歯車の周縁部の詳細を、先行する図面に示すものと異なる実施形態で示す概略平面図であり、背中ノッチの内側端部が、歯車の真軸と、近くのキャッチの基部との間に位置している。 図８は、図１の歯車の背中ノッチと腹中ノッチの内側端部の詳細を示す概略平面図である。 図９は、図８の構成に比べて効果の低い別の構成を示している。 図１０は、本発明による可撓性歯車を含む輪列を有するムーブメントを備えた時計を示すブロック図である。 図１１は、具体的な実施形態を示しており、キャッチの外側部分は、フォーク状であって、窪みを境とする第１の歯と第２の歯を有している。これらの２つの歯はどちらも、弾性ストリップと比べてはるかに高剛性である。この種の歯車の適用例を示しており、これは２つのカナとかみ合っている。中心のカナは、伝達されるトルクを与えるものである。このカナは、歯車を駆動し、そしてこれが小秒カナを駆動し、その上で小秒針（図示せず）が駆動される。 図１２は、具体的な実施形態を示しており、キャッチの外側部分は、フォーク状であって、窪みを境とする第１の歯と第２の歯を有している。これらの２つの歯はどちらも、弾性ストリップと比べてはるかに高剛性である。後述する具体的な実施形態を示している。 、図１３は、具体的な実施形態を示しており、キャッチの外側部分は、フォーク状であって、窪みを境とする第１の歯と第２の歯を有している。これらの２つの歯はどちらも、弾性ストリップと比べてはるかに高剛性である。後述する具体的な実施形態を示している。 図１４は、具体的な実施形態を示しており、キャッチの外側部分は、フォーク状であって、窪みを境とする第１の歯と第２の歯を有している。これらの２つの歯はどちらも、弾性ストリップと比べてはるかに高剛性である。歯車を形成する可撓性プレートにより、針付き日回し機構を駆動するために考案された構成である。

本発明は、輪列を備える時計機構、または科学的計測装置の分野に関する。

本発明は、「ＬＩＧＡ」または類似の方法によって、シリコンまたは類似の材料であるマイクロマシン加工可能な材料で構成することができる可撓性歯車の幾何学的形状を規定することを提案し、それによって優れた収率と優れた耐衝撃性の両方を確保するものである。

本発明は、製造方法によって課せられる制限を考慮しつつ、この種の可撓性歯部の性能を向上させることに関するものである。実際に、本明細書で詳述しない他の数ある制約の中でも、特に、マイクロマシン加工可能材料で構成されてプレートに配される歯車の可撓性ストリップの、あるいは単純にその歯の、十分な耐性を確保するために、最小アスペクト比、すなわちプレートの厚さに対する中実部または中空部の最小幅を考慮する必要がある。このアスペクト比は、通常５〜１０の間であり、それが５に近いほど製造は容易となる。このようなアスペクト比は、弾性ストリップなどの中実部の場合にも、スロットまたはノッチなどの中空部の場合にも、同様に有効である。特にスロットまたはノッチの基部において、角形凹角の隅角部は禁じられる。広く、部品の幾何学形状のあらゆる部分において、最小曲率半径が守らなければならない。

そこで、本発明は、遊び補償を備えた歯２を持つ時計用歯車１０に関するものである。それぞれの歯２は、キャッチ基部３１から突き出したキャッチ３と、このキャッチ３に対向するように腹中ノッチ５により隔てられてストリップ基部４１から突き出した弾性ストリップ４と、を備えている。このストリップ４は、キャッチ３と反対側にアーチ腹面形状４３を有している。このアーチ腹面形状４３は、背中ノッチ６を画定している。ストリップ基部４１は、歯車１０の真軸Ｄに向かう境界を、腹中ノッチ５の内側端部５１と背中ノッチ６の内側端部６１とによって定められている。

本発明によれば、背中ノッチ６の内側端部６１は、内側端部５１に比べて軸Ｄの近くに位置し、そしてキャッチ基部３１の下、または真軸Ｄに向かう腹中ノッチ５の内側延長部５２の下で、軸Ｄ側に延出している。本明細書において、「延長部５２」とは、二重破線で図に示す、腹中ノッチの正中断面形状の幾何学的曲線延長を指しているにすぎず、歯車１０の特定の構成要素または形状を指すものではない。

より具体的には、時計機構用のこの歯車１０は、歯車本体１１の周囲に、複数の可変幾何学形状の遊び補償歯２を備える。

それらの歯２の各々は、キャッチ基部３１によって歯車本体１１に片持ち構成で接続している少なくとも１つのキャッチ３と、ストリップ基部４１によって歯車本体１１に片持ち構成で接続している少なくとも１つの弾性ストリップ４と、を有する。ストリップ４は、この種のキャッチ３に対向するように配置されて、その間を腹中ノッチ５により隔てられている。弾性ストリップ４は、キャッチ３側の特別背面形状４２と、キャッチ３と反対側のアーチ腹面形状４３との間に延在している。アーチ腹面形状４３によって、ストリップ４を歯車１０の残りの部分から隔てる背中ノッチ６を画定している。ストリップ基部４１は、歯車１０の真軸Ｄ側で、一方で腹中ノッチ５の内側端部５１によって、もう一方で背中ノッチ６の内側端部６１によって、境界を定められている。

本発明によれば、歯車１０が組み込まれた輪列１００に衝撃が生じた場合に、キャッチ３が撓むことができるように、背中ノッチ６の内側端部６１は、腹中ノッチ５の内側端部５１に比べて真軸Ｄの近くに配されている。背中ノッチ６の内側端部６１は、キャッチ基部３１の下、または真軸Ｄに向かう腹中ノッチ５の内側延長部５２の下で、真軸Ｄ側に延出している。

実際には、この種の歯車１０がマイクロマシン加工可能な材料で構成されるという制約によって、腹中ノッチ５および背中ノッチ６は、そのそれぞれの内側端部５１、６１において、ある半径で曲線状になっていることが必要となる。この端部の半径の最小値Ｒｍｉｎ１は、材料の性質とプレートの厚さによって規定される。同様に、曲率半径の値Ｒｍｉｎ２も、材料の性質とプレートの厚さによって規定される。

図２および８は、腹中ノッチ５および背中ノッチ６の内側端部５１、６１を示しており、これらは、共に値Ｒｍｉｎ１、Ｒｍｉｎ２よりも必ず大きいそれぞれの半径値Ｒ１、Ｒ２で曲線状になっている。

歯２の各部の剛性は、単純化してプレートの厚さが一定であると仮定した場合、基本的に、当該部分の長さと幅によって決まる。図１および２の具体的な実施形態では、キャッチ３の、そのキャッチ基部３１からの長さと、ストリップ４の、そのストリップ基部４１からの長さとは、同様である。これによって、ストリップまたはキャッチの端部で所定の撓みを得るために必要な力は、幅の３乗によって決まると説明されるので、単純化が可能である。例えば、ストリップの幅ＬＬに対するキャッチの幅ＬＥの比が４である場合、力の比は６４である。

除去されるべきトルクが略ゼロである通常動作では、キャッチ３によって形成される剛性部は、ほとんど変形を受けない。遊びゼロを実現するために、ストリップ４によって形成される可撓部が撓むことが必要となり、そしてこの撓みが、伝動に伴うトルク除去に関連付けられる。衝撃が生じた場合には、キャッチによって形成される剛性部がかなり撓むので、状況は大きく異なり、この場合、その有効剛性が耐衝撃性のために重要であり、耐衝撃性に対するストリップ４の寄与はごくわずかである。しかし、これらのストリップ４が、対向するカナ７の歯７１と、剛性キャッチ３との間に挟まれているときには、これらを破断させないために、これらの変形は制限されなければならない。このため、効果的には、キャッチ３は、図２に示すように、ストリップ４の特別背面形状４２と同様のアーチ腹面形状３６と、ストリップ４のアーチ腹面形状４３と同様の特別背面形状３７と、を有する。応力下でのキャッチとストリップの外形の間の相対的平行性によって、歯車１０は、衝撃が生じた場合に、従来の可撓性歯車よりも優れた安定性が得られる。

ストリップ４の幅ＬＬは、アスペクト比によって決定される。図１に示すように、同じ１つの歯車１０のすべての歯がつながっている好ましいケースでは、背中ノッチ６の幅は、歯車の周囲の歯２の分布によって制限される。図１および２は、具体的な実施形態を示しており、この場合、ストリップ４の幅ＬＬが、そのストリップ基部４１から先端部４７まで一定であり、また、ストリップ４は、Ｒｍｉｎ２以上の半径で単純に曲線状になっている。背中ノッチ６の幅は、応力のない自由な状態で、ストリップ４の幅に近いか、または等しい。

そこで、それらの端部５１、６１の相対的位置に関して、ストリップ４が十分な可撓性を得られて、それによって必要以上にキャッチ３を弱化させることなく、当該歯車１０が属する輪列１００によって作用する応力（またはその逆の場合もある）をストリップ４上で適切に分散させるようでなければならないという問題が生じる。本発明によれば、腹中ノッチ５と背中ノッチ６の内側端部５１、６１の寸法および位置は、通常の使用ではキャッチ３の変形が最小限であり、特に衝撃によって通常よりもはるかに高い応力が作用したときにのみ撓み得るように、設定される。

歯車１０の平面における、キャッチ３のキャッチ基部３１での幅ＬＥは、ストリップ基部４１での対応する幅ＬＬの３倍よりも大きく、さらに好ましくは６倍よりも大きい。図１および２の実施形態では、キャッチ３の幅は、その長さに沿ってあまり変化しておらず、キャッチ３の外側部分３４で、この歯車１０が組み込まれている輪列１００において対向するカナ７と接触する領域では、その幅は、同じくストリップ４がカナ７との好ましい接触領域を形成しているその湾曲領域４８における対応する幅の５倍よりも大きい。

当然のことながら、他の実施形態におけるキャッチ３の幅は、図３の実施形態のように、その基部３１から先端部３５に向かってテーパ状になっていてもよい。重要な点は、キャッチ３は、衝撃が生じた場合に、その基部であるキャッチ基部３において最大の応力を受けるので、この領域が大きな幅を持つということである。

端部５１、６１は、真軸Ｄに対して同じ半径値の位置に配されてはならず、なぜなら、それによって、キャッチ３とストリップ４の両方において可撓性が高くなり過ぎるからである。すなわち、ストリップ４のその部分は、もはやアスペクト比と適合しなくなって、ストリップ４の製作が不可能となり、また、キャッチ３の可撓性は高くなり過ぎて、つまり、通常動作時に良好な収率を維持するのに望ましくない可撓性を持つようになる。従って、腹中ノッチ５の端部５１と真軸Ｄとの間の距離は、背中ノッチ６の端部６１と同軸Ｄとの間の距離とは異なることが好ましい。

同様に、腹中ノッチ５または背中ノッチ６の基部５１または６１において、端部の半径Ｒ１またはＲ２の領域を、その軸に対称となるようにすることは、ストリップ４の残りの部分に関して好ましくない。従って、特に、端部の半径は、当該ノッチの内側端部における幅の半分よりも大きいことが好ましく、このような端部半径によって、その内側端部はノッチの軸に対して側方にオフセットする。

腹中ノッチ５の端部半径Ｒ１領域を、ストリップ４側に逸らすようにすることは、アスペクト比によって課される限界応力があることから不可能である。従って、図２の好ましい実施形態に示すように、それをキャッチ３側に逸らすことのみ可能である。

また、同じく、背中ノッチ６の端部半径Ｒ２領域も、ストリップ４側に逸らすようにすることは、アスペクト比によって課される限界応力があることから不可能である。従って、図２の好ましい実施形態に示すように、それをキャッチ３側に逸らすことのみ可能である。しかし、キャッチ３の剛性は、通常の伝動動作では維持されなければならず、このため、キャッチ基部３１を局所的にあまりにも弱化することは望ましくない。このような理由で、本発明では、半径Ｒ２領域は、半径Ｒ１領域の「下に」、すなわち、半径Ｒ１領域に比べて真軸Ｄのより近くに位置付けられる。このようにして、キャッチ３の弱化が抑えられる。また、何らかの衝撃が背中ノッチ６の基部に達した場合に、それは実質的に半径方向に作用し、すなわち中実材に直接作用する。

要するに、キャッチ３の基部３１は、一方で腹中ノッチ５の内側端部５１の半径Ｒ１領域によって、もう一方で端部５１よりも軸Ｄに近い位置にある背中ノッチ６の内側端部６１の半径Ｒ２領域によって、弱化される。このような漸次弱化によって、通常動作時におけるキャッチ３の耐性を維持して、これにより輪列の良好な収率を確保する一方で、衝撃が生じた場合にちょうど十分な可撓性を提供する。より具体的には、よくある状況として、輪列は大秒針をかなりアンバランスに保持している。本発明によりキャッチ基部３１を弱化することによって、本明細書では詳述しない通常の実験値に従って、時計を落とすなどの通常の衝撃に対する耐性が提供される。

他はすべて同じであっても、背中ノッチ６が腹中ノッチ５の下を通ることによって、キャッチ３を弱化しすぎることなく、ストリップ４の有効長が延長される。

半径Ｒ１領域と半径Ｒ２領域を相対的に位置付けることは、さらに、ストリップ４をそのストリップ基部４１において、真軸Ｄを起点としてストリップ基部４１を通る半径線に対して角度βで斜めに適合させるという条件を伴う。

これによって、可撓性ストリップ４が撓むと、その内側部分４４がストリップ基部４１に関して旋回する傾向があり、そして先端部４７は、内側部分４４と中央領域４５との間で、ストリップ４の長さの約３分の１の位置にある点に関して略一回転させられ、このような回転が加えられたときに、キャッチ３のアーチ腹面形状３６とストリップ４の４２は、好ましくは互いに略平行となる。

図示のように、具体的な実施形態では、それぞれの歯２は、背中ノッチ６によって隣の歯から隔てられている。

図示のように、具体的な実施形態では、それぞれの歯２は、この種のキャッチ３と、この種のストリップ４と、を有する。さらに構成要素を備える実施形態は理論的には可能であるが、それらの構成要素の幅が、取得方法とアスペクト比の順守とにより制限されるので、キャッチ３とストリップ４の２つの構成要素のみ有する歯２を設計することで、最適な製作が可能となり、また、これらの構成要素が十分な耐性を持つものとして提供される。

図示のように、具体的な実施形態では、ノッチ６は、歯２のキャッチ３と、前に隣接する歯２のストリップ４との間に延在している。

特に図１に示す具体的な実施形態では、腹中ノッチ５は略平行な辺縁を有し、キャッチ３は、キャッチ基部３１と中央領域３３との間に、真軸Ｄを起点とする半径線と１０°〜３０°の、好ましくは１５°〜２０°の角度αＥを成す略直線状の内側部分３２を有している。このキャッチ３は、さらに、その中央領域３３と真軸Ｄから最も遠い先端部３５との間に、真軸Ｄに対して略径方向に延びる外側部分３４を有している。

同様に、ストリップ４は、ストリップ基部４１と中央領域４５との間に、真軸Ｄを起点とする半径線と１０°〜３０°の、好ましくは１５°〜２０°の角度αＬを成す略直線状の内側部分４４を有し、さらに、その中央領域４５と真軸Ｄから最も遠い先端部４７との間に、真軸Ｄに対して略径方向に延びる外側部分４６を有している。

歯車１０に対向するカナ７または歯車がストリップ４の先端部４７に接触圧力をかけたときの、該ストリップ４の基部４１に対するレバーアームは、この角度αＬによって増加している。図２において、矢印は、剛性カナ７の歯によって可撓性アーム４に作用する力を表しており、二重線は、この推力が作用するレバーアームを示している。

好ましくは、角度αＥとαＬの値は、近いか、または等しく、特に１５°という値によって良好な結果が得られる。

図２および８の具体的な実施形態では、腹中ノッチ５の内側端部５１は、第１の半径Ｒ１で曲線状になっている。背中ノッチ６の内側端部６１は、第１の半径Ｒ１の値よりも大きい値の第２の半径Ｒ２で曲線状になっている。好ましくは、背中ノッチ６は、その内側端部６１の近くで、第２の半径Ｒ２の値よりも大きい値の第３の半径Ｒ３に従う形状を有し、これによって、背中ノッチ６は、真軸Ｄと腹中ノッチ５の内側端部５１との間を通っている。

図１に示す実施形態では、ストリップ４は、ストリップ基部４１と中央領域４５との間に、真軸Ｄを起点とする半径線と１０°〜３０°の角度αＬを成す略直線状の内側部分４４を有している。ストリップ４は、さらに、その中央領域４５と真軸Ｄから最も遠い先端部４７との間に、真軸Ｄに対して略径方向に延びる外側部分４６を有しており、内側部分４４と外側部分４６とにより規定される凹形部分を一方とし、先端部４７の範囲内の凸形部分４９を他方として、これらの間が湾曲領域４８になっている。この凸形部分４９は、キャッチ３の先端部３５に当接して協働するように構成されている。

本発明は、さらに、歯車１０の真軸Ｄと、対向するカナ７の真軸ΩＰＲとの中心間距離の変動の影響を受けないという利点を持つ。

例えば、（紫外線）「ＬＩＧＡ」法を用いて９０ＧＰａ程度の弾性率で実現されるＮｉＰによる、図１、２、および５に示すような実施形態では、プレートの厚さは０．１０ｍｍ〜０．１８ｍｍの間である。

図３および４に示す変形例は、図１の実施形態と同様の方針で考案されたものであり、また、アスペクト比の値をできる限り５に近づけるように設計されている。トルク除去および耐衝撃性は、これら２つの実施形態において同様である。これらの基準を満たすため、図３の実施形態では歯数は９０であり、一方、図１では歯数は９９であり、また、図３の実施形態では厚さが０．１２ｍｍであり、一方、図１では０．１５ｍｍである。腹中ノッチと背中ノッチの深さと傾きは、通常の伝動時と衝撃時の両方において良好な挙動が得られるように最適化されている。図３の本実施形態では、ストリップ４とキャッチ３の内側部分４４、３２が、そのそれぞれの基部４１、３１から略直線状であるが、一方、図１の実施形態のストリップ４とキャッチ３は、その内側部分４４、３２において、その中央部分４５、３３に続く円または放物線のアーチ状に近い形状を有している。図３の実施形態で５．５というアスペクト比を選択することによって大量生産に適合し、この場合、０．１２ｍｍ厚のプレートが採用される。

実験によって検証された限定するものではない例によって図１および２の実施形態の幾何学的形状を明確にすると、中心距離Ｅは２．７８ｍｍであり、＋／−０．０３ｍｍの偏差が許容される。歯数１１の剛性カナ７は、０．０５２のモジュラスを有し、その最大歯幅ＬＤは、半径０．２８６ｍｍに対して０．０７３ｍｍであり、カナの最大半径ＲＨは０．３５ｍｍである。歯数９９の歯車１０は、ストリップ４の最大半径ＲＡが２．６４ｍｍ、キャッチ３の最大半径ＲＢが２．６３ｍｍ、ギア半径ＲＣが２．５７４ｍｍ、腹中ノッチの端部半径ＲＥが２．２３ｍｍ、背中ノッチの端部半径ＲＦが２．１９ｍｍである。キャッチ３の幅ＬＥは０．０７０ｍｍであり、ストリップ４の幅ＬＬは０．０２２ｍｍである。ストリップ４の湾曲領域４８の半径は０．０６２ｍｍであり、さらにストリップ４の、キャッチ３の先端部３５に圧力をかけるように構成された、その先端部４７における凹半径は０．０２０ｍｍである。

このような幾何学的形状によって、期待される結果が得られる。
− ギアは、中心距離が公称値に対して０．０３ｍｍ増加または０．０３ｍｍ減少してもノーバックラッシュのままである。これによって、カナ７は、歯車１０のプレートと、それらのそれぞれの旋回方向にかかわらず、常に接触し、可撓性ストリップ４が回転させられるか、またはプレートが回転するか、いずれかによって、キャッチ３において接触が生じる。
− 中心距離がその最小値であっても、平均トルク除去はプレートに対する香箱トルクの５％を超えない。ストリップ４が撓んで、カナ７の歯７１を擦ることで、トルクを使い果たす。
− 衝撃が生じた場合に、カナによってアンバランスに保持された特に小秒針である針によってプレートにトルクが作用しても、それぞれの歯のキャッチ３により形成される最も高剛性の部分は破断しない。引張応力が、ＮｉＰの弾性限界すなわち約１７０００ＭＰａを超えることはない。

ストリップ４の可撓部の大きな長さは、キャッチ３とストリップ４の基部３１、４１が傾斜していることによって得られ、これは、トルク除去を抑えるのに効果的である。最小中心距離では、この傾斜によって、さらに、極めて不都合となるカナ７の歯７１が略アーチ状のキャッチ３の先端部３から接触を開始することが、防止される。

本発明は、さらに、この種の歯車１０を少なくとも１つ含む時計用輪列１００に関し、該歯車は、対向するカナ７とかみ合い、カナの歯７１は、最大断面の領域７２を有し、この領域は、図２に示すように、歯車１０のキャッチ３またはストリップ４の、歯車１０の真軸Ｄに対して略径方向の外側部分と、駆動当接により協働するように構成されている。

好ましい適用例は、ノーバックラッシュの時計用ギアを得ることである。具体的な適用例は、小秒車などの小カウンタであり、これは輪列に縛られたものではなく、ギア群において自由に動くことができる。このようにして、本発明では、浮動針を安定させるための摩擦バネまたは磁石による安定化を回避している。

好ましい実施形態では、最大断面の領域７２は、ストリップ４の湾曲領域４８の半径に相当する半径で、歯車１０と協働する。

図１１〜１４は、具体的な実施形態を示しており、この例では、キャッチ３の外側部分３４は、フォーク状であって、窪み８７を境とする第１の歯８１と第２の歯８５を有している。これらの２つの歯８１、８５はどちらも、弾性ストリップ４と比べてはるかに高剛性である。この場合、対向する歯車７は、小秒表示のため、図１１の例に示すように、１秒ごとに一度、可撓性ストリップ４とかみ合い、キャッチ３の歯８１または８５の１つと一度かみ合う。

弾性ストリップ４の先端部４７および歯８１と８５の先端部は、可撓性歯車１０の真軸を中心とする同じシリンダ内にあって、好ましくは、これらの先端はすべて同シリンダに接線接触し、同じ最大径方向寸法を有する。

第１の歯８１は、弾性ストリップ４の先端部４７と直接対向しており、そして第１の側腹部に、先端部４７の凸形状４９に補完的な凹形状８４を採用することよって、対向する歯車７の歯７１の作用で弾性ストリップ４が当該キャッチ３に向かって下に撓むときに、比較的広い表面で当接して協働することを可能にしている。第１の歯８１の反対の側腹部は、図１１または１４に示すように、歯車７の歯７１と協働するように構成された、特に円または類似のものの伸開線であるインボリュート形状８３を有している。

可撓性ストリップ４とフォーク状キャッチ３とからそれぞれ成るセットを備える、この歯車の実施形態によると、歩度、振幅、耐摩耗性の面でムーブメントの全体的性能が確保され、そして特に優れた耐衝撃性が確保されて、これが大きく向上する。輪列に組み込まれたときに、小秒針の「浮動」が観測されない。図１〜９の実施形態に比べて、耐摩耗性および耐老化性が、特に対向する歯車および真軸に関して、さらに向上している。

図１〜９の実施形態と比較した場合の、本例での耐摩耗性の向上は、毎秒の可撓性アームを排除することによって達成される。歯部に金層をコーティングすることによって、さらに向上させることができ、これにより、トライボロジ特性が向上し、伝動における応力が減少し、または可撓性アームの回転が抑えられる。

伝動における応力の減少に関しては、最大中心距離で遊びがないことが保証されるように、留意が必要である。剛性歯８１、８５、および可撓性歯４の幾何学的形状は、最大中心距離（本明細書では、公称中心距離に基づき３０μｍ増加させたものとして選択される）でも伝動に遊びがないことが保証されるように考慮されている。

図１４は、歯車１０を形成する可撓性プレートにより、針付き日回し機構を駆動するために考案された構成である。

組み立てを容易にするため、また、カナの歯が可撓性アームの誤った側に位置付けられること、さらには可撓性アームが破損することを防止するため、歯車１０は、剛性歯８１の端部に、弾性ストリップ４と協働する小さなフック８９を備えていることが好ましい。その目的は、図１４に示すように、弾性ストリップ４の正しい側に第１のアパーチャ９１を設けることであり、それは、もう一方の側の第２のアパーチャ９２よりもかなり大きいものである。これによって、組み立て時に、対向する歯車７の歯７１が容易に正しい位置に配置される。

本発明による可撓性歯車１０は、両方向で動作するように考案されたものである。図１１は、この種の歯車１０の適用例を示しており、これは２つのカナとかみ合っている。中心のカナ７０１は、伝達されるトルクを与えるものである。このカナ７０１は、歯車１０を駆動し、そしてこれが小秒カナ７０２を駆動し、その上で小秒針が駆動される。この場合、歯車１０の歯部は、中心カナ７０１と同じようには動作せず、小秒カナ７０２と同じように動作する。第１のケースでは、弾性ストリップ４は、いつでも、最も近い歯８１により形成される剛性部に接触するまで、可能な限り変形する。このとき、この接触によって、特に中心距離が最小許容値であるときに、ジャムが発生してはならない。一方、第２のケースでは、弾性ストリップ４は、衝撃があった場合を除き、原則として、剛性部８１または８５に接触しない。当然のことながら、どちらの伝動においても、遊びがあってはならない。

対向する歯車７は、様々なタイプの歯によって実現することができ、具体的には、限定するものではない以下のいずれかの方法で実現することができる。
− 遊びの抑制を容易とする略方形状の非常に幅広の歯を用いる。この形状は、伝動およびトルク／収量効率を確実に向上させるよりも、遊びを抑制するように考案されたものである。
− あるいは、遊びの問題よりも、トルク伝達効率のために、より有効である標準インボリュート形状を用いる。この場合、弾性ストリップの端部位置は、やはり、この形状による遊びを打ち消すように調整されなければならない。

設計手法は複雑であり、長期に及ぶシミュレーションおよび反復が必要である。標準的な剛性形状から開始して、最小中心距離で、遊びを打ち消す弾性ストリップ形状を得る。シミュレーションチェックは、その中心距離のすべての角度位置に関わるものである。それぞれの角度位置で遊びがないことが確認されて、ストリップの形状は、この第１の条件を達成するように修正される。次のチェックは、両方の旋回方向でのシミュレーションに関わるものである。具体的には、対向する歯車７を駆動している間に、弾性ストリップ４が、剛性部を形成する歯に当接しているかどうかチェックし、さらに、その接触によってジャムまたは望ましくない応力が弾性ストリップに発生していないかどうかチェックする。このシミュレーションは、すべての角度位置で、また、最大中心距離と最小中心距離の間の様々な中心距離で、実施されなければならない。形状は、望ましい結果を達成するのに必要であれば何度でも修正される。

トルク除去と耐衝撃性の面で厳しい応力に対処する必要がある図１１の例の場合、剛性部と可撓部の形状をさらに最適化する必要があり、具体的には、弾性ストリップ４を、より高可撓性とするために長くする必要があり、これによって撓むことで、剛性部は衝撃に耐えるように歯部の基部において十分に幅広に維持される。

変形例によれば、可撓性ストリップ４は、２つの最も近い剛性歯８１、８５の間の間隙において可変位置を占める。

図１２は、休止状態にある拘束されていない構成において、自由空間、ストリップ４の端部、および歯８１、８５の端部が、以下のように分布される実施形態を示している。
− 可撓性歯車１０の中心ΩＲＦを起点とする全体角度セクタは、第１の歯８１の角点８２にストリップ４側で接線接触する半径Ｒ１と、続く歯群の同様の半径Ｒ１０との間に規定される。本例では、限定するものではない好ましい実施形態で歯車１０を示しており、これは、歯車の周囲に周期的に配列された同一の歯群のセットで構成されている。この角度セクタは、略等しい角度振幅の５つのセクタで共有されている。
− 半径Ｒ１と半径Ｒ２との間の第１のセクタは、隣のストリップ４の基部４１を通っている。このセクタは、第１の歯８１の全体を含んでいる。
− 半径Ｒ２と半径Ｒ３との間の第２のセクタは、歯の窪み８７側で、第２の歯８５に点８７０で接線接触している。このセクタは、歯の窪み８７全体に対応している。
− 半径Ｒ３と半径Ｒ４との間の第３のセクタは、第２の歯８５のもう一方の側に点８６０で接線接触している。このセクタは、第２の歯８５の全体を含んでいる。
− 半径Ｒ４と半径Ｒ５との間の第４のセクタは、弾性ストリップ４に、その第２の歯８５に面する側で、角点４９１で接線接触している。このセクタは空である。
− 半径Ｒ５と半径Ｒ１０との間の第５のセクタ。このセクタは、ストリップ４の先端部４７全体を含んでいる。

図１３は、休止状態にある拘束されていない構成において、自由空間、ストリップ４の端部、および歯８１、８５の端部が、以下のように分布される実施形態を示している。
− 可撓性歯車１０の中心ΩＲＦを起点とする全体角度セクタは、当該歯群のストリップ４を通り、第１の歯８１の角点８２にストリップ４側で接線接触する半径Ｒ１と、続く歯群の同様の半径Ｒ１０との間に規定される。本例では、限定するものではない好ましい実施形態で歯車１０を示しており、これは、歯車の周囲に周期的に配列された同一の歯群のセットで構成されている。この全体角度セクタは、略等しい角度振幅の５つのセクタで共有されている。
− 半径Ｒ１と半径Ｒ２との間の第１のセクタは、これによって、第５の全体角度セクタを規定している。このセクタは、第１の歯８１の全体を含んでいる。
− 半径Ｒ２と半径Ｒ３との間の第２のセクタは、歯の窪み８７側で、第２の歯８５に点８７０で接線接触している。このセクタは、歯の窪み８７全体に対応している。
− 半径Ｒ３と半径Ｒ４との間の第３のセクタは、第２の歯８５のもう一方の側に点８６０で接線接触している。このセクタは、第２の歯８５の全体を含んでいる。
− 半径Ｒ４と、続く歯群の腹中ノッチ５の内側端部５１から引き出される半径Ｒ５との間の第４のセクタ。このセクタは空である。
− 半径Ｒ５と半径Ｒ１０との間の第５のセクタ。このセクタは、ストリップ４の先端部４７全体を含んでいる。

本発明は、さらに、この種の輪列１００を少なくとも１つ有する時計ムーブメント２００に関する。

本発明は、さらに、この種の時計ムーブメント２００を少なくとも１つ備え、さらに／またはこの種の輪列１００を少なくとも１つ有する時計３００に関する。

Claims (13)

1. 遊び補償を備えた歯（２）を持つ時計用歯車（１０）であって、それぞれの歯は、キャッチ基部（３１）から突き出したキャッチ（３）と、該キャッチ（３）に対向するように腹中ノッチ（５）により隔てられてストリップ基部（４１）から突き出した弾性ストリップ（４）と、を備え、該ストリップのアーチ腹面形状（４３）は、前記キャッチ（３）と反対側で、背中ノッチ（６）を画定しており、また、前記ストリップ基部（４１）は、当該歯車（１０）の真軸（Ｄ）に向かう境界を、前記腹中ノッチ（５）の内側端部（５１）と前記背中ノッチ（６）の内側端部（６１）とによって定められており、
   前記背中ノッチ（６）の内側端部（６１）は、前記腹中ノッチ（５）前記内側端部（５１）に比べて前記軸（Ｄ）の近くに位置し、そして前記キャッチ基部（３１）の下、または前記真軸（Ｄ）に向かう前記腹中ノッチ（５）の幾何学的な曲線状内側延長部（５２）の下で、前記軸（Ｄ）側に延出していることを特徴とする、時計用歯車。
2. 前記歯（２）の各々は、前記背中ノッチ（６）によって隣の歯から隔てられていることを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
3. 当該歯車（１０）の前記歯（２）の各々は、前記キャッチ（３）と前記ストリップ（４）とを有することを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
4. 前記背中ノッチ（６）は、前記キャッチ（３）と、前記ストリップ（４）との間に延在していることを特徴とする、請求項３に記載の時計機構用歯車（１０）。
5. 前記腹中ノッチ（５）は略平行な辺縁を有し、
   前記キャッチ（３）は、前記キャッチ基部（３１）と中央領域（３３）との間に、前記真軸（Ｄ）を起点とする半径線と１０°〜３０°の角度（αＥ）を成す略直線状の内側部分（３２）を有し、さらに、その前記中央領域（３３）と前記真軸（Ｄ）から最も遠い先端部（３５）との間に、前記真軸（Ｄ）に対して略径方向に延びる外側部分（３４）を有しており、
   前記ストリップ（４）は、前記ストリップ基部（４１）と中央領域（４５）との間に、前記真軸（Ｄ）を起点とする半径線と１０°〜３０°の角度（αＬ）を成す略直線状の内側部分（４４）を有し、さらに、その前記中央領域（４５）と前記真軸（Ｄ）から最も遠い先端部との間に、前記真軸（Ｄ）に対して略径方向に延びる外側部分（４６）を有しており、当該歯車（１０）に対向する歯車またはカナが前記ストリップ（４）の前記先端部（４７）に圧力をかけたときの、該ストリップ（４）の前記基部（４１）に対するレバーアームは、前記角度（αＬ）によって増加していることを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
6. 前記腹中ノッチ（５）の前記内側端部（５１）は、第１の半径（Ｒ１）で曲線状になっており、
   前記背中ノッチ（６）の前記内側端部（６１）は、前記第１の半径（Ｒ１）の値よりも大きい値の第２の半径（Ｒ２）で曲線状になっており、
   前記背中ノッチ（６）は、その前記内側端部（６１）の近くで、前記第２の半径（Ｒ２）の値よりも大きい値の第３の半径（Ｒ３）に従う形状を有し、これによって、前記背中ノッチ（６）は、前記真軸（Ｄ）と前記腹中ノッチ（５）の前記内側端部（５１）との間を通っていることを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
7. 前記キャッチ（３）は、フォーク状であって、窪み（８７）を境とする第１の歯（８１）と第２の歯（８５）を有し、前記第１の歯（８１）と前記第２の歯（８５）はどちらも、前記弾性ストリップ（４）と比べて高剛性であることを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
8. 前記弾性ストリップ（４）の前記先端部（４７）および前記第１の歯（８１）と前記第２の歯（８５）の先端部は、同じ最大径方向寸法を有することを特徴とする、請求項７に記載の時計機構用歯車（１０）。
   
9. 前記ストリップ（４）は、前記ストリップ基部（４１）と中央領域（４５）との間に、前記真軸（Ｄ）を起点とする半径線と１０°〜３０°の角度（αＬ）を成す略直線状の内側部分（４４）を有し、さらに、その前記中央領域（４５）と前記真軸（Ｄ）から最も遠い先端部（４７）との間に、前記真軸（Ｄ）に対して略径方向に延びる外側部分（４６）を有しており、前記内側部分（４４）と前記外側部分（４６）とにより規定される凹形部分を一方とし、前記先端部（４７）の範囲内の凸形部分（４９）を他方として、これらの間は湾曲領域（４８）になっており、前記凸形部分（４９）は、前記キャッチ（３）の先端部（３５）に当接して協働するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の時計機構用歯車（１０）。
10. 請求項１に記載の歯車（１０）を少なくとも１つ含む時計用輪列（１００）であって、
    前記歯車（１０）は、対向するカナ（７）とかみ合い、該カナの歯（７１）は、最大断面の領域（７２）を有し、該領域は、前記キャッチ（３）または前記ストリップ（４）の、前記歯車（１０）の前記真軸（Ｄ）に対して略径方向の外側部分と、駆動当接により協働するように構成されていることを特徴とする、時計用輪列。
11. 前記最大断面の領域（７２）は、前記湾曲領域（４８）の半径に相当する半径で、前記歯車（１０）と協働することを特徴とする、請求項９および１０のいずれかに記載の時計用輪列（１００）。
12. 請求項１０に記載の輪列（１００）を少なくとも１つ有する、時計ムーブメント（２００）。
13. 請求項１２に記載の時計ムーブメント（２００）を少なくとも１つ備え、さらに／または請求項１０に記載の輪列（１００）を少なくとも１つ有する、時計（３００）。

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