JP6267378B2 - 最適化された磁気式エスケープを備えた計時器用調節機構 - Google Patents

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Description

本発明は、磁気式エスケープを備えた計時器調節機構に関し、出力トルクの形態でエネルギーを前記磁気式エスケープ車セットに前記トランスミッション列を介して伝えるように構成しているエネルギー格納手段を有する。前記磁気式エスケープ車セットは、前記戻し手段からトルクが与えられる前記共振器車セットと磁気式エスケープ機構を形成している。前記磁気式エスケープ車セットは、直接又は磁気式止めメンバーを介して、前記共振器車セットと連係している。前記磁気式エスケープ機構は、前記磁気式エスケープ機構に固有な維持トルク以上のトルクを受けたときに動作するように構成している。
本発明は、さらに、このような調節機構を有する計時器用ムーブメントに関する。
本発明は、さらに、このような計時器用ムーブメントを有する腕時計に関する。
本発明は、計時器用調節機構の分野に関し、特に、磁気的又は静電的なタイプの場の効果を用いる非接触又は低接触のエスケープ機構の分野に関する。
伝統的なスイス式レバーエスケープ機構の効率は、通常、高々３５％や４０％である。このようなエスケープにおいて、通常のルビー製のパレット石上に鋼製の歯を用いる場合に、エスケープ車とパレットレバーの間の相互作用によって相当な摩擦が発生し、エスケープの効率を落としてしまう。
SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT Ltd名義の欧州特許ＥＰ１３１９９４２７を参照によって本明細書に組み入れる。これは、上記の機械的な相互作用の代わりに、反発する磁石どうしの磁力を用いることを提案している。このことによって、摩擦による損失を大幅に減らしている。
しかし、効率は、生来的に、バレルが与えるトルクのレベルに関連している。なぜなら、磁気式パレットレバーエスケープの設計のためである。実際に、このエスケープは、力が一定なエスケープである。すなわち、理論的には常に同じエネルギーを共振器に与える。余剰エネルギーの変動部分は、磁気式エスケープ車のリバウンドにて散逸される。エスケープ車における入力トルクが大きいほど、バレルが与えるパワーの合計が大きくなる。このことによって、磁気式エスケープ車がより長くリバウンドするようになる。エスケープ車におけるトルクが大きい場合、この現象によってエスケープの効率が減少することになる。
トルクが小さいと、車のリバウンドに起因する量は小さくなる。このようなエスケープの効率は高く、伝統的なスイス式レバーエスケープの効率よりもはるかに高い。
トルクが大きいと、車のリバウンドに起因する量は大きくなる。このようなエスケープの効率は、低トルクの場合よりも低く、伝統的なスイス式レバーエスケープの効率と同等なレベルになる。
SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT LTD名義の欧州特許ＥＰ２９１１０１５は、止めメンバーを有する計時器用エスケープ機構を開示している。この止めメンバーは、共振器と、及びそれぞれトルクが与えられる２つのエスケープ車セットとの間にある。エスケープ車セットはそれぞれ、周期に応じて磁化されていたり強磁性体にされたりしているトラックを有する。止めメンバーは、少なくとも１つの磁化されていたり強磁性体にされたりしている極片を有しており、これは、トラックの１つの表面のトラベルを横断する方向に動くことができる。極片又はトラックは、極片と表面の間に磁場を発生させる。極片は、止めメンバーの各横断方向の運動の直前には、トラック上の磁気的又は静電気的な場の障壁に対面している。この止めメンバーは、共振器の周期的作用によって制御されている。エスケープ車セットはそれぞれ、止めメンバーと交互に連係するように構成しており、直接的な運動系の接続によって互いに接続されている。
MONTRES ROMAIN GAUTHIER SA名義のスイス特許ＣＨ７０６２０９は、少なくとも１つのバレルと、及びバレルからムーブメントの他の要素へとエネルギーを伝達する少なくとも１つのギヤ列とを有する腕時計用ムーブメントを開示している。このギヤ列は、１である第１の伝達比を有する減速ギヤと、減速ギヤの下流にあるカムを備えてバレルのひずみ状態に応じてバレルが供給するトルクの変化を補償するトルク補償システムと、及び１よりも大きい第２の伝達比を有しムーブメントの他の要素を駆動するギヤシステムとを有する。このトルク補償システムは、チェーンを有しており、これは、バレルのひずみ状態に応じてカムのまわりに、１巻きよりも少なく巻かれたり巻きをほどかれたりするように構成している。
GIRARD PERREGAUX SA名義の欧州特許ＥＰ１９１４６０４は、エネルギー源を有するムーブメントを開示している。このエネルギー源の出力トルクは、チャージの状態に応じて変化する。このムーブメントは、補償デバイスを有する時方輪列によって、機械式発振器の発振運動を維持することを意図している。この補償デバイスは、エネルギー源に運動学的に接続されている入力と、及び機械式発振器に運動学的に接続されている出力とを有し、エネルギー源のチャージ状態にかかわらず実質的に一定なトルクを機械式発振器に伝達するように構成している。この補償デバイスは、変動する半径を有する周部を有するカムを有しており、これは、実質的に１つの平面内に延在している。このカムの半径は、エネルギー源からの出力トルクの変動の関数として変動する。この補償デバイスは、さらに、カム周部と時方輪列との間の実質的に滑らない運動学的な接続を確実にするように構成している中間的な接続機構を有する。
本発明は、確実に動作し効率が最大になる最小の維持トルクの値の可能な限り近くにおいて磁気式エスケープ機構を動作させることによって、エネルギー源、特に、バレル、からのエネルギーの使用を最適化することを提案するものである。また、本発明は、特に、フュージチェーンタイプのトランスミッションを用いることによってエスケープ車セットにおいて入力トルクを調節する機構を補助的に用いて、上記の最小のトルクを可能な限り長く一定に保つことを提案するものである。
１５４０年あたりのレオナルド・ダ・ヴィンチの時代以来、フュージは、ギヤ列に伝達される駆動力を調節して伝統的なバレルにおけるトルクの損失の問題を克服しようとするものとして知られている。このように、フュージは、可能な限り大きいトルク範囲において通常使用されて、トルクを大きくしてパワーの損失を打ち消している。
本発明は、フュージチェーンの通常の使用と比べて、実質的に一定なトルクを伝えるという能力のみを残している。トルク調節機構は、好ましいことに、減速伝達機能と組み合わさって、エネルギー源から到来するトルクのレベルを下げる。これによって、この下げの開始時において、エスケープ車セットに与えられるトルクレベルは、磁気式エスケープの維持トルク値と等しいか又はわずかに大きい。もちろん、トルクの調節に起因して、エネルギー源の下げの終わりの段階において、エスケープ車セットに供給されるトルクレベルは同じレベルに留まる。
このために、本発明は、請求項１に記載の計時器用調節機構に関する。
本発明は、さらに、このような調節機構を有する計時器用ムーブメントに関する。
本発明は、さらに、このようなムーブメントを有する腕時計に関する。
添付図面を参照しながら下記の詳細な説明を読むことで、本発明の他の特徴及び利点を理解することができるであろう。
フュージチェーントランスミッションの挿入を通して本発明によって最適化された磁気式パレットレバーエスケープ機構を備える計時器用調節機構の概略斜視図を示している。 図２及び３は、トルクが大きい場合における磁気式エスケープの効率の減少を示しているグラフである。図２は、トルクが変動するときに磁気式エスケープ車のリバウンドによる損失のみが変動するような伝統的な磁気式エスケープにおける損失の絶対的な因子を示している。 伝統的な磁気式エスケープにおける損失の相対的な因子を示しており、トルクが大きいときにエスケープ効率が低く、トルクが小さいときにエスケープ効率が大きい。 本発明に係る調節機構において時間にわたって効率が一定であることを示しているグラフである。 このような本発明に係る調節機構に組み入れられた磁気式エスケープ機構の例（これに制限されない）の概略平面図を示している。 本発明に係るギヤ列の例（これに制限されない）の概略平面図を示している。 このような最適化された磁気式パレットレバーエスケープ機構を備えるムーブメントを有する腕時計を示しているブロック図である。 このような腕時計の概略斜視図を示している。
本発明は、計時器用調節機構の分野に関し、特に、磁気的又は静電気的なタイプの場の効果、非接触又は低接触のエスケープ機構の分野に関する。
図２及び３は、一般的にはエスケープ車であるエスケープ車セットに与えられるトルクが大きくなると、磁気式エスケープの効率が減少することを示しているグラフである。
図２は、縦軸に損失を、そして、横軸にエスケープ車セットに与えられるトルクを示している。これは、伝統的なエスケープ機構における損失の絶対的な因子を示している。このような伝統的エスケープ機構では、トルクが変化するときに、エスケープ車セット、特に、磁気式エスケープ車、のリバウンドに起因する損失Ｐｒのみが変化する。このようなリバウンドは、使用できない余剰エネルギーを消費する。これは、空気中にて、そして、回転軸において散逸される。上側の曲線ＰＴＦは、パワーの合計を示している。これは、一定レベルにある共振器によって散逸されるパワーＰＤＲと、衝撃及び摩擦による損失ｐＣＦ（これは、エスケープ機構がパレットレバーのような止めメンバー等を有する場合に相当に大きくなる）と、及びリバウンドによる損失ｐＲとの和である。パワーＰＤＲが一定のレベルにあることは、磁気的又は静電気的なエスケープの利点である。リバウンドによる損失ｐＲは、余剰エネルギー消費量を表しており、これは、非効率的であることを表している。
エスケープ車セットに与えられるトルクについてのシステムの動作に必要であるレベルは、維持トルクＣＥである。維持トルクＣＥにおいて、リバウンドによる損失が、最小又はゼロになる。最大トルクレベルＣMAXは、エネルギー源と、及びエネルギーをエスケープ車セットに伝達するギヤ列とに依存する。
図３は、縦軸に効率、そして、横軸にエスケープ車セットに与えられるトルクを示している。これは、同じ伝統的な磁気式エスケープにおける損失の相対的な因子を示している。トルクが値ＣMAXにおいて高いときに、エスケープ効率はレベルρMINであり低く、トルクが値ＣＥにあるときにレベルρMAXであり高い。
このように、本発明は、リバウンドを抑えたり完全になくしたりすることによって損失を制御して、エネルギーを無駄にすることを避けることを提案するものである。このために、本発明は、維持トルクＣＥ以上の値の一定なトルクをエスケープ車セットに与えることを提案するものである。このようにして、図４は、効率ρが時間にわたって値ρMAXにおいて一貫していることを示している。
ここにおいて、磁気式エスケープを用いる特定の実施形態（これに制限されない）を用いて本発明を説明している。しかし、上記の欧州特許ＥＰ１３１９９４２７に記載されているような静電的な実施形態においても本発明を実装することができる。
また、この同じ文献に記載されている止めメンバーを有する磁気式エスケープの特定の変形実施形態（これに制限されない）を用いても本発明を説明している。
止めメンバーがなく、エスケープ車セットとバランス等の間で直接的な相互作用を行う変形実施形態においても同様に、本発明を実装することができる。このようなものは、特に、Nivarox-FAR SA名義の欧州特許ＥＰ１４１８６２６１．５に記載されている。この文献を参照によって本明細書に組み入れる。
図１は、本発明にしたがって最適化された磁気式パレットレバーエスケープ機構１０を有する計時器用調節機構１の構成の例を示している。なお、これに制限されない。本発明は、場の効果型エスケープの利点、特に、図面に示す変形実施形態における磁気式パレットレバーエスケープの利点を、トルク調節機構の利点と組み合わせている。この磁気式パレットレバーエスケープは、典型的にはバランスである共振器車セットに関して定力機構である。特に、フュージチェーンのような定トルクシステムによるエネルギー源２、特に、少なくとも１つのバレル２０（これに制限されない）、からのトルクの伝達によって、エスケープにおいてトルクがほとんど一定であることが確実になる。
エスケープ車セットに与えられるトルク値ＣＥは、エスケープが６０％〜７０％のオーダーの最高効率を有するような小さいものを選ばなければならない。
したがって、本発明は、エネルギー格納手段２を有する磁気式エスケープを備えた計時器用調節機構１に関する。このエネルギー格納手段２は、トランスミッション列３によって、磁気式エスケープ車セット４へと、出力トルクＣＳの形態のエネルギーを伝えるように構成している。
この磁気式エスケープ車セット４は、ここにおいて、磁気式エスケープ車の形態で示されており、戻し手段６からのトルクが与えられる共振器車セット５と磁気式エスケープ機構１０を形成する。この戻し手段６は、ここにおいて、バランスとバランスばねの形態で示されている。
磁気式エスケープ車セット４は、直接又は磁気式止めメンバー７を介して、共振器車セット５と連係している。この磁気式止めメンバー７は、ここにおいて、磁気式パレットレバーの形態で示されている。
磁気式エスケープ機構１０は、磁気式エスケープ車セット４が磁気式エスケープ機構１０に固有な維持トルクＣＥ以上のトルクを受けたときに動作するように構成している。
本発明によると、トランスミッション列３は、トルク調節手段３０を有し、これは、トルクを消費する複雑機構や時方輪列の構造に依存して、維持トルクＣＥの１．０〜２．０倍、より具体的には、維持トルクＣＥの１．０〜１．５倍、さらに具体的には、維持トルクＣＥの１．０〜１．２倍、の一定なトルクであって、維持トルクＣＥに可能な限り近いようなものを、磁気式エスケープ車セット４に伝えるように構成している。このトルクは、自動スタートに対応しており、リバウンドの排除に対応している。
当然、本発明は、さらに、静電気式エスケープを備えた変形実施形態に関する。しかし、これについては詳細に説明しない。この変形実施形態については、当業者が、前記文献を参照して、実装する方法を知ることができるであろう。
好ましいアプリケーションにおいて、図１に示すように、トルク調節手段３０は、連続的に変化している断面を有するフュージ８を有し、この断面から、ドラム２１によって巻かれているチェーン９が巻きをほどかれる。このドラム２１は、直接又は間接的に、エネルギー格納手段２によって駆動される。
具体的には、エネルギー格納手段２は、少なくとも１つのバレル２０を有する。このように、本発明は、最適な形態で、もはや一定の速度で回転しないバレルからのエネルギーをすべて用いる。なぜなら、バレルの瞬間的な接線方向の速度が、フュージ８上のチェーン９の瞬間的な巻き半径に依存するからである。
図６に示す変形実施形態において、トランスミッション列３は、増速ギヤ列３１を有し、これは、トルク調節手段３０の入力において、出力トルクＣＳをより低い中間トルクＣＩに変換するように構成している。
図５に示す変形実施形態では、磁気式エスケープ機構１０は、磁気式エスケープ車セット４と共振器車セット５の間に磁気式止めメンバー７を有する。このエスケープ車セット４は、磁気的特性が繰り返されるトラベル周期ＰＤを有するような少なくとも１つの磁化性又は強磁性のトラック４０を有する。止めメンバー７は、少なくとも１つの磁化性又は強磁性の極片７０を有し、この極片７０は、トラック４０の表面４１の少なくとも１つの構成要素のトラベルの方向ＤＤを横断する方向ＤＴに動くことができる。少なくとも極片７０又はトラック４０は、前記少なくとも１つの極片７０と前記少なくとも１つの表面４１との間のエアギャップ５０において磁場を発生させる。極片７０は、止めメンバー７の各横断方向の運動の直前には、トラック４０上の磁場障壁４２に対面している。この止めメンバー７は、共振器車セット５の周期的作用によって制御されている。
本発明は、さらに、このような調節機構１を有する計時器用ムーブメント１００に関する。
本発明は、さらに、この種のムーブメント１００を有する腕時計１０００に関する。
短く書くと、効率が高く一定になることによって、所与のバレル、共振器及び調節パワーに対して、伝統的なスイス式レバー構成（機械式又は磁気式）と比較して、パワーリザーブを５０％よりも大きく増加させることが可能になる。
ユーザーにとっては、このことは、（ばねを）巻いたり充電したりする必要がなく、腕時計を長い期間持続させることができることを意味している。
本発明は、場の効果を用いるエスケープ機構、特に、磁気式エスケープ、に固有なレートの規則性を、相当に大きなエネルギーの節約と、組み合わせている。
１ 調節機構
２ エネルギー格納手段
３ トランスミッション列
４ 磁気式エスケープ車セット
５ 共振器車セット
６ 戻し手段
７ 止めメンバー
８ フュージ
９ チェーン
１０ 磁気式エスケープ機構
２０ バレル
２１ ドラム
３０ トルク調節手段
３１ 増速ギヤ列
４０ トラック
４１ 表面
４２ 磁場障壁
７０ 極片
１００ 計時器用ムーブメント
１０００ 腕時計
ＣＥ 維持トルク
ＣＩ 中間トルク
ＣＳ 出力トルク
ＤＤ トラベルの方向
ＤＴ 横断方向
ＰＤ トラベルの周期

Claims (6)

  1. 磁気式エスケープを備えた計時器用調節機構（１）であって、
    トランスミッション列（３）、磁気式エスケープ車セット（４）、共振器車セット（５）及び戻し手段（６）を有し、
    当該調節機構（１）は、出力トルク（ＣＳ）の形態でエネルギーを前記磁気式エスケープ車セット（４）に前記トランスミッション列（３）を介して伝えるように構成しているエネルギー格納手段（２）を有し、
    これによって、前記磁気式エスケープ車セット（４）は、前記戻し手段（６）からトルクが与えられる前記共振器車セット（５）と磁気式エスケープ機構（１０）を形成しており、
    前記磁気式エスケープ車セット（４）は、直接又は当該調節機構（１）が備える磁気式止めメンバー（７）を介して、前記共振器車セット（５）と連係しており、
    前記磁気式エスケープ機構（１０）は、前記磁気式エスケープ車セット（４）が前記磁気式エスケープ機構（１０）に固有な維持トルク（ＣＥ）以上のトルクを受けたときに動作するように構成しており、
    前記トランスミッション列（３）は、前記維持トルク（ＣＥ）の１．０〜２．０倍の一定なトルクを前記磁気式エスケープ車セット（４）に伝えるように構成しているトルク調節手段（３０）を有し、
    前記トルク調節手段（３０）は、連続的に変化している断面を有するフュージ（８）を有し、
    このフュージ（８）から、前記エネルギー格納手段（２）によって駆動されるドラム（２１）に巻かれたチェーン（９）が巻きをほどかれる
    ことを特徴とする調節機構（１）。
  2. 前記エネルギー格納手段（２）は、少なくとも１つのバレル（２０）を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の調節機構（１）。
  3. 前記トランスミッション列（３）は、前記出力トルク（ＣＳ）を、前記トルク調節手段（３０）の入力において前記出力トルク（ＣＳ）よりも小さい中間トルク（ＣＩ）へと変換するように構成している増速ギヤ列（３１）を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の調節機構（１）。
  4. 前記磁気式エスケープ機構（１０）は、前記磁気式エスケープ車セット（４）と前記共振器車セット（５）の間の磁気式止めメンバー（７）を有し、
    前記磁気式エスケープ車セット（４）は、磁気的特性が繰り返されるトラベルの周期（ＰＤ）を有する少なくとも１つの磁化性又は強磁性のトラック（４０）を有し、
    前記止めメンバー（７）は、少なくとも１つの磁化性又は強磁性の極片（７０）を有し、
    前記極片（７０）は、前記トラック（４０）の表面（４１）上の少なくとも１つの要素のトラベルの方向（ＤＤ）を横断する方向（ＤＴ）において可動であり、
    少なくとも前記極片（７０）又は前記トラック（４０）は、前記少なくとも１つの極片（７０）と前記少なくとも１つの表面（４１）の間のエアギャップ（５０）において磁場を発生させ、
    前記極片（７０）は、前記止めメンバー（７）の各横断方向の運動の直前には、前記トラック（４０）上にて磁場障壁（４２）に対面しており、前記止めメンバー（７）は、前記共振器車セット（５）の周期的作用によって制御されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の調節機構（１）。
  5. 請求項１に記載の調節機構（１）を有する
    ことを特徴とする計時器用ムーブメント（１００）。
  6. 請求項５に記載の計時器用ムーブメント（１００）を有する
    ことを特徴とする腕時計（１０００）。
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