JP6533850B2 - 計時器用機構 - Google Patents

Description

本発明は、計時器の分野に関する。本発明は、特に、数学的演算を行うことができる計時器用機構に関する。

互いの倍数でない別個の期間か関わる少なくとも２つの自然現象の収束に依存するような特定の事象がある。例として、日の出と日没時間が挙げられる。この日の出と日没時間は、所与の時点において、時刻と日付、又は潮時間と潮の係数に依存している。この潮時間と潮の係数は、これらに加えて、月の位置に依存している。機械的手段のみを用いてこのような事象を表すことはいくらか難しい。

第１の機械的な手法は、２つの時間関数に依存する事象を表すためのものであり、三次元カムを用いることを伴うことができる。この三次元カムは、例えば、摺動ピボットの２つの自由度で独立して動くことができる。フィーラーは、回転軸のまわりを回転し軸に沿って平行移動するように、カム表面に基づいて動く。２つの運動のそれぞれは、前記２つの時間関数にしたがって独立して決められる。しかし、この種の手法は、三次元カムによって大きな空間を占められるために、計時器用機構に組み込むためには適していない。

国際特許出願ＷＯ２０１６／０２９２９６は、乗算を含む様々な数学的演算を行うことを提案しているが、その目的の達成を可能にする実施形態については詳細に説明していない。

本発明は、腕時計に組み入れることが容易な乗算機構を提案することによって、従来技術の課題を克服することを目的とする。

より正確には、本発明は、第１のレバーを有する計時器用機構に関し、前記第１のレバーは、レバー軸のまわりを回転可能であり、前記第１のレバーの角位置は、第１の値を表し、前記第１の値のゼロ値は、基準方向に対応している。また、当該機構は、さらに、前記第１のレバーの前記レバー軸に実質的に垂直な方向に平行移動するように動くように前記第１のレバーにマウントされた摺動ブロックを有し、前記第１のレバーに対して平行移動する軌道が前記レバー軸に交差するようなガイドマーク要素を有し、前記レバー軸に対する前記ガイドマーク要素の半径方向の位置は、第２の値を表す。当該機構は、さらに、前記レバー軸に垂直な平面内における変形可能な平行四辺形によって形成されている出力デバイスを有し、前記平行四辺形には、レバー軸に対して固定されており前記基準方向に垂直な第１の辺と、前記第１の辺の対辺であり前記基準方向に垂直な方向に平行移動するように前記ガイドマーク要素にリンクされている第２の辺とがある。

この構成によって、乗算演算を行うことが可能になる。平行四辺形の第１の辺に隣接している第３の辺と第４の辺の角位置が第１の値と第２の値の積に実質的に比例するからである。

本発明の好ましい実施形態によると、前記第１の値と前記第２の値は、時間関数である。

本発明の別の好ましい実施形態によると、前記第１のレバーは、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第１の車セットによって角度的に位置が決まる。

別の好ましい実施形態によると、前記第１の車セットは、前記第１のレバーと一体化されたカム従動子と連係するように構成している第１のカムであり、
当該機構は、第１のカムに接する前記カム従動子を保持する弾性戻し手段を有する。

別の好ましい実施形態によると、前記摺動ブロックは、平行移動する方向に延在しているラックを有し、当該機構は、前記レバー軸と同軸であり前記ラックと噛み合うピニオンを有し、前記ピニオンは、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第２の車セットとも噛み合う。

別の好ましい実施形態によると、前記第２の車セットは、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第２のカムによって角度的に位置が決められる第２のレバーである。

別の好ましい実施形態によると、前記ガイドマーク要素は、前記変形可能な平行四辺形の前記第２の辺にあるオブロング状の開口内に少なくとも部分的に収容されるピンであり、前記オブロング状の開口は、前記基準方向に延在している。

別の好ましい実施形態によると、前記ピニオンの半径は、オブロング状の開口の長さの１／１０以下であり、理想的には、１／２０以下である。

別の好ましい実施形態によると、前記第１のレバーの角位置は、［−π／４，＋π／４］の範囲内であり、好ましくは、［−π／８，＋π／８］の範囲内である。

添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことで、本発明の他の詳細について、より明確に理解することができるであろう。

第２の入力値がゼロである乗算機構についての図である。 当該機構の運動学的な図である。 異なる位置の１つにある機構を示している。 異なる位置の１つにある機構を示している。 異なる位置の１つにある機構を示している。 異なる位置の１つにある機構を示している。

図１は、ムーブメントに組み入れられ又はムーブメントにモジュール的な形態で付加されるように意図されている本発明に係る乗算機構を示している。この計時器用機構は、２つの入力車セット及び１つの出力車セットを有し、この出力車セットの位置は、２つの入力車セットの位置が表す値の積に比例する値を表す。乗算機能を行うために、当該機構は、レバー軸Ｘのまわりを回転可能な第１のレバー１を有し、レバー軸Ｘは、ムーブメントに垂直である。レバー１は、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第１の車セットによって角位置が決まる。図示している実施形態において、第１の車セットは、計時器用ムーブメントによって回転駆動されるように意図された第１のカム３である。当該機構は、レバー１と一体化されているフィーラー２が第１のカム３に接するように保持するように構成している戻し手段（図示せず）を有する。レバー１についてのそのレバー軸Ｘのまわりの角位置は、第１の値に対応している。この第１の値は、正であることができ、また、負であることができる。第１の値のゼロ値は、レバー１の基準方向に対応している。代わりに、第１の車セットは、レバー１と一体化されておりレバー軸Ｘを中心とする歯付き区画と噛み合うピニオンであることができる。

摺動ブロック４は、レバー軸Ｘに実質的に垂直な平面内にてレバー１に摺動可能にマウントされている。摺動ブロック４は、平行移動するようにレバー１に対して運動可能であり、軸Ｘのまわりの回転運動をするレバー１に追従する。摺動ブロック４と一体化されたガイドマーク要素は、レバー１に対する平行移動を行うこのガイドマーク要素の軌道がレバー軸Ｘに交差するように配置されている。図示した実施形態において、ガイドマーク要素は、ピン５の形態である。図１では、レバー軸Ｘと同一直線上にある特定の位置にピン５を示している。レバー１の角位置は、摺動ブロック４の摺動ガイド軸の角位置である。

ピニオン６は、レバー軸Ｘに回転可能にマウントされており、摺動ブロック４が備えるラック７と噛み合っている。ピニオン６がレバー１と同軸であるので、ピニオン６は、レバー１の角位置にかかわらず、ラック７と噛み合い続ける。なお、ガイドマーク要素からラック７への距離は、ピニオン６の半径と等しい。また、ピニオン６は、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第２の車セットとも噛み合う。

図示した実施形態において、第２の車セットは、ピニオン６と噛み合う歯付き区画９を有する第２のレバー又は振動アーム８である。振動アーム８は、計時器用ムーブメントに接続されるように意図された第２のカム１０によって角位置が決まる。第２のカム１０の位置によって、レバー軸Ｘに対する、振動アーム８の位置、ピニオン６の位置、そして結果的に、摺動ブロック４の半径方向の位置が決まり、したがって、ピン５によって形成されるガイドマーク要素の位置が決まる。レバー軸Ｘに対するピン５の半径方向の位置は、第２の値に対応している。これは、正であることができ、また、負であることができる。図１に示している位置では、ピン５はレバー軸Ｘと同一直線上にある。これは、第２の値のゼロ値に対応している。

また、乗算機構は、レバー軸Ｘに垂直な平面内にある変形可能な平行四辺形によって形成される出力デバイスを有する。この変形可能な平行四辺形には、レバー軸Ｘに対して固定されており基準方向に垂直である第１の辺のＡＢと、第１の辺のＡＢの反対側にあり平行移動ができるように基準方向に垂直な方向にてピン５にリンクしている第２の辺ＣＤとがある。このために、第２の辺には、基準方向に延在している、すなわち、平行四辺形の第１の辺ＡＢと第２の辺ＣＤに垂直に延在している、オブロング状の開口１１がある。ピン５は、少なくとも部分的に、幅がピン５の直径と実質的に等しいオブロング状の開口１１内に収容される。

図２は、本発明の機構の運動学的な図である。レバー１は、摺動ブロック４の摺動ガイドリンクの方向とここでは鉛直方向である基準方向の間に傾斜角度があるように表されている。角度ａは、第１の値に比例する。ピン５は、レバー軸Ｘから半径方向の距離ｒがある位置に位置している。これは、第２の値を表している。基準方向に垂直な水平方向におけるピン５の側方運動ｄは、以下の式によって与えられる。
ｄ＝ｒ・ｓｉｎ（ａ）

ピン５が水平方向の平行移動ができるように第２の辺ＣＤに運動学的にリンクされるので、点Ｃ及びＤは、角度的な基準方向に垂直な方向に値ｄの分、動く。Ｒが平行四辺形の対辺ＡＣ及びＢＤの長さである場合、基準方向に対するこれらの対辺の角位置ｂは、以下の式によって得られる。
ｄ＝Ｒ・ｓｉｎ（ｂ）

レバーの角位置を表す第１の値の範囲がいずれであっても、角度ａは、範囲［−π／４，＋π／４］、好ましくは、範囲［−π／８，＋π／８］、内に残るように、第１の値に比例するように選ぶことができる。ここで、角度ａのサインは、角度ａの値によって近似することができる。また、角度ｂが角度ａより閉じているように維持されるように、すなわち、距離ｒが平行四辺形の対辺の長さＲを超えないように、当該機構を構成することができる。サインをそれらの対応する角度に置き換えることによって以下を得る。
ｂ＝ａ・ｒ／Ｒ

すなわち、角度ｂが与える対辺の角位置は、第１の値と第２の値の積ａ・ｒに比例する。

平行四辺形の第１の辺ＡＢに隣接している第３の辺ＡＣと第４の辺ＢＤの角位置によって決まる出力値は、変形可能な平行四辺形の側方の辺の一方と一体化されたディスプレー針によって直接的に、又はピニオン又はラックを駆動する歯付き区画１２によって間接的に、得ることができる。また、乗算機構の出力は、別の乗算機構の入力に運動学的に接続して、２よりも大きい値の乗算を行うことができる。また、値自身を何回か掛け合わせることによって階乗演算を行うことができる。

図３〜４は、第２の値のバリエーションに応じた異なる位置にある機構を示している。これによって、摺動ブロック４が運動することとなる。図５及び６は、第１の値のバリエーションに応じてレバー１が回転するような機構を示している。

提案している実施形態において、摺動ブロック４の半径方向の運動がラック７と噛み合うピニオン６の回転によって実現することがわかるであろう。第１の値が変化すると、レバー軸Ｘのまわりのレバー１の回転を発生させ、ラック７がピニオン６上を転がり、レバー１に対する摺動ブロック４の望まない運動を発生させて、これによって、第２の値を表すピン５の半径方向の位置を変える。この影響を抑えるために、ピニオン６の半径は、可能な限り小さいように選ばれ、好ましくは、摺動ブロックの最大のトラベルを表すオブロング状の開口の長さの１／１０以下であり、理想的には、この長さの１／２０以下であるように選ばれる。ピニオン６の半径が小さくても、図１の場合のように第２の値が０の近くである場合、当該問題は顕著なままである。このため、乗算されるべき２つの値の一方がゼロにはならないように変わったときに、レバー１に対する摺動ブロック４の半径方向の運動を決める第２の値として割り当てられることが好ましい。このようにして、摺動ブロック４の位置に対するレバー１の位置の影響が弱められる。

このようにして、本発明によって提案される機構によって、２つの独立した入力値どうしの乗算演算を行うことが可能になる。当該機構の本質的に平坦な構成によって、この構成をムーブメントないし独立したモジュールに容易に組み入れることができる。

入力値は、非常に異なる周期を有する周期的な時間関数であることができる。例えば、地球の軸の傾斜、１日のうちの時刻、太陰月などである。本発明の機構によって可能になるこのデータを乗算する演算によって、様々な自然現象の表現ないしインジケーションを得ることができる。例えば、地球の薄明帯、日の出と日没時間の計算、及び潮時間及び潮の係数の計算のディスプレーである。

１ 第１のレバー
２ カム従動子
３ 第１のカム
４ 摺動ブロック
５ ピン
６ ピニオン
７ ラック
８ 第２のレバー
１０ 第２のカム
１１ オブロング状の開口
Ｘ レバー軸

Claims (11)

1. 第１のレバー（１）と、摺動ブロック（４）と、及び出力デバイスとを有する計時器用機構であって、
   前記第１のレバー（１）は、レバー軸（Ｘ）のまわりを回転可能であり、
   前記第１のレバー（１）の角位置は、第１の値ａを表し、
   前記第１の値のゼロ値は、基準方向に対応しており、
   前記摺動ブロック（４）は、前記第１のレバー（１）の前記レバー軸に実質的に垂直な方向に平行移動するように動くように前記第１のレバー（１）にマウントされ、
   前記第１のレバー（１）に対して平行移動する軌道が前記レバー軸（Ｘ）に交差するようなガイドマーク要素を有し、
   前記レバー軸（Ｘ）に対する前記ガイドマーク要素の半径方向の位置は、第２の値ｂを表し、
   前記出力デバイスは、前記レバー軸（Ｘ）に垂直な平面内における変形可能な平行四辺形によって形成されており、
   前記平行四辺形には、レバー軸（Ｘ）に対して固定されており前記基準方向に垂直な第１の辺（ＡＢ）と、前記第１の辺（ＡＢ）の対辺であり前記基準方向に垂直な方向に平行移動するように前記ガイドマーク要素にリンクされている第２の辺（ＣＤ）とがあり、
   前記第１の辺（ＡＢ）に隣接している前記平行四辺形の第３の辺（ＡＣ）と第４の辺（ＢＤ）の角位置は、
   ｒ・ｓｉｎ（ａ）＝Ｒ・ｓｉｎ（ｂ）
   を満たし、ここで、ｒは、前記レバー軸（Ｘ）からの前記ガイドマーク要素の半径方向の距離であり、
   Ｒは、前記平行四辺形の前記第３の辺（ＡＣ）と前記第４の辺（ＢＤ）の長さである
   ことを特徴とする計時器用ムーブメント。
2. 前記第１の値と前記第２の値は、時間関数である
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時器用ムーブメント。
3. 前記第１のレバー（１）は、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第１の車セットによって角度的に位置が決まる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計時器用機構。
4. 前記第１の車セットは、前記第１のレバー（１）と一体化されたカム従動子（２）と連係するように構成している第１のカム（３）であり、
   当該機構は、第１のカム（３）に接する前記カム従動子（２）を保持する弾性戻し手段を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の計時器用機構。
5. 前記摺動ブロック（４）は、平行移動する方向に延在しているラック（７）を有し、
   当該機構は、前記第１のレバー（１）の軸と同軸であり前記ラック（７）と噛み合うピニオン（６）を有し、
   前記ピニオン（６）は、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第２の車セットとも噛み合う
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の計時器用機構。
6. 前記第２の車セットは、計時器用ムーブメントに運動学的に接続されるように意図された第２のカム（１０）によって角度的に位置が決められる第２のレバー（８）である
   ことを特徴とする請求項５に記載の計時器用機構。
7. 前記ガイドマーク要素は、前記変形可能な平行四辺形の前記第２の辺（ＣＤ）にあるオブロング状の開口（１１）内に少なくとも部分的に収容されるピン（５）であり、
   前記オブロング状の開口（１１）は、前記基準方向に延在している
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の計時器用機構。
8. 前記ピニオン（６）の半径は、オブロング状の開口（１１）の長さの１／１０以下である
   ことを特徴とする請求項５又は７に記載の計時器用機構。
9. 前記ピニオン（６）の半径は、前記オブロング状の開口（１１）の長さの１／２０以下である
   ことを特徴とする請求項８に記載の計時器用機構。
10. 前記第１のレバー（１）の角位置は、［−π／４，＋π／４］の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の計時器用機構。
11. 前記第１のレバー（１）の角位置は、［−π／８，＋π／８］の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の計時器用機構。

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