JP6662995B2 - 温度変動を感知するバイメタルデバイス - Google Patents
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Description
よって温度変化に応じて曲がりが変わることが可能になるような2つの材料を有するデバ
イスに関する。
メタルデバイスを用いることが知られている。このリムは、2つの半リングによって形成
されており、その各半リングは、鋼製の第1の層と黄銅製の第2の層が接合されているよ
うに構成している。このように形成されたリムは、バランスばねの可撓性に対して温度が
与える影響を補償するように、温度が低下すると開き、温度が上昇すると閉じる。
することによって、既知のデバイスの課題のすべて又は一部を克服することである。
なくとも1つの第2の層を有するバイメタルデバイスに関し、前記少なくとも1つの第1
の層及び前記少なくとも1つの第2の層は、当該バイメタルデバイスの曲がりが温度に応
じて変わるように、互いに付着するように構成している。
K-1である。この差は、約6×10-6K-1である鋼−黄銅の対の差よりもはるかに大きく
、これによって、このバイメタルデバイスが、より高い温度感受性を有することが可能に
なる。
な形のものを作ることができる。例えば、ケイ素ベースの材料に対してドライエッチング
をして、ケイ素ベースの材料上に金属ベースの材料を電気鋳造することによって、製造精
度を約1μmとすることができる。
− ケイ素ベースの少なくとも1つの第1の層は、単結晶ケイ素、ドープされた単結晶ケ
イ素、多結晶ケイ素、ドープされた多結晶ケイ素、多孔性ケイ素、酸化ケイ素、石英、シ
リカ、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を有する。
− 前記金属ベースの少なくとも1つの第2の層は、銀、マグネシウム、鉛、タリウム、
ニッケル、銅、亜鉛、金、アルミニウム、インジウム又は硬質ゴムを有する。
− 周囲温度と周囲圧力の下で、バイメタルデバイスは、曲がった細長材を形成する。
− 前記少なくとも1つの第1の層及び前記少なくとも1つの第2の層は、ネストを形成
することによって及び/又は結合材を用いることによって互いに付着し、及び/又は前記
少なくとも1つの第2の層は前記少なくとも1つの第1の層上に電気鋳造される。
− バイメタルデバイスは、このバイメタルデバイスが他の部品上にマウントされること
を可能にする、前記少なくとも1つの第1の層と前記少なくとも1つの第2の層と一体化
されている固定用基礎を有する。
− バイメタルデバイスは、前記少なくとも1つの第1の層と前記少なくとも1つの第2
の層のうちの1つの端と一体化されているブロックを有し、これによって、バイメタルデ
バイスの影響を大きくすることができる。
− バイメタルデバイスは、調整可能な止め手段を有し、これによって、バイメタルデバ
イスの最小及び/又は最大の曲がりの変化を制限することが可能になる。
− バイメタルデバイスは、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の
層を有し、又は反対に、単一の第1の層に付着するように構成している複数の第2の層を
有する。
イスを少なくとも1つ有する補償機能付きバランス車に関する。
補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
ムを有する。このリムは、2つのバイメタルデバイスによって形成されており、それぞれ
が、少なくとも1つのアームによって中央開口に接続されており、これによって、温度に
応じてバランス車の慣性を変える。
よって中央開口に接続されている一体化されているリムを有しており、前記少なくとも1
つのバイメタルデバイスは、リムにマウントされており、これによって、温度に応じてバ
ランス車の慣性を変える。
よって中央開口に接続されている一体化されているリムを有し、前記少なくとも1つのバ
イメタルデバイスは、前記少なくとも1つのアームにマウントされており、これによって
、温度に応じてバランス車の慣性を変える。
イスを少なくとも1つ有する補償機能付きインデックスに関する。
精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いられることができる。
んまいを受けるように構成しているギャップを有し、このギャップは、前記少なくとも1
つのバイメタルデバイスに接続されており、これによって、温度に応じてギャップの位置
を変えることができる。
ように構成しているギャップがあり、ギャップの大きさが、前記少なくとも1つのバイメ
タルデバイスによって制御されており、これによって、温度に応じてギャップを変えるこ
とができる。
イスを少なくとも1つ有する温度センサーに関する。
に用いることができる。
ルデバイスの運動を追跡する可撓性デバイスとを有し、これによって、温度に応じてポイ
ンターの位置を変えることができる。
タルデバイスを少なくとも1つ有する補償機能付きバランスばねに関する。
補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
ている前記少なくとも1つのバイメタルデバイスに接続されている巻き上げひげを有し、
これによって、温度に応じて補償機能付きバランスばねの有効長を変えることができる。
ことで、他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
償又は機械的な温度測定を行う時計におけるアプリケーションのために開発されたもので
ある。しかし、バイメタルデバイスは、時計の分野におけるアプリケーションには制限さ
れない。
び金属ベースの少なくとも1つの第2の層とを有する。
ケイ素、多結晶ケイ素、ドープされた多結晶ケイ素、多孔性ケイ素、酸化ケイ素、石英、
シリカ、窒化ケイ素又は炭化ケイ素を有することができる。もちろん、ケイ素ベースの材
料が結晶相にある場合、いずれの結晶配向をも用いることができる。
び/又は鉛及び/又はタリウム及び/又はニッケル及び/又は銅及び/又は亜鉛及び/又
は金及び/又はアルミニウム及び/又はインジウム及び/又は硬質ゴムを有することがで
きる。
、互いに付着するように構成しており、これによって、温度に応じてバイメタルデバイス
の曲がりが変わる。実際に、前記少なくとも1つの第1の層と前記少なくとも1つの第2
の層によって形成される細長材は、温度が上昇するにしたがって、膨脹係数が最も弱い側
に曲がる。
うに構成される複数の第1の層を有し、又は代わりに、複数の第2の層が、単一の第1の
層に付着するように構成していることができることを意味している。
の差が約10〜30×10-6K-1であるものを見つけ、磁場に対する感受性が低いものを
見つけることである。好ましい形態において、単結晶ケイ素−ニッケル/リン合金の対を
用いる。
であり、金属又は金属の合金は、一般的に、25℃における線膨張係数αが実質的に13
〜32×10-6K-1である。したがって、バイメタルデバイスの膨脹係数の差によって、
温度の感度を高くすることができることを理解することができるであろう。
の条件(ATPC)の下で、バイメタルデバイスは、好ましくは、曲がった細長材を形成
している。
イ素ベースの第1の層3及び金属ベースの第2の層5を有する。上で説明したように、第
1及び第2の層3、5によって形成された細長材7は、温度が上昇するにしたがって、膨
脹係数が最も弱い側、すなわち、ケイ素ベースの第1の層3の側に、曲がる。
3、5は、ネストを形成することによって互いに付着する。したがって、ネスト手段2、
2’、4は、溝−フックのアセンブリー4又はキャッチ−リブのアセンブリー2、2’の
いずれかによって形成されているように示されている。
も1つの第2の層は、結合材の使用によって又は電気鋳造によって、互いに付着すること
ができる。
接合又はろう付けによって堅固に接続することができ、あるいは第2の層5は、第1の層
3上に電気鋳造することができる。
方と一体化されている固定用基礎9を有する。これによって、バイメタルデバイス1を別
の部分にマウントすることが可能になる。図1の例において、固定用基礎9は、金属ベー
スの第2の層5と一体化されるように形成され、タッピングすることができる貫通穴8を
有する。
を有することができる。これは、バイメタルデバイスの最小及び/又は最大の曲がりの変
化を制限することを可能にする。実際に、バイメタルデバイスが付加される部分によって
、影響を特定の温度範囲のみに制限することができることは有益であることがある。この
特定の温度範囲とは、すなわち、所定の温度よりも大きい範囲、所定の温度よりも小さい
範囲又は2つの所定の温度の間の範囲である。
能にする2つのタイプの調整可能な止め手段11、13を示している。実際に、層3、5
の材料の選択に依存して、細長材の運動を、曲がりを小さくするように、曲がりを大きく
するように又はこれらの両方のいずれかとなるように、制限するかどうかを判断すること
ができる。このような状況で、第1の調整可能な止め手段11は、ねじ山付きの円筒状の
止め12を有する。これは、第1の層3との接触を介して細長材の運動を制限するように
意図されており、第2の調整可能な止め手段13は、ねじ山付きの縦断面を有するL字形
の止め14を有し、第2の層5との接触を介して細長材の運動を制限するように意図され
ている。
は、バイメタルデバイスの最小及び/又は最大の曲がりの変化を可能にする。実際に、層
3、5の材料の選択に依存して、細長材の運動を、特定の曲がりよりも小さくするように
、大きくするように、又は特定の曲がりよりも小さくし別の特定の曲がりよりも大きくす
るように、制限するかを判断することができる。このようにして、第1の調整可能な止め
手段15は、ねじ山付きの円筒状の止め16を有する。これは、第1の層3に対向する部
分との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されており、第2の調整可能な止
め手段17は、ねじ山付きの円筒状の止め18を有し、これは、第2の層5に対向してい
る部分との接触を介して細長材の運動を制限するように意図されている。
を有しており、これは、前記少なくとも1つの第1の層3と前記少なくとも1つの第2の
層5の一方の端と一体化されていることができ、これによって、バイメタルデバイスの影
響を向上させることができる。実際に、バイメタルデバイスが付加される部分によって、
バイメタルデバイスの重心を変えることで、影響を大きくすることができるようにするこ
とは有益であることがある。
、前記少なくとも1つの第1の層3と前記少なくとも1つの第2の層5の一方の端に固定
される慣性ブロックであることができる。このように、慣性ブロックを第3の材料によっ
て形成することができる。この第3の材料は、例えば、前記少なくとも1つ第1の層3と
少なくとも1つの第2の層5よりも密度が大きい材料である。
施形態のいずれかのバイメタルデバイスを少なくとも1つ有する。このように、本発明に
係るバイメタルデバイスは、特に、好ましいことに、バランス車における補助的又はメイ
ンの熱補償を共振器に与えるようにするために用いることができることを理解することが
できるであろう。この共振器は、補償機能付きバランスばねを有していても有していなく
てもよい。
メタルデバイス25、27によって形成されるカットアウトされているリム23を有する
。このバイメタルデバイス25、27はそれぞれ、少なくとも1つの第1の層と少なくと
も1つの第2の層28、28’、26、26’によって形成されている。温度に応じてバ
ランス車21の慣性を変えるために、バイメタルデバイス25、27はそれぞれ、少なく
とも1つのアーム22によって中央開口24に接続される。図5は、第2の層26及び/
又は26’及び/又は前記少なくとも1つのアーム22及び/又は開口24を一体化する
ことができることを示している。また、補償機能付きバランス車21の慣性を調整するた
めに慣性ブロック29、29’が用いられていることを理解することができるであろう。
的又はメインの熱補償を共振器に提供するために有利に用いられることを理解することが
できるであろう。この共振器は、補償機能付きバランスばねを有していても有していなく
てもよい。また、バイメタルデバイス25、27、そして、可能性としては、ブロック/
慣性ブロック6及び/又は固定用基礎9及び/又は止め手段11、13、15、17のた
めに用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される熱補償に依存して、計時ムーブメン
トの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであ
ろう。また、バイメタルデバイス25、27の位置、すなわち、開口24に対する固定位
置、そして、バイメタルデバイス25、27がアーム22に対して形成する角度、を調整
して、これによって、その使用を最適化することができる。
じ区画にわたって、複数のバイメタルデバイス25、27を分布させることができる。ま
た、図8の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス25、27が、単一の第2
の層に付着するように構成している複数の第1の層を有していたり、又は代わりに、複数
の第2の層が、単一の第1の層に付着するように構成していたりすることができる。
1は、少なくとも1つのアーム32によって中央開口34に接続されるカットアウトされ
ていないリム33を有する。さらに、前記少なくとも1つのバイメタルデバイス35、4
5、55は、温度に応じて補償機能付きバランス車31、41、51の慣性を変えるため
に、リム33にマウントされる。
スをリムの内径に固定するか、図7及び8に示すようにバイメタルデバイスをリムの外径
に固定するか、又はこれらの両方であるかを判断することができる。
の層及び単一の第2の層によって形成されており、リム33の外径上に付加される。もち
ろん、リム33の外径にわたって複数のバイメタルデバイス45を分布させることができ
る。
単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の層を有していたり、又は代わ
りに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するように構成していたりすることがで
きる。
的な熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するために有利
に用いることができることを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイス
45、55、そして、可能性としては、ブロック/慣性ブロック6及び/又は固定用基礎
9及び/又は止め手段11、13、15、17、のために用いられる材料及び幾何学的構
成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に
調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、リム33上のバ
イメタルデバイス45、55の位置を調整して、その影響を最適化することができる。
よって形成された細長材を有し、これは、リム33の内径上に加えられる。もちろん、複
数のバイメタルデバイス35を、リム33の内径にわたって分布させることができる。
が、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の層を有していたり、又は
代わりに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するように構成していたりすること
ができる。
能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するために有利に用いられる
ことを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイス35、そして、可能性
としては、ブロック/慣性ブロック6及び/又は固定用基礎9及び/又は止め手段11、
13、15、17のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償
に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されること
を理解することができるであろう。また、リム33上のバイメタルデバイス35の位置を
調整して、その影響を最適化することができる。
1つのアーム62によって中央開口64に接続されているカットアウトされていないリム
63を有する。さらに、前記少なくとも1つのバイメタルデバイス65は、温度に応じて
補償機能付きバランス車61の慣性を変えるために、前記少なくとも1つのアーム62に
マウントされている。
細長材を有し、この細長材は、単一の第1の層及び単一の第2の層によって形成されてお
り、アーム62に配置された穴66のうちの1つを用いて、アーム62のうちの1つの上
側面上に付加される。もちろん、一又は複数の穴66を用いて、複数のアーム62のうち
の1つの上側面及び/又は下側面にわたって、複数のバイメタルデバイス35を分布させ
ることができる。
イメタルデバイスが、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の層を有
していたり、又は代わりに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するように構成し
ていたりすることができる。
補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用い
られる。特に、バイメタルデバイス65、そして、可能性としては、ブロック6及び/又
は固定用基礎9及び/又は止め手段11、13、15、17のために用いられる材料及び
幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ムーブメントの機構を可能な
限り正確に調整するように選択されることを理解することができるであろう。また、各ア
ーム62上のバイメタルデバイス65の位置、すなわち、開口64とリム63の間のその
固定位置、を調整することができ、また、アーム62の長さに対する位置、すなわち、バ
イメタルデバイス65の開始位置とアーム62の長さ方向との間の角度、又はバイメタル
デバイスの曲がりの方向(リム63の曲がりと実質的に平行又は曲がりとは反対の方向)
、を調整することができ、これによって、その影響を最適化することができる。
イス75、95を少なくとも1つ有する補償機能付きインデックス71、91に関する。
高精度な補助的な熱補償を共振器に提供するために有利に用いることができる。
伸ばしたり短くしたりすることによって、計時器の日常的な動作を変えるように用いられ
る。インデックスは、通常、頂上のバランス−端部品の間の摩擦が低いように調整される
。計時器の日常的な動作が、インデックスを回すことによって変わる。調整を単純化する
ために、一般的に、バランスコックに目盛がマークされ、これによって、変更の影響を近
似的に評価することができる。
ム72に形成されたひげぜんまいを受けるように構成しているギャップiがある。アーム
72は、開口74のまわりに回転するようにマウントされ、前記少なくとも1つのバイメ
タルデバイス75に接続される。これによって、温度に応じて、ギャップiの位置を変え
る。すなわち、バランスばねのクリアランスを変える。
て形成されている同心的に延在しているU字型の細長材を有する。バイメタルデバイス7
5は、アーム72を支持している2つのピン76の間にマウントされたり、又は代わりに
、ギャップiを形成しているインデックスキーと、頂上のバランス−端部品における固定
リング77との間にマウントされたりする。図10に示すように、細長材の一端78は、
アーム72に回転可能にマウントされて、温度変動時に前記アームを動かす。
長材の区画、及び/又は開口74及び/又は固定用リング77は、一体化されていること
ができることを理解することができるであろう。
布させることができる。すなわち、例えば、開口74とピン76の開始位置の間に1つ、
開口74と固定用リング77の間に1つである。また、図8の例と同様な形態で、用いら
れるバイメタルデバイス75が、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第
1の層を有していたり、又は代わりに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するよ
うに構成していたりすることができる。
熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用
いられる。特に、バイメタルデバイス75、そして、可能性としては、ブロック/インデ
ックスブロック6及び/又は固定用基礎9及び/又は止め手段11、13、15、17の
ために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ム
ーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することがで
きるであろう。また、バイメタルデバイス75の位置を調整して、これによって、その影
響を最適化することができる。
ム92に形成されるひげぜんまいを受けるように構成しているギャップiがある。アーム
92は、好ましくは、開口94のまわりに回転するようにマウントされる。さらに、ギャ
ップiの大きさは、温度に応じてギャップiを変えるように、前記少なくとも1つのバイ
メタルデバイス95によって有利に制御される。
て形成されるU字型の細長材を有する。バイメタルデバイス95は、アーム92にアーム
92の一端93にてマウントされ、アーム92の他端にて第1のピン96を有する。ギャ
ップiを形成するように、第2のピン96が第1のピンの反対側のアーム92にマウント
されており、インデックス91を調整することができるように、開口に対してアーム92
の反対側にインデックスの先端97がマウントされている。
長材の区画、及び/又は開口94及び/又はインデックスの先端97が一体化されている
ことができることを理解することができるであろう。
を分布させることができる。すなわち、例えば、開口94とピン96の開始位置の間に第
2のデバイスを有することによってである。また、図8の例と同様な形態で、用いられる
バイメタルデバイス95は、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の
層を有していたり、又は代わりに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するように
構成していたりすることができる。
熱補償機能を備えた補償機能付きバランスばねを有する共振器を提供するように有利に用
いられる。特に、バイメタルデバイス95、そして、可能性としては、ブロック/インデ
ックスブロック6及び/又は固定用基礎9及び/又は止め手段11、13、15、17の
ために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される補助的な補償に依存して、計時ム
ーブメントの機構を可能な限り正確に調整するように選択されることを理解することがで
きるであろう。また、バイメタルデバイス95の位置を調整して、これによって、その影
響を最適化することができる。
の位置を変えるように、図11に示すタイプのバイメタルデバイスを適合させることがで
きることを考えつくことができる。このように、インデックスを用いる必要性なしに温度
に応じてバランスばねの有効長を変えることができるように、バイメタルデバイスが、ビ
ームのような計時ムーブメントの固定点とバランスばねの外側の曲がりの間でマウントさ
れることを理解することができるであろう。
イメタルデバイス85を少なくとも1つ有する温度センサー81に関する。
とができる。
少なくとも1つのバイメタルデバイスの運動を追跡する可撓性デバイス87とを有し、こ
れによって、温度に応じてポインター83の位置を変えることができる。
て形成されている細長材を有しており、この細長材は、運動を追跡するために可撓性デバ
イス87のフィーラ80と恒久的に接触するようにマウントされている。図12に示すよ
うに、フィーラ80は、バイメタルデバイス85の運動Aに基づいて回転運動Bを発生さ
せるように意図されたピボット軸82に堅固に接続されている。ピボット軸82は、その
運動Bを、カウンタギヤ84に伝える。このカウンタギヤ84は、ばね86を介して回転
Cに応じて回転可能にマウントされている。これによって、フィーラ80がバイメタルデ
バイス5の表面を常に追従するようにする。図12に示すように、カウンタギヤ84は、
針のようなポインターのギヤ88と噛み合っており、これによって、回転運動Dに応じて
温度指示を動かす。
すことができる。また、図8の例と同様な形態で、用いられるバイメタルデバイス85は
、単一の第2の層に付着するように構成している複数の第1の層を有していたり、又は代
わりに、複数の第2の層が、単一の第1の層に付着するように構成していたりすることが
できる。
利に用いることができることを理解することができるであろう。特に、バイメタルデバイ
ス85、そして、可能性としては、ブロック6及び/又は固定用基礎9及び/又は止め手
段11、13、15、17のために用いられる材料及び幾何学的構成が、提供される測定
精度に依存して、温度センサーの動作を可能な限り正確に調整するように選択されること
を理解することができるであろう。また、バイメタルデバイス85の位置を調整して、こ
れによって、その使用を最適化することができる。
形態及び改変を行うことができる。具体的には、計時部分のために作られる増加分の構成
要素を、ケイ素ベースにすることができる。このために、製造時にいずれのケイ素ベース
の部品をも改変して、バランスばねやエスケープのような本発明に係るバイメタルデバイ
スを搭載することができる。
ルデバイスを有する補償機能付きバランスばねに関する。実際に、本発明に係るバイメタ
ルデバイスは、特に、ピンニング点において高精度な補助的な熱補償を共振器に提供する
ために有利に用いることができる。
成している前記少なくとも1つのバイメタルデバイスに接続されている巻き上げひげを有
することができる。この接続は、一体化されていても一体化されていなくてもよい。これ
によって、温度に応じて補償機能付きバランスばねの有効長を変えることができる。
3、5、26、26’、28、28’ 第1の層又は第2の層
6 ブロック
7 細長材
9 固定用基礎
11、13、15、17 止め手段
21、31、41、51、61 バランス車
22、32、62、92 アーム
23 カットアウトされているリム
24 中央開口
33、63 カットアウトされていないリム
34 中央開口
71、91 インデックス
74、94 開口
80 フィーラ
81 温度センサー
82 ピボット軸
83 ポインター
84 カウンタギヤ
86 ばね
87 可撓性デバイス
Claims (1)
- ケイ素ベースの少なくとも1つの第1の層及び金属ベースの少なくとも1つの第2の層を有するバイメタルデバイス(1、25、27、35、45、55、65、75、85、95)であって、
前記少なくとも1つの第1の層及び前記少なくとも1つの第2の層(3、5、26、26’、28、28’)は、当該バイメタルデバイス(1、25、27、35、45、55、65、75、85、95)の曲がりが温度に応じて変わるように、互いに付着するように構成し、さらに、
前記バイメタルデバイスの少なくとも1つは、バランス車のリム(33)を中央開口(64)に接続するアーム(62)のそれぞれ異なる位置に設けられた複数の穴(66)のいずれかに装着されるよう構成されている
ことを特徴とするバイメタルデバイス(1、25、27、35、45、55、65、75、85、95)。
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