JP6066573B2 - てんぷ、時計用ムーブメント、及び時計 - Google Patents

Description

本発明は、てんぷと、てんぷを具備する時計用ムーブメントと、時計用ムーブメントが内部に組み込まれた時計に関するものである。

時計の調速機としては、一般的にてんぷ及びひげぜんまいで構成されている。このうちてんぷは、てん真及び該てん真に設けられたてん輪を備え、てん真の回転軸回りに周期的に正逆回転して振動する部材とされている。この際、てんぷの振動周期は予め決められた規定値内に設定されていることが重要とされている。仮に、振動周期が規定値からずれてしまうと、機械式時計の歩度（時計の遅れ、進みの度合い）が変化するためである。ところが、上記振動周期は各種の原因によって変化し易く、例えば温度変化によっても変化してしまう。
ここで、上記振動周期Ｔは、次の数式１で表される。

上記数式１において、Ｉは「てんぷの慣性モーメント」、Ｋは「ひげぜんまいのばね定数」を示す。従って、てんぷの慣性モーメント、又はひげぜんまいのばね定数が変化すると、振動周期も変化してしまう。

ここで、てんぷに用いられる金属材料としては、一般的に線膨張係数が正の材料とされており、温度上昇によって膨張する。そのため、てん輪が拡径し、慣性モーメントを増加させてしまう。また、ひげぜんまいに一般的に用いられる鋼材料のヤング率は負の温度係数を有しているため、温度上昇によってばね定数を低下させてしまう。

以上のことにより、温度上昇すると、これに伴って慣性モーメントが増加し且つひげぜんまいのばね定数が低下することとなる。従って、上記数式１から明らかなように、てんぷの振動周期は、低温で短く、高温で長くなる特性となってしまう。そのため、時計の温度特性としては、低温で進み、高温で遅れるという特性になってしまうものであった。

そこで、てんぷの振動周期の温度特性を改善するための対策として、下記の２つの方法が知られている。

第１の方法としては、ひげぜんまいの材料としてコエリンバー等の恒弾性材料を採用することにより、時計の使用温度範囲（例えば、２３℃±１５℃）付近でのヤング率の温度係数を正の特性とする方法である。これにより、上記使用温度範囲内において、温度に対するてんぷの慣性モーメントの変化をキャンセルすることができ、てんぷの振動周期の温度依存性を低く抑えることが可能となる。

第２の方法としては、てん輪を構成するリム部の一部に、周方向の一端部が固定端、周方向の他端部が自由端とされ、熱膨張率が異なる材料からなる金属板を径方向に接合したバイメタルを用いる方法が知られている（非特許文献１参照）。

上記バイメタルのうち、例えば径方向内側に位置する金属板の材料としてはインバー等の低熱膨張材料を用い、径方向外側に位置する金属板の材料としては黄銅等の高熱膨張材料を用いる。こうすることで、温度上昇時、バイメタルは熱膨張率の差異により自由端側が径方向の内側に向けて移動するように内向き変形する。これにより、リム部の平均径を縮径させて慣性モーメントを低下させることができ、慣性モーメントの温度特性に負の傾きを持たせることができる。その結果、てんぷの振動周期の温度依存性を低く抑えることが可能となる。

上述した第１の方法では、コエリンバー等の恒弾性材料でひげぜんまいを作製する際、溶解時における組成や熱処理等の各種加工条件によってヤング率の温度係数が大きく変化する恐れがある。よって、時計の使用温度範囲付近においてヤング率の温度係数を正にするには、ひげぜんまいの製造において厳密な製造管理工程が必要とされる場合があった。

また、上述した第２の方法では、バイメタルを用いたとしても、温度に対する変形量を微調整したり、全体のバランス等を微調整したりする必要があり、実際にはリム部に複数のチラねじを取り付け、これらチラねじの取付位置や捩じ込み量を調整する作業が必要とされる。例えば、温度が上昇しても時計の遅れが生じるようならば、自由端側にチラねじを移し変える等の作業を行って、慣性モーメントを補正する工程を行う。このように、チラねじを利用した微調整作業により、温度補正に手間及び時間を必要としていた。また、再調整する場合には、チラねじを別の位置に移し変えたり、各チラねじの捩じ込み量を変化させたりする必要があった。また、てんぷの回転バランス性を確保するには、チラねじを周方向にバランス良く配置する必要があった。更に、慣性モーメントの温度補正範囲を広く取ろうとすると、チラねじの数を増やしたり、大きくしたりする必要が生じ、チラねじによる空気抵抗の増大や、てんぷの回転性能の低下を招く恐れもあった。

スイス時計大学偏、「時計学理論（The Theory of Horology）」、英語版第２版、２００３年４月、ｐ１３６−１３７

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、簡便且つ連続的に温度補正を行うことができるてんぷ、時計用ムーブメント、及び時計を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
すなわち、本発明に係るてんぷは、回転可能に軸支されるてん真と、前記てん真を径方向の外側から囲むと共に前記てん真の回転軸と同軸に配置されたリム、及び該リムと前記てん真とを径方向に連結する連結アームを有するてん輪と、を備えるてんぷであって、前記リムは、一方の端部が連結アームに固定された固定部とされ、他方が径方向に変形可能な自由端部とされ、前記自由端部には錘が取り付けられており、前記てん真に回転可能に取り付けられ、前記固定部と前記自由端部の間で前記リムに対して摺動可能に支持する支持部を備え、前記連結アームと線膨張係数が異なる材料からなる支持アームを有することを特徴とする。

本発明に係るてんぷによれば、温度変化が生じると、連結アームと支持アームの熱膨張率の差異によって、支持部を支点としてリムが屈曲変形するので、リムの自由端部を径方向の内側又は外側に向かって移動させることができる。これにより、リムの自由端部に取り付けられた錘の位置を径方向に変化させることができる。そのため、錘の回転軸からの距離を変化させることができ、てんぷ自体の慣性モーメントを変化させることができる。 これにより、慣性モーメントの温度特性の傾きを変化させることができ、温度補正を行うことができる。

この際、支持アームはてん真に回転可能に取り付けられているため、支持部の位置をリムの固定端と自由端の間で移動させることによって、リムの自由端部の径方向への移動量を調整することができるので、温度変化に対する慣性モーメントの上記傾きを微調整して、温度補正を微調整することができる。従って、てんぷの振動周期の温度依存性を抑制でき、温度変化によって歩度が変化し難い高品質なてんぷとすることができる。

特に、従来のチラねじを用いた方法とは異なり、支持アームをてん真に対して回転移動させるだけの簡便な作業で温度補正を行うことができる。しかも、温度補正作業を連続的に行えるので、該温度補正作業を効率良く且つ高精度に行い易い。

また、上記本発明に係るてんぷにおいて、前記リム部は、周方向に沿って円弧状に延在し、前記てん真の軸中心に対して回転対称に配置されていることが好ましい。
この場合には、リムは回転軸回りに対称に配置されているので、てんぷの回転バランスを低下させることなく慣性モーメントの温度補正を行うことができる。

また、上記本発明に係るてんぷにおいて、前記支持アームは、前記複数のリムに対して同期させた状態で回転移動させることが好ましい。
この場合には、支持アームに備えられた支持部を同期させた状態で回転移動させることができるので、一度に複数のリムの自由端部の移動量を容易に変化させることができると共に、その移動量を同じ量に統一させることができる。従って、温度補正作業をより簡便に行うことができるうえ、優れた回転バランス性能を確保し易い。

また、上記本発明に係るてんぷにおいて、前記支持部は前記リムの前記自由端部よりも前記固定部側に片寄った位置でリムを支持することが好ましい。
この場合には、自由端部と支持部との距離と、支持部と固定部との距離と、の比率に応じて、連結アームと支持アームとの熱膨張率差によるリムの変形が拡大され、温度変化による自由端部の半径方向への移動量も拡大することができ、慣性モーメントの温度補正範囲をより広く取ることができる。これにより、錘の数や大きさを増大させることなく温度補正を行うことができるため、空気抵抗の増大に伴う回転性能の低下を招く恐れもない。

また、上記本発明に係るてんぷにおいて、てん真には、温度上昇に伴いヤング率が低下する負の温度係数を持った材料からなるひげぜんまいが取り付けられ、前記連結アームは、前記支持アームの線膨張率より大きな線膨張率を有することが好ましい。
この場合には、例えば周囲温度が上昇した場合、膨張による連結アームの伸びによってリムの固定部が径方向外側に押し出されるのに対し、支持アームの伸びは小さく、支持アームに備えられた支持部の位置はあまり変わらないので、支持部を支点としてリムの自由端部は径方向内側へ移動する。従って、リムの自由端部に取り付けられた錘も径方向内側へ移動するため慣性モーメントが低下するので、温度上昇によりひげぜんまいのヤング率が低下してばね定数が低下することで周期が長くなることをキャンセルすることができる。

また、上記本発明に係るてんぷにおいて、てん真には、温度上昇に伴いヤング率が上昇する正の温度係数を持った材料からなるひげぜんまいが取り付けられ、前記連結アームは、前記支持アームの線膨張率より小さな線膨張率を有することが好ましい。
この場合には、例えば周囲温度が上昇した場合、連結アームの伸びは小さく、リムの固定部の位置はあまり変わらないのに対して、支持アームの伸びによって支持部が径方向外側に移動するので、支持部がリムを径方向外側へ押し出すことによりリムの自由端部が径方向外側へ移動する。従って、リムの自由端部に取り付けられた錘も径方向外側へ移動するため慣性モーメントが増加するので、温度上昇によりひげぜんまいのヤング率が上昇してばね定数が増加することで周期が短くなることをキャンセルすることができる。

また、本発明に係る時計用ムーブメントは、動力源を有する香箱車と、前記香箱車の回転力を伝達する輪列と、前記輪列の回転を制御する脱進調速機構とを有し、調速機構には上記本発明に係るてんぷを備えていることを特徴とする。
本発明に係る時計用ムーブメントによれば、上述したように振動周期の温度依存性が抑制され、温度変化によって歩度が変化し難いてんぷを具備しているので、誤差の少ない高品質な時計用ムーブメントとすることができる。

また、本発明に係る時計は、上記本発明に係る時計用ムーブメントを備えていることを特徴とする。
本発明に係る時計によれば、温度変化によって歩度が変化し難い時計用ムーブメントを具備しているので、誤差の少ない高品質な時計とすることができる。

本発明によれば、線膨張率差を利用して温度補正するてんぷにおいて、簡便且つ連続的に温度補正作業を行うことができる。

本発明に係る第１実施形態を示す図であって、機械式時計のムーブメントの構成図である。 図１に示すムーブメントを構成するてんぷの上面図である。 図２に示すＡ−Ａ断面図である。 図２に示すてんぷの斜視図である。 図２に示すてんぷの作用状態を示す図である。 図２に示すてんぷの別の作用状態を示す図である。 図２に示すてんぷの慣性モーメントの温度特性を示す図である。 図２に示すてんぷの歩度の温度特性を示す図である。 本発明に係る第２実施形態を示す図であって、てんぷの作用状態を示す上面図である。 図９に示すてんぷの慣性モーメントの温度特性を示す図である。 図９に示すてんぷの歩度の温度特性を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の機械式時計１は、例えば腕時計であって、ムーブメント（時計用ムーブメント）１０と、このムーブメント１０を収納する図示しないケーシングと、により構成されている。

（ムーブメントの構成）
このムーブメント１０は、基板を構成する地板１１を有している。この地板１１の裏側には図示しない文字板が配されている。なお、ムーブメント１０の表側に組み込まれる輪列を表輪列と称し、ムーブメント１０の裏側に組み込まれる輪列を裏輪列と称する。上記地板１１には、巻真案内穴１１ａが形成されており、ここに巻真１２が回転自在に組み込まれている。この巻真１２は、おしどり１３、かんぬき１４、かんぬきばね１５及び裏押さえ１６を有する切換装置により、軸方向の位置が決められている。また、巻真１２の案内軸部には、きち車１７が回転自在に設けられている。

このような構成のもと、巻真１２が、回転軸方向に沿ってムーブメント１０の内側に一番近い方の第１の巻真位置（０段目）にある状態で巻真１２を回転させると、図示しないつづみ車の回転を介してきち車１７が回転する。そして、このきち車１７が回転することにより、これと噛合う丸穴車２０が回転する。そして、この丸穴車２０が回転することにより、これと噛合う角穴車２１が回転する。更に、この角穴車２１が回転することにより、香箱車２２に収容された図示しないぜんまい（動力源）を巻き上げる。

ムーブメント１０の表輪列は、上記香箱車２２の他に、二番車２５、三番車２６及び四番車２７により構成されており、香箱車２２の回転力を伝達する機能を果している。また、ムーブメント１０の表側には、表輪列の回転を制御するための脱進機構３０及び調速機構３１が配置されている。二番車２５は、香箱車２２に噛合う歯車とされている。三番車２６は、二番車２５に噛合う歯車とされている。四番車２７は、三番車２６に噛合う歯車とされている。脱進機構３０は、上記した表輪列の回転を制御する機構であって、四番車２７と噛み合うがんぎ車３５と、このがんぎ車３５を脱進させて規則正しく回転させるアンクル３６と、を備えている。調速機構３１は、上記脱進機構３０を調速する機構であって、図１〜図４に示すように、てんぷ４０を具備している。

（てんぷの構成）
次に、図２〜図６に基づき、本発明に係るてんぷの構成について説明する。図２は、図１に示すムーブメントを構成するてんぷの上面図であり、図３は、図２に示すてんぷのＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２に示すてんぷの斜視図であり、図５は、図２に示すてんぷの作用状態を示す図であり、図６は、別の作用状態を示す図である。

調速機構３１を構成するてんぷ４０は、回転軸Ｏ回りに回転可能に軸支されるてん真４１と、該てん真４１に固定されたてん輪４２と、を備え、図示しない脱進機から伝えられた動力によりひげぜんまい４３に蓄えられた位置エネルギーによって、回転軸Ｏ回りに一定の振動周期で正逆回転させられる部材とされている。
なお、本実施形態では、上記回転軸Ｏに直交する方向を径方向、回転軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

上記てん真４１は、回転軸Ｏに沿って上下に延在した回転軸体であり、上端部及び下端部が図示しない地板やてんぷ受等の部材によって軸支されている。てん真４１における上下方向の略中間部分は、径が最も大きい大径部４１ａとされている。そして、この大径部４１ａを介して上記てん輪４２がてん真４１に固定されている。

また、てん真４１には、大径部４１ａの下方に位置する部分に筒状の振り座４５が回転軸Ｏと同軸に外装されている。この振り座４５は、径方向の外側に向けて突設された環状の鍔部４５ａを有しており、該鍔部４５ａに前記アンクル３６を揺動させるための振り石４６が固定されている。

上記ひげぜんまい４３は、例えば一平面内で渦巻状に巻かれた平ひげであって、図示しないひげ玉を介してその内端部がてん真４１における大径部４１ａの上方に位置する部分に固定されている。そして、このひげぜんまい４３は、前記４番歯車２７から前記ガンギ車３５に伝えられた動力を蓄え、てん輪４２を振動させる役割を果している。

上記てん輪４２は、図２及び図３に示すように、てん真４１を径方向の外側から囲む略環状のリム５０と、該リム５０とてん真４１とを径方向に連結する連結アーム５１と、を備えている。
上記リム５０は、周方向に沿って１／４円弧状に延在した帯状片であり、回転軸Ｏ回りに回転対称に均等配置されている。

連結アーム５１は、平面視十字状となるように、回転軸Ｏ回りに９０度の間隔を開けて配置されている。そして、連結アーム５１は、その基端側がてん真４１の大径部４１ａに連結され、その先端側が上記したリム５０に向かって径方向の外側に向けて延在している。

そして、リム５０の周方向の固定部５０ａは、連結アーム５１の先端側に連結されている。これにより、リム５０は、連結アーム５１を介しててん真４１に支持されている。
上記リム５０の周方向のもう一端側は、径方向に変形可能な自由端部５０ｂとされており、該自由端部５０ｂの先端側には錘５２が取り付けられている。

また、本実施形態のてんぷ４０は、てん真４１に対して回転軸Ｏ周りに回転可能な支持アーム５３と、該支持アーム５３の先端に配置され、前記リム５０の固定部５０ａと自由端部５０ｂとの間で、前記リム５０に対して摺動可能に支持する支持部５４a、５４ｂを具備している。

支持アーム５３は、回転軸Ｏ回りに９０度の間隔を開けて配設されており、その基端側がリング部５３aに対して一体的に連結されている。リング部５３aは、てん真４１の大径部４１ａに対して相対的に回転可能に外装された環状のリングとされている。これにより、各々の回転支持アーム５３は、同期して回転することが可能とされている。
なお、リング部５３aと大径部４１ａとの間には一定の回転抵抗力が確保されている。従って、てん真４１に対して支持アーム５３を回転させた後、不意に支持アーム５３が回転してしまうことが規制されている。

支持アーム５３の先端部には、リム５０の径方向の外側及び内側において、該リム５０に対して対向する一対の支持部５４ａ、５４ｂが上方に向けて立設されている。これら支持部５４ａ、５４ｂは、円柱のピン形状に形成されており、リム５０に接触した状態でリム５０に沿って周方向に移動自在に該リム５０を径方向から挟んでいる。
なお、上記支持アーム５３は、前記連結アーム５１と線膨張係数が異なる材料から構成されている。

本実施形態では、支持アーム５３がインバー等の低熱膨張材料で形成され、連結アーム５１が黄銅等の高熱膨張材料で形成されているものとして説明する。従って、周囲の温度が上昇した場合には、図５に示すように、連結アーム５１は径方向外側に支持アーム５３よりも大きく膨張する。これにより、リム５０の固定部５０ａは径方向外側へ押し出されるように位置変化するのに対し、支持アームの取り付けられた支持部５４ａ、５４ｂの位置はほとんど変化しない。従って、リム５０は、固定部５０ａが径方向外側へ移動し、支持部５４ａ、５４ｂを支点として自由端部５０ｂが径方向内側へ移動することになる。これに伴い、自由端部５０ｂの先端に取り付けられた錘５２も径方向内側へ移動する。

なお、本実施形態のひげぜんまい４３は、温度上昇に伴いヤング率が低下する負の温度係数を有する一般的な鋼材料からなるものとして説明する。
なお、連結アーム５１および支持アーム５３の材料としては、上記材料に限定されるものではなく、種々の材料を適宜選択して用いても構わない。この際、できるだけ熱膨張率に大きな差が生じるように両者の材料を選択することが好ましい。

ところで、本実施形態のてんぷ４０は、上記のように支持アーム５３がてん真４１に対して相対的に回転可能に取り付けられており、支持アーム５３を回転させることで、先端に配置された支持部５４ａ、５４ｂの位置を、リム５０に沿って固定部５０ａと自由端部５０ｂとの間で変化させることが可能とされている。

具体的に説明すると、図６に示すように、リム５０の固定部５０ａから支持部５４ａ、５４ｂまでの長さＳ１と、支持部５４ａ、５４ｂから自由端部５０ｂまでの長さＳ２との比率を変化させることが可能とされている。

（慣性モーメントの温度補正方法）
次に、前述の図２〜図６に図７および図８を加えて、上記のてんぷ４０を利用した、慣性モーメントの温度補正方法について説明する。図７は、図２に示すてんぷの慣性モーメントの温度特性を示す図であり、図８は、図２に示すてんぷの歩度の温度特性を示す図である。

本実施形態のてんぷ４０によれば、温度変化が生じると、連結アーム５１の膨張・収縮によってリム５０の固定部５０ａの位置が径方向に移動し、それに伴って、自由端部５０ｂの位置を支持部５４ａ、５４ｂを支点として固定部５０ａとは逆方向に移動させることができる。即ち、温度上昇した場合には、連結アーム５１の膨張によりリム５０の固定部５０ａが径方向の外側へ移動し、ほとんど位置変化のしない５４ａ、５４ｂを支点として自由端部５０ｂを径方向の内側に向けて移動させることができ、温度低下した場合には、その逆に径方向の外側に向けて移動させることができる。

そのため、自由端部５０ｂの先端に取り付けられた錘５２の位置を径方向の内側あるいは外側に移動させることで、回転軸Ｏから錘５２までの距離を変化させててんぷ４０自体の慣性モーメントを変化させることができる。つまり、温度上昇した場合には、錘５２の位置を径方向内側へ移動させて慣性モーメントを小さくすることができ、温度低下した場合には、錘５２の位置を径方向外側へ移動させて慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、図７に示すように、慣性モーメントの温度特性の傾きを負の傾きに変化させることができ、これにより温度補正を行うことができる。

ところで、本実施形態のてんぷ４０によれば、支持アーム５３をてん真４１に対して回転させることによって支持部５４ａ、５４ｂの位置を変えることができ、リム５０の固定部５０ａから支持部５４ａ、５４ｂまでの長さＳ１と、支持部５４ａ、５４ｂから自由端部５０ｂまでの長さＳ２との比率を変化させて錘５２の径方向の移動量を調整することができるので、慣性モーメントの温度特性の上記傾きを微調整して、温度補正を微調整することが可能である。

即ち、温度上昇した場合には、上記したように錘５２の位置が径方向内側へ移動することによって慣性モーメントが小さくなるので、てんぷ４０の振動周期が短くなり歩度が進みの方向となる。従って、錘５２の位置に影響される歩度の温度特性は、図８に示す傾きＬ１のように正の傾きとなる。これに対して、ひげぜんまい４３のばね定数は負の温度係数を有しているので、温度上昇によって歩度が遅れの方向となる。従って、ひげぜんまい４３に影響される歩度の温度特性は、図8 に示す傾きＬ２のように負の傾きとなる。

そのため、両者を合成した調速機３１全体の歩度の温度特性は、図８に示す曲線Ｃのように進みの方向に凸となった山なりの曲線となる。通常、時計の使用温度範囲（２３℃±１５℃）で歩度が進みの領域に入るように設定を行う場合が多い。従って、図８に示す曲線Ｃのように、８℃及び３８℃で歩度が０となるように温度補正を行う必要がある。

ここで、温度上昇しても、錘５２の位置に起因する歩度に遅れが生じる場合には、慣性モーメントがより小さくなるように温度特性の傾きを微調整させる必要がある。つまり、支持アーム５３をてん真４１に対して回転させ、支持部５４ａ、５４ｂがリム５０の固定部５０ａに近づく方向に移動させて、リム５０の固定部５０ａから支持部５４ａ、５４ｂまでの長さＳ１と、支持部５４ａ、５４ｂから自由端部５０ｂまでの長さＳ２との比率Ｓ２／Ｓ１が大きくなるよう調整する。ここで、リム５０の自由端部５０ｂの径方向内側への移動量は、てこの原理により固定部５０ａの径方向外側への移動量のＳ２／Ｓ１倍移動する。従って、Ｓ１とＳ２との比率Ｓ２／Ｓ１が大きくなるようにすると、自由端部５０ｂが径方向の内側に移動する移動量を大きくすることができ、錘５２の位置をより径方向の内側へ移動させて慣性モーメントを小さくすることができる。

これにより、慣性モーメントの温度特性の傾きを微調整することができ、時計の使用温度範囲内での最適な歩度の設定を行うことができる。
特に、従来のチラねじを用いた方法とは異なり、支持アーム５３をてん真４１に対して回転させるだけの簡便な作業で温度補正を高精度に行えるので、その調整作業が容易である。しかも、従来とは異なり、慣性モーメントの温度補正作業を連続的に行えるので、該温度補正作業を効率良く行うことができるうえ、高精度に行い易い。

また、リム５０は、回転軸Ｏ回りに回転対称に均等配置されており、さらに支持部５４ａ、５４ｂは支持アーム５３により同期して調整することができるので、各リム５０の自由端部５０ｂの位置を径方向に変化させたとしても、てんぷ４０全体の重心位置が変化し難く、てんぷ４０の回転バランスを低下させ難い。そのうえ、従来のチラねじを利用する場合とは異なり、空気抵抗を受け難いので、回転性能も低下し難い。簡便且つ連続的に温度補正作業を行うことができるのに加え、回転バランス性及び回転性能を確保することができる。

また、本実施形態のムーブメント１０によれば、振動周期の温度依存性が抑制され、温度変化によって歩度が変化し難い上記したてんぷ４０を具備しているので、誤差の少ない高品位なムーブメントとすることができる。
また、本実施形態の機械式時計１によれば、温度変化によって歩度が変化し難い上記したムーブメント１０を具備しているので、誤差の少ない高品位な時計とすることができる。
なお、上記第１実施形態において、支持部５４ａ、５４ｂはリム５０の自由端部５０ｂよりも固定部５０ａ側に近寄った位置でリム５０を支持することが好ましい。

このように構成した場合には、前記リム５０の固定部５０ａから支持部５４ａ、５４ｂまでの長さＳ１と、支持部５４ａ、５４ｂから自由端部５０ｂまでの長さＳ２との比率Ｓ２／Ｓ１が１よりも大きくなるため、周囲温度の変化により、連結アーム５１の膨張・収縮によるリム５０の固定部５０ａの径方向への移動量に対して、自由端部５０ｂの径方向への移動量が拡大されて大きくなる。従って、錘５２の径方向の移動量も大きくなるため、慣性モーメントの変化量も大きくなり、慣性モーメントの温度補正範囲を広く取ることができる。これにより、錘の数や大きさを増大させることなく温度補正を行うことができるため、空気抵抗の増大に伴う回転性能の低下を招く恐れもない。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について図９〜図１１を参照して説明する。図９は、本発明に係る第２実施形態を示す図であって、てんぷの作用状態を示す上面図であり、図１０は、図９に示すてんぷの慣性モーメントの温度特性を示す図であり、図１１は、図９に示すてんぷの歩度の温度特性を示す図である。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１実施形態では、温度上昇に伴いヤング率が低下する負の温度係数を有する一般的な鋼材料からなるひげぜんまい４３と、支持アーム５３が低熱膨張材料で形成され、連結アーム５１が高熱膨張材料で形成されている構成であったが、本実施形態では、温度上昇に伴いヤング率が上昇する正の温度係数を有する材料からなるひげぜんまい４３と、支持アーム５３が高熱膨張材料で形成され、連結アーム５１が低熱膨張材料で形成される構成とされている。

（てんぷの構成）
本実施形態のてんぷ４０は、支持アーム５３が黄銅等の高熱膨張材料で形成され、連結アーム５１がインバー等の低熱膨張材料で形成されている。また、本実施形態のひげぜんまい４３は、温度上昇に伴いヤング率が上昇する正の温度係数を有するコエリンバー等の恒弾性材料で形成されている。

従って、周囲の温度が上昇した場合には、図９に示すように、支持アーム５３は径方向外側に連結アーム５１よりも大きく膨張する。これにより、支持アーム５３の先端に取り付けられた支持部５４ａ、５４ｂは径方向の外側へ位置変化するのに対し、リム５０の固定部５０ａの位置はほとんど変化しない。従って、リム５０は、支持部５４ａ、５４ｂが径方向外側へ移動するのに伴い、自由端部５０ｂは径方向外側へ移動することになる。これにより、自由端部５０ｂの先端に取り付けられた錘５２も径方向外側へ移動する。

なお、連結アーム５１および支持アーム５３の材料としては、上記材料に限定されるものではなく、種々の材料を適宜選択して用いても構わない。この際、できるだけ熱膨張率に大きな差が生じるように両者の材料を選択することが好ましい。

（慣性モーメントの温度補正方法）
次に、上記したてんぷ４０を利用した、慣性モーメントの温度補正方法について説明する。
本実施形態のてんぷ４０によれば、温度変化が生じると、支持アーム５３の膨張・収縮によって支持部５４ａ、５４ｂが径方向の外側あるいは内側へ移動する。これに対し、連結アーム５１は膨張・収縮の量が小さいため、リム５０の固定部５０ａの位置はあまり移動しない。従って、リム５０の自由端部５０ｂは、固定部５０ａを固定点として支持部５４ａ、５４ｂにより径方向外側あるいは内側へ移動させることができる。即ち、温度上昇した場合には、支持アーム５３の膨張により支持部５４ａ、５４ｂが径方向の外側へ移動し、リム５０の自由端部５０ｂを径方向の外側へ押し出すように移動させることができ、温度低下した場合には、その逆に径方向の内側に向けて移動させることができる。

そのため、自由端部５０ｂの先端に取り付けられた錘５２の位置を径方向の内側あるいは外側に移動させることで、回転軸Ｏから錘５２までの距離を変化させててんぷ４０自体の慣性モーメントを変化させることができる。つまり、温度上昇した場合には、錘５２の位置を径方向外側へ移動させて慣性モーメントを大きくすることができ、温度低下した場合には、錘５２の位置を径方向内側へ移動させて慣性モーメントを小さくすることができる。これにより、図１０に示すように、慣性モーメントの温度特性の傾きを正の傾きに変化させることができ、これにより温度補正を行うことができる。

即ち、温度上昇した場合には、上記したように錘５２の位置が径方向外側へ移動することによって慣性モーメントが大きくなるので、てんぷ４０の振動周期が長くなり歩度が遅れの方向となる。従って、錘５２の位置に影響される歩度の温度特性は、図１１に示す傾きＬ１‘のように負の傾きとなる。これに対して、ひげぜんまい４３のヤング率は正の温度係数を有しているため、ばね定数も正の温度係数となるので、温度上昇によって歩度が進みの方向となる。従って、ひげぜんまい４３に影響される歩度の温度特性は、図１１に示す傾きＬ２’のように時計の使用温度範囲で正の傾きとなる。

そのため、両者を合成した調速機３１全体の歩度の温度特性は、図１１に示す曲線Ｃ‘のような曲線となる。
これにより、ひげぜんまい４３の温度特性の傾きを、てんぷ４０の慣性モーメントの温度特性の傾きによりキャンセルをすることができ、周囲温度の変化によって時計の歩度が変化し難い。

さらに、支持アーム５３の位置をてん真４１に対して回転移動することで、慣性モーメントの温度特性の傾きを調整できるので、ひげぜんまい４３を作製する際に、溶解時における組成や熱処理等の各種加工条件によってヤング率の温度係数がはらついた場合でも、ばらつきをキャンセルするよう調整することが可能となる。コエリンバーのように一般的にヤング率が変化し難いとされているひげぜんまいでも、時計使用温度範囲では上述のようにわずかに正の傾きをもつ場合があり、かかる材料のひげぜんまいをもつてんぷにも有効に作用する。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、リム５０の数を４つとしたが、２つ以上であれば構わない。この場合であっても、各リム５０を回転軸Ｏ回りに回転対称に均等配置させれば良く、同様の作用効果を奏効することができる。

また、上記各実施形態では、リム５０の径方向の外側及び内側に対向する一対の支持部５４ａ、５４ｂを設けたが、外側あるいは内側のどちらか一方に具備していればよく、例えば支持部５４ａを外側に設けた場合、温度変化により連結アーム５１あるいは支持アーム５３が膨張・収縮する量を見込んで支持部５４ａを径方向内側にずらした位置に配置し、リム５０の自由端部５０ｂが径方向内側に変形するようたわませた状態にさせておけばよい。この場合、温度変化により連結アーム５１あるいは支持アーム５３が膨張・収縮しても、支持部５４ａはリム５０から離れることなく、自由端部５０ｂの径方向の位置を移動させることが可能である。

Ｏ…回転軸
１…機械式時計
１０…ムーブメント（時計用ムーブメント）
２２…香箱車
３０…脱進機構
４０…てんぷ
４１…てん真
４２…てん輪
４３…ひげぜんまい
５０…リム
５１…連結アーム
５２…錘
５３…支持アーム
５４ａ、５４ｂ…支持部

Claims (8)

1. てん真を軸として回動するてん輪と、前記てん真と前記てん輪とを連結する連結アームとを有するてんぷにおいて、
   前記てん輪を構成し、前記連結アームが固定される固定部と、錘が取り付けられる自由端部とを有する複数のリムと、
   前記てん真に回転可能に取り付けられ、前記自由端部と前記固定部との間において前記リムを摺動可能に支持する円柱状の支持部を備え、前記連結アームと異なる線膨張率を有する支持アームと、を有し、
   前記支持部が、前記リムの径方向の外側と内側に対向し配置されるか、または前記リムの径方向の外側あるいは内側の一方に設けられ、
   前記リムは温度変化により変形することを特徴とするてんぷ。
2. 前記複数のリムは、少なくとも一部分が、周方向に沿って円弧状に延在し、且つ前記てん真の軸中心回りに回転対称に配置される請求項１に記載のてんぷ。
3. 前記支持アームは、前記複数のリムの数に応じて設けられ、支持アームの各々は同期して回転可能に設けられる請求項２に記載のてんぷ。
4. 前記支持部は、前記自由端部よりも前記固定部側に片寄った部位でリムを支持する請求項２または請求項３に記載のてんぷ。
5. 前記てん真には、温度上昇に伴いヤング率が低下するひげぜんまいが備えられ、
   前記連結アームは、前記支持アームの線膨張率より大きな線膨張率を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のてんぷ。
6. 前記てん真には、温度上昇に伴いヤング率が上昇するひげぜんまいが備えられ、
   前記連結アームは、前記支持アームの線膨張率より小さな線膨張率を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のてんぷ。
7. 動力源を有する香箱車と、前記香箱車の回転力を伝達する輪列と、前記輪列の回転を制御する脱進調速機構とを有し、前記脱進調速機構は請求項１のてんぷが備えられる時計用ムーブメント。
8. 請求項７に記載の時計用ムーブメントを有する時計。

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