(57)【要約】【課題】中間周波数を参照電子発振器の周波数に対して同期する機械式発振器を備える計時器を提供すること。【解決手段】計時器は、機械式共振器（６）及び発振を維持するデバイスから形成した機械式発振器、並びに参照時間基準（２２）を形成する補助発振器を備える。計時器は、同期デバイス（２０）を備え、同期デバイス（２０）は、機械式発振器の中間周波数を補助発振器の周波数に対して従属させるように構成する。この同期デバイスは、電磁制動デバイス（２６）を備え、電磁制動デバイス（２６）は、コイル及び少なくとも１つの永久磁石から形成され、誘導電圧が、機械式共振器の各交番発振において、コイルの端子の間に生成されるように構成される。同期デバイスは、個別時間間隔の間、コイルの端子間のインピーダンスを瞬間的に低減し得るように構成し、あらゆる２つの連続時間間隔は、それぞれの時間距離の開始の間に、正の整数に機械式発振器の設定点周期の半分を乗算したものに実質的に等しい時間距離を呈する。【選択図】図１
2020038206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械式ムーブメント（４）を備える計時器（２）であって、前記機械式ムーブメント（４）は、
−少なくとも１つの時間データ項目の表示器機構（１２）、
−中立位置回りの全体発振軸に沿った発振に適した機械式共振器（６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）であって、前記中立位置は、前記機械式共振器の最小位置エネルギー状態に対応する、機械式共振器（６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）、
−前記機械式共振器の維持デバイス（１８）であって、前記維持デバイス（１８）により、前記表示器機構の稼働を時間調節するように構成した機械式発振器を形成する維持デバイス（１８）、
−参照時間基準（２２）を形成し、前記機械式共振器の設定点周波数を決定する補助発振器（３５）であって、前記設定点周波数の逆元は、設定点周期Ｔ０ｃを規定する、補助発振器（３５）
を備え、前記計時器は、前記機械式発振器の中間周波数を前記設定点周波数に対して従属させるように構成した同期デバイス（２０）を更に備え、前記同期デバイスは、前記機械式共振器の電磁制動デバイスを備え、前記電磁制動デバイスは、少なくとも１つのコイル（２８、２８Ｃ）及び少なくとも１つの永久磁石（３０、３２；６０；６４、６５；８４）から形成し、少なくとも１つの永久磁石（３０、３２；６０；６４、６５；８４）は、各交番発振において、誘導電圧が、機械式発振器の使用可能な動作範囲内で前記コイルの２つの端子の間に生成されるように構成し、前記同期デバイスは、前記コイルの２つの端子間のインピーダンスを瞬間的に低減し得るように構成する、計時器（２）において、前記同期デバイスは、個別時間間隔ＴPの間、前記コイルの２つの端子間のインピーダンスを低減し、前記個別時間間隔の中、任意の２つの連続時間間隔の開始の間で、時間距離ＤTを呈するように構成し、前記時間距離ＤTは、正の整数Ｎに前記機械式発振器の設定点周期Ｔ０ｃの半分を乗算したものに等しい、即ち、数学的関係ＤT＝Ｍ・Ｔ０ｃ／２であり、前記同期デバイスは、前記参照時間基準により、前記個別時間間隔のそれぞれの開始を決定するように構成し、前記時間距離ＤTと前記設定点周期Ｔ０ｃとの間の数学的関係を満たすようにすることを特徴とする、計時器（２）。
【請求項２】
前記同期デバイスは、個別時間間隔ＴPを周期的に作動するように構成され、前記個別時間間隔ＴPは、同じ値を有し、作動周波数ＦDは、設定点周波数Ｆ０ｃの２倍に等しく、前記設定点周波数Ｆ０ｃは、正の整数Ｍで除算した、定義上は設定点周期Ｔ０ｃの逆元に等しい設定点周波数Ｆ０ｃの２倍に等しい、即ち、ＦD＝２・Ｆ０ｃ／Ｍであり、前記個別時間間隔ＴPの値は、前記設定点半周期よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／２であることを特徴とする、請求項１に記載の計時器。
【請求項３】
前記機械式共振器は、発振軸（３４）回りに発振するてんぷ（８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）によって形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の計時器。
【請求項４】
前記てんぷは、前記少なくとも１つの永久磁石を支持し、前記機械式共振器の支持体（５）は、前記少なくとも１つのコイルを支持することを特徴とする、請求項３に記載の計時器。
【請求項５】
前記電磁制動デバイスは、前記機械式共振器のあらゆる発振の間、前記機械式発振器の使用可能な動作範囲内で、前記少なくとも１つのコイルにおいて誘導電圧を実質的に連続的に生成するように構成することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の計時器。
【請求項６】
前記個別時間間隔ＴPの値は、有利には、前記設定点周期Ｔ０ｃの４分の１よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／４であることを特徴とする、請求項５に記載の計時器。
【請求項７】
前記電磁制動デバイスは、磁気システムを備え、前記磁気システムは、前記てんぷによって支持し、軸方向磁化及び反対の極性を有する一対の双極磁石（６４、６５）によって形成し、前記２つの双極磁石は、前記てんぷの参照半軸（６２Ａ）に対して対称的に配置し、前記参照半軸は、前記機械式共振器が中立位置にある際にゼロ角度位置を画定すること、並びに前記コイルは、前記ゼロ角度位置に対してある角度のずれを呈し、前記機械式発振器が使用可能な動作範囲内で発振する際、各交番において交互に、機械式共振器の中立位置を介する通過前又は後で前記コイル内に誘導電圧が実質的に生じるようにし、前記使用可能な動作範囲内の前記機械式共振器の終端角度位置は、絶対値で、前記角度のずれを超え、前記前記角度のずれは、前記ゼロ角度位置と前記コイルの中心角度位置との間の最小角度距離として規定することを特徴とする、請求項４に記載の計時器。
【請求項８】
前記機械式発振器の使用可能な動作範囲において、前記個別時間間隔ＴPは、実質的に、前記機械式共振器の２つの終端位置回りの前記コイル内に誘導電圧がない時間区間以上であることを特徴とする、請求項７に記載の計時器。
【請求項９】
前記角度のずれは、１８０°に実質的に等しいことを特徴とする、請求項７又は８に記載の計時器。
【請求項１０】
前記計時器は、電力供給回路（４４）を備え、前記電力供給回路（４４）は、蓄電器及び電圧整流器回路によって形成し、前記電圧は、前記機械式共振器が発振する際に少なくとも１つの永久磁石によって前記コイル内に誘導することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の計時器。
【請求項１１】
前記電源回路は、一方で、前記コイルの端子に、もう一方で、前記同期デバイスの参照電位に常時接続すること、前記少なくとも１つの永久磁石は、前記整流器回路によって整流する誘導電圧を生成し、前記コイル及び前記電源回路は、前記機械式発振器の使用可能な動作範囲内で、前記蓄電器内に蓄えた電気エネルギーが前記同期デバイスへの給電に十分であるように構成することを特徴とする、請求項１０に記載の計時器。
【請求項１２】
前記計時器は、電源回路（４４）を備え、前記電源回路（４４）は、蓄電器及び電圧整流器回路によって形成し、前記電圧は、前記機械式共振器が発振する際に更なる対の永久磁石（６６、６７）によって前記コイル内に誘導し、前記更なる対の永久磁石は、前記２つの永久磁石の間に中間点軸（６８）を有し、前記機械式共振器の各交番発振において、前記コイルと瞬間的に結合し、前記中間点軸は、前記参照半軸（６２Ａ）に対して、前記角度のずれだけ実質的にずれ、前記中間点軸が、前記機械式共振器が中立位置にある際、前記コイルの中心に対し実質的に位置合わせするようにすること、並びに前記機械式共振器が中立位置を介して通過する際、前記電源回路は、一方で、前記コイルの端子に、もう一方で、前記同期デバイスの参照電位に少なくとも周期的に接続することを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の計時器。
【請求項１３】
前記同期デバイスは、前記個別時間間隔の間、前記コイルの２つの端子の間に短絡回路を生成するように構成することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の計時器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式ムーブメントを備える計時器に関し、機械式ムーブメントの稼働は、機械式発振器の動作時、可能性がある時間のずれを修正するデバイスによって向上し、機械式発振器は、機械式ムーブメントの稼働を時間調節する。計時器は、機械式発振器を備え、中間周波数は、補助電子発振器によって決定した設定点周波数に対して同期される。
【０００２】
特に、計時器は、一方で、
−少なくとも１つの時間データ項目の表示器機構、
−全体発振軸に沿った中立位置回りの発振に適した機械式共振器であって、中立位置は、機械式共振器の最小位置エネルギー状態に対応する、機械式共振器、
−機械式共振器の維持デバイスであって、機械式共振器と共に、表示器機構の稼働を時間調節するように構成した機械式発振器を形成する維持デバイス
を備える機械式ムーブメントによって形成され、もう一方で、同期デバイスによって形成され、同期デバイスは、機械式発振器の中間周波数を、参照時間基準によって決定した設定点周波数に対して従属させるように構成する。
【背景技術】
【０００３】
本発明の分野において定義される計時器は、いくつかの先行文献で提案されている。１９７７年公開の特許ＣＨ５９７６３６は、本明細書の図３を参照するような計時器を提案している。ムーブメントは、てんぷ−ひげぜんまいによって形成した共振器、並びにアンクル組立体及びがんぎ車を備える従来の維持デバイスを備え、維持デバイスは、ばねを備える香箱と運動学的に連結される。この計時器ムーブメントは、機械式発振器の周波数を調整するデバイスを更に備える。この調整デバイスは、電子回路及び電磁制動部を備え、電磁制動部は、てんぷの外縁の下に配置した支持体上に配置した平坦コイル、及び２つの磁石から形成され、２つの磁石は、てんぷ上に組み付けられ、発振器を起動した際に両方がコイル上を通過するように互いに近くに配置される。
【０００４】
電子回路は、時間基準を備え、時間基準は、水晶生成器を備え、参照周波数信号ＦＲを生成するように働き、この参照周波数を機械式発振器の周波数ＦＧと比較する。発振器の周波数ＦＧは、対の磁石によってコイル内で生成される電気信号を介して検出される。２つの周波数ＦＧとＦＲとの間の比較は、双方向計数器によって実行され、双方向計数器は、２つの入力でこれら２つの周波数を受信し、２つの周波数に対し計数した周期の差を決定する信号を出力する。電子回路は、論理回路を更に備え、論理回路は、計数器の出力信号を分析し、この出力信号に従って制動パルス印加回路を制御し、論理回路が時間のずれを検出した際にてんぷを制動するようにし、この時間のずれは、参照周波数ＦＲを超える発振器の周波数ＦＧの値に対応する。制動パルス印加回路は、電磁磁石−コイルの相互作用及びコイルに接続した切替え可能な負荷を介して、てんぷ上に瞬間的な制動トルクを誘導するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＣＨ５９７６３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、同期デバイスの電子回路を可能な限り単純化することであり、同期デバイスは、そのような同期デバイスを備える計時器の稼働精度を失わずに、機械式ムーブメントの機械式発振器の中間周波数を、補助電子発振器によって決定した設定点周波数に対し従属させるように構成される。
【０００７】
本発明の範囲において、一般的に、機械式計時器ムーブメントの稼働精度を強化すること、即ち、この機械式ムーブメントの日々の最大誤差を低減すること、及びより全体的には、より長期間（例えば１年）にわたって起こり得る時間のずれをかなり低減することが求められる。特に、本発明は、機械式計時器ムーブメントに対し、稼働を最初に最適に調節するという目的を達成することを求める。実際、本発明の一般的な目的は、機械式ムーブメントの自然動作が、特定の日々の誤差、したがって、増大する時間のずれ（増大する累積誤差）をもたらすケースの場合、この機械式ムーブメントの稼働を修正するデバイスを発見することである。この機械式ムーブメントは、特定の特徴により機械式ムーブメントが持ち得る最良に可能な精度で、自律的に機能し得ることを放棄しない、即ち、修正デバイスがない場合又は修正デバイスが停止中である場合に機能し得ることを放棄しない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的で、本発明は、発明の分野で定義した、同期デバイスが機械式共振器の電磁制動デバイスを備える計時器に関し、この電磁制動デバイスは、少なくとも１つのコイル及び少なくとも１つの永久磁石から形成され、少なくとも１つのコイル及び少なくとも１つの永久磁石は、誘導電圧が、機械式発振器の使用可能な動作範囲で、機械式共振器の各交番発振においてコイルの２つの端子との間に生成されるように構成され、同期デバイスは、コイルの２つの端子間のインピーダンスを瞬間的に低減し得るように構成される。この計時器は、同期デバイスが、個別時間間隔ＴPの間、コイルの２つの端子間のインピーダンスを低減し、個別時間間隔の中、あらゆる２つの連続時間間隔の開始の間で、時間距離ＤTを呈するように構成されるという点で注目に値し、時間距離ＤTは、正の整数Ｎに、機械式発振器のための設定点周期Ｔ０ｃの半分を乗算したものに等しい、即ち、ＤT＝Ｎ・Ｔ０ｃ／２である。特に、同期デバイスは、参照時間基準により、個別時間間隔のそれぞれの開始を決定し、時間間隔ＤTと設定点周期Ｔ０ｃとの間に上記した数学的関係を満たすように構成する。
【０００９】
本発明の特徴により、驚くべきことに、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるように、計時器ムーブメントの機械式発振器は、補助発振器に対し効果的に迅速に従属する。機械式発振器（子機械式発振器）の発振周波数は、補助発振器（親発振器）によって決定される設定点周波数に対して同期される。この同期は、閉ループのサーボ制御を伴わず、機械式発振器の発振運動に対する測定センサを必要としない。したがって、以下で説明するように、同期デバイスは、開ループで機能し、機械式ムーブメントの自然稼働の前進及び遅延の修正を可能にする。この結果は、絶対に注目すべきものである。
【００１０】
用語「親発振器に対する同期」は、親発振器に対する子機械式発振器のサーボ制御（開ループ、したがって、フィードバックを伴わない）を示す。同期デバイスの動作は、時間間隔が生じる周波数を、子機械式発振器に対して強制するようなものであり、時間間隔の間、コイルの２つの端子に接続した回路のインピーダンスが低減する。子機械式発振器は、時間データ項目表示器機構の稼働を時間調節する。より一般的には、一連のそのような個別時間間隔は、所与の周波数で周期的に生じさせる必要さえない。というのは、これらの個別時間間隔のうち、あらゆる２つの連続時間間隔の開始（又は同等に、中間点時間）の間で、正の整数Ｎにより、上記で規定した時間距離ＤTを呈するだけでよいためである。正の整数Ｎは、経時的に変動させることができる。本明細書において、このことは、強制発振器の標準的なケース、又は更には結合発振器のシナリオを構成するものではない。
【００１１】
本発明において、予め規定した設定点周期Ｔ０ｃに対する可能な時間距離ＤTは、機械式発振器の中間周波数、したがって、機構の時間調節を決定する。時間距離は特定の補助発振器によって決定されるため、中間周波数は、この補助発振器によって決定され、機構の稼働精度が補助発振器の稼働精度と直接相関するようにする。用語「機構の稼働を時間調節する」は、この機構の、動作時の移動部品に対する運動ペースの設定、特に、機構の車、したがって、少なくとも１つの時間データ項目表示器の回転速度の決定を示す。
【００１２】
主な実施形態では、機械式共振器は、発振軸回りに発振するてんぷによって形成され、同期デバイスは、個別時間間隔ＴPを周期的に作動するように構成され、個別時間間隔ＴPは、これら個別時間間隔の作動周波数ＦDが、正の整数Ｍで除算した、定義上は設定点周期Ｔ０ｃの逆元に等しい設定点周波数Ｆ０ｃの２倍に等しいものと同じ値を有する、即ち、ＦD＝２・Ｆ０ｃ／Ｍであり、個別時間間隔ＴPの値は、設定点半周期よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／２である。好ましい代替実施形態では、個別時間間隔ＴPの値は、設定点周期Ｔ０ｃの４分の１よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／４であることが想定される。
【００１３】
決して限定するものではない、例として示す添付の図面を使用して、本発明を以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による計時器の第１の実施形態の図である。
【図２】図１による第１の実施形態の部分図である。
【図３】本発明による電磁制動デバイスの制御回路の第１の代替実施形態の電子図である。
【図４】本発明による電磁制動デバイスの制御回路の第２の代替実施形態の電子図である。
【図５Ａ】Ｆ０＞Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第１の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【図５Ｂ】Ｆ０＜Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第１の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【図５Ｃ】Ｆ０＝Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第１の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【図６】機械式共振器が中立位置を通過する前に、特定の交番発振で第１の制動パルスを機械式共振器に印加するグラフ、並びに第１の制動パルスが生じる時間間隔における、てんぷの角速度及び角度位置のグラフである。
【図７】図６と同様のグラフであるが、機械式発振器が中立位置を介して通過した後、機械式発振器に対し特定の交番発振で第２の制動パルスを印加する。
【図８Ａ】発振周期の間のてんぷ−ひげぜんまいの角度位置のグラフである。
【図８Ｂ】固定継続時間の制動パルスの間に得られた、計時器ムーブメントの稼働変動グラフであり、３つの値は、てんぷ−ひげぜんまいの角度位置に従った一定の制動トルクである。
【図８Ｃ】対応する制動力のグラフである。
【図９】本発明による計時器において、修正デバイスを連結した後、初期段階で生じがちなシナリオである。
【図１０】本発明による計時器において、修正デバイスを連結した後、初期段階で生じがちなシナリオである。
【図１１】本発明による計時器において、修正デバイスを連結した後、初期段階で生じがちなシナリオである。
【図１２】本発明による計時器において、修正デバイスを連結した後に生じる物理的過程を説明するグラフであり、子機械式発振器の自然周波数が設定点周波数を超えるシナリオで求められる同期がもたらされる。
【図１３】図１２のシナリオにおける、制動パルスが各交番で生じる代替実施形態のための、安定同期段階内の子機械式発振器の発振及び制動パルスを示すグラフである。
【図１４】本発明による計時器において、修正デバイスを連結した後に生じる物理的過程を説明するグラフであり、子機械式発振器の自然周波数が設定点周波数よりも小さいシナリオで求められる同期がもたらされる。
【図１５】図１４のシナリオにおける、制動パルスが各交番で生じる代替実施形態のための、安定同期段階内の子機械式発振器の発振及び制動パルスを示すグラフである。
【図１６】図１２のシナリオに関する、修正デバイスの動作モードの間の機械式発振器の角度位置及び対応する発振周期のグラフであり、制動パルスは、４発振周期ごとに生じる。
【図１７】図１４のシナリオに関する、修正デバイスの動作モードの間の機械式発振器の角度位置及び対応する発振周期のグラフであり、制動パルスは、４発振周期ごとに生じる。
【図１８】図１６の部分拡大図である。
【図１９】図１７の部分拡大図である。
【図２０】図１８及び図１９と同様の図であり、機械式発振器の周波数が制動周波数に等しい特定のシナリオを表す。
【図２１】第２の実施形態の機械式発振器及び電磁デバイスの概略図である。
【図２２】第２の実施形態の範囲における、定常状態におけるこの電磁デバイスの制御信号を関数とする、機械式発振器の角度位置、及び電磁デバイスのコイル内の誘導電圧に対する経時的進行のグラフである。
【図２３】第３の実施形態の機械式発振器及び電磁デバイスの概略図である。
【図２４】第３の実施形態の範囲における、定常状態におけるこの電磁デバイスの制御信号を関数とする、機械式発振器の角度位置、及び電磁デバイスのコイル内の誘導電圧に対する経時的進行のグラフである。
【図２５】図２４と同様の、第３の実施形態の範囲内の電磁デバイス制御の代替実施形態のグラフである。
【図２６】第４の実施形態の機械式発振器及び電磁デバイスの断面図である。
【図２７】図２６の機械式発振器及び電磁デバイスの線Ａ−Ａに沿った横断断面図である。
【図２８Ａ】Ｆ０＞Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第４の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【図２８Ｂ】Ｆ０＜Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第４の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【図２８Ｃ】Ｆ０＝Ｆ０ｃである、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０ｃと自然周波数Ｆ０との間の関係に関する、第４の実施形態の機械式発振器及び同期デバイスの様々な物理的パラメータの経時的な進行を提供するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による計時器の第１の実施形態を図１から図４及び図５Ａから図５Ｃを参照して説明する。図１において、機械式ムーブメント４を備える計時器２の一部を概略的に示し、機械式ムーブメント４は、少なくとも１つの時間データ項目表示器機構１２を含む。機構１２は、香箱１４によって作動される歯車列１６を備える（機構は、図１に部分的に示す）。機械式ムーブメントは、機械式共振器の支持体を画定する板５上に配置したてんぷ８及びひげぜんまい１０によって形成される機械式共振器６、並びに脱進機１８によって形成され、この機械式共振器を維持するデバイスを更に備え、この維持デバイスは、この機械式共振器と共に、表示器機構の稼働を時間調節する機械式発振器を形成する。脱進機１８は、従来、アンクル組立体及びがんぎ車を備え、がんぎ車は、歯車列１６を介して香箱と運動学的に連結される。機械式共振器は、円形軸に沿った、機械式共振器の最小位置エネルギー状態に対応する中立位置（遊休位置／ゼロ角度位置）回りの発振に適している（この円形軸の半径は、この軸に沿ったてんぷの位置が角度によって与えられるため、重要ではない）。円形軸は、機械式共振器の移動性を示す全体的な発振軸を画定し、この移動性は、例えば、更なる実施形態では線形とすることができる。
【００１６】
機械式共振器の各発振は、２つの交番に形成される発振周期を規定し、それぞれ、２つの発振終端角度位置の間にあり、他方の反対方向に回転する。機械式共振器が、発振振幅を規定する終端角度位置に到達した際、機械式共振器の回転速度はゼロであり、回転方向は反転する。各交番は、２つの半交番（その継続時間は、妨害事象により異なることがある）、即ち、機械式共振器が、その中立位置を介して通過する前に生じる第１の半交番、及び機械式共振器が、その中立位置を介して通過した後に生じる第２の半交番を有する。
【００１７】
計時器２は、参照時間基準２２に対して、機械式共振器６及び脱進機１８から形成した機械式発振器を同期するデバイス２０を備え、参照時間基準２２は、水晶共振器３５及びクロック回路３６を備える補助発振器によって形成され、クロック回路３６は、水晶共振器を維持し、参照周波数信号ＳRを送出する。水晶発振器は、親発振器を規定する。参照時間基準は、同期デバイスの制御デバイス２４に関連付けられ、制御デバイス２４に信号ＳRを供給する。更なる種類の補助発振器、特に、制御回路を有する電子回路内に全体が統合される発振器を想定し得ることを留意されたい。一般に、補助発振器は、本質的に又は設計によって、計時器ムーブメント内に配置する機械式発振器よりも正確であり、計時器ムーブメント内に配置するこの機械式発振器は、本発明の範囲内で子発振器を規定する。一般規則として、以下で理解されるように、同期デバイス２０は、補助発振器によって決定した設定点周波数に対し、機械式発振器の中間周波数を従属させるように構成される。
【００１８】
この場合、同期デバイス２０は、機械式共振器６の電磁制動デバイス２６を備える。用語「電磁制動」は、機械式共振器の制動を示し、この制動は、機械式共振器が支える少なくとも１つの永久磁石又はこの機械式共振器の支持体と、支持体又は機械式共振器がそれぞれ支え、電子回路に関連付けられる少なくとも１つのコイルとの間の電磁相互作用を介して生成し、磁石によってコイル内に誘導される電流を生成することができる。したがって、一般原則として、電磁制動デバイスは、少なくとも１つのコイル２８及び少なくとも１つの永久磁石から形成され、少なくとも１つのコイル２８及び少なくとも１つの永久磁石は、誘導電圧が、機械式共振器の各交番発振において、機械式発振器の使用可能な動作範囲で、コイル２８の２つの端子２８Ａと２８Ｂとの間に生成されるように配置される。コイル２８は、ウエハ型（その直径よりも低い高さを有する円板）であり、強磁性コアを有さない。第１の実施形態では、複数の双極磁石３０、３２が想定され、複数の双極磁石３０、３２は、てんぷの外縁９上に並置する様式で配置され、発振軸３４の方向に沿って交番磁極性を有する。同等の代替実施形態では、軸方向磁化を有する環状磁石が想定され、環状磁石は、双極磁石３０、３２に対応する連続区分を有し、これら連続区分は、交番極性を有し、それぞれ、実質的に同じ値を有する中心（角度「開口」）で角度を画定する。図示の代替実施形態では、双極磁石３０、３２は、８つの磁化環状区分を画定し、８つの磁化環状区分のそれぞれは、交番磁極性に対し４５°の角度距離を有する。第１の実施形態の場合、Ｎが正の整数である、偶数の２Ｎ個の磁化環状区分があり、これらの区分は、特に、機械式共振器６を形成するてんぷ８の外縁９上に円形に配置される。
【００１９】
コイル２８は、てんぷが発振する際、双極磁石／磁化環状区分から磁束が横断するように、板５上に配置する。有利には、コイル２８の直径は、コイル２８が、各双極磁石／磁化環状区分が画定する発振軸に実質的に等しい発振軸に対して、角度開口内に実質的に含まれるように想定される。しかし、更なる代替実施形態では、コイル２８の直径は、より大きく想定し、例えば、磁化環状区分の角度開口の実質的に２倍に対応する角度開口を有することができる。更に、更なる代替実施形態では、複数のウエハ・コイルが想定され、複数のウエハ・コイルは対で、角度のずれを間に呈し、この角度のずれは、整数の磁気周期に対応する（磁気周期は、２つの隣接する磁化環状区分の角度距離によって与えられる）。したがって、これらのコイルは、電磁位相偏移を有さず（即ち、位相偏移は、３６０°という整数倍である）、これらのコイル内の誘導電圧はそれぞれ、他の誘導電圧と同一で同時の経時的変動を有し、誘導電圧が一緒に追加されるようにする。複数のコイルは、直列又は平行に配置することができる。磁化環状区分の数、コイルの数、及びコイルの特性寸法は、機械式発振器の所望のサーボ制御を可能にするのに求められる電磁相互作用の強度に従って選択される。
【００２０】
本発明によれば、同期デバイスは、コイルの２つの端子間のインピーダンスを瞬間的に低減し得るように構成する。本発明による同期デバイスで実施する一般的な同期モードによれば、同期デバイスは、個別時間間隔ＴPの間、コイルの２つの端子間のインピーダンスを低減し、これらの個別時間間隔の中でも、あらゆる２つの連続時間間隔のそれぞれの開始の間で、機械式発振器のための設定点周期Ｔ０ｃの半分によって（即ち、設定点半周期によって）乗算した正の整数Ｎに等しい時間距離ＤT、即ち、ＤT＝Ｎ・Ｔ０ｃ／２を呈するように構成される。同期デバイスは、参照時間基準２２により、個別時間間隔のそれぞれの開始を決定し、時間間隔ＤTと設定点周期Ｔ０ｃとの間に上記した数学的関係を満たすように構成する。
【００２１】
説明する実施形態では、機械式共振器は、発振軸回りに回転するてんぷによって形成される。図５Ａから図５Ｃ及び図２８Ａから図２８Ｃで示す同期デバイスで実施される同期モードでは、個別時間間隔ＴPを周期的に作動することが想定され、個別時間間隔ＴPの間、コイル端子間のインピーダンスは低減する、即ち、これらの時間間隔の間は、一定である時間距離ＴDにより想定される。これら個別時間間隔の作動周波数ＦDは、正の整数Ｍで除算した、定義上は設定点周期Ｔ０ｃの逆元に等しい設定点周波数Ｆ０ｃの２倍に等しい、即ち、ＦD＝２・Ｆ０ｃ／Ｍである。この場合、好ましくは、個別時間間隔ＴPは、設定点半分周期よりも少ないと想定されるのと同じ値を有する、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／２である。最後に、同期デバイスは、個別時間間隔ＴPの間、コイル２８の２つの端子２８Ａと２８Ｂとの間に短絡回路を生成し、このコイルの２つの端子間のインピーダンスを低減するように構成される。
【００２２】
図５Ａから図５Ｃを用いる第１の実施形態の代替実施形態では、整数Ｍは２に等しく（Ｍ＝２）、作動周波数ＦDが設定点周波数Ｆ０ｃに等しく、連続時間距離ＴDが設定点周期Ｔ０ｃに等しいようにする。この場合、個別時間間隔ＴPの値は、有利には、設定点周期Ｔ０ｃの４分の１よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／４である。この第１の実施形態では、図５Ａから図５Ｃからわかるように、電磁デバイス２６は、この機械式共振器によって形成した機械式発振器の使用可能な動作範囲内で機械式共振器６が発振する間、誘導電圧がコイル２８内に実質的に連続的に生成されるように構成する。
【００２３】
ここで、図５Ａから図５Ｃをより詳細に考慮する前に、短い継続時間の制動パルスを受ける機械式発振器の挙動をまず要約するが、この話題に関するより詳細な説明は、以下で示す。制動パルスが、交番開始と、この交番における共振器のその中立位置を介する通過との間に生成されると、そのような制動パルスは、共振器の発振に負の時相偏移を引き起こすことが観察される。したがって、問題の交番の継続時間は、機械式発振器が自然発振する間、交番継続時間Ｔ０／２に対して増大する。したがって、このことは、機械式発振器の周波数の分離した低下を引き起こし、計時器の稼働に一定の遅延を引き起こし、必要な場合、この機械式共振器が取った前進を修正することを可能にする。一方、制動パルスが、ある交番において、共振器のその中立位置を介する通過と、この交番の終端との間に生成されると、そのような制動パルスは、共振器の発振に正の時相偏移を引き起こす。したがって、問題の交番の継続時間は、機械式発振器が自然発振する間、交番継続時間Ｔ０／２に対して減少する。したがって、このことは、機械式発振器の周波数の分離した増大を引き起こし、計時器の稼働に一定の前進を引き起こし、必要な場合、この機械式共振器が取った遅延を修正することを可能にする。
【００２４】
図５Ａから図５Ｃでは、本発明による同期デバイスによって得られる同期安定段階における、てんぷ−ひげぜんまい６の角度位置及び角速度、並びに制御回路２４内で生成され、スイッチ４０に供給されるデジタル制御信号ＳCの曲線を示し、スイッチ４０は、個別時間間隔ＴPを規定するパルス５８の間、コイル２８の２つの端子２８Ａ、２８Ｂ（図３及び図４を参照）を短絡するように構成する。更に、これらの図において、機械式共振器６の発振及び短絡パルス５８から得られるコイル２８内の誘導電圧信号、並びに短絡パルスの間に機械式共振器に印加される制動トルク信号を示す。ここで表す安定段階は、以下で説明する移行段階（初期段階）の後に生じることを留意されたい。注目すべきことには、同期段階としても既知である安定段階の間、機械式共振器の発振周波数は、設定点周波数Ｆ０ｃに従属し、短絡パルス５８の第１の部ＴB及び第２の部ＴAは、実質的に一定で、規定された比率を有する。この安定段階において、センサは機械式共振器６の発振パラメータを測定せず、設定点周波数Ｆ０ｃにおけるこの機械式共振器の発振周波数のフィードバック・ループを伴わずに、同期デバイスは、自動的に安定化する。
【００２５】
図５Ａは、計時器の機械式発振器の自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃを超えるシナリオに対応し、同期デバイスを伴わないこの計時器が、計時器稼働の前進に対応する正の時間のずれを呈するようにする。短絡パルス５８は、終端角度位置の周囲で生じる、即ち、個別時間間隔ＴPは、発振運動方向の反転を含むことが観察され、この反転は、回転速度（角速度）がゼロである間、発振の交番Ａ２と交番Ａ１との間で生じる。発振周期は設定点周期Ｔ０ｃに等しいが、各発振周期を形成する２つの交番Ａ１及びＡ２は等しくないことに留意されたい。実際、交番Ａ１は、ここでは交番Ａ２よりも長く継続する。というのは、機械式共振器がその中立位置を介して通過した後の交番Ａ２よりも大きな制動が、機械式共振器がその中立位置（角度０°）を介して通過する前の交番Ａ１で生じるためである。交番Ａ１における機械式共振器のその中立位置を介した通過後も、交番Ａ２における機械式共振器のその中立位置を介する通過前も、制動トルクは、機械式共振器に印加されないことに留意されたい。
【００２６】
制動パルスは、２つの小さな突出５０及びより大きな振幅の突出５２から形成され、小さな突出５０はそれぞれ、機械式共振器の終端角度位置を介する通過時間の両側に位置し、この時間に対して中心対称性を呈し（２つの突出５０の反対の数学的な形跡は、発振運動の方向変化から生じる）、より大きな振幅の突出５２は、第１の半交番において、機械式共振器がその中立位置を介して通過する前、各発振周期の交番Ａ１において生じる。２つの突出５０の作用は、互いに補償され、したがって、機械式共振器の発振における全体的な位相偏移を生成しない一方で、各交番Ａ１において突出５２によって生じる制動トルクは、発振継続時間の増大を引き起こし、問題の発振周期継続時間が、設定点周期Ｔ０ｃの継続時間に等しいようにする。したがって、この瞬間的な発振周波数は、設定点周波数Ｆ０ｃに等しく、図示のように、機械式発振器の自然周波数Ｆ０よりも小さい。交番Ａ１における突出５２の出現は、短絡パルス５８の中間点時間が、機械式共振器のその終端角度位置を介する通過に対して特定の遅延を伴って生じる場合にのみ得られ、このことは、機械式発振器の自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃを超えることに起因する。実際、機械式共振器の終端位置を介する通過前に生じるパルス５８の部ＴBは、機械式共振器の通過後に生じるパルス５８の部ＴAよりも小さい。
【００２７】
図５Ｂは、計時器の機械式発振器の自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃよりも小さいシナリオに対応し、同期デバイスを伴わないこの計時器が、計時器稼働の遅延に対応する負の時間のずれを呈するようにする。やはり、短絡パルス５８が終端角度位置の周囲で生じ、交番Ａ１が交番Ａ２よりも長く続くことが観察される。というのは、ここでは、機械式共振器がその中立位置を介して通過する前の交番Ａ１よりも大きな制動が、機械式共振器がその中立位置（角度０°）を介して通過した後の交番Ａ２で生じるためである。上述のシナリオの場合のように、交番Ａ１における機械式共振器のその中立位置を介した通過後も、交番Ａ２における機械式共振器のその中立位置を介する通過前も、制動トルクは、機械式共振器に印加されない。ここでは、制動パルスは、２つの小さな突出５０及びより大きな振幅の突出５４から形成され、小さな突出５０はそれぞれ、終端角度位置の両側に位置し、より大きな振幅の突出５４は、第２の半交番において、機械式共振器のその中立位置を介した通過後、各発振周期の交番Ａ２において生じる。
【００２８】
２つの突出５０の作用は、依然として互いに補償される一方で、各交番Ａ２において突出５４によって生じる制動トルクは、発振継続時間の減少を引き起こし、問題の発振周期継続時間が、設定点周期Ｔ０ｃの継続時間に等しいようにする。したがって、この瞬間的な発振周波数は、設定点周波数Ｆ０ｃに等しく、図示のように、機械式発振器の自然周波数Ｆ０を超える。交番Ａ２における突出５４の出現は、短絡パルス５８の中間点時間が、機械式共振器のその終端角度位置を介する通過に対して特定の前進を伴って生じる場合にのみ得られ、このことは、機械式発振器の自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃよりも小さいことに起因する。実際、機械式共振器の終端位置を介した通過後に生じるパルス５８の部ＴAは、機械式共振器の通過前に生じるパルス５８の部ＴBよりも小さい。
【００２９】
包括的にするため、図５Ｃにおいて、計時器の機械式発振器の自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃに等しいシナリオを表す。このシナリオから、機械式共振器の終端角度位置を介した通過後に生じるパルス５８の部ＴAが、機械式共振器の通過前に生じるパルス５８の部ＴBに等しいことが得られ、機械式共振器のその終端位置を介する通過直前に交番Ａ２において生じる制動パルスの部５０Ａが、反対の数学的な形跡で、機械式共振器の通過直後に交番Ａ１において生じる制動パルスの部５０Ｂと同じプロファイルを有し、したがって、問題の終端角度位置を介する通過時間に対して中心対称性を呈するようにする。したがって、各短絡パルス５８、したがって、各個別時間間隔ＴPの過程で生じる制動パルスの部５０Ａ及び５０Ｂの作用は、互いに相互に補償され、この結果、この特定のケースでは、同期デバイスが参照時間基準２２と自然に同期する限り正確である計時器の稼働に影響を与えない。
【００３０】
図３は、同期デバイス２０の制御回路２４の第１の代替実施形態２４Ａを示す図である。制御回路２４Ａは、一方で、クロック回路３６に接続され、もう一方で、コイル２８に接続される。クロック回路は、水晶共振器３５を維持し、引き換えに、特に２15Ｈｚに等しい参照周波数でクロック信号ＳRを生成する。クロック信号ＳRは、２つの分配器ＤＩＶ１及びＤＩＶ２に連続的に供給される（これら２つの分配器は、２段の同じ分配器を形成することができる）。分配器ＤＩＶ２は、周期信号ＳDを時間調節器３８（「時間調節器」）に直接供給する。周期信号ＳDの特徴的な移行を検出する度、時間調節器は、時間間隔ＴPの間、周期信号ＳDの作動周波数と同一である作動周波数ＦDを有する制御信号ＳCをコイル２８に供給することによって、スイッチ４０にコイル２８の短絡を実施させ、これにより、時間調節器３８を周期的に作動する。（短絡パルスの継続時間に対応する）制動パルスの継続時間は、ここでは、Ｔ０C／４未満であり（例えば、Ｔ０C＝２５０ｍｓ）、問題のケースでは、更にはこの値よりも著しく小さい、特に１０ｍｓから３０ｍｓの間であると想定する際、時間調節器３８は、分配器ＤＩＶ１から時間調節信号を受信する。
【００３１】
例えば、図５Ａから図５Ｃに示す例のように、設定点周波数がＦ０ｃ＝４Ｈｚであり、作動周波数ＦDがこの設定点周波数に等しい場合、分配器ＤＩＶ２は、周波数ＦD＝４Ｈｚで作動パルスを時間調節器に直接供給する。毎秒、即ち、４発振周期ごとに短絡パルスを供給し、したがって、コイルの端子２８Ａと２８Ｂとの間のインピーダンスが低減する個別時間間隔ＴPの間に、時間距離ＤT＝１ｓを有することを想定する場合、従来の計時器分配回路の端子出力を使用することができ、この端子出力は、周波数１Ｈｚにおいて、一連の２つに分割した端子段の出力で、周期信号を供給する。上述の周波数ＦD＝４Ｈｚの作動に関し、従来の計時器の分配器回路を使用することもできるが、出力として、一連の分配端子出力の前に２段で供給される信号を利用する。同期デバイスの制御回路２４Ａはかなり単純であることに留意されたい。制御回路２４Ａは、容易に小型化することができ、その電気消費量は、かなり低い。マイクロコントローラは不要である。
【００３２】
特定の同期モードにおいて、群での短絡パルスの生成、例えば、周波数Ｆ０ｃ＝４Ｈｚの間、４連続発振周期で４回のパルス、次に１０秒間、即ち、４０周期の間のパルス無という一連のシーケンスを想定し得ることに留意されたい。更なる同期モードにおいて、例えば、初期段階におけるより長い継続時間を想定することによって、時間間隔ＴP（したがって、短絡パルスの継続時間）を変動させ、後続の名目状態の制動トルクよりも大きな制動トルクを引き起こすことを想定し得る。この同期方法は強固であることに留意されたい。例えば、時間間隔ＴPを正確に測定する必要はない、即ち、時間間隔ＴPは、これら時間間隔を開始する間の時間距離ＤTの精度と同じ量の精度がある。したがって、それ自体が時間調節回路を有する時間調節器は、参照時間基準２２ほど正確ではないことを想定することができる。
【００３３】
同期デバイス２０の制御回路２４の図４に示す第２の代替実施形態２４Ｂにおいて、分配器ＤＩＶ１及びＤＩＶ２は、従来の計時器分配器回路を一緒に形成し、計時器分配器回路は、したがって、１Ｈｚに等しい周波数を有する周期信号ＳDを出力として供給する。この信号ＳDは、周期信号ＳPを生成する更なる分配器を規定するＮ個の計数器に供給され、更なる分配器は、周期信号ＳPを時間調節器３８に供給する。時間調節器によってスイッチ４０に供給される制御信号ＳCは、周期信号ＳPに等しい作動周波数ＦDを有する。したがって、機械式発振器の設定点周波数Ｆ０Cが４Ｈｚに等しく（Ｆ０C＝４Ｈｚ）、Ｎの数が８に等しい例では、周期信号ＳP及びＳCの作動周波数ＦDは、１／８Ｈｚであり、このことは、３２の設定点周期Ｔ０Cごとに１回の制動パルス（短絡パルス）が想定される、即ち、自然周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０Cに近いことが想定される限り、機械式発振器の３２の周期の後、約１回のパルスが想定されることを意味する。
【００３４】
図４では、同期デバイスは、電源デバイス４４を更に備え、電源デバイス４４は、（単一又は二重交番型の）整流器回路４６、及び接地（同期デバイスの参照電位）に接続した蓄電器ＣALによって形成される。整流器回路は、入力で、コイル端子に常に接続され、整流器回路が、永久磁石３０、３２による、短絡パルスの範囲外のコイル２８の誘導電圧を整流できるようにする。整流し、蓄電器内に蓄電したこの誘導電圧は、機械式発振器の使用可能な動作範囲内での同期デバイスの電力供給に役立つ。同期デバイスの制御回路２４Ｂは、かなり単純で自律的である。制御回路２４Ｂは、本発明による同期を効果的に実行するための機械式発振器からのエネルギーの消費量が低く、使用が最小である。
【００３５】
図６及び図７を参照して、注目すべき物理現象を以下で説明する。この物理現象は、本発明をもたらし、本発明による計時器内で実施される同期方法に関与する展開の範囲内で強調されるものである。この現象を理解すると、機械式ムーブメントの稼働を調整する同期デバイスによって得られる同期をより良好に理解することが可能である。
【００３６】
図６及び図７において、最初のグラフは、時間ｔP1を示し、時間ｔP1では、制動パルスＰ１、Ｐ２のそれぞれを問題の機械式共振器に印加し、この共振器が形成する機械式発振器によって時間調節される機構の稼働の修正を行う。後の２つのグラフはそれぞれ、機械式共振器の発振部材（以下、「てんぷ」とも呼ぶ）の、経時的な角速度（毎秒ラジアン値：［ｒａｄ／ｓ］）及び角度位置（ラジアン値：［ｒａｄ］）を示す。曲線９０及び９２はそれぞれ、制動パルスが生じる前、てんぷの自由に発振する（自然周波数における発振）角速度及び角度位置に対応する。制動パルスの後、制動パルスによって妨害されるシナリオ及び妨害されないシナリオのそれぞれの共振器の挙動に対応する速度曲線９０ａ及び９０ｂが表される。同様に、位置曲線９２ａ及び９２ｂは、制動パルスによって妨害されるシナリオ及び妨害されないシナリオのそれぞれの共振器の挙動に対応する。図において、制動パルスＰ１及びＰ２が生じる時間ｔP1及びｔP2は、これらのパルスの中間点の時間位置に対応する。しかし、制動パルスの開始及びその継続時間は、制動パルスを時間の点で規定する２つのパラメータとして考慮する。
【００３７】
制動パルスという用語は、偶力を機械式共振器に瞬間的に印加することを示し、この偶力は、機械式共振器の発振部材（てんぷ）を制動する、即ち、この発振部材の発振運動に対抗するものである。ゼロとは異なる、変数である偶力の場合、パルスの継続時間は、一般に、機械式共振器を制動するのに有意な偶力を有するこのパルスの一部として規定される。制動パルスは、かなりの変動を呈し得ることに留意されたい。制動パルスは、変動の激しい、より短いパルスの連続を形成する場合さえある。
【００３８】
機械式発振器の各自由発振周期Ｔ０は、第１の交番Ａ０1、その後の第２の交番Ａ０2を規定し、それぞれ、この機械式発振器の発振振幅を規定する２つの終端位置の間で生じ、各交番は、同一の継続時間Ｔ０／２を有し、中間時間で、機械式共振器のそのゼロ位置を介する通過を呈する。２つの連続する交番発振は、２つの半周期を規定し、２つの半周期の間、てんぷは、一方の方向での発振運動、その後、もう一方向での発振運動をそれぞれ維持する。言い換えれば、交番は、発振振幅を規定する、てんぷの２つの終端位置の間の一方の方向又はもう一方の方向での発振に対応する。一般原則として、制動パルスが生じる発振周期の変動、したがって、機械式発振器の周波数の分離した変動が観察される。実際、時間変動は、制動パルスが生じる単独の交番に関連する。用語「中間時間」は、交番の中間点で実質的に生じる時間を示す。このことは、機械式発振器が自由に発振するケースに特にあてはまる。一方で、調整パルスが生じる交番の場合、この中間時間は、調整デバイスによって引き起こされる機械式発振器の妨害のために、もはやこれらの交番のそれぞれの継続時間の中間点に正確に対応しない。
【００３９】
次に、図６に示すものに対応する、機械式発振器の第１の発振周波数修正シナリオにおける機械式発振器の挙動を説明する。第１の周期Ｔ０の後、新たな周期Ｔ１、新たな交番Ａ１のそれぞれが開始され、交番Ａ１の間、制動パルスＰ１が生じる。初期時間ｔD1において、交番Ａ１が開始され、共振器１４は、終端位置に対応する、最大の正の角度位置を占める。次に、制動パルスＰ１は、時間ｔP1で生じ、時間ｔP1は、共振器がその中立位置を介して通過する中間時間ｔN1の前、したがって、発振が妨害されない、対応する中間時間ｔN0の前に位置する。最後に、交番Ａ１は終了時間ｔF1で終了する。制動パルスは、交番Ａ１の開始を表す時間ｔD1の後、時間間隔ＴA1の後に作動される。継続時間ＴA1は、半交番Ｔ０／４よりも少なく、半交番Ｔ０／４は、制動パルスＰ１の継続時間よりも少ない。示す例では、この制動パルスの継続時間は、半交番Ｔ０／４よりもかなり少ない。
【００４０】
したがって、この最初のケースでは、制動パルスは、交番開始と、この交番における共振器のその中立位置を介する通過との間に生成される。角速度の絶対値は、制動パルスＰ１の間に低減する。このことは、角速度の２つの曲線９０ａ及び９０ｂ、並びに角度位置の２つの曲線９２ａ及び９２ｂによって図６に示すように、共振器の発振に負の時相偏移ＴC1、即ち、妨害のない理論信号（破線で示す）に対する遅延を引き起こす。したがって、交番Ａ１の継続時間は、時間間隔ＴC1だけ増加する。したがって、交番Ａ１を含む発振周期Ｔ１は、値Ｔ０に対して延長される。このことは、機械式発振器の周波数の分離した低減、及び稼働をこの機械式発振器によって時間調節する、関連する機構の瞬間的な減速を引き起こす。
【００４１】
図７を参照し、機械式発振器の第２の発振周波数修正シナリオにおける機械式発振器の挙動を以下で説明する。第１の周期Ｔ０の後、新たな発振周期Ｔ２、新たな交番Ａ２それぞれが開始され、新たな交番Ａ２の間、制動パルスＰ２が生じる。初期時間ｔD2において交番Ａ２が開始され、この場合、機械式共振器は、終端位置（最大の負の角度位置）にある。半交番に対応する四半周期（Ｔ０／４）の後、共振器は、中間時間ｔN2でその中立位置に達する。次に、制動パルスＰ２は、時間ｔP2で生じ、時間ｔP2は、共振器がその中立位置を介して通過する中間時間ｔN2の後、交番Ａ２に位置する。最後に、制動パルスＰ２の後、この交番Ａ２は、共振器が再度終端位置（周期Ｔ２における最大の正の角度位置）を占める終了時間ｔF2、したがって、発振が妨害されない、対応する終了時間ｔF0の前に終了する。制動パルスは、交番Ａ２の初期時間ｔD2の後、時間間隔ＴA2の後に作動される。継続時間ＴA2は、半交番Ｔ０／４を超え、交番Ｔ０／２よりも少なく、半交番Ｔ０／２は、制動パルスＰ２の継続時間よりも少ない。示す例では、この制動パルスの継続時間は、半交番よりもかなり少ない。
【００４２】
したがって、問題の第２のシナリオでは、制動パルスは、共振器がその中立位置（ゼロ位置）を介して通過する中間時間と、この交番が終了する終了時間との間に交番で生成される。角速度の絶対値は、制動パルスＰ２の間に低減する。注目すべきことには、制動パルスは、ここでは、角速度の２つの曲線９０ｂ及び９０ｃ、並びに角度位置の２つの曲線９２ｂ及び９２ｃによって図４に示すように、共振器の発振に正の時相偏移ＴC2、即ち、妨害のない理論信号（破線で示す）に対する前進を引き起こす。したがって、交番Ａ２の継続時間は、時間間隔ＴC2だけ低減する。したがって、交番Ａ２を含む発振周期Ｔ２は、値Ｔ０よりも短い。このことは、機械式発振器の周波数の分離した増大、及び稼働をこの機械式発振器によって時間調節する、関連する機構の瞬間的な加速を引き起こす。この現象は、驚くべきことであるが、明白ではなく、当業者が過去に無視してきたのはこのためである。実際、原則的に、制動パルスによって機構が加速されるのは驚くべきことであるが、このことは、実際、この稼働を機械式発振器によって時間調節し、制動パルスをその共振器に印加する場合にあてはまる。
【００４３】
機械式発振器に対し上述した物理現象は、本発明による計時器で実施される同期方法に関与する。計時器の分野の一般的な教示とは異なり、制動パルスにより機械式発振器の周波数を低減するだけでなく、同様に、制動パルスによりそのような機械式発振器の周波数を増大させることも可能である。当業者は、そのような機械式発振器に動力を供給する際に駆動パルスを印加することによって、制動パルスにより機械式発振器の周波数を実際に低減できるにすぎず、当然の結果として、前記発振器の周波数を増大できるにすぎないことは予想するであろう。計時器の分野で確立され、したがって、当業者がまず思い付くそのような直観的な概念は、機械式発振器の場合、不正確であることが判明している。したがって、以下で詳細に説明するように、親発振器を規定し、よりかなり正確である補助発振器を介して、機械式発振器の周波数が瞬間的にわずかに高すぎる又は低すぎるにかかわらず、この発振器を同期させることが可能である。したがって、単なる制動パルスにより、高すぎる周波数又は低すぎる周波数を修正することが可能である。要約すると、てんぷ−ひげぜんまいの交番発振の間に制動偶力を印加すると、前記制動トルクが、てんぷ−ひげぜんまいのその中立位置を介する通過前に印加されたか、又はその通過後に印加されたかに従って、このてんぷ−ひげぜんまいの発振に負又は正の位相偏移を引き起こす。
【００４４】
本発明による計時器に組み込まれる修正デバイスに対して得られる同期方法を以下で説明する。図８Ａにおいて、２５０ｍｓの発振周期の間に３００°の振幅で発振する計時器の機械式共振器の角度位置を（度で）示す。図８Ｂにおいて、１ミリ秒（１ｍｓ）の制動パルスによって生成される日々の誤差を示し、これらの制動パルスは、機械式共振器の連続発振周期において、これら周期内の印加時間、したがって、機械式共振器の角度位置に従って、印加される。ここでは、機械式発振器が、４Ｈｚの自然周波数（妨害のないシナリオ）で自由に機能するということに基づく。各制動パルスによって印加される３つの偶力（１００ｎＮＭ、３００ｎＮＭ及び５００ｎＮＭ）に対し、それぞれ３つの曲線が示される。この結果は、上記の物理現象、即ち、第１の四半周期又は第３の四半周期で生じる制動パルスが、機械式発振器の周波数の低減に起因する遅延を生じさせる一方で、第２の四半周期又は第４の四半周期で生じる制動パルスが、機械式発振器の周波数の増大に起因する前進を生じさせることを確認するものである。この場合、所与の偶力に対し、日々の誤差は、制動パルスが共振器の中立位置で生じる場合はゼロに等しく、この日々の誤差は、発振終端位置に近づくと（絶対値で）増大することが観察される。共振器の速度がゼロを介して通過し、運動方向が変化するこの終端位置において、日々の誤差の形跡の急な反転がある。最後に、図８Ｃにおいて制動力を示し、この制動力は、発振周期の間の制動パルスの印加時間を関数として、上述の３つの偶力値で消費されるものである。共振器の終端位置に近づき、速度が低下するにつれて、制動力は低減する。したがって、終端位置に近づくにつれて引き起こされる日々の誤差は増大する一方で、必要な制動力（したがって発振器が失うエネルギー）は著しく低減する。
【００４５】
実際、図８Ｂで引き起こされた誤差は、機械式発振器が設定点周波数に対応しない自然周波数を有するシナリオの場合の修正に対応させることができる。したがって、発振器が低すぎる自然周波数を有する場合、第２又は第４の発振四半周期で生じる制動パルスは、自由（妨害のない）発振が取った遅延の修正を可能にし、この修正は、多かれ少なかれ、発振周期内の制動パルスの時間に従った実質的なものである。一方、発振器が高すぎる自然周波数を有する場合、第１又は第３の発振四半周期で生じる制動パルスは、自由発振が取った前進の修正を可能にし、この修正は、多かれ少なかれ、発振周期内の制動パルスの時間に従った実質的なものである。
【００４６】
上記の教示は、主要機械式発振器（子発振器）が、親発振器を形成する補助発振器に対し同期するという注目すべき現象を理解することを可能にし、このことは、単に、制動周波数ＦFRで、子機械式共振器に対し制動パルスを周期的に印加することによって行われ、制動周波数ＦFRは、有利には、正の整数Ｎによって除算した、設定点周波数Ｆ０Cの２倍に対応する、即ち、ＦFR＝２・Ｆ０C／Ｎである。したがって、制動周波数は、正の整数Ｎが与えられると、親発振器の設定点周波数に比例し、この設定点周波数に従属するにすぎない。したがって、設定点周波数が参照周波数によって乗算した分数に等しいと想定されるため、制動周波数は、参照周波数に比例し、この参照周波数によって決定され、参照周波数は、本質的に又は設計によって主要機械式発振器よりも正確である補助発振器によって供給される。
【００４７】
次に、本発明による計時器に組み込んだ修正デバイスによって得られる上述の同期を図９から図２２を用いてより詳細に説明する。
【００４８】
図９において、上のグラフでは、子機械式共振器、特に、自由発振する計時器共振器のてんぷ−ひげぜんまいの角度位置（曲線１００）及び制動発振する計時器共振器のてんぷ−ひげぜんまいの角度位置（曲線１０２）を表す。自由発振の周波数は、設定点周波数Ｆ０C＝４Ｈｚを超える。第１の制動パルス１０４（以下、「パルス」とも呼ぶ）は、ここでは、終端位置を介する通過とゼロを介する通過との間の半交番の発振周期につき一度生じる。想定するシステムは、機械式共振器の角度位置を検出しないため、この選択は任意である。したがって、このことは、以下で分析するものの中で可能な仮定にすぎない。したがって、ここでは、機械式発振器が減速するシナリオを観察する。ここでは、第１の制動パルスの制動トルクは、発振周期にわたって自由発振器が取った前進を補償する最小制動トルクを超えると想定する。これにより、第２の制動パルスが、パルスが生じる四半周期の中の第１の制動パルスよりわずかに前に生じる。実際、機械式発振器に対し瞬間的な周波数を与える曲線１０６は、この瞬間的な周波数が第１のパルスから設定点周波数より下降することを示す。したがって、第２の制動パルスは、制動効果が増大するように前の終端位置により近く、後続のパルスの場合も以下同様である。したがって、移行段階では、発振器の瞬間周波数は漸進的に減少し、パルスは、発振終端位置に漸進的に近づく。一定時間の後、制動パルスは終端位置を介する通過を含み、機械式共振器の速度は方向を変え、次に、瞬間周波数は増加し始める。
【００４９】
制動は、共振器の運動方向とは無関係に、共振器の運動に対抗することを特徴とする。したがって、共振器が、制動パルスの間、発振方向の反転を介して通過する際、制動トルクは、この反転時、形跡を自動的に変化させる。このことは、制動パルス１０４ａをもたらし、制動パルス１０４ａは、制動トルクに対し、第１の形跡を有する第１の部、及び第１の形跡とは反対の第２の形跡を有する第２の部を有する。したがって、このシナリオにおいて、信号の第１の部は、終端位置の前に生じ、この終端位置の後に生じる第２の部の作用に対抗する。第２の部が機械式発振器の瞬間周波数を低減させる一方で、第１の部は瞬間周波数を増大させる。次に、修正は縮小し、最終的に、発振器の瞬間周波数が設定点周波数（ここでは制動周波数に対応する）に等しい値で比較的迅速に安定化する。したがって、移行段階の後、同期段階とも呼ばれる安定段階が続き、安定段階では、発振周波数は、設定点周波数に実質的に等しく、制動パルスの第１の部及び第２の部は、実質的に一定で、規定された比率を有する。
【００５０】
図１０のグラフは、図９のグラフと同等である。主な差は、自由機械式発振器の自然周波数の値が、設定点周波数Ｆ０C＝４Ｈｚよりも小さいことである。第１のパルス１０４は、図９の場合のように同じ半交番で生じる。予想されるように、曲線１１０によって与えられる瞬間周波数の低減が観察される。したがって、制動による発振１０８は、移行段階において、パルス１０４ｂが共振器の終端位置を介する通過を含み始めるまで、より大きな遅延を瞬間的に取る。この時間から、瞬間周波数は、設定点周波数に達するまで増大し始める。というのは、終端位置の前に生じる第１の部のパルスが瞬間周波数を増大させるためである。この現象は自動的である。実際、発振周期継続時間が、Ｔ０Cの継続時間を超える間、第１の部のパルスが増大する一方で、第２の部は、低減し、したがって、瞬間周波数は、設定点周波数が発振周期に実質的に等しい安定状態まで増大し続ける。したがって、所望の同期が得られる。
【００５１】
図１１のグラフは、図１０のグラフと同等である。図１０との主な差は、第１の制動パルス１１４が図１０とは別の半交番で生じる、即ち、ゼロを介する通過と終端位置を介する通過との間の半交番で生じることである。上記のように、ここでは、移行段階における、曲線１１２が与える瞬間周波数の増大が観察される。ここでは、第１の制動パルスの制動トルクは、発振周期にわたって自由機械式発振器が取った遅延を補償する最小制動トルクを超えると想定する。これにより、第２の制動パルスが、パルスが生じる四半周期内で、第１の制動パルスよりわずかに後に生じる。実際、曲線１１２は、発振器の瞬間周波数が第１のパルスからの設定点周波数を上回って増大することを示す。したがって、第２の制動パルスは、制動効果が増大するように後続の終端位置により近く、後続のパルスの場合も同様である。したがって、移行段階では、制動による発振１１４の瞬間周波数は増大し、制動パルスは、発振終端位置に漸進的に近づく。一定時間の後、制動パルスは、終端位置を介する通過を含み、機械式共振器の速度は、方向を変える。この時間から、上記の現象と同様の現象が観察される。この場合、制動パルス１１４ａは２つの部を有し、第２の部は、瞬間周波数を低減させる。この瞬間周波数の低減は、図９及び図１０を参照して示したのと同じ理由のため、瞬間周波数が設定点値に等しい値を有するまで続く。周波数の低減は、瞬間周波数が設定点周波数に実質的に等しいと自動的に停止する。次に、同期段階における、設定点周波数での機械式発振器の周波数の安定化が得られる。
【００５２】
図１２から図１５を用いて、発振周期の間、第１の制動パルスが生じる任意の時間の移行段階における機械式発振器の挙動、及び発振周波数が設定点周波数上で安定化する同期段階に対応する最後のシナリオを説明する。図１２は、機械式共振器の位置の曲線Ｓ１を有する発振周期を表す。本明細書の問題のシナリオにおいて、（制動パルスを伴わない）自由機械式発振器の自然の発振周波数Ｆ０は、設定点周波数Ｆ０Cを超える（Ｆ０＞Ｆ０C）。発振周期は、従来、第１の交番Ａ１、その後、第２の交番Ａ２を含み、それぞれ、発振振幅に対応する２つの終端位置（ｔm-1、Ａm-1；ｔm、Ａm；ｔm+1、Ａm+1）の間にある。次に、第１の交番における、中間点時間位置が時間ｔ1で生じる制動パルス「Ｉｍｐ１」、及び第２の交番における、中間点時間位置が時間ｔ2で生じる更なる制動パルス「Ｉｍｐ２」を表す。パルスＩｍｐ１及びＩｍｐ２は、Ｔ０／２の位相偏移を呈し、所与の制動トルク・プロファイルで、システムの２つの不安定な平衡状態を引き起こす修正に対応することを特徴とする。これらのパルスがそれぞれ、第１の四半周期及び第３の四半周期で生じると、パルスは、自由機械式発振器の過度に高い自然周波数を正確に修正することを可能にする程度まで機械式発振器を制動する（制動周波数は、制動パルスを印加するように選択される）。パルスＩｍｐ１及びＩｍｐ２は両方とも第１のパルスであり、それぞれ、他方の不在下では単独とみなされることに留意されたい。パルスＩｍｐ１及びＩｍｐ２の効果は同一であることが観察されるはずである。
【００５３】
したがって、第１のパルスが時間ｔ1又はｔ2で生じる場合、理論的には、次の発振周期の間のこのシナリオの繰り返し、及び設定点周波数に等しい発振周波数がある。そのようなシナリオに対し、２つの事項を留意すべきである。第１に、第１のパルスが正確に時間ｔ1又はｔ2で生じる確率は、可能であるが比較的低い。第２に、例えそのような特定のシナリオが起こったとしても、長時間継続させることができない。実際、計時器内のてんぷ−ひげぜんまいの瞬間周波数は、様々な理由（発振振幅、温度、空間の向きの変化等）で経時的にわずかに変動する。これらの理由は、妨害を表し、一般に、精密時計製造では最小化することが求められるが、実際には、そのような不安定な平衡状態はあまり長く続かない。制動トルクが高いほど、時間ｔ1及びｔ2は、時間ｔ1及びｔ2のそれぞれに追従する、機械式共振器の中立位置を介する２つの通過時間により近付くことに留意されたい。更に、自然発振周波数Ｆ０と設定点周波数Ｆ０Ｃとの間の差が大きいほど、同様に、時間ｔ1及びｔ2は、時間ｔ1及びｔ2のそれぞれに追従する、機械式共振器の中立位置を介する２つの通過時間により近付くことに留意されたい。
【００５４】
次に、パルスを印加する間、時間位置ｔ1又はｔ2からわずかに逸脱した場合に何が起こるかを考慮してみる。図８Ｂを参照して得られる教示によれば、パルスが、区間Ｚ１ａにおいてパルスＩｍｐ１の左（前の時間位置）に生じた場合、修正は、後続の周期の間、先行する終端位置Ａm-1が制動パルスに漸進的に近づくように増大する。一方、パルスが、ゼロ位置の左に対してパルスＩｍｐ１の右（後続の時間位置）に生じた場合、修正は、後続の周期の間、パルスがこのゼロ位置に向かってずれるように低減し、修正がゼロになる。実際、パルス変化及び瞬間周波数の増大に対する影響が生じる。自然周波数が既に高すぎるため、パルスは終端位置Ａmに迅速にずれる。したがって、パルスが区間Ｚ１ｂにおけるパルスＩｍｐ１の右に生じた場合、後続のパルスは、後続の終端位置Ａmに漸進的に近づく。同じ挙動は、第２の交番Ａ２においても観察される。パルスが区間Ｚ２ａにおけるパルスＩｍｐ２の左に生じた場合、後続のパルスは、前の終端位置Ａmに漸進的に近づく。一方、パルスが区間Ｚ２ｂにおけるパルスＩｍｐ２の右に生じた場合、後続のパルスは、後続の終端位置Ａm+1に漸進的に近づく。この記述は、相対的であることに留意されたい。というのは、実際、制動パルスの印加周波数は、親発振器（所与の制動周波数）によって設定されるため、制動パルスは、変動する発振周期であり、したがって、問題の終端位置は、制動パルスの印加時間に近づくためである。結論として、パルスがｔ1以外の時間で第１の交番Ａ１で生じた場合、瞬間発振周波数は、後続の発振周期の間、移行段階に前進し、この第１の交番の２つの終端位置（機械式共振器の運動方向の反対位置）の１つは、制動パルスに漸進的に近づく。同じことは、第２の交番Ａ２にもあてはまる。
【００５５】
図１３は、上記の移行段階の後に生じる、最終安定状態に対応する同期段階を示す。以前に説明したように、これらの制動パルスが、ケースに応じて、終端位置の直前又は直後に全体的に生じる少なくとも制動パルス（偶力及び継続時間）により自由機械式発振器の時間のずれを十分に修正できるように構成されるにもかかわらず、制動パルスの間、終端位置を介する通過が生じると、この終端位置は、制動パルスに対して位置合わせされる。したがって、同期段階において、第１のパルスが第１の交番Ａ１で生じた場合、発振終端位置Ａm-1は、パルスＩｍｐ１ａに対して位置合わせされるか、又は発振終端位置Ａmは、パルスＩｍｐ１ｂに対して位置合わせされる。実質的に一定の偶力の場合、パルスＩｍｐ１ａ及びＩｍｐ１ｂはそれぞれ、継続時間が第２の部の継続時間よりも短い第１の部を有し、子主要発振器の高すぎる自然周波数と、親補助発振器によって設定した設定点周波数との間の差を正確に修正するようにする。同様に、同期段階において、第１のパルスが第２の交番Ａ２で生じた場合、発振終端位置Ａmは、パルスＩｍｐ２ａに対して位置合わせされるか、又は発振終端位置Ａm+1は、パルスＩｍｐ２ｂに対して位置合わせされる。
【００５６】
パルスＩｍｐ１ａ、Ｉｍｐ１ｂ、Ｉｍｐ２ａ及びＩｍｐ２ｂのそれぞれは、比較的安定した時間位置を占めることに留意されたい。実際、外部の妨害のためにこれらのパルスのうち１つが左又は右にわずかに逸脱すると、後続のパルスを初期の相対時間位置に戻す効果がある。次に、機械式発振器の時間のずれが同期段階の間に変動した場合、発振は、パルスＩｍｐ１ａ、Ｉｍｐ１ｂ、Ｉｍｐ２ａ及びＩｍｐ２ｂそれぞれの第１の部と第２の部との間の比率が、修正を取る程度に変動するようなわずかな位相偏移を自動的に維持し、この修正は、制動パルスによって周波数の新たな差に対して引き起こされる。本発明による計時器のそのような挙動は、実に注目に値するものである。
【００５７】
図１４及び図１５は、発振器の自然周波数が設定点周波数よりも小さいというシナリオ以外、図１２及び図１３と同様である。したがって、制動パルスが行う修正において、不安定な平衡状態のシナリオに対応するパルスＩｍｐ３及びＩｍｐ４はそれぞれ、第２及び第４の四半周期（時間ｔ3及びｔ4）に位置し、パルスは、発振周波数の増大を引き起こす。ここで、システムの挙動が上述の考慮事項に起因するため、再度説明を詳細に示す。移行段階（図１４）において、パルスが、交番Ａ３において区間Ｚ３ａ内のパルスＩｍｐ３の左に生じる場合、前の終端位置（ｔm-1、Ａm-1）は、後続のパルスに漸進的に近づく。一方、パルスが、区間Ｚ３ｂ内のパルスＩｍｐ３の右に生じる場合、後続の終端位置（ｔm、Ａm）は、後続のパルスに漸進的に近づく。同様に、パルスが、交番Ａ４において区間Ｚ４ａ内のパルスＩｍｐ４の左に生じる場合、前の終端位置（ｔm、Ａm）は、後続のパルスに漸進的に近づく。最後に、パルスが、区間Ｚ４ｂ内のパルスＩｍｐ４の右に生じる場合、移行段階の間、後続の終端位置（ｔm+1、Ａm+1）は、後続のパルスに漸進的に近づく。
【００５８】
同期段階（図１５）において、第１のパルスが第１の交番Ａ３で生じた場合、発振終端位置Ａm-1は、パルスＩｍｐ３ａに対して位置合わせされるか、又は発振終端位置Ａmは、パルスＩｍｐ３ｂに対して位置合わせされる。実質的に一定の偶力の場合、パルスＩｍｐ３ａ及びＩｍｐ３ｂはそれぞれ、継続時間が第２の部の継続時間よりも長い第１の部を有し、子主要発振器の低すぎる自然周波数と、親補助発振器によって設定した設定点周波数との間の差を正確に修正するようにする。同様に、同期段階において、第１のパルスが第２の交番Ａ４で生じた場合、発振終端位置Ａmは、パルスＩｍｐ４ａに対して位置合わせされるか、又は発振終端位置Ａm+1は、パルスＩｍｐ４ｂに対して位置合わせされる。図１２及び図１３を参照しながら上記シナリオの範囲内で行う他の考慮事項は、図１４及び図１５のシナリオに対する類推によって適用される。結論として、自由機械式発振器の自然周波数が高すぎる又は低すぎるかどうかによらず、発振周期内で第１の制動パルスを印加する時間とは無関係に、本発明による修正デバイスは、機械式ムーブメントの稼働を時間調節する機械式発振器の周波数を、設定点周波数に対し効果的で迅速に同期し、設定点周波数は、親補助発振器の参照周波数によって決定され、親補助発振器は、制動パルスを機械式発振器の共振器に印加する制動周波数を制御する。このことは、機械式発振器の自然周波数が変動する場合、及び機械式発振器の自然周波数が特定の時間周期では設定点周波数を超える一方で、他の時間周期ではこの設定点周波数よりも少ない場合でさえ、依然としてあてはまる。
【００５９】
本発明による計時器の特徴により得られる上記の教示及び同期は、制動パルスを印加する制動周波数が、設定点周波数に等しくないシナリオにもあてはまる。発振周期ごとに１回のパルスを印加する場合、不安定位置で生じるパルス（ｔ1、Ｉｍｐ１；ｔ2、Ｉｍｐ２；ｔ3、Ｉｍｐ３；ｔ4、Ｉｍｐ４）は、修正に対応し、１回の発振周期の間の時間のずれを補償する。一方、想定した制動パルスが、複数の発振周期の間の時間のずれを修正するのに十分な効果を有する場合、複数の発振周期に等しい時間間隔ごとに１回のパルスを印加することが可能である。発振周期ごとに１回のパルスを生成するシナリオの場合と同じ挙動が観察される。パルスが生じる発振周期を考慮すると、上記したシナリオの場合と同じ移行段階及び同じ同期段階がある。更に、これらの考慮事項は、各制動パルスの間に整数の交番がある場合、正確でもある。奇数の交番の場合、図１２から図１５における交番Ａ１又はＡ３から交番Ａ２又はＡ４への移行は、ケースに応じて交互に行われる。交番によってずれる２つのパルスの影響は同一であるため、同期は、２つの連続制動パルスの間の偶数の交番のように実行されることは理解されよう。結論として、既に述べたように、制動周波数ＦFRが２Ｆ０C／Ｎに等しい場合、図１２から図１５を参照して説明したシステムの挙動が観察され、Ｆ０Cは、発振周波数の設定点周波数であり、Ｎは正の整数である。
【００６０】
あまり重要ではないが、同期は、設定点周波数の２倍（２Ｆ０）を超える制動周波数ＦFR、即ち、Ｎ＞２であるＮ倍のＦ０に等しい値でも得られることに留意されたい。ＦFR＝４Ｆ０である代替実施形態では、システム内にエネルギーの損失があるにすぎず、同期段階における影響はない。というのは、２つのパルスのうち１つのパルスは、機械式共振器の中立点で生じるためである。より高い制動周波数ＦFRの場合、終端位置で生じない同期段階のパルスは、より高い制動周波数ＦFRの影響を対で相殺する。したがって、あまり実際的な意味をもたない理論的シナリオがあることを理解されたい。
【００６１】
図１６及び図１７は、代替実施形態のための同期段階を示し、制動周波数ＦFRは、設定点周波数の４分の１に等しく、したがって、１回の制動パルスは、４発振周期ごとに生じる。図１８及び図１９は、図１６及び図１７それぞれの部分拡大図である。図１６は、主要発振器の自然周波数が設定点周波数Ｆ０C＝４Ｈｚを超えるシナリオに関連する一方で、図１７は、主要発振器の自然周波数がこの設定点周波数を超えるシナリオに関連する。制動パルスＩｍｐ１ｂ又はＩｍｐ２ａ、Ｉｍｐ３ｂ又はＩｍｐ４ａのぞれぞれが生じる発振周期Ｔ１＊及びＴ２＊のみが、自然周期Ｔ０＊に対して変動を呈することが観察される。制動パルスは、対応する周期内で位相偏移を引き起こすにすぎない。したがって、ここでは、瞬間周期は、設定点周期の平均値に等しい平均値の周囲で発振する。図１６から図１９において、瞬間周期は、発振信号の立上りエッジ上でゼロを介する通過から、そのような後続の通過まで測定されることに留意されたい。したがって、終端位置で生じる同期パルスは、発振周期内に完全に含まれる。包括的にするため、図２０は、自然周波数が設定点周波数に等しい特定のシナリオを示す。この場合、発振周期Ｔ０＊は全て等しいままであり、制動パルスＩｍｐ５は、自由発振終端位置で正確に生じ、これらのパルスの第１の部及び第２の部は、同一の継続時間を有し（一定の制動トルクのケース）、第１の部の作用は、第２の部の反対の作用によって相殺される。
【００６２】
向上させた代替実施形態では、同期デバイスは、制動周波数が複数の値、好ましくは、同期デバイスの初期動作段階における第１の値、及び初期段階後の通常動作段階における、第１の値よりも小さい第２の値を取り得るように構成する。特に、初期段階の継続時間は、通常動作段階が生じると同時に、ほぼ確実に同期段階が既に開始されているように選択される。より一般的には、初期段階は、同期デバイスを係合した後、少なくとも第１の制動パルス、及び好ましくは、移行段階の大部分を含む。制動パルスの周波数を増大させることによって、移行段階の継続時間は減少する。更に、この代替実施形態は、一方で、初期段階の間、制動効率を最適化し、物理的処理を実行して同期をもたらし、もう一方で、残存する同期段階の間、同期デバイスが非作動状態ではなく、機械式ムーブメントが動作している間、主要発振器の制動エネルギー、したがって、エネルギーの損失を最小化することを可能にする。第１の制動パルスは、共振器の中立位置の近傍で生じることがあり、主要発振器の発振で引き起こされる時相偏移に対する制動効果は、より劣っている。一方、同期が確立されると、制動パルスは、この発振の終端位置の近傍で生じ、制動効果は最大である。
【００６３】
図２１及び図２２を参照し、本発明の電磁制動デバイスの単純さに驚く本発明の第２の実施形態の第１の代替実施形態を説明する。この第２の実施形態は、電磁制動デバイスの磁気システムが、第１の実施形態とは本質的に異なり、磁気システムは、第１の代替実施形態では、機械式共振器６Ａのてんぷ８Ａによって支持する単一双極磁石６０から形成され、第２の代替実施形態では、一対の双極磁石によって形成される。第１の代替実施形態では、共振器６Ａがその中立位置にある際（図２１に表すシナリオ）、発振軸３４から開始し、磁石６０の中心を介して通過する参照半軸６２は、極座標系内でゼロ角度位置（「０」）を画定し、ゼロ角度位置（「０」）は、発振軸を中心とし、計時器ムーブメントの板に対して固定される。磁気システムに加えて電磁制動デバイスを完成させるコイル２８は、板に厳密に接続され、ゼロ角度位置に対して角度のずれを有する。好ましくは、コイルの角度のずれは、図２１に表すように実質的に１８０°に等しい。
【００６４】
図２２において、同期デバイス動作の同期段階における、時間を関数とする、問題の機械式発振器の使用可能な動作範囲内の、てんぷ８Ａの角度位置の曲線７０及び誘導電圧の曲線７２を表し、てんぷ８Ａの角度位置は、この範囲内で１８０°を超える、好ましくは２００°（図示のシナリオ）を超える振幅を呈する。したがって、機械式共振器６Ａの各交番発振において、実質的に正弦形状周期を有する２つの誘導電圧パルス７４A及び７４Bが観察される。パルス７４A及び７４Bは、コイル２８内に誘導電圧がない時間区分によって、対で隔てられることが観察される。計時器の稼働に大きな安定性を保証する代替実施形態では、設定点周波数Ｆ０ｃで生成する、したがって、各発振周期で生じる短絡パルス５８Ａによって規定される個別時間間隔ＴPは、実質的に、使用可能な動作範囲内で、機械式共振器の２つの終端位置の周囲のコイル内に誘導電圧がない時間区分以上である（図示のシナリオ）。しかし、以下でわかるように、時間間隔ＴPは、誘導電圧がない時間区分の継続時間よりも短くてもよいため、この条件は必須ではない。
【００６５】
一般に、同期デバイスの起動後の移行段階の後、計時器の自然な時間のずれが、同期デバイスのために設計してある名目上の範囲内に残存するものの、この計時器は、安定同期段階に入り、機械式発振器は、第１の短絡パルスの間、てんぷ８Ａの角度位置とは無関係に、短絡パルス５８Ａを生成する設定点周波数Ｆ０ｃを呈することが観察される。図２２は、機械式発振器の自然発振周波数Ｆ０が設定点周波数Ｆ０ｃよりもわずかに小さいシナリオに対応する。このシナリオから、各発振周期Ｔ０ｃにおいて、誘導電圧パルス７４Aによって各短絡パルスの初期区間で生成され、（個別時間間隔ＴPの開始時に）第２の交番Ａ２の第２の半交番Ａ２2で生じる第１の個別の制動パルスは、誘導電圧パルス７４Bによって各短絡パルスの最終区間で生成され、（個別時間間隔ＴPの終了時に）第１の交番Ａ１の第１の半交番Ａ１1で生じる第２の個別の制動パルスよりも強い。２つの制動パルスは、ゼロとは異なる継続時間を有する時間間隔だけ離れる場合、異なる。
【００６６】
したがって、同期段階において、コイルの短絡が生じる各時間間隔ＴPの間、各半交番Ａ２2内の電圧パルス７４Bによって生成される正の位相偏移は、各半交番Ａ１1内の電圧パルス７４Aによって生成される負の位相偏移よりも大きく、計時器の稼働修正が各発振周期において生じ、参照時間基準に対する機械式発振器の同期を実行するようにする。上述のように、設定点周波数における短絡パルスの生成は、特定のシナリオである。更なる代替実施形態では、短絡パルスは、設定点周波数の何分の１かに対応するより低い周波数で生成される。より一般的には、同じ特性時間のあらゆる２つの連続短絡パルスを隔てる時間距離ＤTは、数学的関係ＤT＝Ｍ・Ｔ０ｃ／２を満たすことが想定され、Ｍは、任意の正の整数である。したがって、制動パルスを周期的に生成する場合、これらの制動パルスの作動周波数ＦDは、数学的関係ＤT＝Ｍ・Ｔ０ｃ／２を満たすように選択する（２つの誘導電圧パルス７４A及び７４Bのそれぞれの出現時に各時間間隔ＴPにおいて生成した２つの個別の制動パルスは一緒に、時間距離及び作動周波数の点で同じ制動パルスとみなされることに留意されたい）。当業者は、十分に高い周波数、したがって、所望の同期を実行するのに高すぎないＭの値を選択することができる。
【００６７】
第２の実施形態の第２の代替実施形態では、電磁制動デバイスは、軸方向磁化及び反対の極性を有する一対の永久磁石によって形成した磁気システムを備え、これら２つの磁石は、２つの誘導電圧突出を追加するため、てんぷの参照半軸に対して対称的に、互いに十分近くに配置され、誘導電圧突出はそれぞれ、この対の磁石がコイルの反対側を通過する際に生成する。参照半軸は、機械式共振器がその中立位置にある際のゼロの角度位置を規定する。コイルは、ゼロ角度位置に対してある角度のずれを呈し、機械式発振器が使用可能な動作範囲内で発振する際、少なくとも各発振周期の１つの交番において、実質的に、機械式共振器がこの交番で中立位置を介して通過する前又は後、このコイル内に誘導電圧が生じるようにする。また、コイルの角度のずれは、好ましくは、１８０°に等しい。使用可能な動作範囲内の機械式共振器の終端角度位置は、絶対値において、ゼロ角度位置とコイルの中心角度位置との間の最小角度距離として規定される角度のずれを超える。この第２の代替実施形態は、図２３で表す電磁デバイスに対応するが、以下で説明する第３の実施形態に関連する第２の対の磁石６６、６７を伴わない。
【００６８】
図２３から図２５で表す第３の実施形態では、電磁制動デバイスの磁気システムは、第１の対の双極磁石６４、６５及び第２の対の双極磁石６６、６７から構成され、第１の対の双極磁石６４、６５及び第２の対の双極磁石６６、６７は共に、機械式共振器６Ｂのてんぷ８Ｂ及びコイル２８によって支持される。各対の磁石は、反対の磁性の軸方向磁化を有する。第１の対の２つの磁石は、てんぷ８Ｂの参照半軸６２Ａに対して対称に配置され、この参照半軸は、機械式共振器がその中立位置にある際にゼロの角度位置を画定する。図２３において、てんぷは、９０°に等しい角度位置θ（θ＝９０°）にあることに留意されたい。第２の実施形態の場合のようにコイル２８は、ゼロ角度位置に対して角度のずれを呈し、このずれは、好ましくは、１８０°に実質的に等しいが、更なる代替実施形態では、更なる角度のずれを想定することができる。機械式共振器が発振する際にコイル内に生成される誘導電圧曲線７６を、てんぷ８Ｂの角度位置を示す曲線７０上に重ねて、図２４に表す。
【００６９】
１８０°の角度におけるコイル２８の配置（図２３で表す代替実施形態）は、好ましい代替実施形態である。というのは、各交番においてコイルと第１の対の磁石６４、６５とによって形成される電磁システムは、各交番において、２つの誘導電圧パルス７８A及び７８Bを生成するためであり、誘導電圧パルス７８A及び７８Bは、共振器６Ｂのその中立位置を通る通過時間に対して対称性を有する。したがって、各第１の半交番Ａ１1、Ａ２1においてパルス７８Aがあり、各第２の半交番Ａ１2、Ａ２2においてパルス７８Bがある。したがって、誘導電圧７８A及び７８Bは、実質的に同じ振幅を有し、それぞれ、機械式共振器６Ｂの終端角度位置を介する通過から同じ時間距離で位置し、誘導電圧７８A及び７８Bが、コイルの短絡の間、機械式共振器の発振において、同じ強度、及びケースに応じて正又は負の同じ値の位相偏移の制動トルクを生成するのに適しているようにする。次に、上記のように、１８０°の角度のずれは、更に、制動パルスの生成に高効率であるという利点を有することに留意されたい。更に、機械式発振器の使用可能な動作範囲内のてんぷの振幅は、従来、１８０°を超えることが想定され、したがって、コイル２８の２つの端子間のインピーダンスを低減することによって、誘導電圧パルスの生成、したがって、制動パルスの生成を可能にし、計時器の稼働の修正を可能にすることに留意されたい。
【００７０】
図２４に表す第１の代替実施形態では、個別時間間隔ＴPの値は、実質的に、機械式発振器の使用可能な動作範囲内で、機械式共振器のコイル２８内の各終端角度位置の周囲に誘導電圧がない時間区間の継続時間以上である。しかし、個別時間間隔ＴPのこの値は、設定点半周期よりも小さい、即ち、ＴP＜Ｔ０ｃ／２であることが想定される。この第１の代替実施形態による同期方法の同期段階において、短絡パルス５８Ｂは、終端角度位置を含む２つの誘導電圧パルス７８Ａと７８Ｂとの間に位置合わせされ、２つの個別の制動パルスはそれぞれ、各時間間隔ＴPの開始時及び終了時に生じ、これら２つの個別の制動パルスは、機械式共振器から引かれる２つのエネルギー量に対応し、これらのエネルギー量は、問題の機械式発振器の正又は負の時間のずれに従った変数である（一方の変動は、もう一方の変動とは反対であり、２つのエネルギー量の一方が増大又は低減した場合、もう一方はそれぞれ低減又は増大するようにする）。図２４は、機械式発振器の自然周波数が設定点周波数に等しい特定のシナリオに対応し、上述の２つのエネルギー量はここでは同一であることに留意されたい。
【００７１】
図２４と同様の図２５において、第２の代替実施形態を表し、個別時間間隔ＴPの値は、機械式共振器のコイル２８内の各終端角度位置の周囲に誘導電圧がない時間区間の継続時間よりも小さい。所望の同期も得られる。実際、同期段階において、短絡パルス５８Ｃは、終端角度位置を含む２つの誘導電圧パルス７８A、７８Bによって枠が形成される時間窓内に留まる。個別時間間隔ＴPの時間位置は、少なくとも移行段階の終端部（パルス５８Ｃ1）の間、又は同期段階において、機械式発振器の自然周波数が設定点周波数とかなり類似する場合、特にこの値の周囲でわずかに変動する場合、この時間窓内で変動させることができる。一般に、同期段階において、機械式発振器の時間のずれが負であるか正であるかに従って、それぞれ発振周期の半交番Ａ１2及びＡ２1で生じる短絡パルス５８Ｃ2又は５８Ｃ3が観察され、発振周期の半交番Ａ１2及びＡ２1は、部分的に同時に、それぞれ、誘導電圧パルス７８B及び７８Aを伴い、誘導電圧パルス７８B及び７８Aが、それぞれの半交番において制動パルスを生成するようにする。コイル及び第１の対の磁石から形成される上述の電磁システムのみが介入し、同期方法の同期段階において、所望の同期を実行し、この場合、第２の対の磁石は、この同期方法に影響を及ぼさない。
【００７２】
機械式共振器の各交番発振において、コイル２８と瞬間的に結合する第２の対の双極磁石６６、６７は、本質的に、同期デバイスに対する電力供給のために働くが、第２の対の双極磁石６６、６７は、同期方法の移行段階（同期デバイス起動後の初期段階）に介入することができる。計時器は、コイル内の誘導電圧の整流器回路及び蓄電器によって形成した電源回路を備え、第２の対の双極磁石は、２つの磁石の間に中間点半軸６８を有し、中間点半軸６８は、参照半軸６２Ａに対してコイル２８が呈する角度のずれだけずれており、機械式共振器がその遊休位置にある際、この中間点半軸がコイルの中心に対して位置合わせされるようにする。電源回路は、機械式共振器がその中立位置を介して通過する際に少なくとも周期的に、一方で、コイルの端子に接続され、もう一方で、同期位置の参照電位に接続されるが、好ましくは、常時接続されている。第２の対の磁石は、てんぷ８Ｂがゼロ角度位置を介して通過する際、誘導電圧パルス８０A及び８０Bを生成し、これらのパルスは、第１の対の磁石が生成するパルスよりも大きな振幅を有し、蓄電器の電力供給のために働き、蓄電器の電圧は、図２４の曲線８２によって表される。
【００７３】
図２６、図２７及び図２８Ａ〜図２８Ｃを参照して、本発明の第４の実施形態を以下で説明する。この第４の実施形態は、磁気システムの配置が他の実施形態とは本質的に異なる。てんぷ８Ｃの心棒８２は、板５とてんぷ受け７との間で発振軸３４回りに枢動する。径方向磁化を有する双極磁石８４は、心棒８２上に配置され、板８６の開口８７内に置かれ、板８６は、高い透磁率の材料、特に強磁性材料から作製される。板８６は、核心８９と共に磁気回路を画定し、核心８９の回りに、コイル２８Ｃが従来の計時器モータの様式で配置される。板８６は、開口８７のレベルで２つの峡部８８を有し、２つの峡部８８は、部分的に、磁束が、コイル核心を介して通過せずに磁石を閉じないようにする。しかし、好ましくは、これらの峡部８８は、計時器モータのケースよりも薄く想定され、永久磁石８４のその回転角度による磁位エネルギーの変動を制限する。
【００７４】
図２８Ａから図２８Ｃは、図５Ａから図５Ｃと同様であるが第４の実施形態に関する。図２８Ａ及び図２８Ｂの誘導電圧曲線は、発振振幅が実質的に１８０°に等しい特定のシナリオに対応する。より大きい振幅に関し、コイル２８Ｃ内の誘導電圧曲線は、図２８Ｃ内に表される曲線に対応する。図２８Ｃは、機械式発振器の自然発振周波数Ｆ０が設定点周波数に等しい特定のシナリオに関連する。制動パルス５０Ｃが生成する制動が弱い場合、共振器６Ｃの発振振幅は、図２８Ａ及び図２８Ｂで生じる、制動パルス５６、５７のそれぞれがより大幅な制動を引き起こす振幅よりもわずかに大きい。制動トルクのグラフ上で、パルス５０Ｃが、終端角度位置を介する共振器６Ｃの通過時間に対する中心対称性を有することを仮定すると、パルス５０Ｃは、機械式共振器の発振内で時相偏移を引き起こさない。それぞれ、終端角度位置を介する共振器６Ｃの通過時間の両側で生じる個別時間間隔ＴPの２つの部ＴB及びＴAは、ここでは、等しいことに留意されたい。というのは、自然周波数が設定点周波数に等しいためである。したがって、隣接する半交番Ａ２2及びＡ１1は、同じ継続時間を有する。
【００７５】
念のためであるが、時間間隔ＴPは、短絡パルス５８によって規定され、短絡パルス５８は、それぞれの開始の間に、参照時間基準によって決定する時間距離ＤTを有する。本例では、短絡パルス５８は、設定点周波数に等しい作動周波数ＦDと共に生成され、ここで、時間距離ＤTが設定点周波数Ｔ０ｃに等しいようにする。
【００７６】
自然周波数Ｆ０が高すぎる場合、遠隔時間間隔ＴPの第１の部ＴBは、第２の部ＴAよりも小さく、対応する短絡パルスによってこれら遠隔時間間隔の間に生成した制動パルス５６は、実質的に第１の半交番Ａ１1において（図示の特定の例ではほぼ全体的に）生じ、制動パルス５６が、機械式発振器の周波数を低減させ、機械式発振器を参照時間基準である補助発振器に対して同期し、したがって、設定点周波数Ｆ０ｃをこの機械式発振器に印加するようにする。自然周波数Ｆ０が低すぎる場合、遠隔時間間隔ＴPの第２の部ＴBは、第２の部ＴAよりも大きく、対応する短絡パルスによってこれら遠隔時間間隔の間に生成した制動パルス５７は、実質的に第２の半交番Ａ２2において（同様に、図示の特定の例ではほぼ全体的に）生じ、制動パルス５６が、機械式発振器の周波数を増大させ、機械式発振器を補助発振器に対して同期するようにする。
【符号の説明】
【００７７】
２  計時器
４  機械式ムーブメント
６  機械式共振器
１２  表示器機構
１８  維持デバイス
２０  同期デバイス
２２  参照時間基準
２８  コイル
３０  永久磁石
３５  補助発振器
【図１】
2020038206.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020038206.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2020038206.tif 000008
【図５Ｃ】
2020038206.tif 000009
【図６】
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【図７】
2020038206.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
2020038206.tif 000036
【外国語明細書】
2020038206000001.pdf