JP7022546B2 - トゥールビヨンおよび時計 - Google Patents

Description

本発明は、機械式ムーブメント（時計仕掛け）を有する時計分野に関し、特に、トゥールビヨンに関する。

トゥールビヨンは、基本的に、その上にテン輪と、ガンギ車と、レバーとが配置された回転ケージで構成され、回転ケージは、時計外装に対してたとえば１分間に１回転する。回転ケージが単軸の周りで回転する場合、単軸トゥールビヨンと呼ばれる。回転ケージが下側から保持されているだけのいわゆるフライングトゥールビヨンは特に人気があり、これによって、ムーブメントの複雑機構を、特に上側から見ることが可能である。これは、一般に、好適な視界窓を設けられた文字盤（フェイス）によって実現可能である。

しかしながら、従来技術に係るフライングトゥールビヨン（片持ちトゥールビヨンとも呼ばれる）には、それ自体を通じて搭載が行なわれるシャフトに対する好ましくないレバー効果のために、搭載に対して大変厳しい要求がなされ、このような搭載によって脆弱性が露呈される可能性があるという欠点がある。さらに、このような搭載により、文字盤面に略垂直に最小限の軸方向の拡張が発生するため、それぞれの時計はかなり厚くなってしまう。

本発明の目的は、従来技術の問題点を克服して、その問題を受け入れることなく、特に少なくとも部分的にフライングトゥールビヨンの利点を有する、トゥールビヨンおよびトゥールビヨンを有する時計を提供することである。

これらの目的は、特許の請求で定義されるように、本発明によって達成される。
本発明の一態様によると、トゥールビヨン軸の周りに回転可能に配置され、テン輪と、ガンギ車を有する脱進機と、レバーとを搭載する回転ケージを有するトゥールビヨンが提供される。回転ケージは軸受輪を備え、軸受輪は、周方向に軸受輪と噛み合う軸受要素によって搭載されている。

軸受要素は、特に外側から径方向に軸受輪と噛み合う。代替的に、軸受輪は、内側動作面を画定することも可能で、これによって、軸受要素は内側から噛み合う。

したがって、従来技術と異なり、回転ケージはトゥールビヨン軸に対して同軸状に取付けられたシャフトによって搭載されておらず、それ自体としては、場合によっては回転ケージの下方の２つの軸受によって、または回転ケージの下方または上方の軸受によって搭載されているが、軸受輪の周囲に沿って、たとえば、該軸受輪は全体として回転ケージとして、同様に大きな円周を有することが可能である。これによって、好ましくないレバー力が大幅に減少されることが予想され、特に、１つの軸方向位置で搭載が可能になれば十分であり、したがって、軸方向に互いに距離を隔てて配置された複数の軸受は必要ではない。このため、トゥールビヨンの軸方向寸法、すなわち、その深さを、従来技術と比較して減少できる。したがって、全体として、従来技術と比べてはるかに平坦な設計が可能になる。

軸受要素は、たとえば周方向において外装に対して移動可能ではないが、各々、回転軸の回りで回転可能であり、これによって、軸受輪が回転ケージの回転を与えられた軸受要素上で回転する。軸受要素は、たとえば玉軸受要素（すなわち、玉軸受を含み、たとえば、それらによって玉軸受を形成している）でもよい。そのような軸受要素は、たとえば、外装に対して固定して組み立てられた内輪と、外側転動体と、内輪と外側転動体との間の複数のボールとを備え、これによって、転動体は低抵抗の輪に対して回転可能である。

特に、正確に３つの軸受要素を設けることができ、これらを周方向に略均一に配分して配置することができる。

軸受要素のうちの少なくとも１つを弾力性をもって配置することが可能である、すなわち、ばね力によって軸受輪の周辺動作面に対して押し付けることが可能である。たとえば、軸受要素のうちの１つを振り子上で組み立てることが可能であり、振り子は、振り子軸の周りで回転可能であり、これに対してばねが作用し、軸受要素が動作面に対して押し付けられる。軸受要素が弾性を持って配置されていることにより、衝撃によって生じ、さらに補償するように（均一にするように）作用するエネルギーを吸収することも可能である。

３つの軸受要素が設けられている場合、特にこれらのうちの２つを外装に対して固定された態様で配置することが可能であり、残りの１つを径方向に弾力性をもって配置することが可能である。

３つより多い軸受要素を設けることが除外されているわけではない。４つ、５つ、さらにはそれより多い軸受要素を使用することも可能であり、たとえば、それらの軸受要素のうちのいくつかを弾力性をもって配置することが可能である。

玉軸受に加えて、他の軸受要素、たとえば、それ自体は平軸受によって搭載される転動体を考慮してもよい。または軸受要素それ自体を平軸受、たとえば玉として設計することも可能である。別の代替として、軸受要素を、外装のまたは地板の対応する溝において案内されるボールまたは転動体として設計することも可能であり、それによって、完全な部品としての回転ケージを玉軸受の転動体（内輪、または場合によっては外輪）とみなすことが可能である。ここで重要なのは、周辺部からの搭載が可能であり、摩擦損失がそれほど大きくないということだけである。

軸受輪は、軸受要素が噛み合う周囲の径方向外側動作面、または場合によっては内側動作面を形成する。動作面は、周方向に何も構造物を有さず滑らかになるように、すなわち、方位角の関数として一定になるように設計されており、特に、軸受要素が滑らかに回転できるように歯などを有していない。

しかしながら、回転ケージを軸方向に固定するために、動作面は、軸受要素の補足的な構造と相互作用する周方向の溝または周方向のつまみを形成可能である。しかしながら、それらの成形および寸法合わせに関する軸受要素の補足的な構造は、１つの軸受要素につきおおむね２つの接触要素のみが形成されるように、動作面の構造と異なり得る。これは、たとえば、それと噛み合う要素（転動体；ばね）との接触領域において、曲率を有さない、または、噛合要素の対応する表面よりも小さな曲率を有するそれぞれの溝によって実現可能である。

特に、軸受輪の動作面は全回転ケージに対して周方向に配置されている、すなわち、動作面は基本的に全回転ケージの最外面を形成する。軸受輪の直径または動作面の直径は、たとえば、回転ケージの直径、または、この直径の少なくとも７０％または少なくとも８０％に対応する。回転ケージに作用し得るトルクを、これによって、ほとんど労力を要することなく外装に伝えることが可能である。

トゥールビヨンは、一般に、回転ケージはめ歯も備える。回転ケージはめ歯に残りのムーブメントの駆動車が噛み合い、回転ケージはめ歯を介して、この駆動車がトゥールビヨンの回転運動、したがって時間情報を受け入れる。それ自体が周知のはめ歯も同様に、回転ケージの周囲面を形成可能である。代替として、回転ケージはめ歯は内側歯を備えることも可能である。軸受輪および回転ケージはめ歯は、一般に、互いに回転するように固定された状態で設計されている。軸受輪および回転ケージはめ歯、さらに、可能であれば回転ケージの他の要素を一体化することも可能である、すなわち、１つの同じ要素として形成することも可能である。

トゥールビヨンはさらに、その上に軸受要素または少なくとも非弾性軸受要素が組み立てられる地板を備え得る。そのような地板は、たとえばねじ込みによって、時計の外装内に取り付け可能である。したがって、トゥールビヨンは全体として、１つのものとして製造され外装に取付けられるモジュールを形成可能である。

そのような地板は、トゥールビヨンの回転運動によってガンギ車を駆動するために、外装に対して固定され、このガンギ車に連結されたピニオンが噛み合う歯も備え得る。

特に腕時計または懐中時計である本発明の時計は、上述の種類のトゥールビヨンに加えて、さらに、ムーブメント部品、特に、エネルギー蓄積部としてのばね外装などと、駆動力をエネルギー蓄積部からトゥールビヨンに伝え、トゥールビヨンの回転運動を減少させるための輪列と、それ自体が周知の態様で日の裏輪列を設け得る、時間を表示するための表示手段（針、文字盤）とを備える。さらなる情報、特に日付などを表示するための１つ以上の複雑機構が設けられていてもよい。

特に、輪列は、回転ケージはめ歯と噛み合っている駆動車を備え得る。
文字盤は、それを通してトゥールビヨンを少なくとも部分的に視認可能な視界窓を備え得る。ユーザは、本発明に係る片持ち（フライング）配置によってこの機構の多くを見ることが可能であり、これにかかわらず、全体のムーブメントは大変平坦であり、したがって、時計は洗練されたものになる。

以下の図面は本発明の例示的な実施形態を示し、これらの図面によって、本発明は詳細に説明される。図面において、同じ参照番号は同じまたは類似の要素を示す。

本発明に係るトゥールビヨンを示す図である。 軸受要素のうちの１つによる軸受輪の案内を詳細に示す模式図である。 軸受要素のうちの１つによる軸受輪の案内を詳細に示す模式図である。 トゥールビヨンが設けられた時計の詳細を示す図である。

以下で、本発明が機能する方法および本発明の実施について、異なる例示的な実施形態によって説明する。本発明はこれらの実施形態に制限されず、請求項に一致する他の実施形態も含むことが理解されるべきである。

図１は、外装に対して固定された地板１２上に組み立てられたトゥールビヨン１を示す。トゥールビヨン１は、トゥールビヨン軸２０の周りで、外装に対してたとえば１分間で１回転する回転ケージを含む。これによって、回転ケージは、それ自体知られている態様で秒針として機能し得、または、このような秒針は回転ケージに連結され得る。時間表示に関する詳細は本発明にとって必須ではないため、以下ではさらに説明されない。

回転ケージ台２以外に、回転ケージは、２つの締結ピン６によってこの台に締結されたテン輪ブリッジ５を含む。テン輪３のテン真が回転ケージ台２とテン輪ブリッジ５との間に、具体的には、図示される実施形態ではトゥールビヨン軸２０と同軸状に搭載されている。テン輪３はぜんまいばね４と共に、それ自体知られている態様で、振動系を形成する。この振動系は、同様にそれ自体知られている態様で、脱進機と相互作用する。脱進機は回転ケージ内に設けられており、図１では、そのレバーは大部分が覆われており、ガンギ車８は部分的にわずかに視認可能である。ガンギ車８はレバーを介して振動系を駆動し、それによって、振動のたびに、ガンギ車の歯の距離によって定められる回転角だけ回転する。

ガンギ車８の駆動は、図１では示されていない、ガンギ車上に連結されたガンギ車ピニオンによって行なわれる。ガンギ車は、外装に対して固定されている歯９と噛み合っており、ガンギ車が組み立てられる回転ケージの回転によってこの歯９の上で回転している。示された実施形態例では、外装に対して固定された歯９は、地板も形成する円盤の上に形成されている。しかしながら、外装に対して固定された地板および／または歯は、時計外装それ自体によっても形成可能である。

回転ケージはそれ自体としては、第２の四番車とみなすことができる駆動車によって駆動される。四番車は、図１では視認できず、たとえば、図１ではっきりと視認される回転ケージ台２の外側歯１５に噛み合っている。

回転ケージ台２は、外側の周辺動作面１１を形成する。この目的のために、説明された実施形態例では、外側歯１５を含む回転ケージはめ歯２１の下方の回転ケージ台は、周辺動作面１１を有する回転ケージ軸受輪２２も含む。地板１２に締結された玉軸受要素１３は、この動作面の径方向外側に配置されている。玉軸受要素は、その上で回転ケージの回転が与えられて動作面１１が回転する外側転動体を含む。全体として、正確に３つの玉軸受要素１３が設けられており、これらは、周方向において少なくともほぼ均等に配分されている。

図２は、玉軸受要素１３の外側転動体、および回転ケージ台の周辺領域の模式断面図である。玉軸受要素１３は、回転ケージ台を搭載し、その軸方向および径方向位置を、その周辺の回転ケージ台２は転動体が噛み合う溝を形成している、すなわち、動作面１１は全体として略Ｖ字形状の断面に設計されていることによって、固定している。したがって、回転ケージ台２は、３つの玉軸受要素１３によって宙に浮いた状態、すなわち、片持ちされた状態で搭載されている。本実施形態例では、動作面１１を形成する溝の略Ｖ字形状設計によって、および、抵抗を最小限に抑える転動体の凹形状によって、１つの玉軸受要素につき２つの接点が設けられている。

溝の代替として、動作面は玉軸受要素１３の対応する溝に係合する凸部２５も含むことが可能であり、これは、図３に模式的に示されている。軸方向および径方向の搭載の原理が同様に機能する。

動作面を、回転摩擦を最小限に抑える耐摩耗性材料、たとえば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）によって被覆することが可能である。他の方法では、塗布材料は、金属または複合材料、特に、特殊なプラスチックまたはセラミックでもよい。これらの材料は、それ自体上述の目的に好適だと実証されており、たとえば、高級鋼材またはチタン合金などである。

別の変形として、動作面は内側動作面でもよい、すなわち、軸受輪は、その内側に動作面が形成される周辺回転輪を形成してもよく、軸受要素は内側から動作面と噛み合う。

図４は、その文字盤が窓３０を含む時計を詳細に示す上面図である。窓３０を通して、ムーブメント、および、特にトゥールビヨンを部分的に認識可能である。トゥールビヨン１に加えて、駆動車４１、さらにムーブメントのはめ歯も認識可能である。はめ歯はこの駆動車と相互作用し、これによって、分針および時針の順方向の駆動、かつ、必要であれば１つ以上の複雑機構（日付表示など）を制御するために、はめ歯によって駆動エネルギーが図示されないばねから駆動車に伝えられる一方で、回転ケージの回転運動は小さくなる。

また、図４は、２つの固定して組み立てられた玉軸受要素１３．１に加えて、外装に対して弾力性をもって搭載された玉軸受要素１３．２を設ける可能性を示している。弾力性をもって搭載された玉軸受要素１３．２は、弾力性をもって搭載されたロッカー４４によって動作面１１に対して押し付けられている。このようにばねを搭載または宙に浮かすことによって、衝撃力で発生して補償するように、たとえば、異なる熱膨張を与えられて作用するエネルギーを吸収することが可能である。

玉軸受要素を動作面１１に対して押し付けるばね４５だけでなく軸ピン４６も、ロッカー４４を搭載するために設けられている。

図１に示す、地板を備えるトゥールビヨン１は、モジュールとして製造することが可能であり、時計の外装に装着可能である。図１に示す、各玉軸受要素の隣のねじ穴がこの装着のために機能し得る。ムーブメントの他の構成要素に対する機械的インターフェースが１つだけ必要であり、これは、回転ケージはめ歯によってトゥールビヨン側で形成される。

本発明は単軸トゥールビヨンによって説明されたが、好適に改変することによって、多軸トゥールビヨンにも応用可能である。

１ トゥールビヨン、３ テン輪、８ ガンギ車、９ 歯、１１ 動作面、１２ 地板、１３ 軸受要素、２１ 回転ケージはめ歯、２２ 軸受輪、２５ 凸部。

Claims (14)

1. トゥールビヨン軸の周りに回転可能に配置され、テン輪（３）と、ガンギ車（８）を有する脱進機と、レバーとを搭載する回転ケージを有するトゥールビヨン（１）であって、前記回転ケージは軸受輪（２２）を備えており、前記軸受輪（２２）はその動作面（１１）と周方向に噛み合う軸受要素（１３）によって搭載されており、
   前記軸受要素のうちの少なくとも１つが径方向に弾性を有する態様で配置されていることを特徴とする、トゥールビヨン。
2. トゥールビヨン軸の周りに回転可能に配置され、テン輪（３）と、ガンギ車（８）を有する脱進機と、レバーとを搭載する回転ケージを有するトゥールビヨン（１）であって、前記回転ケージは軸受輪（２２）を備えており、前記軸受輪（２２）はその動作面（１１）と周方向に噛み合う軸受要素（１３）によって搭載されており、
   前記軸受要素は、移動可能で回転する態様で、周方向に設計されていることを特徴とする、トゥールビヨン。
3. 前記動作面（１１）は外側表面部を形成し、前記軸受要素（１３）は外側から径方向に前記軸受輪に噛み合う、請求項１または２に記載のトゥールビヨン。
4. 前記軸受要素（１３）は周方向に固定位置を有しているが各々回転軸の周りで回転可能であり、それによって、前記軸受輪（２２）が前記回転ケージの回転を与えられた前記軸受要素上で回転する、請求項１に記載のトゥールビヨン。
5. 前記軸受要素（１３）は各々玉軸受を含む、請求項４に記載のトゥールビヨン。
6. 前記軸受要素は各々、摺動可能に搭載された転動体を含む、請求項４に記載のトゥールビヨン。
7. 前記軸受要素は平軸受を形成する、請求項１に記載のトゥールビヨン。
8. 正確に３つの前記軸受要素（１３）が設けられている、請求項１～７のいずれか１項に記載のトゥールビヨン。
9. 前記動作面（１１）は溝を形成し、軸方向および径方向のガイドを形成するために、前記軸受要素（１３）は前記溝に噛み合う、請求項１～８のいずれか１項に記載のトゥールビヨン。
10. トゥールビヨン軸の周りに回転可能に配置され、テン輪（３）と、ガンギ車（８）を有する脱進機と、レバーとを搭載する回転ケージを有するトゥールビヨン（１）であって、前記回転ケージは軸受輪（２２）を備えており、前記軸受輪（２２）はその動作面（１１）と周方向に噛み合う軸受要素（１３）によって搭載されており、
    前記動作面（１１）はばねを形成し、軸方向および径方向のガイドを形成するために、前記軸受要素（１３）は、凸部（２５）が噛み合う溝を含む、トゥールビヨン。
11. 回転ケージはめ歯（２１）を備え、前記回転ケージはめ歯に残りのムーブメントの駆動車が噛み合い、前記回転ケージはめ歯を介して、該駆動車が前記回転ケージの回転運動、およびこれと共に時間情報を受け入れ、前記回転ケージはめ歯は前記軸受輪（２２）に回転固定するように接続され、かつ、前記軸受輪の上方または下方に軸方向に配置されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載のトゥールビヨン。
12. 時計の外装に対して固定された態様で組み立てることが可能であり、前記外装に対して固定された歯（９）を含む地板（１２）を備え、前記回転ケージの回転運動が与えられた前記ガンギ車（８）を駆動するために、該歯に前記ガンギ車が連結されたピニオンが噛み合う、請求項１～１１のいずれか１項に記載のトゥールビヨン。
13. 時計の外装に対して固定された態様で組み立てることが可能な地板（１２）を備え、前記軸受要素（１３）のうちの少なくとも１つが前記地板上に組み立てられている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のトゥールビヨン。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載のトゥールビヨン（１）と、エネルギー蓄積部と、駆動力を前記エネルギー蓄積部から前記トゥールビヨンに伝え、前記回転ケージの回転運動を減少させるための輪列と、時間を表示するための表示手段とを備える、特に腕時計または懐中時計である、時計。

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