JP5758046B2 - エネルギー貯蔵用補足湾曲部を備える香箱 - Google Patents

Description

本発明は、トルクを増大させるための装置を備える香箱に関し、さらに詳細には、ゼンマイがエネルギー貯蔵用補足湾曲部を備えるこの種の香箱に関する。

図１に示すような現在の香箱１は、一般に、香箱真５およびゼンマイ７を受容するための「ドラム」と呼ばれる箱３で形成されている。ヒゲゼンマイ７は、長さがＬ、高さがＨ、厚みがＥである。ゼンマイ７は、箱３の内壁と香箱真５の外壁との間に取り付けられている。箱３は、一般に、蓋９で閉鎖されている。ゼンマイ７は、このように巻かれて、ゼンマイが組み込まれる時計のムーブメントに機械エネルギーを供給することができる。

現在のゼンマイのこの構成が抱える問題は、ゼンマイが緩む間を通して一定のトルクが提供されないという点であり、これによってテンプの振幅にばらつきが生じ、時計ムーブメントの精度が損なわれる。

このほか、ほぼＳ字型である現在のゼンマイの休止状態での形状および必要スペースは、プラスの製造、すなわち電鋳によるフォトリソグラフィ、またはマイナスの製造、すなわちエッチングによるフォトリソグラフィとの両立が困難である。実際、使用する基板は、十分大きくはなく、かつ／または単一の基板に作製されるゼンマイの数は十分ではないため、生産コストが許容しがたいものになっている。

本発明の目的は、休止状態のゼンマイがよりコンパクトで、トルクがゼンマイの巻き付け度合いにそれほど左右されない香箱を提供することによって、前述の欠点の全部または一部を克服することである。

したがって、本発明は、香箱真および少なくとも１つのゼンマイを受容するための箱を含む香箱であって、少なくとも１つのヒゲゼンマイは、箱の内壁と香箱真の外壁との間に取り付けられ、機械エネルギーを供給するために巻き付けられることのできる香箱において、香箱は、少なくとも１つのゼンマイのトルクを増大するための装置であって、エネルギー貯蔵用補足湾曲部のほかに、少なくとも１つのゼンマイの螺旋形状を備える装置をさらに含み、断面が実質的に長方形である湾曲部は、少なくとも１つのゼンマイの巻きの少なくとも一部にわたる螺旋軌道に対して波形を形成し、その結果、香箱トルクは、少なくとも１つのゼンマイの巻き付け張力に応じて調整されることを特徴とする、香箱に関する。

そのため、「動作する」ゼンマイ、すなわちエネルギーを貯蔵するために変形することができるゼンマイの材料量は、実質的に大幅に増大し、これによって香箱は、現在のＳ字型ゼンマイを含む香箱に比して実質的に同等またはこれよりも高いトルクを維持することができることがわかる。

これによって、例えばトルクを一定にして時計の等時運動を改善することによって、香箱トルクを調整することもできる。実際、本発明によるゼンマイのコンパクト性は、プラスおよび／またはマイナスの製造方法に一層適しているため、ゼンマイの巻き付け張力に応じて香箱トルクを調整できる非対称のゼンマイを大量生産することが可能になる。

本発明のその他の有利な特徴によれば、
− エネルギー貯蔵用補足湾曲部は、ゼンマイの巻きの全部または一部にわたる螺旋軌道に対して波形を形成し、
− 湾曲部の少なくとも１つは、一定または一定でない断面を有し、
− 湾曲部の少なくとも１つは、螺旋軌道に対して対称または非対称の軌道を有し、
− エネルギー貯蔵用補足湾曲部は、少なくとも１つのゼンマイと一体化し、
− 少なくとも１つのゼンマイおよび／またはエネルギー貯蔵用補足湾曲部は、シリコン基板または金属基板もしくは金属合金基板から形成され、
− 香箱は、積層され平行に動作する複数のゼンマイを含む。

本発明は、前述の変形例のいずれかに記載の香箱を含むことを特徴とする時計にも係る。

その他の特徴および利点は、添付の図面を参照して非限定的に挙げた以下の説明文から明らかになるであろう。

現在の香箱の図である。 本発明によるトルク増大装置の可能な配置の上面図である。 本発明によるトルク増大装置の可能な配置の上面図である。 図２の部分拡大図である。

前述したように、本発明の目的は、供給されるトルクがゼンマイの巻き付け度合いにそれほど左右されないだけでなく、トルクが実質的に同等または増大して、香箱を取り付ける時計のムーブメントの動作的自律性を維持または改善する、香箱を提供することである。

本発明によれば、通常のゼンマイに加えて、香箱は、ゼンマイのトルクを増大させるための装置であって、ゼンマイに作製された、エネルギー貯蔵用の補足的な弾性湾曲部を備える結果、香箱のトルクが少なくとも１つのゼンマイの巻き付け張力に応じて調整される装置を含んでいる。好ましくは、本発明によれば、エネルギー貯蔵用補足湾曲部は、ゼンマイの巻きの少なくとも一部分に及ぶ螺旋状軌道に対して波形を形成する。巻き付いた状態では、湾曲部は、螺旋状の軌道をたどる傾向にある、すなわち外力を受けた状態で、湾曲部は、実質的に均衡が保たれ、普通のゼンマイのように、箱および／またはゼンマイの残りの部分および／または香箱真の間に挟まった状態になる。

香箱１１、２１のトルク増大装置１２、１２’、２２の非排他的な分布例を、図２および図３に示す。図３は、香箱２１のトルク増大装置２２が、１本でつながっているエネルギー貯蔵用補足湾曲部２４を有している様子を示し、この湾曲部は、複数の波形２６で形成され、この波形は、ゼンマイ２７の全長Ｌにわたって分布し、螺旋の理論上の軌道の両側に交互に広がっている。

図２は、香箱１１のトルク増大装置１２、１２’を示し、各装置は、一連のエネルギー貯蔵用補足湾曲部１４、１４’を含み、この湾曲部は複数の波形で形成され、各々の波形は、ゼンマイ１７の全長Ｌの一部にわたって分布している。そのため、第１の装置１２の遠位湾曲部は、ゼンマイ１７の途中の巻き部分にわたって分布し、螺旋の理論上の軌道の両側に交互に波形１６を含んでいる。このほか、第２の装置１２’の近位湾曲部１４’は、ゼンマイ１７の内側の巻き部分にわたって分布し、螺旋の理論上の軌道の両側に交互に波形１６’を含んでいる。

好ましくは、波形１６、１６’、２６の断面は、実質的に長方形、すなわち波形の厚みおよび高さは、実質的に直線状で、互いに直交している。しかしながら、これは、湾曲部の厚みおよびこれに伴い断面が、一定または一定でないことを妨げるものではなく、これについてはこれ以降に説明する。

このように、本発明による香箱は、ゼンマイの一部または全長にわたって分布する１つまたは複数のトルク増大装置を含むことができ、その結果、「動作する」ゼンマイ、すなわちエネルギーを貯蔵するために変形することができるゼンマイの材料量は、実質的に大幅に増大し、これによって香箱は、Ｓ字型の現在のゼンマイに比して実質的に一定で同等のトルクを維持することができる上、休止状態では遙かにコンパクトになることがわかる。

例として、休止時はS型、すなわち直径１．２ｃｍの香箱に取り付ける前はＳ型である現在のゼンマイは、およそ６ｃｍ×１５ｃｍの長方形スペースを必要とする。本発明に有利には、本発明によるゼンマイの休止時の必要スペースは、直径が１から５ｃｍ、巻き間のピッチが０．１から５ｍｍに縮小される。

もちろん、図２では、ゼンマイの全長にわたっている単一の装置が一連のエネルギー貯蔵用補足湾曲部を２箇所に備えて、そのうちの第１の一連の湾曲部が遠位にあり、第２の一連の湾曲部が近位にあることを検討することもできる。

波形１６の非排他的な変形例を図４に示す。この図では、エネルギー貯蔵用補足湾曲部１４、すなわち波形１６は、ゼンマイ１７と一体化している。しかしながら、エネルギー貯蔵用補足湾曲部がゼンマイと一体化することは必須ではない。例として、湾曲部は、別々に製造されてから一緒に接合されて、最終的に香箱に組み入れられてもよい。

図４に示した変形例では、湾曲部１４は、ゼンマイ１７と一体化し、螺旋の理論上の軌道Ｔの両側に交互に波形１６を形成している。図２および図４では、湾曲部１４、１４’は、ゼンマイ１７の湾曲部のない部分と交互になって、２箇所にある一連の湾曲部同士が衝突しないようにすることが好ましいことに注意されたい。最後に、波形１６の厚みはＥ₂であり、この厚みは、ゼンマイ１７の厚みＥ₁と同じであっても異なっていてもよい。

当然ながら、エネルギー貯蔵用補足湾曲部１４、１４’、２４の少なくとも１つの波形１６、１６’、２６は、断面が一定でも一定でなくてもよく、この断面とはすなわち、ゼンマイ１７、２７の厚みおよび高さを含む平面内に含まれる断面であることがわかる。エネルギー貯蔵用補足湾曲部１４、１４’、２４の少なくとも１つの波形１６、１６’、２６は、対称性が螺旋軌道Ｔに対して一定でも一定でなくてもよい。例として、対称な軌道は、螺旋状軌道Ｔに対する正弦曲線および／または正弦湾曲部を含むことができる。最後に、湾曲部は、ゼンマイの全体または一部にわたって対称または非対称に分布していてよい。

以上の説明に照らし合わせて、ゼンマイおよび／またはエネルギー貯蔵用補足湾曲部は、有利には、材料を除去する技術、すなわち単結晶シリコンウエハのディープ反応性イオンエッチングなどのマイナスタイプのもの、あるいは逆に、材料を添加する技術、すなわち、少なくとも１つのフォトリソグラフィ工程と少なくとも１つの電気めっき工程とを組み合わせた、電鋳などのプラスタイプのもので形成されてよい。

このようにする代わりに、ゼンマイおよび／またはエネルギー貯蔵用補足湾曲部は、プラスの技術とマイナスの技術を組み合わせたハイブリッド技術で形成されてもよく、エッチングした基板などの場合、エッチング部分は、金属または金属の合金などの加熱成形によって、少なくとも部分的に非結晶質である材料を受容するようになっている。

このように、プラスおよび／またはマイナスの技術が精密であることにより、香箱のトルクをゼンマイの巻き付け張力に応じて調整できる非対称なゼンマイを大量生産することが可能になる。そのため、例として、ゼンマイの巻き付け張力に関わらず、香箱トルクを実質的に一定にできるゼンマイを開発することが完全に可能になる。

しかしながら、この種の技術は、製造済み部品の厚みを限定するおそれがあるため、香箱が積層した複数のゼンマイを含み、このゼンマイが平行に動作して、例えば現在のＳ型ゼンマイと同様の高さＨを得ることが提案される。

そのため、ゼンマイおよび／またはエネルギー貯蔵用補足湾曲部は、単結晶シリコン、炭化シリコン、窒化シリコンまたは酸化シリコンなどだがこれに限定されないシリコンから形成されることができ、このシリコンは、結晶化した形もしくは結晶化していない形、または非結晶質もしくは結晶質の金属材料であって、ニッケルまたはニッケルとリンを基盤とする合金などだがこれに限定されない金属材料であってよいことがわかる。

もちろん、本発明は、説明した例に限定されるものではなく、当業者に自明となる様々な変形例および変更も可能である。特に、図２から図４に示したエネルギー貯蔵用補足湾曲部の波形１６、１６’、２６の形状は、香箱が供給するトルクをさらに一定かつ大きくするために、これとは異なっていてもよい。

このほか、本発明は、全体的に機械エネルギー源を対象としており、特に時計の香箱を対象としているのではない。

Claims (8)

1. 香箱真（１５、２５）および少なくとも１つのゼンマイ（１７、２７）を受容するための箱（１３、２３）を含む香箱であって、前記少なくとも１つのヒゲゼンマイは、前記箱（１３、２３）の内壁と前記香箱真（１５、２５）の外壁との間に取り付けられ、機械エネルギーを供給するために巻き付けられることのできる香箱において、前記香箱（１１、２１）は、前記少なくとも１つのゼンマイのトルクを増大するための装置であって、少なくとも１つのゼンマイと一体化したエネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）を含むほか、前記少なくとも１つのゼンマイの螺旋形状を設けられている装置（１２、１２’、２２）をさらに含み、断面（Ｅ、Ｈ）が実質的に長方形である前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部は、前記少なくとも１つのゼンマイの巻きの少なくとも一部にわたる螺旋軌道（Ｔ）に対して波形を形成して、前記少なくとも１つのゼンマイの巻き付け張力に応じて香箱（１１、２１）のトルクを調整することを特徴とする、香箱（１１、２１）。
   
2. 前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）は、前記少なくとも１つのゼンマイの巻きの全部にわたる前記螺旋軌道に対して波形を形成することを特徴とする、請求項１に記載の香箱（１１、２１）。
3. 少なくとも１つの前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）の断面は、一定であることを特徴とする、請求項１から２のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）。
4. 少なくとも１つの前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）の断面は、一定ではないことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）。
5. 前記少なくとも１つのゼンマイ（１７、２７）および／または前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）は、シリコン基板から形成されることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）。
6. 前記少なくとも１つのゼンマイ（１７、２７）および／または前記エネルギー貯蔵用補足湾曲部（１４、１４’、２４）は、金属基板または金属合金基板から形成されることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）。
7. 前記香箱は、積層され平行に動作する複数のゼンマイを含むことを特徴とする、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）。
8. 請求項１から７のうちいずれか一項に記載の香箱（１１、２１）を含むことを特徴とする、時計。

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