JP7254108B2 - 制振部分を備えた機械式時計軸受 - Google Patents

Description

本発明は、制振部分を備えた機械式時計軸受に関する。

本発明はまた、そのような軸受を含む時計ムーブメントに関する。

本発明は、時計機構、より具体的には回転ガイドの分野に関する。

自動巻きを備えた機械式腕時計は、一般に、ゼンマイを巻き上げるための振動巻上錘が提供される。振動錘の旋回を可能にするために、これまでは、通常、サスペンションとしてボール軸受から作られている。

軸受の構成要素は、通常、金属、特に、鋼、真ちゅう、または銅－ベリリウム合金である。

しかしながら、そのようなボール軸受は、音波の形態でノイズを発生させ、これは、腕時計の装着者にとって迷惑となり得る。これらのノイズの発生源は、特に、胴体間の接触の粗さ、製造時の形状欠陥、または摩擦による胴体の摩耗によるものなど、多様である。

この問題を解決するために、たとえば、欧州特許出願公開第３４６０２７５号（特許文献１）において、ボールと、軸受の他の胴体との間の接触面を低減することが求められてきた。しかしながら、そのような軸受は、粘度がより高い大量の潤滑剤を必要とし、それが巻上能力を制限する可能性がある。潤滑剤は腕時計の外側からも見え、これが、不快で美的ではない効果を引き起こす可能性がある。

欧州特許出願公開第３４６０２７５号 欧州特許出願公開第３４１８５９５号

Ｆ．Ｙｉｎ著、「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｄａｍｐｉｎｇ ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ」（ノイズおよび振動制御のための高制振合金の開発および適用）、ＩＣＳＶ １４、２００７年７月９～１２日、豪州ケアンズ

本発明の目的は、前述の問題を回避する機械式軸受、特にボール軸受を提案することである。

この目的のために、本発明は、計時器の機械式ムーブメントに配置されることを意図された機械式時計軸受に関し、この軸受は、共通の回転軸の周りに同軸な、ランニングトラックを形成する少なくとも１つの内枠および少なくとも１つの外枠、ならびに、複数のホイールを案内する内枠と外枠との間の相対的な動きの間に、ランニングトラックにおいてスライドまたは回転する複数のホイールを含み、前記内枠と外枠とのうちの少なくとも一方は、動的な枠である。

本発明は、軸受の少なくとも１つの構造部分が、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造され、その制振係数が１０％を超え、好ましくは３０％を超えるという点で注目に値する。

このような軸受によって、振動錘の動きによる振動が大幅に減衰される。したがって、自動巻きを備えた腕時計を装着しても、特に手首に不快感を与えることはない。

さらに、金属材料を使用することで、水分の吸収やガスの放出など、合成材料における制振の問題を回避することが可能となる。それに加えて、金属材料は、より高い品質を有し、高級計時器において、より貴重であり、一般にはるかに強い。

本発明の特定の実施形態によれば、金属材料は、１００ＭＰａを超える、好ましくは４００ＭＰａを超える、または６００ＭＰａさえも超える引張強度を有する。

本発明の特定の実施形態によれば、材料は、以下のリスト、すなわち、
－ 少なくとも８０％のマンガンと、銅との合金と、
－ 少なくとも８０％、好ましくは８２％の銅と、好ましくは１２％および５％のアルミニウムおよびニッケルとの合金と、
－ 少なくとも８０％、好ましくは８５％の鉄と、好ましくは１２％および３％のクロムおよびアルミニウムとの合金と、
－ 少なくとも６０％、好ましくは６５％の鉄と、好ましくは３５％のコバルトとの合金と、
－ 少なくとも９０％、好ましくは９５％の鉄と、好ましくは６％および０．２％のアルミニウムおよび炭素との合金と、
－ 少なくとも７０％、好ましくは７３％のマンガンと、好ましくは２０％、５％、および２％の銅、ニッケル、および鉄との合金であって、少なくとも１３０のビッカース硬度数を有する合金と、
－ 少なくとも５０％、好ましくは５５％のニッケルと、好ましくは４５％のチタンとを備えるニチノールタイプの合金と、から選択されるべきである。

本発明の特定の実施形態によれば、軸受は、前記枠のうちの１つと、ムーブメントの自動巻上システムのブリッジとの間に配置されることを意図された第１の制振部品を備え、第１の制振部品は、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造された軸受の部分を形成する。

本発明の特定の実施形態によれば、軸受は、前記枠のうちの１つと、ナットまたはねじなど、ムーブメント上に軸受を保持するための手段との間に配置されることを意図された第２の制振部品を備え、第２の制振部品は、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造された軸受の部分を形成する。

本発明の特定の実施形態によれば、第１および／または第２の部品は、ワッシャである。

本発明の特定の実施形態によれば、第１および／または第２の部品は、チューブである。

本発明の特定の実施形態によれば、外枠は、制振材料から製造される。

本発明の特定の実施形態によれば、内枠は、制振材料から製造される。

本発明の特定の実施形態によれば、前記ホイールは、高い制振能力を有する金属材料から製造されたボールである。

本発明はまた、そのような軸受を含む時計ムーブメントに関する。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことから明らかになるであろう。

本発明の第１の実施形態によるボール軸受を提供され、自動巻きを備えた機械式ムーブメントの一部の断面を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形によるボール軸受を提供され、自動巻きを備えた機械式ムーブメントの一部の断面を概略的に示す図である。 ワッシャの形態の制振部品と、チューブの形態の制振部品とを概略的に示す図である。 特定の材料および合金の制振係数を、材料の引張強度の関数として示すグラフであり、このグラフは、Ｆ．Ｙｉｎによる記事「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｄａｍｐｉｎｇ ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ」（ノイズおよび振動制御のための高制振合金の開発および適用）（ＩＣＳＶ １４、２００７年７月９～１２日、豪州ケアンズ）（非特許文献１）に公開されている。

本発明は、たとえば図１および図２に示されるように、時計ムーブメント１０のための自動巻きを備えた機械式軸受１に関する。

図１および図２において、ムーブメント１０は、針を備えた表示システム用のアーバ２、様々な歯車列およびムーブメント要素１０が組み立てられる自動巻上システムブリッジ３、ならびに、図１におけるねじ７および図２におけるナット９のような保持手段によって自動巻上システムのブリッジ３に固定されたボール軸受１を備える。

この軸受１は、従来、共通の回転軸Ｄの周りに同軸な、少なくとも１つの内枠４、１４、および少なくとも１つの外枠５、１５を含む。針および軸Ｄを備えた表示システムのアーバ２は同一直線上にあり、表示システムのアーバ２は、軸受１に対してブリッジの反対側に組み立てられる。

組み立てられると、これらの内枠４、１４および外部５、１５枠は、ランニングトラック２０を形成し、ここではボールである複数のホイール１２、１３は、内枠４、１４と外枠５との間の相対運動でスライドまたは回転する。ランニングトラック２０は、内部回転導管であり、これは、ホイール１２、１３を保持して、これらホイールが導管内で移動することを可能にする。

本発明は、単一の内枠４、１４および単一の外枠５、１５の簡略化された場合の図に示され、当業者は、内枠４、１４と外枠５、１５との間に、ホイール１２、１３のためのランニングトラック２０をおのおのが含む、複数のステージを含む軸受に本発明を推定できる。外枠５、１５は、単一の外部レースによって形成される。当然、外枠５、１５はまた、複数の並置された外部レースから構成され得る。

軸受１は、ブリッジ３上に組み立てられる。図１または図２において、機械式軸受１は、ねじ７およびナット９を通過させるための軸方向中央孔１６を備える。ねじ７は、巻上システムのブリッジ３の下のカラー１８によって保持されたスタッド８にねじ込まれ、ナット９は、スタッド８の周りにねじ込まれる。ねじ７またはナット９、ならびにスタッド８は、軸受１の軸Ｄ上に配置される。スタッド８は、ボール軸受１の下の孔１６に挿入される一方、ねじ７またはナット９は、軸受１の上部上の孔１６に挿入される。

ランニングトラック２０を含むそのようなステージでは、少なくとも内枠４、１４または外枠５、１５は動的な枠であり、すなわち、プレート、ブリッジ３、または同様のものの時計ムーブメントの静的な構成要素と比較して、軸受の通常の機能中に移動可能である。図示されていない特定の変形では、内枠４、１４は動的な枠であり、外枠５、１５は動的な枠である。図２に示す別の変形例では、内枠４、１４は静的な枠であり、外枠５、１５は動的な枠である。図示されていないさらに別の変形では、内枠は動的な枠であり、外枠５、１５は静的な枠である。

そのような軸受１は、時計用途向けに設計されており、このため、寸法が非常に小さく、
－ 境界を含んで１．６ｍｍから２０．２ｍｍの直径、
－ ホイールがボールである場合、境界を含んで０．２ｍｍから０．６ｍｍのボール直径、
－ 境界を含んで０．４ｍｍから１．５ｍｍであり、ホイールが、境界を含んで０．２から０．６ｍｍの直径を有するボールである場合、１．０ｍｍ以下である回転軸方向の内枠４、１４の厚さ、
－ 境界を含んで０．４ｍｍから１．５ｍｍであり、ホイールが、境界を含んで０．２ｍｍから０．６ｍｍの直径を有するボールである場合、１．０ｍｍ以下である回転軸方向の外枠５、１５の厚さ、である。

より具体的には、最小の軸受は、直径０．２ｍｍのボールを有し、直径１．６ｍｍの場合、その厚さは、０．４から１ｍｍの間である。

また、最大の軸受は、最大０．６ｍｍの直径のボールを有し、５．７から２０．２ｍｍの直径の場合、その厚さは最大１．５ｍｍにまで及ぶ。

図１または図２に示す軸受１は、本発明によるボール軸受であり、直径５．７ｍｍ、ボールの直径０．５ｍｍ、内枠の厚さ１．０ｍｍ、外枠の厚さ１．０ｍｍである。

本発明によれば、軸受１の少なくとも１つの構造部分は、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造され、その制振係数は、１０％より大きく、好ましくは３０％より大きい。構造部分は、たとえば、枠や制振部品など、ホイールまたはボールとは異なる軸受の部分を意味する。もちろん、ホイールまたはボールも、これと同じ材料で作ることができるが、ボール軸受の構造部分に追加される。

図１および図２の第１の実施形態では、軸受１は、自動巻上システムの内枠４、１４とブリッジ３との間に配置された第１の制振部品６を備える。第１の部品６は、自動巻上システムのブリッジのディスク１９上に配置される。軸受１はさらに、内枠４、１４と、ムーブメント１０上に軸受１を保持するための手段、すなわち、ねじ７またはナット９との間に配置された第２の制振部品１７を備える。第２の部品１７は、内枠４、１４の上面にくり抜かれたベッド２１内に配置される。制振部品は、ワッシャまたはフラットディスクであり、ねじ、ナット、またはスタッドの配置に応じて通過することが可能な中央開口部を備えている。ねじまたはナットは狭いため、第２の部品は、第１の部品よりも小さい。制振部品は、軸受の軸を中心に同心円状である。

図３は、ワッシャの形態である、第１の実施形態の制振部品６、７を示す。チューブの形態の制振部品２２も示される。チューブは、ワッシャと同様に配置された中空の細長い部品である。実際、別の実施形態によれば、振動を吸収するためにチューブが使用され得る。

制振部品６、１７、２２は、制振能力が高く、その制振係数が１０％を超える、好ましくは３０％を超える弾性金属材料から製造される。そのような制振係数は、計時器の装着者に十分な快適さを提供する。したがって、これらの制振部品は、ボール軸受１によって生成される振動を吸収する。

動的な機械的分析では、胴体は、ひずみまたは振動変形を受ける。制振係数δは、損失係数とも呼ばれ、次式にしたがって、材料の制振能力によって特徴付けられる。
δ＝Ｅｄｉｓｓ／Ｅｍａｘ、ここで、Ｅｄｉｓｓは、振動サイクル中に材料によって散逸されるエネルギであり、Ｅｍａｘは、振動サイクル中に材料によって蓄積される最大変形エネルギである。

金属材料は、以下のリスト、すなわち、
－ 少なくとも８０％のマンガンと、銅との合金と、
－ 少なくとも８０％、好ましくは８２％の銅と、好ましくは１２％および５％のアルミニウムおよびニッケルとの合金と、
－ 市販の合金「Ｓｉｌｅｎｔａｌｌｏｙ」のように、少なくとも８０％、好ましくは８５％の鉄と、好ましくは１２％および３％のクロムおよびアルミニウムとの合金と、
－ 市販の合金「Ｇｅｎｔａｌｌｏｙ」のように、少なくとも６０％、好ましくは６５％の鉄と、好ましくは３５％のコバルトとの合金と、
－ 少なくとも９０％、好ましくは９５％の鉄と、好ましくは６％および０．２％のアルミニウムおよび炭素との合金と、
－ 市販の合金「Ｍ２０５２」のように、少なくとも７０％、好ましくは７３％のマンガンと、好ましくは２０％、５％、および２％の銅、ニッケル、および鉄との合金であって、少なくとも１３０のビッカース硬度数を有する合金と、
－ 少なくとも５０％、好ましくは５５％のニッケルと、好ましくは４５％のチタンとを備えるニチノールタイプの合金と、から選択されることが好ましい。

しかしながら、他の金属材料、特に制振係数に関するように、特に同じ物理的特性を有する合金も可能である。

Ｍ２０５２タイプまたはニチノールタイプの材料は、上記のワッシャやチューブなどの制振部品に特に適している。ニチノールは、特に、形状記憶および超弾性の性質を有する。

さらに、金属材料は、１００ＭＰａを超える、好ましくは４００ＭＰａを超える、または６００ＭＰａさえも超える引張強度を有する。したがって、軸受の部分は、他の材料を用いた場合よりもより強く、摩耗が遅くなる。欧州特許出願公開第３４１８５９５号（特許文献２）に記載されているように、ポリマ製の制振材料は、弾性率がはるかに低いため、ボール軸受とブリッジとの間に隙間が生じる可能性がある。このような隙間は、軸受とブリッジ、またはムーブメントの他の構成要素との接触を引き起こす可能性がある。

図４は、金属材料の引張強度の関数として制振係数値が示されるグラフ３０を示す。上記の合金は、１０％を超える、または３０％さえも超える高い制振係数と、１００または６００ＭＰａさえも超える高い引張強度との両方を有する。

図示される実施形態は、制振部品に関する。しかしながら、軸受の他の構成要素で制振を得ることが可能である。

より一般的には、本発明によれば、軸受の少なくとも一部分は、制振能力が高く、その制振係数が１０％を超える、好ましくは３０％を超える弾性金属材料から製造される。

第２の実施形態では、図に示されていないが、金属材料で作られた部分は、ボール軸受の枠のうちの１つである。変形例では、２つの枠は、この金属制振材料から形成される。応力と接触圧力とを回避するために、軸受の形状を調整する必要がある。

第３の実施形態では、図に示されていないが、前記ホイールは、高い制振能力を有する金属材料から製造されたボールである。ニチノールタイプの材料は、そのようなボールの製造に特に適している。

本発明はまた、上記のような少なくとも１つの軸受１を含む計時器ムーブメント１０に関する。

１ 機械式軸受
２ アーバ
３ ブリッジ
４ 内枠
５ 外枠
６ 制振部品
７ ねじ
８ スタッド
９ ナット
１０ 計時器ムーブメント
１２ ホイール
１３ ホイール
１４ 内枠
１５ 外枠
１６ 孔
１７ 制振部品（チューブ）
１８ カラー
１９ ディスク
２０ ランニングトラック
２１ ベッド
２２ 制振部品
３０ グラフ

Claims (10)

1. 機械式計時器ムーブメント（１０）に配置される機械式計時器軸受（１）であって、前記軸受（１）は、共通の回転軸（Ｄ）の周りに同軸な、ランニングトラック（２０）を形成する少なくとも１つの内枠（４、１４）および少なくとも１つの外枠（５、１５）、ならびに、複数のホイール（１２、１３）を案内する前記内枠（４、１４）と前記外枠（５、１５）との間の相対的な動きの間に、前記ランニングトラック（２０）においてスライドまたは回転する複数のホイール（１２、１３）を含み、前記軸受は、前記枠（４、５、１４、１５）のうちの１つと、前記ムーブメント（１０）の自動巻上システムのブリッジ（３）と、の間に配置される第１の制振部品（６）をさらに含み、前記内枠（４、１４）および外枠（５、１５）のうちの少なくとも一方は、動的な枠であり、前記機械式計時器軸受（１）は、前記軸受（１）の少なくとも１つの構造部分が、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造され、その制振係数が１０％を超え、前記第１の制振部品（６）は、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造された前記軸受の前記部分を形成することを特徴とする、機械式計時器軸受（１）。
2. 前記金属材料は、１００ＭＰａを超える引張強度を有することを特徴とする、請求項１に記載の機械式軸受（１）。
3. 前記材料は、以下のリスト、すなわち、
   － 少なくとも８０％のマンガンと、銅との合金と、
   － 少なくとも８０％の銅と、アルミニウムおよびニッケルとの合金と、
   － 少なくとも８０％の鉄と、クロムおよびアルミニウムとの合金と、
   － 少なくとも６０％の鉄と、コバルトとの合金と、
   － 少なくとも９０％の鉄と、アルミニウムおよび炭素との合金と、
   － 少なくとも７０％のマンガンと、銅、ニッケル、および鉄との合金と、
   － 少なくとも５０％のニッケルと、チタンとを備えるニチノールタイプの合金と、から選択されるべきであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の機械式軸受（１）。
4. 前記軸受（１）は、前記枠（４、５、１４、１５）のうちの１つと、ナット（９）またはねじ（７）のような、前記ムーブメント（１０）上に前記軸受を保持するための手段との間に配置される第２の制振部品（１７）を備え、前記第２の制振部品（１７）は、高い制振能力を有する弾性金属材料から製造された前記軸受（１）の前記部分を形成することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
5. 前記第１の部品（６）および／または前記第２の部品（１７）は、ワッシャであることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
6. 前記第１の部品および／または前記第２の部品は、チューブ（２２）であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
7. 前記外枠（５、１５）は、前記制振材料から製造されることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
8. 前記内枠（４、１４）は、前記制振材料から製造されることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
9. 前記ホイール（１２、１３）は、高い制振能力を有する金属材料から製造されたボールであることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の機械式軸受（１）。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の少なくとも１つの軸受（１）を含む計時器ムーブメント（１０）。

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