JP7066803B2 - 慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量を備えた計時用振動子機構 - Google Patents

慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量を備えた計時用振動子機構 Download PDF

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Description

本発明は、計時用振動子のための慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量に関するものである。
本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量を含む、計時用振動子のための慣性および/またはアンバランス調整アセンブリに関する。
本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量、または少なくとも1つのかかる慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ、を含む計時用振動子に関する。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる計時用振動子を含む計時ムーブメントに関する。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる計時ムーブメントを含む計時器、特にウォッチに関する。
本発明は、さらに、計時用振動子のための慣性質量の慣性および/またはアンバランスを調整する方法に関する。
本発明は、計時機構の動作調整の分野に関するものである。
Swatch Group Research & Development Ltd名義による特許文献1は、時計ケースを開けることなく機械式計時ムーブメントのテンプの慣性および振動数を調整するためのシステムについて記載している。また、この文献は、調整可能なテンプのいくつかの形状についても記載している。
Izurieta Chiriboga名義による特許文献2は、以下の様々な特徴を、個別に、または組み合わせで備える、脱進装置および計時用調速機について記載している。
- ガンギ車の歯によって静音の連続回転動で駆動される特別な脱進部材;
- このガンギ車の歯は、脱進部材のプロファイルと共役なプロファイルを有する;
- 調速部材は、脱進部材によって直接的または間接的に連続回転動で駆動される円板で構成されている;
- この円板は、円板と共に回転させられるレバーを備え、このレバーは、目盛の前で動くとともに、円板に装着された慣性ブロックを備える歯車に作用するための歯付き部分を有し、その様々な位置によって、このアセンブリの中立平衡位置を損なうことなく、円板の回転速度を変化させることが可能となる;
- 慣性ブロックを備えたこれらの歯車は互いに独立であり、適切な目盛によって、中立平衡位置を維持するための個々の調整を把握することが可能となる;
- ガンギ車は脱進部材に回転動を伝達し、その真軸には、調速装置を備えた円板が直接固定されている;
- 脱進部材の回転動は、歯車およびカナを介して、円板およびその調速機を保持する真軸に伝達され、カナは、歯車よりも少数の歯を有し、脱進部材の回転速度よりも速い逆回転速度を調速アセンブリに伝達する;
- この駆動装置、歯車、カナでは、カナおよび脱進部材の真軸は、追加質量を形成する円板を備える。
Nivarox名義による特許文献3は、その慣性および/またはそのバランスおよび/またはその振動周波数を調整するための慣性調整を有する装備付き計時用テンプについて記載しており、このテンプは、その外縁に、少なくとも1つのインサートを受容するための少なくとも1つの収容部を備え、そのインサートは、この収容部が含む案内手段に相補的なプロファイルを有する相補的案内手段を含む。このテンプおよび/またはインサートは、弾性保持手段を備え、弾性保持手段は、これらの弾性保持手段が拘束されている第1の挿入位置では、収容部へのインサートの挿入を可能にするとともに、これらの弾性保持手段が解放されている第2の保持位置では、この収容部からインサートが抜け出ることを防ぐように構成されている。インサートは、その収容部内で、特に離散位置の間で並進動および/または回転動が可能である。
欧州特許第3252545号明細書 仏国特許発明第675597号明細書 スイス国特許出願公開第703462号明細書
本発明は、特に調整可能な慣性を有するテンプである慣性質量を備えた計時用振動子機構を規定することを目的とし、これにより、Swatch Group Research & Development Ltd名義による文献である欧州特許第3252545号および欧州特許第3252546号に記載されている設計を補足することが可能であり、慣性の調整範囲を拡大することが可能となる。
本発明は、さらに、動作調整を実施する技師またはユーザが、動作のずれを本発明による慣性質量機構に含まれる可動体に課される離散位置に直接相関付けるテーブルを参照することを可能にすることを目的とする。
この目的のため、本発明は、請求項1に記載の、計時用振動子のための慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量に関するものである。
本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量を含む、計時用振動子のための慣性および/またはアンバランス調整アセンブリに関する。
本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量、または少なくとも1つのかかる慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ、を含む計時用振動子に関する。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる計時用振動子を含む計時ムーブメントに関する。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる計時ムーブメントを含む計時器、特にウォッチに関する。
本発明は、さらに、計時用振動子のための慣性質量の慣性および/またはアンバランスを調整する方法に関する。
本発明の他の特徴および効果は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読解することで明らかになるであろう。
図1は、下フランジと、上フランジと、弾性クラウンと、慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体と、を組み立てた結果として完成したテンプの形で、本発明による慣性質量を平面図で概略的に示しており、この場合は、慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体は、アンバランスを有する遊星体であり、この場合は、非限定的に、このテンプの揺動軸に関して対称に2つずつ配置されている。 図2は、図1の完成したテンプの下フランジおよび上フランジの組み付けを側面図で概略的に示している。 図3は、下フランジのみを図1と同様に示している。 図4は、図3の下フランジを図2と同様に示している。 図5は、12時と6時の位置に配置された15歯を有する第1のタイプのもの2つと、3時と9時の位置に配置された17歯を有する第2のタイプのもの2つである4つの遊星体と噛合する、クラウンを図1と同様に示している。 図6は、上フランジのみを図1と同様に示している。 図7は、図6の上フランジを図2と同様に示している。 図8は、上フランジと下フランジが例えばレーザ溶接されるストラットによって組み付けられる場合である変形例を、図2と同様に示している。 図9Aは、クラウンと第1のタイプの遊星体との噛合を示す図5の詳細図であり、両者は異なるプロファイルの歯を有し、両者間の接点が力の三角形を形成することで、遊星体において安定した位置決めが得られる。 図9Bは、2つのわずかな突起を備えるシャフトまたはジャーナルによって、それぞれの可動体3が支持される場合である他の変形例を示しており、この場合、接点が共に力の台形を形成することによって、図9Aにおいて接点が形成する力の三角形による場合よりも、さらに良好な遊星体の位置決めが得られる。 図10は、略直線状のフランクを有する内歯を備えたクラウンと、慣性および/またはアンバランスの調整のための可動体との噛合の詳細を、図9と同様に示しており、可動体は、概ね円のインボリュートの形の15歯の歯群を有する第1のタイプの遊星体である。 図11は、略直線状のフランクを有する内歯を備えたクラウンと、慣性および/またはアンバランスの調整のための可動体との噛合の詳細を、図9と同様に示しており、可動体は、概ね方形プロファイルの17歯の歯群を有する第2のタイプの遊星体である。 図12は、具体的には15歯を有する第1の遊星体と17歯を有する第2の遊星体である、慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体のこの特定の組み合わせによる、255通りの可能な2つの位置をx軸に示すとともに、これらの組み合わせのそれぞれを与える1日当たりの秒での動作のずれをy軸に示す分布図であり、モアレ効果を有する概ね正弦波分布および多数の組み合わせによって、高分解能と広い調整範囲の両方を確保しており、以下の説明で、遊星体とクラウンの各位置について、対応する慣性の変動を示すテーブルの一例を部分的に提示し、これにより、関連した動作のずれが直接得られる。 図13は、255通りの位置に対応した慣性の変動の全範囲に関連したすべての慣性を、慣性値の増加する順で示すとともに、2つの続きの離散慣性値の間で制御可能である非常に小さい差を示している。 図14は、クラウンおよび遊星体の同じセットを図5と同様に示しており、この場合、クラウンは、固定部材ではない駆動歯車と直接的または間接的に協働する外歯を有し、駆動歯車は、計時ムーブメントの外部のものであってよく、または計時ムーブメント内部の歯車と噛合している。 図15は、同じクラウンおよび遊星体のセットを図5と同様に示しており、この場合、クラウンの内歯は小歯車と噛合しており、小歯車は、計時ムーブメントの内部のものであってよく、またはこの図に示すように、下フランジに含まれる孔によって案内されるムーブメント外部の工具の先端であり、この場合、慣性質量およびこの外部の工具は、慣性調整アセンブリを構成する。 図16は、図15に示す協働を側面図で示している。 図17は、この工具の先端の詳細図である。 図18は、同じ原理で構成された他の慣性質量を図1と同様に示しており、遊星体を導入することに適応した工具と共に示している。リングは、弾性クラウン歯車を不動化または解放するように構成されたスライドキャリッジの径方向移動のためのカムを構成する内側偏心手段を有し、このリングを90°回転させると、スライドキャリッジが環状バネを圧縮および変形させ、これにより、遊星体を弾性クラウンに衝突させることなく容易に配置することが可能となる。 図19は、変形例のフランジの詳細図である。 図20は、変形例のフランジの詳細図である。 図21は、慣性およびアンバランスの調整を可能とするテンプを、図1と同様に示しており、これは、弾性ブレードと協働する遊星体を有し、それらの遊星体は、フランジに形成されたジャーナル(またはシャフト)上で枢転し、弾性ブレードは、遊星体のわずかな径方向移動を可能にするとともに、遊星体の離散位置での角度移動を割り出しする。 図22は、図21に示すテンプを、図2と同様に示している。 図23は、図21に示すテンプを、図3と同様に示している。 図24は、図21に示すテンプを、図4と同様に示している。 図25は、図21に示すテンプを、図5と同様に示している。 図26は、図21に示すテンプを、図6と同様に示している。 図27は、図21に示すテンプを、図7と同様に示している。 図28は、同じ原理で構成された他の慣性質量を平面図で示しており、この慣性質量の遊星体のアンバランスは、同期されており、直径方向に相対しておらず、さらにその構成の詳細を示している。 図29は、図28の慣性質量の構成の詳細を示している。 図30は、図28の慣性質量の構成の詳細を示している。 図31は、同じ原理で構成された他の慣性質量を図1と同様に示しており、これは、剛性クラウン歯車を有し、その遊星体は、弾性ブレードによってそれぞれ吊持されたピボットに関して回転可能であり、弾性ブレードは、慣性質量のフランジのうちの少なくとも1つの上にあるか、またはこれら2つのフランジの両方の上にある。図20および21のように、この慣性質量は、クラウンによって同期させる慣性質量群の一部をなす。 図32は、例えば図25の独立した調整のための6つの可動体のような、一定数の遊星体を用いるとして、非常に多数の点で形成することができる空間内の点のネットワークを極めて単純化して概略的に示す3次元図であり、これにより、アンバランス値および慣性値にそれぞれ対応する数万の点を定義することが可能であり、この図では、これらの点を、包絡球において十字で概略的に示しており、この場合、点の密度は、空間内の位置に応じて異なり、この点群は、単に概略的に示すものであり、それぞれの場合に依存する、球におけるゾーンに応じた点の密度の局所的差異を表すものでは決してない。 図33は、本発明による慣性質量を少なくとも1つ備える振動子を有するムーブメントを含む、特にウォッチである計時器を示すブロック図である。
本発明は、計時用振動子400のための慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量100に関する。
本発明について、特に、ヒゲゼンマイ型の計時用振動子400の場合について例示し、この場合、慣性質量はテンプである。当然のことながら、本発明は、他のタイプの機械式振動子に適用可能であり、特に弾性ブレード上のフレキシブルガイド振動子に適用可能である。また、本発明は、電気機械式振動子にも適用可能であり、さらに一般的に、その振動子の少なくとも1つの慣性質量の慣性に作用を及ぼすことにより簡単な方法で動作を修正できることが望まれる任意の振動子に適用可能である。
本発明によれば、この慣性質量100は、慣性および/またはアンバランスを調整するための複数の可動体3を含み、これらは、歯付きもしくはフルート状であるか、または離散角度割り出し手段を含む。慣性および/またはアンバランスを調整するためのこれらの可動体3のそれぞれは、慣性質量100が含む少なくとも1つのフランジに対して可動軸DMに関して枢転可能に取り付けられており、そのフランジは、これらの図面の場合は下フランジ10または上フランジ40である。慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体3のそれぞれの質量中心は、この可動軸DMに対してオフセンタである。この可動軸DMは、それ自体、慣性質量100の慣性中心に対してオフセンタである。このアンバランスは、限定するものではないが、特に、これらの可動体3のそれぞれが含む凹部312、322によって実現される。効果的には、これらの凹部312、322は、前記の可動体3の角度調整のために、特別な工具、またはピンセットなどを導入するために配置される。
本発明について、本明細書では、具体的かつ非限定的な場合である歯による駆動の場合について説明する。当然のことながら、本発明は、フルート、スパイクなどのような他の駆動・割り出し手段にも適用可能である。
慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体3のそれぞれは、クラウン20が付与する弾性復帰力ならびに/あるいは慣性および/もしくはアンバランスを調整するための可動体3またはこの可動体3を支持するフランジ10、40が付与する弾性復帰力による永続的な拘束を受けて、噛合協働または割り出し協働によって、慣性および/またはアンバランスを調整するための単一のクラウン20と協働し、クラウンは、歯付きもしくはフルート状であるか、または慣性および/もしくはアンバランスを調整するための可動体3のそれぞれが含む割り出し手段のタイプに応じた相補的な割り出し手段を備える。
この場合、クラウン20は、可撓性または剛性のいずれかである。
具体的な実施形態では、慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの異なるタイプの可動体3は、異なる数の歯もしくはフルートを有する。
本発明によれば、慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの可動体3は、慣性質量100のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、互いに独立に割り出しすることができる。
具体的な実施形態では、同じ慣性質量100の慣性および/またはアンバランスを調整するためのすべての可動体3を組み合わせて、すなわち、調整作業中に同じ角度で回転するようにそれらを運動連結して、割り出しすることができる。
他の具体的な実施形態では、慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも1つの可動体3を、組み合わせて共に割り出し可能な少なくとも2つの他の可動体3のセットと独立に、割り出しすることができる。
さらなる他の具体的な実施形態では、慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも3つの可動体3を、慣性質量100のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、互いに独立に割り出しすることができる。
さらなる他の具体的な実施形態では、同じ慣性質量100の慣性および/またはアンバランスを調整するためのすべての可動体3を、慣性質量100のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、互いに独立に割り出しすることができる。
図1~18は、弾性クラウンの場合に関連しており、図19は、フランジの1つにおける弾性支持体の場合に関連しており、図20は、弾性遊星体の場合に関連している。
以下の非限定的な例では、慣性質量100はテンプであり、これは、具体的かつ非限定的に、約10mmの直径を有する。このテンプは、
- この場合は、外縁11と、ショルダ13および14と、アーム12と、慣性質量100の揺動軸DOにおける中心孔17と、ガイド穿孔16を支持するブラケット15と、を含む下フランジ10と、
- この場合は、外縁41と、ショルダ43および44と、慣性質量100の揺動軸DOの周りの大きい中央空洞の周縁における皿穴45と、を含む上フランジ40であって、ショルダ43および44は、効果的には、関連した標示による15分割の第1の刻み幅で第1のオリフィス431、および関連した標示による17分割の第2の刻み幅で第2のオリフィス441を含む、上フランジ40と、
- 慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体3であって、この場合は、
- 第1の中心孔311と、非限定的に第1の中空部312によって形成されるアンバランスと、同一の15歯を含む第1の歯群310と、を有する第1のタイプの2つの第1の遊星体31であって、各々の第1の遊星体31は、その角度位置をマークするための、転写式または刻印式の第1の標示39を歯の上などに含み、この標示39を、図10、図5では、より暗いゾーンで示しており、さらに図1では、上フランジ40が含む第1のオリフィス431を通して示している、2つの第1の遊星体31と、
- 第2の中心孔321と、非限定的に第2の中空部322によって形成されるアンバランスと、同一の17歯を含む第2の歯群320と、を有する第2のタイプの2つの第2の遊星体32であって、各々の第2の遊星体32は、その角度位置をマークするための、転写式または刻印式の第2の標示390を歯の上などに含み、この第2の標示390を、図11、図5では、より暗いゾーンで示しており、さらに図1では、上フランジ40が含む第2のオリフィス441を通して示している、2つの第2の遊星体32と、で構成される可動体3と、
- 場合によって内歯21および/または外歯22であり、図5の場合は72歯を含む内歯21群である少なくとも1つの歯群を保持する外縁2を有する弾性クラウン20と、を備える。
本明細書で採用される「遊星体」という用語の選択は、太陽、クラウン、遊星を含む他の周知の機構におけるような太陽の存在を必ずしも意味するものではない。
このような遊星体31、32は、非常に小さいサイズのものである。従って、良好な製造精度を得るためには、マイクロマシニング技術が特に効果的である。あらゆる微細加工可能な材料を使用することが可能である。強度が理由で、優先的な技術は、「LIGA」法(ドイツ語の「Lithographie,Galvanoformung,Abformung」、または、具体的かつ非限定的には、1層または2層のニッケルリン(非磁性)タイプの、「電着/電鋳によるリソグラフィ/亜鉛メッキ」)である。当然のことながら、特に元の方法のX線の代わりに紫外線を用いて、この方法の変形を用いることが可能であり、または、特にMEMS(英語の「MicroElectroMechanical System」)に特化した、当業者に周知の他の同様の技術の変形、およびシリコン、酸化シリコン、DLCなどの微細加工可能な材料で構成される部品の製造の他の同様の技術の変形を用いることが可能である。
図1、5、9、10、11、14、15は、慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体3である特に遊星体31、32が、慣性質量100の揺動軸DOに関して直径方向に相対するペアで取り付けられている、具体的かつ効果的な場合を示している。これらの図面の慣性質量100を形成するこのテンプの取り付けは、以下の通りである。
- 4つの遊星体31および32を、慣性質量100の揺動軸DOに関して直径方向に相対するペアで、下フランジ10上に配置し、特に、それらの遊星体がそれぞれ含む孔311、321と、下フランジ10のジャーナル131、141との(またはその逆の)協働によって、慣性調整範囲の中央に相当する遊星体のそれぞれの位置に対応する図1および5に示す向きで、配置する。
- 弾性クラウンであるクラウン20を、4つの遊星体31および32の周囲に圧嵌する。クラウン20は、わずかに小さ過ぎるので、張力を受けてバネの役割を果たし、間隙を吸収する。このクラウン20は、場合によって内歯21および/または外歯22である少なくとも1つの歯群を保持する外縁2を有する。
- 上フランジ40を、図2に示すように、下フランジの収容部16と協働する上フランジ40の突起46で、もしくはその逆の協働で、下フランジ10上に直接押し込むか、または図8に示すように、ストラット1040を用いて押し込む。変形例では、下フランジ10と上フランジ40の2つの相互の保持を確保するために、レーザ溶接スポットを形成するか、または同様の方法で不可逆的な接合を形成する。
- 次に、テンプ100を、従来通りにテンプバネと合わせる。その後、テンプ/テンプバネ・アセンブリを、標準的なテンプのように平衡させて、材料の除去または追加により振動数を粗く設定することができ、次に、本発明の目的により振動数を微細に設定することができる。
より具体的には、慣性および/またはアンバランスを調整するための可動体3のそれぞれは、下フランジ10と上フランジ40との間に封入される。
より具体的には、クラウン20は、下フランジ10と上フランジ40との間に封入される。
好ましくは、下フランジ10または上フランジ40は、少なくとも1つの可動体3に面するとともに好ましくはそれぞれの可動体3に面して、慣性および/またはアンバランスを調整するためのこの可動体3が含む単一の可視インジケータをマークするために、少なくとも1つの標示および/または1つのオリフィス431、441を含む。
より具体的には、下フランジ10と上フランジ40は、相互に不可逆的に固定される。
図1、5、9、10、11、14、15による本実施形態では、弾性クラウン20の主な役割は、何らかのアンバランスを導入することなく、慣性のみを変化させるように、2ペアの遊星体31、32の角度位置を同期させることである。さらに、下フランジ10および上フランジ40のジャーナル131、141に付与される弾性クラウン20の張力によって、各種構成部品間の間隙を解消して、一度に4つの可動体3のそれぞれの特に歯の1段を進むごとに安定した位置を確立し、これにより、安定した位置を課すために一般的に時計製作において必要であるが大きなスペースをとるジャンパを、省くことが可能となる。
この具体例では、4つの遊星体31および32の位置の組み合わせによって、255通りの安定した位置を得ることが可能となり、そして、クラウン20を回すことにより、これらの遊星体31および32がそれぞれ含む15歯と17歯の組み合わせによって、最大で同数の異なる慣性を得ることが可能となる。
図9Aは、接点の位置を示している。
- クラウン20と遊星体31または32との間の接点38、および、
- 遊星体と、遊星体のガイドシャフトである特にジャーナル131との間の接点37。
点38および37で力の三角形を形成するこの位置は、安定しており、最小弾性ポテンシャルエネルギーに対応している。
図9Bは、2つのわずかな突起3110を備えるシャフトまたはジャーナルによって、それぞれの可動体3が支持される場合である他の変形例を示しており、この場合、接点が共に力の台形を形成することによって、三角形による場合よりも、変形性が低いので、さらに良好な遊星体の位置決めが得られる。これは、円形シャフトと孔との摩擦によって、三角形が二等辺三角形(公称位置)から定常位置(オフセンタ位置)に変化する可能性があるのに対し、力の台形はほとんど変形しないからである。
回転時に、クラウン20は曲げを受けて、これにより、システム全体は、自身を安定した中心対称位置に再位置決めさせられる。
クラウン20は、同期内歯21を含み、さらに変形例では、外歯22を含む。図15および18は、完成した振動子の他の変形例を示しており、クラウン20の外歯22は、上フランジで隠れている。
図10および11は、効果的に、クラウンおよび遊星体の歯の形状が、前記の部品に応じて異なる、具体的な変形例を示している。15歯を有する第1の遊星体31、および17歯を有する第2の遊星体32のそれぞれの、歯39および390の形状は、安定した位置での間隙を最小限にするとともに、回転時に引っ掛からないように、最適化される。この具体的な変形例では、基本直径(ひいてはアンバランス)が同じであるため、歯のピッチは同じではないので、歯の形状は異なる。
また、図示していない他の変形例では、歯のピッチを同等とするために一方のペアの直径を変えて、2ペアの遊星体において同じ形状の歯を有することも可能である。
従って、図1、5、9、10、11、14、15のこの同じ例では、テンプの慣性を調整するために、4つの遊星体31および32の位置の組み合わせによって、図12に動作のグラフで示すように(特定の遊星歯車およびテンプの慣性および質量についてのデータ)、クラウン20の回転クリック数に応じて、最大で255通りの異なる慣性値(15歯×17歯)を得ることが可能になることが分かる。ゼロ位置は、図5の状態に対応しており、その後、クラウン20を反時計回り方向に回転させる。
アンバランスの調整による動作グラフの正弦波の傾向は、モアレ効果であるか、または歯数でわずかにずれる2ペアのアンバランスの組み合わせのビートである。
正弦波の最大値の周辺では、1ノッチあたりの分解能が細かいこと、および異なる高さの複数の最大値があることが分かり、これにより、このシステムにおいて、高分解能と広い調整範囲の両方が得られる。クリック数と慣性との間に線形関係は存在しないので、次のテーブルは、255通りの位置についてのすべての調整を提示するグローバルテーブルからの抜粋であり、遊星体およびクラウンの(可能な255通りのうちの)少数の角度位置のみを、位置128の中央値に対する対応する慣性の変動と共に示している。グラフは、慣性変動の全範囲(Imax-Imin)に対する、255通りの位置についての慣性の変動を示している。このテンプにおける遊星体は、慣性の調整の中央位置にある。
Figure 0007066803000001
上記のテーブルの4行目に相当する位置を例にとると、
- 15歯を有する第1の遊星体31は、位置i=10にあり、17歯を有する第2の遊星体32は、位置j=10にある。
- 動作の測定は、0.969の値で慣性を増加させる必要があることを示している。
- -0.481(テーブルの第1列)に0.969を加えて、結果として新たな慣性として0.488が得られる。
- テーブルにおいて最も近い慣性値を求めて、テーブルの253行目から値を取得する。15歯を有する第1の遊星体31を位置i=1にし、17歯を有する第2の遊星体32を位置j=2にする必要がある。
- この変更のためには、クラウンを位置12から位置123(テーブルの最後の列)に回す必要がある。技師を支援するために、アルゴリズムによって、効果的に、遊星体を回すべき回転数を計算することが可能となる。
なお、慣性質量100の全体の質量中心がその揺動軸DO上に維持されることを確保するために、直径方向に相対する遊星体は、同じように調整されることは理解されるであろう。異なる調整によって、慣性および/またはアンバランスの調整のさらに多くの可能性を得ることが確実に可能になるであろうが、ただし代わりに、結果としてのアンバランスは揺動軸DOに対してオフセンタとなり、これは一般的に望ましくない。
この具体例では、遊星体は、15歯~17歯を有するが、歯数の多くの組み合わせがあり、これにより、遊星体のサイズまたは歯数に従った位置の組み合わせ数を有する様々なサイズの遊星体を得ることが可能となる。図13のグラフは、これらのすべての相対慣性を、値が増加する順で示している。最低の分解能は、2つの続きの値の間の最大飛び幅に対応している。これらの最大飛び幅は、全範囲と比較して非常に小さいことが明らかに分かる。
具体的な変形例では、少なくとも1つのタイプの遊星体の歯もしくはフルートの数は、素数である。
他の具体的な変形例では、少なくとも2つの異なるタイプの遊星体の歯もしくはフルートの数は、互いに素な数である。
さらなる他の変形例では、すべての異なるタイプの遊星体の歯もしくはフルートの数は、互いに素な数である。
さらに、遊星体の歯およびそのアンバランスの間の角位相差を変更することにより、255通りの一意の離散レベルを実現できるだけではなく、最大飛び幅を小さくすることも可能である。このように、分解能を最適化できる。
振動子がウォッチ内の所定位置にあるときに、慣性および/またはアンバランスの調整を制御するために、ムーブメントの内部の歯車を用いて慣性を調整することが可能であり、これを図14に示している。
参照により本明細書に組み込まれる、Swatch Group Research & Development Ltd名義による文献である欧州特許第3252545号および欧州特許第3252546号は、駆動機構50が含む駆動歯車5によってクラウンを回すことを可能とする機構に関するものである。好ましくは、クラウン20の外歯22の形状および駆動歯車5の歯51の形状は、係合しているときの力および歯を損傷するリスクを最小限とするために、非常に尖っている。
ノッチの接線方向の単位動作は、クラウン20において0.44mmであり、直径10mmの本例では十分に長い行程であるため、操作は容易である。
他の変形例は、図15~17に示すように、時計職人が操作する工具7の先端に取り付けられた外歯車6を用いて、慣性を調整することからなり、この場合、先端に歯車付きのスクリュドライバなどで構成される工具を用いて、テンプにおいて直接、慣性を変更することができる。工具の位置決めを容易とするために、この工具7の特にジャーナル71などである先端のセンタリングおよび案内のために、下フランジ10は、効果的には、その外歯車6を越えて突出する工具7の先端を案内するために、例えばブラケット15上に穿孔16を有し、これは、特に上フランジ40の外縁41の皿穴45に面している。上フランジ40は、(特にブラケット15に形成された)それぞれの穿孔16に沿って皿穴45を有し、従って、工具7の外歯車6の歯61は、クラウン20の内歯21と直接噛合することができる。
このような外部の工具7を用いて慣性を調整する可能性を有することにより、他の同様の実施形態では、内部の組み込み調整を有していない従来のテンプ100を想定することも可能である。この場合、クラウン20の外歯を排除することが可能である。
変形例では、クラウン20に外歯22を維持して、クラウン20の外側に遊星体31、32を配置することを想定できる。
図18は、組み立て時に遊星体を導入することに適応した工具を示しており、リング9は、弾性クラウン20を不動化または解放するように構成されたスライドキャリッジ8の径方向移動のための内側偏心カム91を有し、このリングを90°回転させると、スライドキャリッジが弾性リング20を圧縮および変形させ、これにより、遊星体3を弾性クラウン20に衝突させることなく容易に配置することが可能となる。
図19および20は、いくつかの変形例のフランジの詳細図である。
図21~27は、弾性クラウン歯車を有していない慣性質量に関し、これの遊星体31、32は、互いに独立であって、慣性質量のフランジの1つに固定された弾性ブレード28によって割り出しされる。
図28~30は、慣性および/またはアンバランスを調整するための3つの遊星体33で形成される3つの可動体を有するテンプを示しており、この図では、軸DOの中央部分で外縁を結合する3つのアームが、遊星体によって隠れている。これらの3つの同一の第3の遊星体33は、この場合、30歯を有する歯群61を有し、クラウン20は、72歯を有する。クリックと慣性との間に単調な正弦関係が与えられれば、慣性の調整は単純化されるが、調整位置は16通りのみである。質量中心を揺動軸上に維持することは、第3の遊星体60のそれぞれにおける同じ調整の同期によって得られる。すべてのアンバランスは同期されている。
図31は、剛性クラウン歯車20を有する他の慣性質量100に関し、これの遊星体3は、2つのフランジの少なくとも一方または両方のフランジに形成された可撓性ブレード28に弾性取り付けされており、その原理は、あらゆる点で、図1~15で示すものと同じである。また、当該慣性質量100においては、弾性ブレード28が、各々の遊星体3の径方向移動を可能に、かつ各々の遊星体3の角度移動の独立した割り出しを可能にする。

本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量100を含む、計時用振動子400のための慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ150に関し、このアセンブリ150は、慣性および/またはアンバランスの調整を有するこの慣性質量100を含む。本発明によれば、この慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ150は、第1に、2次元(図12)または3次元(図32)の図を含み、第2に、値のテーブルまたはファイルに関連付けられて、これらが共に、慣性および/またはアンバランスの調整を有するこの慣性質量100が含む慣性および/またはアンバランスの調整のための可動体3のそれぞれが占める位置に応じた、慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量100の慣性および/またはアンバランス値を規定する。
より具体的には、この慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ150は、この慣性質量100のクラウン20が有する歯21、22と噛合するように構成された外歯車6を含む工具などを含む。
本発明は、さらに、慣性および/またはアンバランスの調整を有する少なくとも1つのかかる慣性質量100、または少なくとも1つのかかる慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ150、を含む計時用振動子400に関する。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる振動子400を含む計時ムーブメント500に関する。このムーブメント500は、効果的には、クラウン20の歯と協働するように構成された駆動機構50を含む。図14は、この駆動機構50が駆動歯車5を含む場合を示しており、クラウンが外歯を有する図示の非限定的な場合には、駆動歯車は、クラウン20の外歯22と協働するように構成された歯51を有する。当然のことながら、クラウン20が歯以外のフルートなどのような割り出し手段を有する場合に、同様の構成が可能であり、その場合、駆動歯車5は、クラウン20のプロファイルに相補的な適切なプロファイルを有する。
図面の情報が過多になるのを避けるために図示していない具体的な実施形態では、この駆動機構50は、振動子機構400の揺動時に慣性質量100を拘束しないように、かつ、この揺動をいかなる形でも全く妨害しないように、係合解除可能である。Swatch Group Research & Development Ltd名義による文献である欧州特許第3252545号および欧州特許第3252546号の図1、14、16、20、21は、ウォッチに組み込まれた磁気カプラとの、そのような係合機構について記載している。
本発明は、さらに、少なくとも1つのかかる振動子400を含む少なくとも1つの計時ムーブメント500を含む計時器1000、特にウォッチに関する。
本発明は、様々に変形するのに適している。従って、図21~27で示す他の変形例は、弾性ブレード28と協働する遊星体31、32を有するテンプに関し、この場合、遊星体31、32は、一方または両方のフランジによって支持されるシャフト27上で枢転する。弾性ブレード28は、遊星体の径方向移動を可能にするとともに、その角度移動を割り出しする。クラウンの間隙を吸収するためのバネ機能を、これらの弾性ブレード28で採用している。図25は、独立な調整を有する6つの可動体3を示しており、特に4つの独立な可動体を有するなど、他の構成を想定することができる。
図示の変形例は、この例では非限定的に15歯および17歯を有する、3ペアの遊星体を含み、これにより、テンプのアンバランスおよび慣性の調整が可能となり、このように、遊星体の互いに独立な離散位置での調整が容易であるという利点が維持される。また、調整を実施するために、図16の工具を使用することもできる。当然のことながら、他の変形例を想定することができ、例えば、各種類の遊星体を偶数有するテンプであって、アンバランスの調整のための4つと慣性の調整のための4つの、例えば8つの遊星体を有するテンプを想定することができ、この場合、これにより2種類の調整を明確に切り離すことが可能となる。このように、いくつかの可動体3は、慣性の調整のみに割り当てられ、他の可動体3は、アンバランスの調整のみに割り当てられる。また、図32の点群と同様に、広範囲な点集合をカバーするように、互いに異なる直径を有する可動体3、および/または異なる支持直径で支持される可動体3、および/または互いに異なるアンバランスを有する可動体3、および/または互いに異なる中空部312、322を有する可動体3、および/または異なる密度の材料で構成された可動体3、などを想定することも可能である。
図32は、この場合、慣性質量100のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、少なくとも3つの可動体を互いに独立に割り出しすることができる具合的な構成を示している。255通りの異なる慣性値の2次元分布図である図12とのアナロジーで、図32は、例えば図25の独立した調整を有する6つの可動体3のような、対応する数の遊星体を用いるとして、非常に多数の点で形成することができる空間内の点のネットワークを極めて単純化して概略的に示す3次元図であり、これにより、アンバランス値および慣性値にそれぞれ対応する数万の点を定義することが可能であり、この図では、これらの点を、包絡球において十字で概略的に示しており、この場合、点の密度は、空間内の位置に応じて異なる(図12の場合も同様)。アンバランス値Bは、XY平面への前記の点Mの座標XbおよびYbによる投影によって与えられ、一方、慣性Iの値は、軸Zへの点Mの投影およびその座標Ziによって与えられる。球における点Mは、可動体3のそれぞれの一意の位置に対応している。
微細構造化技術により弾性半径の形成を可能として、バネ機能を、遊星体3自体によって付与することもできる。
本発明は、さらに、計時用振動子のための慣性質量の慣性および/またはアンバランスを調整する方法に関し、この方法によれば、
- 本発明による、計時用振動子400のための慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ150を取得し、このアセンブリ150は、慣性および/またはアンバランスを調整するためのかかる慣性質量100、および関連する要素を含み、すなわち、第1に、上記の2次元または3次元の図を含み、第2に、上記の値のテーブルまたはファイルを含み、
- 振動子の動作の測定を実施し、
- 実施すべき慣性補正の代数値を決定し、
- この慣性補正に最も近い値を、上記のテーブルまたはファイルにおいて求め、
- それぞれの可動体3に与える新規の位置を決定し、
- 上記の慣性質量の構成に従って、それぞれの可動遊星体を、クラウンおよび/またはその可動遊星体を回転させることにより、位置決めする。
より具体的には、それぞれの可動体3に与える新規の位置は、それらの可動体3による結果としてのアンバランスを最小化するように決定される。
当然のことながら、この方法は、図12の2次元図と図32の3次元図の両方に適用可能である。
全体として、本発明は以下の点を特徴とする。
- バネを形成するクラウンは、遊星体と協働し、間隙を吸収して、動的アンバランスを生じさせることなく、安定した正確な位置を確立する;
- 様々に異なる数の歯、様々に異なる直径、および様々に異なるアンバランスを有する遊星体の組み合わせの幅広い選択によって、モアレ効果により、高い範囲/分解能比を有しつつ、テンプの多数の慣性離散値が得られる。
従って、本発明には、多くの利点がある。
- 高強度かつ高精度の微細加工部品を使用することが可能である。薄いブレードがないことによって、その強度が向上する;
- 振動子の慣性質量の慣性の、ひいては動作の、再現性の高い微調整;
- 高分解能;
- ウォッチの内側および/または外側からの調整が可能である;
- 広い慣性および/またはアンバランス調整範囲、ならびに動的アンバランスがないこと;
- クラウンと遊星体との間のわずかな拘束によって間隙を吸収するとともに、数十または数百の安定した位置で可動体を維持する;
- 位置のテーブルに基づく正確な調整;
- 正確かつ読み取りやすい慣性調整の表示;
- 計時器の大きさに対して単位移動量(ワンクリック)が比較的大きいので、操作が容易である;
- 中心対称ジオメトリを選択した場合に、直径方向に相対する遊星体を同等に調整することで、質量中心が慣性質量の揺動軸上に維持される;
- 回転ストッパがないので、調整中に破損するリスクがない;
- 慣性質量がテンプである場合に、
- それぞれの位置で、遊星体のアンバランスおよび微細な可撓性の外縁を除いて、すべてのジオメトリが同等である。これにより、テンプの動的アンバランスが最小限となる;
- テンプバネを収容するための、テンプの中心の広い皿穴;
- テン真へのテンプ外縁の従来通りの取り付け。
全体として、本発明により、単一のクラウンで同期させる慣性および/またはアンバランス調整用可動体によって、慣性の正確な調整を実現することが可能となる。
モアレ効果は、Nペアの調整用可動体の位相差の組み合わせによるものであり、得られた慣性/動作の復号化用のテーブルを用いることで、使用の安全性が得られ、正確な調整を直接進めることが可能となる。この点において、復号化に不可欠なアルゴリズムは、本発明の貴重な貢献を果たす。
本発明により、クラウンによって非同期化されるとともに特に可動遊星体とは独立であるアンバランスを有する可動体によって、テンプのアンバランスの調整が可能となる。そして、クラウンによって非同期化されるアンバランスを有するこれらの可動体は、第1のシステムに追加することができる。
2 外縁
3 可動体
5 駆動歯車
6 外歯車
7 工具
8 スライドキャリッジ
9 リング
10 下フランジ
11 外縁
12 アーム
13 ショルダ
14 ショルダ
15 ブラケット
16 収容部(ガイド穿孔)
17 中心孔
20 クラウン
21 内歯
22 外歯
27 シャフト
28 弾性ブレード
31 第1の遊星体
32 第2の遊星体
37 接点
38 接点
39 第1の標示
40 上フランジ
41 外縁
43 ショルダ
44 ショルダ
45 皿穴
46 突起
50 駆動機構
51 歯
60 第3の遊星体
61 歯
71 ジャーナル
91 内側偏心カム
100 慣性質量
131 ジャーナル
141 ジャーナル
150 慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ
310 第1の歯群
311 第1の中心孔
312 第1の中空部(凹部)
320 第2の歯群
321 第2の中心孔
322 第2の中空部(凹部)
390 第2の標示
400 振動子
431 第1のオリフィス
441 第2のオリフィス
500 ムーブメント
1000 計時器(ウォッチ)
1040 ストラット
3110 突起
B アンバランス値
DM 可動軸
DO 揺動軸
I 慣性
M 点
Xb 点MのX座標
Yb 点MのY座標
Zi 点MのZ座標

Claims (24)

  1. 計時用振動子(400)のための慣性および/またはアンバランスの調整を有する慣性質量(100)であって、
    前記慣性質量(100)は、慣性および/またはアンバランスを調整するための複数の可動体(3)を含み、前記可動体は、歯付きもしくはフルート状すなわち溝状であって、それぞれは、前記慣性質量(100)に含まれるフランジ(10,40)に対して可動軸(DM)に関して枢転可能に取り付けられており、前記可動軸(DM)は、前記慣性質量(100)の慣性中心に対してオフセンタであり、それぞれの前記可動体(3)は、前記可動軸(DM)に対してオフセンタである質量中心を有し、前記慣性質量(100)が含む慣性および/またはアンバランス調整用の単一の同じクラウン(20)と噛合することによって協働し、前記クラウン(20)は、歯付きもしくはフルート状であり、それぞれの前記可動体は、前記クラウン(20)が付与する弾性復帰力ならびに/あるいは前記可動体(3)または前記可動体を支持する前記フランジ(10,40)が付与する弾性復帰力による永続的な拘束を受ける、ことと、
    慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの前記可動体(3)を、前記慣性質量(100)のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、互いに独立に割り出しすることができあるいは互いに運動連結して割り出しすることができること、を特徴とする慣性質量。
  2. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも3つの前記可動体(3)を、前記慣性質量(100)のアンバランスおよび慣性の組み合わせ調整のために、互いに独立に割り出しすることができることを特徴とする、請求項1に記載の慣性質量(100)。
  3. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの異なるタイプの前記可動体(3)は、異なる数の歯もしくはフルートを有することを特徴とする、請求項1または2に記載の慣性質量(100)。
  4. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも1つの前記可動体(3)の歯もしくはフルートの数は、素数であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  5. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの前記異なるタイプの前記可動体(3)は、異なる数の歯もしくはフルートを有することを特徴とする、請求項3または請求項3に従属する請求項4に記載の慣性質量(100)。
  6. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの異なるタイプの前記可動体(3)の歯もしくはフルートの数は、互いに素な数であることを特徴とする、請求項3または請求項3に従属する請求項に記載の慣性質量(100)。
  7. 慣性および/またはアンバランスを調整するための前記可動体(3)は、前記慣性質量(100)の揺動軸(DO)に関して対称に取り付けられた同じタイプの可動体のペアで配置されることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  8. 慣性および/またはアンバランスを調整するための前記可動体(3)のそれぞれは、前記の慣性および/またはアンバランスを調整するための前記可動体(3)の角度調整のための工具を導入するために配置される少なくとも1つの中空部(312;322)によって形成されるアンバランスを有することを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  9. 慣性および/またはアンバランスを調整するための前記可動体(3)のそれぞれは、下フランジ(10)と上フランジ(40)との間に封入されることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  10. 前記クラウン(20)は、前記下フランジ(10)と前記上フランジ(40)との間に封入されることを特徴とする、請求項9に記載の慣性質量(100)。
  11. 前記下フランジ(10)または前記上フランジ(40)は、慣性および/またはアンバランスを調整するための前記可動体(3)が含む単一の可視インジケータをマークするために、少なくとも1つの標示および/またはオリフィス(431;441)を含むことを特徴とする、請求項9または10に記載の慣性質量(100)。
  12. 前記下フランジ(10)と前記上フランジ(40)は、相互に不可逆的に固定されることを特徴とする、請求項9~11のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  13. 慣性および/またはアンバランスを調整するための少なくとも2つの前記異なるタイプの前記可動体(3)は、歯もしくはフルートの異なるプロファイルを有することを特徴とする、請求項3または請求項3に従属する請求項に記載の慣性質量(100)。
  14. 前記慣性質量(100)は、慣性および/またはアンバランスの調整のための前記可動体(3)および前記クラウン(20)に課される番号付けされた離散位置に自身を備える計時用振動子(400)の動作のずれを直接相関付けるテーブル演算子のためのテーブルに、関連付けられていることを特徴とする、請求項9~11のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  15. 前記可動体(3)のいくつかは、慣性の調整のみに割り当てられ、その他の前記可動体(3)は、アンバランスの調整のみに割り当てられる、ことを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の慣性質量(100)。
  16. 請求項1~15のいずれか一項に記載の慣性および/またはアンバランスの調整のための慣性質量(100)を少なくとも1つ含む、計時用振動子(400)のための慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ(150)であって、値のテーブルまたはファイルに関連付けられた2次元または3次元の図を含み、これらが共に、慣性および/またはアンバランスの調整のための前記慣性質量(100)が含む慣性および/またはアンバランスの調整のための前記可動体(3)のそれぞれが占める位置に応じた、慣性および/またはアンバランスの調整のための前記慣性質量(100)の慣性および/またはアンバランスの値を規定している、慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ。
  17. 前記アセンブリ(150)は、前記クラウン(20)が有する歯(21;22)と噛合するように構成された歯車(6)を含む少なくとも1つの工具を含むことを特徴とする、請求項16に記載の慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ(150)。
  18. 請求項1~15のいずれか一項に記載の慣性および/またはアンバランスの調整のための慣性質量(100)を少なくとも1つ、または請求項16または17に記載の慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ(150)を少なくとも1つ、含む計時用振動子(400)。
  19. 請求項18に記載の計時用振動子(400)を少なくとも1つ含む、計時ムーブメント(500)。
  20. 前記ムーブメント(500)は、前記クラウン(20)が有する歯と協働するように構成された駆動機構(50)を含むことを特徴とする、請求項19に記載のムーブメント(500)。
  21. 前記駆動機構(50)は、駆動歯車(5)を含み、前記駆動歯車の歯(51)は、前記クラウン(20)の外歯(22)と協働するように構成されており、前記駆動機構(50)は、前記慣性質量(100)を有する前記計時用振動子(400)の揺動時に前記慣性質量(100)を拘束しないように、係合解除可能である、ことを特徴とする、請求項20に記載のムーブメント(500)。
  22. 請求項19~21のいずれか一項に記載の計時ムーブメント(500)を少なくとも1つ含む、計時器またはウォッチ(1000)。
  23. 計時用振動子(400)のための慣性質量(100)の慣性および/またはアンバランスを調整する方法であって、前記方法により、
    請求項16または17に記載の慣性および/またはアンバランス調整アセンブリ(150)を取得し、
    前記振動子(400)の動作の測定を実施し、
    実施すべき慣性補正の代数値を決定し、
    前記慣性補正に最も近い値を、前記テーブルまたはファイルにおいて求め、
    前記可動体(3)のそれぞれに与える新規の位置を決定し、
    前記慣性質量(100)の構成に従って、前記可動体(3)のそれぞれを、前記クラウン(20)および/または前記可動体(3)を回転させることにより、位置決めする、方法。
  24. 前記可動体(3)のそれぞれに与える新規の位置は、前記可動体(3)による結果としてのアンバランスを最小化するように決定される、請求項23に記載の方法。
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