JP5689036B2 - 挿入部品を有さない慣性力調整機能を有するテンプ - Google Patents

Description

本発明は、慣性力、均衡、振動数を調整できる機能を有する時計テンプに関する。時計テンプはハブと外側リングとを有する。ハブは、テンプ面に直交するテンプ・シャフトの周囲を回転する軸と共働して配置され、外側リングは、前記ハブに接合表面で連結される。

本発明は、この種のテンプを組み込んだひげゼンマイ付きテンプに関する。本発明は、この種のひげゼンマイ付きテンプ又はテンプを組み込んだ時計に関する。本発明は、時計の調整部材特にテンプ又はひげゼンマイ付きテンプの分野に関する。

構成の精度は調整部材の品質に依存する。高振動数である１０Ｈｚは、従来の２．５−４Ｈｚに比較すると、特にテンプに関しては、適切な調整部材が入手できない限り、達成不可能である。

フランス特許第１２７５３５７号明細書 フランス特許第１３０１９３８号明細書 ヨーロッパ特許第１５６２０８７号明細書 フランス特許第９９８７９１号明細書 ヨーロッパ特許第２１０４００８号明細書 スイス特許第４７１４１０号明細書

テンプの振動を維持するのに必要なエネルギーは、ひげゼンマイのトルクの形体では、回転軸の周囲のテンプの慣性力と振動数の二乗の積に比例する。例えば、同一のエネルギーに対し、４Ｈｚから１０Ｈｚへの振動数の変化は、慣性力は１／６（＝１６／１００）となる。４Ｈｚの振動数に対しては、１２ｍｇ．ｃｍ^２のテンプの慣性力が良い。その理由は、この種のテンプは従来９−１０ｍｍの直径を有していたからである。しかし１０Ｈｚで使用されるテンプは、小さい慣性力特に２ｍｇ．ｃｍ^２の慣性しか有しない。

最適な動作行なうためには、１０Ｈｚで使用されるテンプは、質量が例えば３０ｍｇ以下でなければならない。これにより、ベアリングの摩擦を軽減し、様々な使用形態における等時性の擾乱を回避できる。

高周波の振動子は、低質量と低慣性力で、アンバランスの調整が可能で、静的にも動的にも完全に釣り合わせることが可能で、その製造方法も動作も容易でなければならない。そのため、軽量テンプの製造に従来技術を使用することはできない。軽量テンプの外側リングはスポークを有する。この構成は特許文献１、２に開示されている。テンプの質量を減らしても、十分に小さい慣性力が得られるとは限らない。特許文献３に開示されているように、チタン製テンプの質量と慣性力を大幅に減らし、チタン製の外側リングのアームの断面を極めて細くすると、最適な動作ができなくなる。

特許文献４は、調整可能な慣性力を具備したテンプを開示する。このテンプは、フレキシブルな外側リングのアームを有し、それらが特定の位置にねじ込まれる。特許文献７は、シングル・ピースのシリコン製のひげゼンマイ付きテンプ・ユニットを開示する。特許文献８は、ねじを用いて調整可能なフレキシブルな外側リングを具備したテンプを開示する。

５００台のＱ係数が必要とされている。従来の振動子（従来のＱ係数は２２０−２８０）よりも極めて高いＱ係数が、高品質の時計には必要である。高いＱ係数は、シリコン製あるいは類似の材料製のヒゲゼンマイ付きテンプを、上記の条件を満たすテンプと組み合わせることによってのみ得られる。高いＱ係数の確保に加えて、テンプの設定と調整の容易さを組み合わせることで、index-assembly が回避できる。

ユニットの質量を制限するために最少数の構成要素が好ましい。
微小機械加工可能材料（例、シリコンや水晶等）は、理論的には、極めて正確な許容量（製造誤差）で製造できるが、機械加工は容易にはできない。
この種の材料から生成された構成要素を組み込む調整部材に対しては、振動数又は慣性力の調整の可能性を持たせなければならず、機械加工を回避し、調整の可能性を持たせることが必要である。

本発明は、テンプ構造体の状態を形成するステップと、前記構造体よりも高い密度の質量を、ハブから離すステップと、前記構造体内に調整部材を組み込むステップからなる。前記テンプの構造体は、ハブと、外側リングと、これらの２つの構成要素の間の接続構造とを有する。前記調整部材は、機械加工せずに、設定と調整を実行するだけである。

慣性、均衡、振動数を調整する慣性調整機能を有する前記時計テンプは、ハブと、外側リングとを有する。前記ハブは、テンプ面に直交するテンプ・シャフトの周囲を回転する軸と共働して配置される。前記外側リングは、前記ハブに接合表面により連結される。前記外側リングと前記接合表面と前記ハブとは、微小機械可能材料、シリコン、水晶、あるいはそれらの化合物、ＭＥＭＳ技術から得られた合金、ＬＩＧＡ方法から得られた合金で、一体に形成される。前記外側リングは、結合手段を有する第１柔軟性アームを有する。前記外側リングは、対応結合手段を有する。前記結合手段は、様々な結合位置において、前記対応結合手段と係合して、閉鎖ループを形成する。前記テンプ・シャフト（３)に対する慣性力は、前記結合位置により変化する。

本発明は、この種のテンプを組み込んだひげゼンマイ付きテンプに関する。
本発明は、この種のひげゼンマイ付きテンプ又はテンプを組み込んだ時計に関する。
シリコンを使用することにより、次のようなテンプ構造体が得られる。すなわち、極軽量で剛性が高く、ハブと外側リングの間の接合領域にハニカム構造が形成できる。移送挿入物が、ねじで構造体に具備され、テンプの全質量が極めて軽いにもかかわらず、適正な慣性力が得られる。調整機能と均衡機能が、保障される。
この種のテンプは、１０Ｈｚ以上で、良好な操作が可能となる。

本発明の第１実施例のテンプの面に平行な断面図。 本発明の第２実施例のテンプの面に平行な断面図。 本発明の第３実施例のテンプの面に平行な断面図。 本発明の第４実施例のテンプの面に平行な断面図。

本発明は、時計、特にテンプ又はひげゼンマイ付きテンプ用の調整部材の分野に関する。
本発明は、１０Ｈｚ以上の高周波用のテンプの製造方法に関する。
他の実施例は、図に示す。
本発明は、慣性力調整装置を具備した時計テンプに関する。この慣性力調整装置は、慣性力を調整する、均衡（バランス)をとる、振動数を調整することができる。

時計テンプ１は、ハブ２と外側リング５を有する。ハブ２は、テンプ面４に直交するテンプ・シャフト３の周囲で回転する軸と共働する。外側リング５は、周囲が連続する形状あるいは不連続の形状を有する。実際には、外側リング５はテンプを軽量にするために不連続である。
図３に示す連続する外側リング５は、良好な構成と、良好な空力学特性(aero-dynamism)を提供し、時計テンプ１が、ねじれることを阻止することにより、局部的な曲げを制限する。

外側リング５は、ハブ２に、接合表面６（図１，２）により結合される。接合表面６（図１，２）は、複数本のアーム２０（図３）により形成される。接合表面６は、穴明き又は無垢のディスクのような連続表面から形成される。切り欠き部分あるいは貫通部分により、穴明き接合表面６を強固な三角関係を提供する側面部材の間に形成することにより、テンプの質量を更に減らすことができる。

本発明によれば、１０Ｈｚ以上の振動数の性能を具備したテンプを得るために、接合表面６は外側リング５とハブ２とからなる。、外側リング５とハブ２は、微小機械加工材料、シリコン、水晶、あるいはその化合物、ＭＥＭＳ技術から得られた合金、ＬＩＧＡプロセスから得られた合金で、形成できる。シリコンを選択することにより、特に良好な結果が得られ、好ましい解決法となる。本発明によれば、以下全実施例において、１０Ｈｚ以上の振動数の良好な性能を有するテンプを得るために、外側リング５は、接合表面６とハブ２と一体に、微小機械加工材料、シリコン、水晶、それらの化合物、ＭＥＭＳ技術から得られた合金、ＬＩＧＡプロセスから得られた合金で、形成される。

シリコンを選択することにより、良好な結果と好ましい解決法が得られる。
本発明によれば、外側リング５は、柔軟性のある第１のアーム４０を有する。アーム４０は結合手段４１を有する。結合手段４１は、外側リング５に形成される対応結合手段４２と、様々な結合位置で嵌り合う。ある結合位置においては、閉鎖ループを形成する。その慣性力は、テンプ・シャフト３に対し、結合手段４１と対応結合手段４２の結合位置に応じて、変化する。

結合手段４１と対応結合手段４２は、相補的なプロファイル、例えば、周期的なピッチを具備して形成され、それにより複数の様々な位置での相互結合が可能となる。
外側リング５の形状の変化により時計テンプ１の慣性力が変化する。

本発明の利点は、慣性力の変更が再現可能なことである。結合手段４１と対応結合手段４２が、所定の位置を占めることにより、その位置を容易に記憶することができ、特定の設定を再現できる。

図１、２に示すように、外側リング５内の周囲には、複数本の柔軟性のあるアーム４０がある。アーム４０を周囲に即ち外側リング５に接線方向に配置することにより、十分な長さが慣性の変化に貢献し、大きな変化が得られ、変形の最小角度が得られる。

図３に示すように、アーム４０は、左端４４で、外側リング５との柔軟性のある接続構造を含む。この接続構造は、外側リング５内にスロット６０が存在することで、実現される。これは、外側リング５の断面積を減少させることにより、更に外側リング５の材料（即ちシリコン）の弾性特性を利用することにより、可能となる。アーム４０は、右端４５に結合手段４１を有する。右端４５と左端４４は互いに向かい合う。

図４に示すように、柔軟性のあるアーム４０は、外側リング５内にある２つのスロット６０、６０Ａの間の変形により、移動可能となる。第４の実施例において、アーム４０は、第１突起部６１と第２突起部６１Ａを有する。第１突起部６１は結合手段４１を有する。結合手段４１は、様々な結合位置において、外側リング５の対応結合手段４２と共働する（に嵌る）。第２突起部６１Ａは結合手段４１Ａを有する。結合手段４１Ａは、様々な結合位置において、外側リング５の対応結合手段４２Ａと共働する（に嵌る）。

図１−３に示すように、対応結合手段４２は、外側リング５の第２柔軟性アーム４３に配置される。第２柔軟性アーム４３は、第１端４６で、外側リング５との柔軟性のある接続構造を有する。この柔軟性のある接続構造は、図１、３に示す外側リング５のスロット６２の存在により、外側リング５の断面積を減少させることにより、外側リング５の材料（特にシリコン）の弾性特性により、達成される。第２柔軟性アーム４３は、第１端４６に対向する第２端４７に、対応結合手段４２を有する。

図３に示す実施例において、第２柔軟性アーム４３は、外側リング５に、細くなった領域である、第１端４６、第３端４８、第４端４９、第５端５０で、柔軟性を持って接続される。

第２柔軟性アーム４３は、第３端４８に、第１端４６と第２端４７から所定の距離に、外側リング５との柔軟性接続構造を有する。
第２柔軟性アーム４３は、第４端４９に、第１端４６と第２端４７からの所定位置に、外側リング５との柔軟性接続構造を有する。第２柔軟性アーム４３は、更に、第５端５０に、第１端４６と第２端４７から所定の距離に、外側リング５との柔軟性接続構造を有する。
第２柔軟性アーム４３は、第６端５１に、対応結合手段５２を有する。この対応結合手段５２はアーム４０Ａの結合手段４１Ａと共働する（嵌る）。この結合手段４１Ａは、対応結合手段４２とは反対側にある。

図３の第実施例において、質量６３が、外側リング５から懸垂した状態で、即ち、４個のリップ（即ち、第１端４６、第３端４８、第４端４９、第５端５０）の間に、取り付けられる。質量６３は、図３の上下に外側リング５内を移動可能である。結合手段４１と対応結合手段４２は、外側リング５内に収納される。質量６３は、対応結合手段４２と対応結合手段５２とを搭載する。これらは、それぞれアーム４０の結合手段４１とアーム４０Ａの結合手段４１Ａと共働する（嵌る）。この構成により、外側リング５と一体に組み込まれたプッシュボタンと類似する簡単な調整機能を提供できる。この解決方法は、極めて剛性がある。

図４の第４実施例において、結合手段４１と対応結合手段４２が、外側リング５内に完全に一体化され、慣性の中心が半径方向に移動可能である。

図１、３、４に示す実施例において、結合手段４１と対応結合手段４２は、テンプスタッフ３に対し、半径方向に移動可能である。結合手段が互いに半径方向で移動可能であることにより、外側リング５の一部の慣性の中心が、半径方向にシフトする。

図２に示す実施例において、結合手段４１と対応結合手段４２は、外側リング５の接線方向に、相対的に移動可能である。図２に、この２つの結合位置を示す。一方は実線で、他方は点線で示す。第１アーム４０と第２アーム４３により形成されるループの形状の変化かくして慣性の変化が表れる。２本のアーム４０，４３が、互いに接線方向に移動可能となることにより、２本のアーム４０，４３の慣性の中心も半径方向にシフトする。テンプ・シャフト３に対するアームの対称性と、同一の慣性を前記テンプ・シャフト３に対称的に動かすことにより、慣性の中心軸を動かすことなく、時計テンプ１の全慣性が変化する。かくしてテンプ・シャフト３と一体化される。様々な調整方法が可能であるが、更なる質量を時計テンプ１に追加する場合にも利点がある。

図１−４に示すように、結合手段４１と対応結合手段４２は、歯の付いた対向したセクタで形成される。
一実施例においては、この歯の付いたセクタは、それぞれ傾斜した歯の列を有し、噛み合わない動作以外は、互いに噛み合いを維持する。
結合手段４１と対応結合手段４２は、相互に相補的なプロファイルで形成され、周期的に形成されたピッチを有し、複数の様々な位置で結合する。例えば、これらのプロファイルは、ストレートなノッチで形成することもできる。

この様々な実施例に示すように、本発明により、挿入構造／組立構造のないシングルピースの時計テンプ１を提供できる。これにより時計テンプ１の構成要素の数を減らすことができる。十分な慣性力は、外側リング５を適切な寸法を設定することにより得られる。更に大きな慣性力が必要な場合には、更なる質量、慣性力は、比重の重い金属（例えば金）で外側リング５の正確な位置に永続的に固定することにより可能である。例えば、更なる質量は、リベット等で図３の質量６３に、大きな断面を有する外側リング５の領域に、例えば、接合表面６又はアーム２０との接合点に固定してもよい。

上記したテンプの様々な実施例の複雑な形状は、問題となっているテンプが、微小機械加工可能材料又はシリコンから形成されている場合のみ可能である。その理由は、上記の方法により、複雑な形状を極めて高い寸法精度で達成でき、柔軟性のあるストリップを形成することができるのは、シリコンのような弾性特性を利用しているからである。

本発明により、時計テンプ１は、１０Ｈｚ以上の高周波で振動可能であり、更に細かい設定や微調整操作が可能であり、更に再現性がある。
本発明は、更に一実施例により、時計テンプ１と上記した変形例を組み込んだひげゼンマイ付きテンプに関する。
本発明は、更にこのようなひげゼンマイ付きテンプ、あるいは時計テンプ１を組み込んだ時計に関する。

シリコンを使用することにより、同一の慣性力を有するのであれば、従来のテンプよりも大きな直径のテンプが実現可能となる。シリコンの高い弾性レベルは、本発明の柔軟性のあるアームを製造するのに利点がある。

特に材料としてシリコンを選択することにより、外側リング５に弾性的保持機能を持たせることができる。通常弾性リップの形体で形成できる。クリックの形体の係止手段は、このようなストリップあるいはシリコン製の外側リング５内に形成されたスプリングと、組み合わせることができる。

シリコン、ＭＥＭＳ技術から得られた合金、ＬＩＧＡプロセスから得られた合金により、外側リング５の正確な形状が達成できる。その理由は、成形プロセス間の優れた解像度のためであり、かくして振動を信頼性高く生成でき、かつ振動子の適正な動作に悪影響を及ぼすことを阻止できる。

シリコンを選択することにより、エッチングと、テンプと表面構造の装飾が可能となる。
本発明によるテンプの設定と調整は、インデックス・アセンブリ(index-assembly)を省くことができる。
本発明によるシングル・ピースのテンプの設計により、一体に組み込まれたひげゼンマイ付きテンプの振動数の正確な調整が可能となる。テンプの設定と調整は、極めて微調整が可能となり、これによりテンプが１０Ｈｚ以上の高周波振動数で使用可能となる。かくして本発明の目的は、達成できた。

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、本発明の種々の実施例を考え得るが、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。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。

１ 時計テンプ
２ ハブ
３ テンプ・シャフト
４ テンプ面
５ 外側リング
６ 接合表面
２０ アーム
４０ 柔軟性アーム
４１ 結合手段
４１Ａ 結合手段
４２ 対応結合手段
４３ 第２柔軟性アーム
４４ 第１端
４５ 第２端
４６ 第１端
４７ 第２端
４８ 第３端
４９ 第４端
５０ 第５端
５１ 第６端
５２ 対応結合手段
６０，６０Ａ スロット
６１ 第１突起部
６１Ａ 第２突起部

Claims (15)

1. 慣性力、均衡、振動数を調整する機能を有する時計テンプ（１）において、
   前記時計テンプ（１）は、ハブ（２）と、外側リング（５）とを有し、
   前記ハブ（２）は、テンプ面（４）に直交するテンプ・シャフト（３）の周囲を回転する軸と共働して配置され、
   前記外側リング（５）は、前記ハブ（２）に接合表面（６）により連結され、
   前記外側リング（５）と前記接合表面（６）と前記ハブ（２）とは、微小機械可能材料、シリコン、水晶、あるいはそれらの化合物、ＭＥＭＳ技術から得られた合金、ＬＩＧＡ方法から得られた合金で、一体に形成され、
   前記外側リング（５）は、結合手段（４１）を有する第１柔軟性アーム（４０）を有し、
   前記外側リング（５）は、対応結合手段（４２）を有し、
   前記結合手段（４１）は、様々な結合位置において、前記対応結合手段（４２）と係合して、閉鎖ループを形成し、
   前記テンプ・シャフト（３）に対する慣性力は、前記結合位置により変化し、
   前記時計テンプ（１）は、前記結合手段（４１）と前記対応結合手段（４２）と一体に形成される
   ことを特徴とする時計テンプ。
2. 前記第１柔軟性アーム（４０)は、左端（４４)で前記外側リング（５)と弾性連結し、右端（４５)で前記結合手段（４１)と弾性連結し、
   前記左端（４４)と右端（４５)とは、前記第１柔軟性アーム（４０)の両端にある
   ことを特徴とする請求項１に記載の時計テンプ。
3. 前記対応結合手段（４２)は、前記外側リング（５)に含まれる第２柔軟性アーム（４３)に配置される
   ことを特徴とする請求項１，２のいずれかに記載の時計テンプ。
4. 前記第２柔軟性アーム（４３)は、第１端（４６)で前記外側リング（５)と弾性連結し、第２端（４７)で前記対応結合手段（４２)と弾性連結し、
   前記第１端（４６)と第２端（４７)とは、前記第２柔軟性アーム（４３)の両端にある
   ことを特徴とする請求項３に記載の時計テンプ。
5. 前記第２柔軟性アーム（４３)は、第３端（４８)で前記外側リング（５)と弾性連結し、
   前記第３端（４８)は、前記第１端（４６)と第２端（４７）から離れた位置にある
   ことを特徴とする請求項３−４のいずれかに記載の時計テンプ。
6. 前記第２柔軟性アーム（４３)は、第４端（４９)で前記外側リング（５)と弾性連結し、
   前記第４端（４９)は、前記第１端（４６)と第２端（４７）から離れた位置にある
   ことを特徴とする請求項４，５のいずれかに記載の時計テンプ。
7. 前記第２柔軟性アーム（４３)は、第５端（５９)で前記外側リング（５)と弾性連結し、
   前記第５端（５０)は、前記第１端（４６)と第２端（４７）から離れた位置にある
   ことを特徴とする請求項４−６のいずれかに記載の時計テンプ。
8. 前記第２柔軟性アーム（４３)は、第６端（５１)に、別の第１の柔軟性アーム（４０Ａ)の結合手段（４１Ａ）と係合する他の対応結合手段（５２)を有し、
   前記他の対応結合手段（５２)は、前記対応結合手段（４２)とは異なる
   ことを特徴とする請求項３−７のいずれかに記載の時計テンプ。
9. 前記結合手段（４１)と前記対応結合手段（４２)は、前記テンプ・シャフト（３)対し、半径方向に相対的に移動可能である
   ことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載の時計テンプ。
10. 前記結合手段（４１)と前記対応結合手段（４２)は、前記テンプ・シャフト（３)対し、接線方向に相対的に移動可能である
    ことを特徴とする請求項１−９のいずれかに記載の時計テンプ。
11. 前記結合手段（４１)と前記対応結合手段（４２)は、前記外側リング（５)内に囲まれる
    ことを特徴とする請求項１−１０のいずれかに記載の時計テンプ。
12. 前記結合手段（４１)と前記対応結合手段（４２)は、対向する歯列で形成される
    ことを特徴とする請求項１−１１のいずれかに記載の時計テンプ。
13. 前記歯列は、傾斜した歯の列を有し、これにより歯が互いに噛み合う
    ことを特徴とする請求項１−１２のいずれかに記載の時計テンプ。
14. 請求項１−１３のいずれかに記載の時計テンプ（１)を有するひげゼンマイ付きテンプ。
15. 請求項１−１４のいずれかに記載のひげゼンマイ付きテンプと、請求項１−１３のいずれかに記載の時計テンプ（１)とを有する時計。

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