KR20160060584A - 가요성 콜릿 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸런스 스프링에 대한 부착 지점 및 밸런스 스태프를 수용하도록 되어 있는 통로를 포함하는 타임피스 콜릿에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 통로는 실질적으로 원통형이고, 또한 통로의 축선에 수직한 평면에서 탄성적으로 변형하도록 그리고 밸런스 스태프가 통로 내에 삽입될 때에 통로의 내부 벽의 높이에 걸쳐 연장하는 적어도 두 개의 접촉 라인들에 의해 밸런스 스태프를 탄성적으로 클램핑하도록 구성된다.

Description

가요성 콜릿{Flexible collet}

본 발명은 아버 (arbor) 에 고정되도록 되어 있는 탄성 콜릿에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 일체형의 밸런스 스프링/탄성 콜릿 어셈블리, 및 이러한 일체형의 어셈블리를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콜릿에 의해 밸런스 스태프에 밸런스 스프링이 배치되고, 상기 콜릿은, 밸런스 스태프를 향해 가압되도록 의도된 그리고 밸런스 스프링의 내부 단부를 수용하도록 측방향으로 피어싱된 링 형태를 취한다. 또한, 밸런스 스태프는 콜릿에 용접 또는 납땜될 수도 있다. 실리콘에 대한 DRIE 방법들과 같은 마이크로 제조 기술의 발전은 콜릿들을 새로운 형상들 및 기하학적 구조들로 제조할 수 있게 했다. 이는 특히 콜릿을 밸런스 스프링과 일체형으로 만들 수 있다.

실리콘은 밸런스 스프링들의 제조에 대해 많은 이점들을 갖는 재료이고, 마이크로 제조 기술들은 일체형의 밸런스 스프링/콜릿 어셈블리를 형성할 수 있다. 실리콘의 주요 단점은 실리콘이 소성 변형을 갖지 않는다는 것이다. 따라서, 응력이 탄성 한계를 초과할 경우 콜릿들은 쉽게 부서질 수 있다. 그러므로, 콜릿은, 발진기 (최소 클램핑 토크) 의 작동 동안 밸런스 스태프에 밸런스 스프링을 홀딩하도록 그리고 밸런스 스태프의 직경 및 콜릿의 기하학적 구조의 변형이 여전히 주어진 허용 오차 범위 내에 있을 경우 콜릿이 부서지지 않으면서 (또는 소성 변형을 겪지 않으면서) 아버들로 조립되는 것을 허용하도록 치수화되어야 한다.

EP 특허 제 1513029 호 및 EP 특허 제 2003523 호는 삼각형의 개방부를 갖는 콜릿들을 제안한다. 밸런스 스프링은 삼각형의 꼭지점들 중 하나에 위치된 부착 지점에서 고정된다. 콜릿은 밸런스 스태프를 수용하도록 변형하는 가요성 아암들이 부착되어 있는 외부 보강 구조체로 형성된다.

또한, WO 특허 제 2011026725 호로부터, 밸런스 스태프를 수용하기 위해 4 개의 원형 지지 부분들이 제공된 보어를 구비하는 콜릿을 갖는 밸런스 스프링-콜릿 어셈블리가 공지되어 있다. 지지 부분들은 콜릿 보어 내에 형성된 길이방향 그루브들에 의해 경계지어 진다.

이러한 문헌들에 기재된 기하학적 구조들은 전적으로 만족스럽지 않아서, 무브먼트들에 탑재된 대부분의 밸런스 스프링들 (실리콘, 다이아몬드, 석영...으로 이루어짐) 에는 밸런스 스태프에 접합된 콜릿 접착제가 제공되어 있다.

본 발명의 목적은 전술한 단점들을 모두 또는 일부 극복하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 밸런스 스프링에 대한 부착 지점과 밸런스 스태프를 수용하도록 되어 있는 통로 또는 개방부를 포함하는 타임피스 콜릿에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 통로는 실질적으로 원통형이고, 통로의 축선에 수직한 평면에서 탄성적으로 변형하도록 그리고 밸런스 스태프가 통로 내에 삽입될 때에 통로의 내부 벽의 높이에 걸쳐 연장하는 적어도 2 개의 접촉 라인들에 의해 밸런스 스태프를 탄성적으로 클램핑하도록 구성된다.

따라서, 이러한 콜릿은 변형력이 공칭 홀딩 토크를 초과하여 콜릿을 스태프에 클램핑시키면서 최적의 압입력 (pressing-in force) 과 홀딩 토크를 허용한다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 일 이점은 종래 기술의 콜릿들과는 달리 전체 콜릿이 변형되고 콜릿이 노즈 (nose) 나 다른 강성 부분을 가지지 않는다는 것이다. 본 발명의 경우에, 사실상 전체 콜릿은 콜릿의 부착 지점을 제외하고 변형된다.

본 발명의 다른 유리한 변형들에 따라:

- 통로는 계란형 형상이고;

- 세 개의 접촉 라인들은 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 을 가지고, 이러한 접촉 라인들 중 하나는 밸런스 스프링에 대한 부착 지점과 정반대에 있고;

- 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 은 90°초과이고;

- 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 은 120°이고;

- 오목한 부분들에서 콜릿과 밸런스 스태프 사이의 거리는 0 과 밸런스 스태프의 직경의 1/4 사이에 포함되고, 더 바람직하게는 0 과 50 ㎛ 사이에 포함되고;

- 콜릿은 다양한 단면을 가진다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 콜릿을 포함하는 일체형의 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명의 다른 유리한 변형들에 따라:

- 콜릿과 밸런스 스프링은 실리콘으로 이루어지고;

- 콜릿과 밸런스 스프링은 소성 변형을 갖지 않는 재료로 이루어진다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리를 포함하는 타임피스 무브먼트 또는 타임피스에 관한 것이다.

다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 설명에 의해 주어진 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 드러날 것이다.

- 도 1 은 콜릿이 탄성적으로 변형되는 도면이다.
- 도 2 는 본 발명에 따른 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리의 평면도이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 사용 불가능한 소성 범위를 갖는, 즉, 매우 제한된 소성 범위를 갖는 재료로 이루어진 콜릿에 관한 것이다.

도 2 에 도시된 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리는 통상적으로 실리콘으로 이루어진 단일의 일체형 콤포넌트로 이루어진다. 상기 어셈블리는 콜릿 (1) 및 밸런스 스프링 (2) 을 포함하고, 상기 밸런스 스프링 (2) 은 그의 내부 코일 (20) 을 통해 콜릿 (1) 의 주변에 있는 부착 지점 (S1) 에 부착된다. 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리는 스태프 (4) 를 향해 콜릿 (1) 을 구동시킴으로써 원형 섹션의 밸런스 스태프 (4) 에 대해 홀딩된다.

콜릿 (1) 은 실질적으로 원통형인 통로 (10) 를 포함하고, 상기 통로 (10) 는 통로 (10) 의 축선에 수직한 평면 (P) 에서 탄성적으로 변형하도록, 따라서 밸런스 스태프 (4) 를 수용하고 탄성적으로 클램핑하도록 구성된다. 가요성 통로 (10) 는 계란형 형상이고, 더 바람직하게는 "삼각-계란형 (triangular-oval)" 이며, 밸런스 스태프 (4) 와 적어도 2 개의 접촉 라인들을 포함한다.

도면들에 도시된 바람직한 실시형태에 따라, 가요성 통로 (10) 는 삼각-계란형 형상이고, 밸런스 스태프 (4) 와 3 개의 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 을 가지며, 3 개의 접촉 라인들은 예를 들어 등변 삼각형을 형성한다. 밸런스 스태프 (4) 와의 3 개의 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 은 그들 사이에 각도들 (α, β 및 θ) 을 형성한다.

접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 은 콜릿 (1) 과 밸런스 스태프 (4) 사이에 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 을 경계짓고, 이러한 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 은 비접촉 영역들이다.

도 1 에서 명백해질 수 있는 바와 같이, 접촉 라인들 중 하나는 밸런스 스프링 (2) 에 대한 부착 지점과 정반대에 있고, 따라서 콜릿 (1) 은 부착 지점에서 변형을 받지 않게 되고, 밸런스 스프링 (2) 의 부착 지점의 위치는 콜릿 (1) 이 제 위치에서 세팅될 때에 바뀌지 않는다.

본 발명에 따라, 3 개의 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 은 3 개의 접촉 라인들 사이에 바람직하게는 90°초과의, 더 바람직하게는 150°미만의, 여기에서는 실질적으로 120°의 각도를 형성한다.

탄성 변형의 효과 하에서, 통로 (10) 는 밸런스 스태프와 접촉 상태에 있는 통로의 내부 벽을 복귀시키는 탄성 복귀력을 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 에 가한다.

본 발명에 따라, 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 에서 콜릿 (1) 과 밸런스 스태프 (4) 사이의 거리는 0 초과이다. 따라서, 3 개의 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 에는 조임력이 존재하지만, 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 에는 조임력이 존재하지 않는다.

바람직하게는, 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 에서 콜릿 (1) 과 밸런스 스태프 (4) 사이의 거리는 0 과 밸런스 스태프 (4) 의 직경의 1/4 사이에 포함된다. 훨씬 더 바람직하게는, 오목한 부분들 (10a, 10b 및 10c) 에서 콜릿 (1) 과 밸런스 스태프 (4) 사이의 거리는 0 과 50 ㎛ 사이에 포함된다.

유리하게는, 콜릿 (1) 과 밸런스 스태프 (4) 사이의 거리는, 조임력이 접촉 라인들 (11a, 11b 및 11c) 에 가해질 때에 소량의 유극을 보장한다.

이 배열체는 재료의 최대 허용가능한 응력보다 더 작은 레벨의 응력으로 밸런스 스태프 (4) 에의 충분한 홀딩 토크를 보장하면서 스태프 (4) 에 대한 콜릿 (1) 의 통로 (10) 의 지지 반경을 최대화하는 특정한 이점을 가진다. 유리하게는, 더 큰 지지 반경은 더 높은 홀딩 토크를 제공한다.

두께는 통로 (10) 에서 밸런스 스태프 (4) 에 의해 가해진 최대 응력이 콜릿 (1) 을 형성하는 재료의 탄성 한계보다 더 작도록 결정되어서, 콜릿 (1) 이 밸런스 스태프 (4) 의 제조 허용 오차에 적합해지고 또한 스태프 (4) 에의 콜릿 (1) 의 유지 (회전 토크, 압입력) 가 충분해진다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 밸런스 스프링 (2) 은 자신의 주위에 있는 코일들에서 권취된 스트립 (3) 을 포함하고, 내부 코일 (20) 은 콜릿 (1) 과 일체형이 된다.

도 2 에서 보여지는 바와 같이, 내부 코일 (20) 과 콜릿 (1) 사이의 부착 지점 (S1) 은 콜릿 (1) 에 위치된다. 또한, 콜릿 (1) 은 콜릿 (1) 의 중심 (C) 과 부착 지점 (S1) 을 관통하는 축선 (A) 에 대해 대칭인 것을 알 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 콜릿 (1) 과 밸런스 스프링 (2) 은 실리콘으로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시형태에 따라, 콜릿 (1) 과 밸런스 스프링 (2) 은 소성 변형을 갖지 않는 재료, 예컨대, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 다공성 실리콘, 비정질 실리콘, 도핑된 단결정 실리콘, 도핑된 다결정 실리콘, 도핑된 또는 비도핑 된 탄화 규소, 도핑된 또는 비도핑된 규소 질화물, 도핑된 또는 비도핑된 규소 산화물, 예컨대 석영 또는 실리카, 또는 세라믹으로 형성된다.

또한, 콜릿 (1) 과 밸런스 스프링 (2) 은 비정질 금속과 같은 재료로 이루어질 수도 있다.

물론, 본 발명은 설명된 예에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 변경이 가능해지며, 이는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

1 콜릿
10 통로
10a 오목한 부분
10b 오목한 부분
10c 오목한 부분
11a 접촉 라인
11b 접촉 라인
11c 접촉 라인
2 밸런스 스프링
3 밸런스 스프링 스트립
4 밸런스 스태프
α 각도
β 각도
θ 각도
S1 부착 지점
C 콜릿 중심
Da 스태프 직경

Claims (11)

1. 밸런스 스프링 (2) 과의 부착 지점 (S1) 및 밸런스 스태프 (4; balance staff) 를 수용하도록 되어 있는 통로 (10) 를 포함하는 타임피스 콜릿 (1; timepiece collet) 으로서,
   상기 통로 (10) 는 실질적으로 원통형이고, 또한 상기 통로 (10) 의 축선에 수직한 평면 (9) 에서 탄성적으로 변형하도록 그리고 상기 밸런스 스태프 (4) 가 상기 통로 (10) 내에 삽입될 때에 상기 통로 (10) 의 내부 벽의 높이에 걸쳐 연장하는 적어도 2 개의 접촉 라인들 (11a, 11b, 11c) 에 의해 상기 밸런스 스태프 (4) 를 탄성적으로 클램핑하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 콜릿 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 통로 (10) 는 계란형 형상인, 타임피스 콜릿 (1).
3. 제 1 항에 있어서,
   3 개의 상기 접촉 라인들 (11a, 11b, 11c) 은 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 을 가지고, 상기 접촉 라인들 중 하나는 상기 밸런스 스프링에 대한 부착 지점 (S1) 과 정반대에 있는, 타임피스 콜릿 (1).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 은 90°초과인, 타임피스 콜릿 (1).
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 각을 이룬 개방부들 (α, β, θ) 은 120°인, 타임피스 콜릿 (1).
6. 제 1 항에 있어서,
   오목한 부분들 (10a, 10b, 10c) 에서 상기 콜릿 (1) 과 상기 밸런스 스태프 (4) 사이의 거리는 0 과 상기 밸런스 스태프 (4) 의 직경의 1/4 사이에 포함되는, 타임피스 콜릿 (1).
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 타임피스 콜릿은 다양한 단면을 포함하는, 타임피스 콜릿 (1).
8. 제 1 항에 따른 콜릿 (1) 을 포함하는 일체형의 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 콜릿 (1) 과 상기 밸런스 스프링 (2) 은 실리콘으로 이루어지는, 일체형의 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 콜릿 (1) 과 상기 밸런스 스프링 (2) 은 소성 변형을 갖지 않는 재료로 이루어지는, 일체형의 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리.
11. 제 8 항에 따른 일체형의 콜릿/밸런스 스프링 어셈블리를 포함하는 타임피스 무브먼트 또는 타임피스.

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