(57)【要約】      （修正有）【課題】石英製ヒゲゼンマイとテンプとの間の改善された適合を提供する。【解決手段】結晶軸ｘ、ｙ、ｚを有する単結晶石英で形成されたヒゲゼンマイ５を備える共振器１であって、ｘ軸は電気軸であり、ｙ軸は機械軸であり、テンプ３と恊働する、共振器１に関する。テンプ３の熱膨張率（αb）は＋６ｐｐｍ・℃-1〜＋９．９ｐｐｍ・℃-1であり、単結晶石英のｚ軸に対するヒゲゼンマイ５の切断角度（θ）は−５°〜＋５°であり、これにより、テンプ３をヒゲゼンマイ５に適合させる。【選択図】図３
2014052374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶軸ｘ、ｙ、ｚを有する単結晶石英で形成されたヒゲゼンマイ（５）を備える共振器（１）であって、前記ｘ軸は電気軸であり、前記ｙ軸は機械軸であり、テンプ（３）と恊働する、共振器（１）において、
前記テンプ（３）の熱膨張率（αb）は＋６ｐｐｍ・℃-1〜＋９．９ｐｐｍ・℃-1であり、前記単結晶石英の前記ｚ軸に対する前記ヒゲゼンマイ（５）の切断角度（θ）は−５°〜＋５°であり、これにより、前記共振器（１）は温度変動の影響を受けにくくなることを特徴とする、共振器（１）。
【請求項２】
前記テンプ（３）の前記熱膨張率（αb）は実質的に＋９ｐｐｍ・℃-1に等しいこと、及び
前記単結晶石英の前記ｚ軸に対する前記ヒゲゼンマイ（５）の前記切断角度（θ）は実質的に＋２°に等しいこと
を特徴とする、請求項１に記載の共振器（１）。
【請求項３】
前記テンプ（３）の少なくとも一部はチタン製であることを特徴とする、請求項２に記載の共振器（１）。
【請求項４】
前記テンプ（３）の少なくとも一部は白金製であることを特徴とする、請求項２に記載の共振器（１）。
【請求項５】
前記テンプ（３）の前記熱膨張率（αb）は実質的に＋９．９ｐｐｍ・℃-1に等しいこと、及び
前記単結晶石英の前記ｚ軸に対する前記ヒゲゼンマイ（５）の前記切断角度（θ）は実質的に＋５°に等しいこと
を特徴とする、請求項１に記載の共振器（１）。
【請求項６】
前記テンプ（３）の少なくとも一部はｄｕｒｉｍｐｈｙ製であることを特徴とする、請求項５に記載の共振器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適合されたヒゲゼンマイ及びテンプを有する共振器に関し、より詳細には、単結晶石英から形成されたヒゲゼンマイに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、単結晶石英製のヒゲゼンマイの製造について開示している。しかしながら、単結晶石英は実際には容易に適合するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第１５１９２５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、石英製ヒゲゼンマイとテンプとの間の改善された適合を提供することにより、上述の欠点の全て又は一部を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って本発明は、結晶軸ｘ、ｙ、ｚを有する単結晶石英で形成されたヒゲゼンマイを備える共振器であって、ｘ軸は電気軸であり、ｙ軸は機械軸であり、テンプと恊働する、共振器において、テンプの熱膨張率は＋６ｐｐｍ・℃-1〜＋９．９ｐｐｍ・℃-1であり、上記単結晶石英のｚ軸に対するヒゲゼンマイの切断角度は−５°〜＋５°であり、これにより、共振器は温度変動の影響を受けにくくなることを特徴とする、共振器に関する。
【０００６】
本発明の他の有利な特徴によると：
- テンプの熱膨張率は実質的に＋９ｐｐｍ・℃-1に等しく、上記単結晶石英のｚ軸に対するヒゲゼンマイの切断角度は実質的に＋２°に等しく；
- テンプの少なくとも一部はチタン又は白金製であり；
- テンプの熱膨張率は実質的に＋９．９ｐｐｍ・℃-1に等しく、上記単結晶石英のｚ軸に対するヒゲゼンマイの切断角度は実質的に＋５°に等しく；
- テンプの少なくとも一部はｄｕｒｉｍｐｈｙ製である。
【０００７】
他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として挙げる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明による単結晶石英製ヒゲゼンマイの切断角度θの概略図である。
【図２】図２は、本発明による単結晶石英製ヒゲゼンマイの切断角度θの概略図である。
【図３】図３は、本発明によるバネテンプ共振器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図３に示すように、本発明は、テンプ３-ヒゲゼンマイ５を有するタイプの共振器１に関する。テンプ３及びヒゲゼンマイ５は、好ましくは同一のアーバ７上に設置される。この共振器１では、テンプ３の慣性モーメントＩは以下の式：
Ｉ＝ｍｒ2                                        （１）
で求められ、ここでｍは質量、ｒは回転半径を表し、これはテンプの熱膨張率αbに依存することは明らかである。
【００１０】
更に、ヒゲゼンマイ５の弾性定数Ｃは以下の式：
【数１】
2014052374.tif 000003
から求められ、ここでＥはヒゲゼンマイのヤング率、ｈは高さ、ｅは厚さ、Ｌは展開時の長さである。
【００１１】
最後に、バネテンプ共振器１の周波数ｆは以下の式：
【数２】
2014052374.tif 000004
から求められる。
【００１２】
当然、共振器については、温度による周波数変動がゼロであることが望ましい。バネテンプ共振器の場合、温度による周波数変動は実質的に以下の式：
【数３】
2014052374.tif 000005
に従い、ここで、
【数４】
2014052374.tif 000006
は、温度による周波数変動であり；
【数５】
2014052374.tif 000007
は、ヒゲゼンマイの温度によるヤング率の変動、即ち熱弾性係数（ＣＴＥ）であり、
- αsは、ｐｐｍ・℃-1で表した場合のヒゲゼンマイの熱膨張率であり；
- αbは、ｐｐｍ・℃-1で表した場合のテンプの熱膨張率である。
【００１３】
時間又は周波数のベースを目的とするいずれの共振器の発振も維持しなければならないため、例えば、これもまたアーバ７上に設置された振り座１１の振り石９と恊働するスイスレバー脱進機（図示せず）等の保守システムもまた、温度依存性に貢献し得る。
【００１４】
図１及び２に示すように、本発明はより詳細には共振器１に関し、ここでヒゲゼンマイ５は結晶軸ｘ、ｙ、ｚを有する単結晶石英から形成され、ここでｘ軸は電気軸であり、ｙ軸は機械軸である。これらの図は、ヒゲゼンマイの高さｈの配向が結晶のｚ軸と実質的に同じであることを示す。より詳細には、高さｈはｚ軸と角度θをなし、これは正であっても負であってもよい。ヒゲゼンマイの幾何学的形状を変更する必要なく、この角度θを修正することにより、ヒゲゼンマイ５の特徴を変更することができる。
【００１５】
よって、式（１）〜（４）から、ヒゲゼンマイ５とテンプ３を適合させることで、共振器１は事実上、温度変動の影響を受けなくなることが明らかである。優れた熱特性に加えて、ヒゲゼンマイ５の製造に石英を用いることにより、特に経年劣化及び磁場に対する感受性の非常な低さといった点で、優れた機械的及び化学的特性を有するという利点ももたらされる。
【００１６】
切断角度θが実質的に＋２°に等しい場合、スイス公認クロノメータ検査協会（ＣＯＳＣ）が要求する条件である、１日あたり±０．６秒・℃-1よりも十分に低い、１日あたり＋０．０６秒・℃-1の熱係数（温度変化によって発生する時計の誤差）を得るためには、テンプ３の熱膨張率αbを実質的に＋９ｐｐｍ・℃-1としなければならないことが、経験的にわかっている。
【００１７】
より一般には、共振器１の熱係数を実質的に１日あたり±０．１秒・℃-1（これはまだＣＯＳＣの条件の範囲内である）に保つためには、単結晶石英のｚ軸に対するヒゲゼンマイ５の切断角度θが−５°〜＋５°である場合、テンプ３の熱膨張率αbは＋６ｐｐｍ・℃-1〜＋９．９ｐｐｍ・℃-1である。
【００１８】
このような熱膨張係数αbを満たすために、テンプ３は特に、チタン及び／又はｄｕｒｉｍｐｈｙ（記号  ＡＦＮＯＲ：Ｚ２ＮＫＤ  １８−０９−０５）及び／又は白金を含んでよい。実際、チタン及び白金の熱膨張率αbは実質的に＋９ｐｐｍ・℃-1に等しく、ｄｕｒｉｍｐｈｙの熱膨張率αbは実質的に＋９．９ｐｐｍ・℃-1に等しい。更に、有利なことに、ｄｕｒｉｍｐｈｙは、その焼き戻し温度によっては、磁場に対する感受性を低くすることができることに留意されたい。
【００１９】
当然、本発明は図示した実施例に限定されるものではなく、当業者に明らかな様々な変形及び改変が可能である。特に、上述の熱膨張率を満たす他のいずれの材料をテンプ３に使用してよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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