(57)【要約】【課題】調節デバイスの非等時性の問題、及び有効駆動トルク範囲が制限されている問題の解決策を提案する。【解決手段】本発明は、磁性構造体（４４）と共振子（４６）との間の相対角速度を調節するためのデバイスに関し、磁性構造体及び共振子は互いに磁気結合されて磁気式脱進機を画定する発振子（４２）を形成する。磁性構造体は、磁性材料で形成された少なくとも１つの環状経路（５２）を有し、この磁性材料の１つの物理的パラメータは、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関している。磁性材料は環状磁性経路に沿って設けられ、これにより前記物理的パラメータは角度方向に周期的に変動する。環状経路は各角度区間に、発振子の磁気ポテンシャルエネルギを蓄積する領域（５６）を有し、これはインパルス領域に径方向に隣接している。磁性材料は各蓄積領域において、上記磁性材料の物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するように配設される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性構造体（４４；８６；１１４；１５４；１９８；２１４；２４０，２４２）と共振子（４６；１１６；１１７；１１９；１４８；１５８；１５８Ａ；１５８Ｂ；１５８Ｃ；１７４；１８２，１８４；２０２；２３８）との間の相対角速度（ω）を調節するためのデバイス（４２；８４；１１２；１５２；１６８；１７２；１８０；１９０；１９６；２１０；２３６；２６０；２７０；２８０）であって、
前記磁性構造体と前記共振子とは互いに対して磁気結合されて前記調節デバイスを形成する発振子を構成し、
前記磁性構造体は、前記磁性構造体又は前記共振子の回転軸（５１，５１Ａ）上にセンタリングされた少なくとも１つの環状磁性経路を有し、
前記磁性構造体及び共振子は、前記磁性構造体又は前記共振子に駆動トルクが印加されると、前記回転軸の周りで互いに対して回転するように配設され；
前記共振子は、前記環状磁性経路への少なくとも１つの磁気結合要素（５０；１２６，１２７；１４９；１６４，１６５；１７７，１７８；２３０，２３１）を有し；
前記環状磁性経路の少なくとも一部は、前記発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関しているものの前記磁気ポテンシャルエネルギとは異なる少なくとも１つの第１の物理的パラメータを有する第１の磁性材料（４５）で形成され、
前記第１の磁性材料は、前記環状磁性経路に沿って配設され、これにより前記発振子の前記磁気ポテンシャルエネルギは、前記環状磁性経路に沿って周期的に角度方向に変動して前記環状磁性経路の角度区間（Ｐθ）を画定し；
前記磁気結合要素は、前記磁性構造体の側に位置する活性端部を有し、
前記活性端部は、前記環状磁性経路に磁気結合され、これにより、前記共振子の共振モードのある１つの自由度に沿った発振を、前記磁性構造体又は前記共振子に印加される有効駆動トルク範囲内に維持し、また前記環状磁性経路の各前記角度区間における前記相対的な回転中に、所定の整数回の前記発振が発生するようにして、前記発振子の周波数によって前記相対角速度が決定されるように構成し；
前記共振子は、前記結合要素の前記活性端部の少なくとも大部分が、前記環状磁性経路によって画定される幾何学的主平面への正投影において、前記発振の各期間における実質的に最初の１回の振動中に前記環状磁性経路に重なるように、及び前記最初の振動の前記磁気結合要素の移動軌跡が、前記幾何学的主平面に対して略平行となるように、前記磁性構造体に対して設けられ、
前記自由度に沿った前記環状磁性経路の寸法は、前記自由度に沿った前記磁気結合要素の前記活性端部の寸法より大きい、調節デバイスにおいて、
前記調節デバイスは：
前記有効駆動トルク範囲内において、前記環状経路及び前記磁気結合要素は、各前記角度区間において、前記環状経路及び前記磁気結合要素の相対角度位置並びに前記結合要素のその自由度に沿った位置によって画定される前記環状経路及び前記磁気結合要素の相対位置に応じて、前記発振子の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域（６３，６５）を画定すること；並びに
前記第１の磁性材料は、各前記角度区間において、前記環状磁性経路に対する前記磁気結合要素の相対位置に関して前記活性端部に少なくとも部分的に磁気結合される前記第１の磁性材料の１つの領域において少なくとも、前記物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するように配設され、かつ各前記角度区間内の前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも一部に対応すること
を特徴とする、調節デバイス。
【請求項２】
磁性構造体（３０４；３５８）と共振子（３０２；３２２；３２２Ａ；１７４Ａ；３５２）との間の相対角速度（ω）を調節するためのデバイス（３００；３２０；３３０；３４０；３５０）であって、
前記磁性構造体と前記共振子とは互いに対して磁気結合されて前記調節デバイスを形成する発振子を構成し、
前記磁性構造体は、前記磁性構造体の又は前記共振子の回転軸（５１）上にセンタリングされた少なくとも１つの環状磁性経路を有し、
前記磁性構造体及び共振子は、前記磁性構造体又は前記共振子に駆動トルクが印加されると、前記回転軸の周りで互いに対して回転するように配設され；
前記共振子は、前記環状磁性経路への磁気結合のための少なくとも１つの磁気結合要素（３１０；３２６，３２８；３２６Ａ，３２８Ａ；３４４，３４５；３５４，３５６）を有し；
前記環状磁性経路の少なくとも一部は、第１の磁性材料で形成され、
前記第１の磁性材料は、前記発振子の前記磁気ポテンシャルエネルギが、前記環状磁性経路に沿って周期的に、角度方向に変動して、前記環状磁性経路の角度区間（Ｐθ）を画定するよう配設され；
前記磁気結合要素は、前記磁性構造体の側に位置する活性端部を有し、
前記活性端部は、前記発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関しているものの前記磁気ポテンシャルエネルギとは異なる少なくとも１つの物理的パラメータを有する第２の磁性材料で形成され、また前記活性端部は、前記環状磁性経路に磁気結合され、これにより、前記共振子の共振モードのある１つの自由度に沿った発振を、前記磁性構造体又は前記共振子に印加される有効駆動トルク範囲内に維持し、また前記環状磁性経路の各前記角度区間における前記相対的な回転の間に、所定の整数回の前記発振が発生するようにして、前記発振子の周波数によって前記相対角速度が決定されるようにした、調節デバイスにおいて、
前記調節デバイスは：
前記環状磁性経路は、前記磁気結合要素の前記自由度に沿った寸法を有し、前記寸法は、前記自由度に沿った前記磁気結合要素の前記活性端部の寸法より大きいこと；
前記共振子は、前記活性端部の少なくとも大部分が、前記活性端部によって画定される幾何学的主平面への正投影において、前記発振の各期間における実質的に最初の１回の振動中に、前記環状磁性経路の中央を通過する幾何学的円によって横断されるように、前記磁性構造体に対して配設されること；
前記有効駆動トルク範囲内において、前記環状経路及び前記磁気結合要素は、各前記角度区間において、前記環状経路及び前記磁気結合要素の相対角度位置並びに前記結合要素のその自由度に沿った位置によって画定される前記環状経路及び前記磁気結合要素の相対位置に応じて、前記発振子の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域（６３，６５）を画定すること；並びに
前記第２の磁性材料は、前記磁気結合要素に対する前記環状磁性経路の相対位置に関して前記環状磁性経路に少なくとも部分的に磁気結合される、前記第２の磁性材料の１つの領域において少なくとも、前記物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するように配設され、かつ各前記角度区間内の前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも一部に対応すること
を特徴とする、調節デバイス。
【請求項３】
前記磁気結合要素及び前記環状磁性経路は、前記相対的な回転の間、前記磁気結合要素が、前記磁気結合要素の静止位置の周りの自由度に沿ってインパルスを受けるよう配設され；
前記インパルスは、前記環状磁性経路に対する前記磁気結合要素の相対位置に応じて、かつ前記調節デバイスに送達される前記有効駆動トルク範囲に関して、前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に隣接する中央インパルス領域に実質的に局在化されたインパルス領域（６８，６９）を画定する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の調節デバイス。
【請求項４】
前記磁性構造体は、前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域内の前記磁気ポテンシャルエネルギの平均角度勾配が、前記自由度に沿った前記インパルス領域における平均磁気ポテンシャルエネルギ勾配未満となり、かつ同一の単位となるように配設されることを特徴とする、請求項３に記載の調節デバイス。
【請求項５】
前記平均角度勾配と、前記自由度に沿った前記平均勾配との比は、６０％未満であることを特徴とする、請求項４に記載の調節デバイス。
【請求項６】
前記平均角度勾配と、前記自由度に沿った前記平均勾配との比は、実質的に４０％未満であるか又は４０％に等しいことを特徴とする、請求項４に記載の調節デバイス。
【請求項７】
前記インパルス領域の径方向寸法（Ｚ0）と、前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の径方向寸法（Ｚ1，Ｚ2）との間の比は、５０％未満であることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項８】
前記インパルス領域の径方向寸法（Ｚ0）と、前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の径方向寸法（Ｚ1，Ｚ2）との間の比は、３０％未満であるか又は略３０％であることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項９】
各前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域（６３，６５）内の前記磁気ポテンシャルエネルギは、前記共振子の有効共振モードの自由度に沿って実質的に変動しないことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１０】
前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に対応する各磁性領域における前記物理的パラメータの漸増又は漸減は、前記環状磁性経路の前記角度区間の２０％より大きい前記回転軸に対する角距離に亘るものであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１１】
前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に対応する各磁性領域における前記物理的パラメータの漸増又は漸減は、前記環状磁性経路の前記角度区間の４０％より大きいか又は略４０％の前記回転軸に対する角距離に亘るものであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１２】
問題となる前記物理的パラメータは、前記環状磁性経路と前記回転表面との間の距離であり、
前記回転表面は、前記回転軸を回転軸とし、前記自由度を前記回転表面の直線母線とするものであり、
前記距離は、前記磁気結合要素と前記環状磁性経路との間の空隙に、１つの定数の範囲内で略対応する
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１３】
前記第１の磁性材料は磁化材料で形成され、
問題となる前記物理的パラメータは、前記磁化材料が前記環状磁性経路と回転表面との間で生成する磁場の磁束の強度であり、前記回転表面は、前記回転軸を回転軸とし、前記自由度を前記回転表面の直線母線とするものであることを特徴とする、請求項１又は請求項１に従属する請求項３〜１１のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１４】
前記活性端部は磁化材料で形成され、
問題となる前記物理的パラメータは、前記磁化材料が前記結合要素と前記環状磁性経路との間で生成する磁場の磁束の強度であることを特徴とする、請求項２又は請求項２に従属する請求項３〜１１のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１５】
前記物理的パラメータの前記変動は、前記磁性材料の複数の孔（１０４）によって得られ、
前記孔の密度及び／又は断面積は変動する
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１６】
前記結合要素の前記静止位置は、前記磁性構造体と前記共振子との間の相対的な回転中に、前記磁性構造体と関連する参照系においてゼロ位置円を画定し、
前記ゼロ位置円及び前記自由度は、前記ゼロ位置円と前記自由度との交点において略直交することを特徴とする、請求項３〜８のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項１７】
前記物理的パラメータの前記変動は、前記発振子の前記磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域にそれぞれ対応する前記第１の磁性材料の複数の領域において、角度に関するもののみであることを特徴とする、請求項１に従属する請求項１６に記載の調節デバイス。
【請求項１８】
前記発振子の各磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に対応する前記第２の磁性材料の領域における前記物理的パラメータの前記変動は、主に前記結合要素の前記自由度に対して直交する方向であることを特徴とする、請求項２に記載の調節デバイス。
【請求項１９】
前記環状磁性経路は第１の経路を画定し、
前記磁性構造体は、前記結合要素が前記第１の経路に結合されるのと同様の様式で前記結合要素に結合された、第２の環状磁性経路を更に有し、前記第２の経路の少なくとも一部は、前記第２の経路に沿って変動する磁性材料で形成され、これにより、前記発振子の前記磁気ポテンシャルエネルギは、前記第１の経路の前記変動と同様の様式で、前記第２の経路に沿って、前記角度区間と共に角度方向に変動し、前記第１及び第２の経路は、前記角度区間の半分に等しい角度変移を有することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２０】
前記環状磁性経路は第１の経路を画定し、
前記調節デバイスは、第２の環状磁性経路を更に有し、前記第２の環状磁性経路は、前記共振子の前記結合要素又は別の結合要素に、前記結合要素が前記第１の経路に結合されるのと同様の様式で結合され、また前記第２の経路の少なくとも一部は、前記第２の環状磁性経路に沿って変動する磁性材料で形成され、これにより、前記発振子の前記磁気ポテンシャルエネルギは、前記第１の経路の前記変動と同様の様式で、前記第２の経路に沿って角度方向に変動すること、並びに
前記第１及び第２の環状磁性経路は、それぞれ２つのホイールセットと一体であること
を特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の調節デバイス（２３６）。
【請求項２１】
前記結合要素は第１の結合要素であり、
前記調節デバイスは、これもまた前記磁性構造体に磁気結合された、少なくとも１つの第２の結合要素を含むことを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２２】
前記共振子（１５８）は、ゼンマイ−テンプ又は可撓性ストリップを備えたテンプを有するタイプの共振子であることを特徴とする、請求項２１に記載の調節デバイス。
【請求項２３】
前記共振子は音叉（１７６）で形成され、
前記共振子の２つの自由端部は、それぞれ前記第１及び第２の磁気結合要素を支持する
ことを特徴とする、請求項２１に記載の調節デバイス。
【請求項２４】
前記共振子（１８２）は、実質的に剛性の構造体（１８５）を含み、
前記構造体（１８５）は、前記第１及び第２の磁気結合要素を支持し、前記共振子の１つの又は２つの弾性要素と連動する
ことを特徴とする、請求項２１に記載の調節デバイス。
【請求項２５】
前記第１及び第２の結合要素は、前記環状磁性経路と共に、同一の前記ゼロ位置円を画定することを特徴とする、請求項１６に従属する請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２６】
前記第１及び第２の結合要素は、それぞれ前記環状磁性経路と共に、２つの異なる前記ゼロ位置円を画定し、
前記２つの異なるゼロ位置円は、前記経路を画定する内側円及び外側円上に実質的に重なる
ことを特徴とする、請求項１６に従属する請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２７】
前記共振子は、第１の共振子（１９１；１９１Ａ）を画定すること、及び
前記調節デバイスは、前記第１の共振子と同様の様式で前記磁性構造体に磁気結合された少なくとも１つの第２の共振子（１９２；１９２Ａ）を有すること
を特徴とする、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２８】
前記第１及び第２の磁性材料は、互いに反発するように磁化された材料であることを特徴とする、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の調節デバイス。
【請求項２９】
時計ムーブメントであって、
前記ムーブメントは、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の調節デバイスを有し、
前記調節デバイスは、共振子及び磁気脱進機を画定し、前記時計ムーブメントの少なくとも１つの機構の動作を調節する役割を果たす
ことを特徴とする、時計ムーブメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに対して磁気結合されて発振子を画定する磁性構造体と共振子との間の相対角速度を調節するためのデバイスの分野に関する。本発明による調節デバイスは、機械式時計ムーブメントの動作を調節する。より具体的には、本発明は、共振子と磁性構造体との間に直接的な磁気結合が設けられた機械式時計ムーブメントのための磁気脱進機に関する。概略的に言うと、その機能は、時計ムーブメントのカウンタトレインのホイールセットの回転周波数を共振子の共振周波数の影響下に置くことである。従ってこの調節デバイスは、少なくとも１つの磁気結合要素を備えた発振部品を有する共振子と、磁性脱進機とを備え、この磁性脱進機は、磁性脱進機を形成する磁性構造体と共振子との間の相対角速度を制御するために配設されている。この調節デバイスは、ゼンマイ‐テンプ及び従来の脱進機機構、特にスイスレバー式脱進機及び歯付きガンギ車の代替となる。
【０００２】
共振子又は磁性構造体は、共振子の発振を維持する特定の駆動トルクで回転駆動するホイールセットと一体となって回転する。一般的に前記ホイールセットは、歯車列、又はより広くは機構の運動学的連鎖内に組み込まれる。この発振により、磁性構造体と共振子との間の磁気結合によってこれらの間の相対角速度を調節できる。
【背景技術】
【０００３】
共振子と磁性ホイールとの間の磁気結合（磁気接続とも呼ばれる）を介して、ホイール（ロータとも呼ばれる）の角速度を調節するためのデバイスは、時計学の分野では古くから知られている。この分野に関連する複数の特許が、Ｃ．Ｆ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄの発明に関してＨｏｒｓｔｍａｎｎ  Ｃｌｉｆｆｏｒｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ  Ｌｔｄに付与されている。特に特許文献１を挙げることができる。これらの文献に記載された調節デバイスは様々な欠点を有し、特に非等時性（等時性を有さないと定義される、即ち等時性の欠如）、即ちロータに印加される駆動トルクに応じたロータの角速度の有意な変動に関する問題を有する。この非等時性の原因は、本発明につながる開発に組み入れられてきた。これらの原因は、本発明に関する説明を読むことにより後で明らかとなるであろう。
【０００４】
また、特許文献２、３、４から、共振子と、ディスクで形成されたホイールとの間の直接的な磁気結合を備えた磁気脱進機が公知である。特許文献２、３では、非磁性ディスクの矩形孔を高い透磁率を有する粉末又は磁化材料で充填している。このようにして２つの隣接した同軸環状経路が得られ、これらはそれぞれ、所定の角度区間で規則的に配設された矩形磁性領域を有し、第１の経路の前記領域は、第２の経路の前記領域に対して、前記角度区間の半分だけオフセット又は位相変移されている。このようにして、共振子の磁気結合要素又は磁気結合部材の静止位置（ゼロ位置）に対応する円の両側に交互に分布する磁性領域が得られる。この結合部材又は結合要素は、場合に応じて磁化材料又は高透磁率材料で作製された開ループによって形成され、この開ループの２つの端部の間でディスクが回転駆動する。特許文献４はこれの代替案について説明しており、ここではディスクの磁性領域は、高透磁率材料の独立した複数のプレートによって形成され、その後磁性共振子結合要素が磁化される。特許文献２、３、４に記載の磁性脱進機は、特に図１〜４に基づいて以下に説明する理由から、等時性を有意に改善することはできない。
【０００５】
図１は、特許文献２、３、４に記載されたタイプの磁性脱進機２を形成する発振子の概略図であるが、図５に示す本発明の実施形態とよりよく比較できるようにするため、及び本発明による利益を客観的に実証するために、ホイール４の磁性歯１４、１６は、発振区間の半分に亘ってそれぞれ延在する環状セクタを画定する点、及び共振子のために丸型又は角型の端部を有する結合要素を選択する点について既に最適化されている。ホイール４は、第１の列の孔１５によってそれぞれ分離された第１の列の歯１４を有し、これらは第１の環状経路を形成する。このホイールは更に、第２の列の孔１７によってそれぞれ分離された第２の列の歯１６を有し、これらは共に第２の環状経路を形成する。歯１４、１６は高透磁率材料、特に強磁性材料で形成されている。これら２列の歯は、それぞれ同一の磁性材料で形成された外側リング１８及び内側リング１９によって接続されている。２つの環状経路は隣接しており、円２０によってその範囲を画定されている。この円２０は、ホイール４の全ての角度位置に関する、共振子６の磁石１２の中央に位置するこの磁石１２の静止位置に対応しており、即ち共振子が有する弾性変形エネルギが最小になる位置に対応している。
【０００６】
共振子は、弾性定数と、共振子の質量及び構造によって定義される慣性１０とによって定義される共振子の弾性変形能力に対応するばね８によって記号的に表されている。共振子は、磁石１２が径方向に発振する少なくとも１つの共振モードにおいて、固有周波数で発振できる。共振子６のこのような概略的な図示は、本発明の範囲内において共振子６がいくつかの特定の変形例に限定されるものではないことを意味していることを理解されたい。本質的なことは、共振子が、図１に示す例では角速度ωの反時計回り方向の駆動トルクによって回転駆動するホイール４の磁性構造体に共振子を磁気結合するための少なくとも１つの磁気結合要素１２を含むことである。従って磁石１２はホイール４の上側に配置され、円２０上に位置するゼロ位置の付近で径方向に発振できる。磁性歯１４、１６は中央の円２０の両側に交互に配置された磁気相互作用領域を形成するため、これらは、第１及び第２の角度経路それぞれの角度区間に対応する所定の角度区間Ｐθを有する波状磁性経路を画定する。共振子がホイールに対して磁気結合され、磁石１２が、ホイールによって定義された波状磁性経路に沿って発振する場合、ホイールの角速度ωは実質的に、共振子の発振周波数によって定義される。
【０００７】
図２は、ホイール４の一部における、発振子２の磁気ポテンシャルエネルギ（磁気相互作用ポテンシャルエネルギとも呼ばれる）の概略図であり、これはホイールの磁性構造体によって角度方向及び径方向に変動する。等位線２２は、様々な磁気ポテンシャルエネルギのレベルに対応している。これらは等ポテンシャル曲線を画定する。所定の地点における発振子の磁気ポテンシャルエネルギは、磁性共振子結合要素がある所定の位置にある（前記結合要素の中心がこの所定の位置にある）場合の発振子の状態に対応する。これは１つの定数の範囲内として定義される。一般に、磁気ポテンシャルエネルギは、関連するデバイス（この場合は発振子）の最小ポテンシャルエネルギに対応する基準エネルギに対して定義される。散逸性の力が存在しない場合、このポテンシャルエネルギは、磁石を最小エネルギ位置から所定の位置へと移動させるために必要な仕事に対応する。関連するデバイスが発振子である場合、前記仕事は、ホイール４に印加される駆動トルクによって提供される。磁石がホイールの回転軸に対する径方向運動によって（即ち有効共振モードの自由度に従って）、低エネルギ位置、特に最小エネルギ位置へと復帰すると、発振子に蓄積されたポテンシャルエネルギを共振子へと伝達できる。散逸性の力が存在しない場合、このポテンシャルエネルギは、共振子結合要素と磁性構造体との間の磁力の作用により、共振子において運動学的エネルギ及び弾性エネルギに変換される。以上が、ホイールに供給された駆動トルクを用いて共振子の発振を維持し、これによってホイールの角速度を調節することでホイールを制動する方法である。
【０００８】
外側環状経路は、交互になった最小エネルギ領域２４及び最大エネルギ領域２５を画定し、その一方で内側環状経路は、第１の経路に対して角度区間の半分Ｐθ／２だけ位相変移した状態で、交互になった最小エネルギ領域２８及び最大エネルギ領域２９を画定する。図３は、発振子２が動作中であり、従ってホイール４が角速度を調節された状態で回転駆動されている間の磁石１２の中心位置を表す、２つのアウトライン３２、３４を示す。従ってこれらのアウトラインは、ホイールと関連する参照系の範囲内における磁石の２つの異なる振幅の発振を表している。磁気ポテンシャルエネルギの等位線２２及び発振３２、３４を調べることにより、発振子が振動の度に磁気ポテンシャルエネルギを蓄積領域２６、３０に蓄積することが分かる。共振子磁石に印加される力は、磁気ポテンシャルエネルギの勾配によって表され、この勾配は等位線２２に対して垂直である。角度成分（ホイールの自由度）は、径方向成分（共振子の自由度）が共振子結合部材に作用している間、反力としてホイールに作用する。蓄積領域では、角度方向の反力がホイールの回転方向に対向するため、角度方向の力はホイールの制動力に対応する。蓄積領域において磁力が基本的に角度方向である場合、発振子における磁気ポテンシャルエネルギの蓄積は「純粋（ｐｕｒｅ）」であると言うことができる。
【０００９】
図２、３では、純粋蓄積領域は、略環状の領域Ｚ１ac＊、Ｚ２ac＊を画定する。そして蓄積されたエネルギは、中央インパルス領域ＺＣimp＊において共振子へと伝達される。中央領域ＺＣimp＊、より正確には磁石の発振が通過するインパルス領域では、磁気ポテンシャルエネルギの勾配は、ホイールの回転と共に漸増する径方向成分を有するが、その一方で角度成分は減少し、最終的にはゼロになる。この勾配は、磁石に対する推力に対応しており、従ってインパルスに対応している。振幅が比較的大きい場合（発振３２）、前記推力は、点ＰＥ1と点ＰＳ1との間の中央領域の幅全体に亘って印加されることに留意されたい。振幅がより小さい場合（発振３４）、中央領域ＺＣimp＊を通過する経路は、点ＰＥ2と点ＰＳ2との間の、比較的大きな角距離に亘って延在し、中央領域の交差部分の前半（およそ中央の円２０まで）においては発振が実質的に存在せず、交差部分の後半においてのみ、比較的低いエネルギのインパルスが見られる。
【００１０】
一般に、「蓄積領域（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｒｅａ）」は、有効駆動トルク範囲の様々な発振振幅に対して、発振子内の磁気ポテンシャルエネルギが増大する領域を意味し、「インパルス領域（インパルス  ａｒｅａ）」は、有効駆動トルク範囲の様々な発振振幅に対して、前記磁気ポテンシャルエネルギが減少し、磁性推力が共振子結合要素に対して１つの自由度に沿って印加される領域を意味する。「推力（ｔｈｒｕｓｔ  ｆｏｒｃｅ）」は、発振する結合部材の運動方向への力を意味する。従ってこの推力は蓄積領域内に既に存在しているものの、本明細書の記載では、インパルス領域は蓄積領域の外側にあるものとする。
【００１１】
図２、３に示す等位線を理解するためには、発振子２の実施形態のある重要な態様について、これを機能的なものとするために考察する必要がある。特に時計学の分野では、香箱が供給する駆動トルクは、主ゼンマイの張力のレベルに応じて有意に変動する。時計ムーブメントが十分に長期間に亘って動作することを保証するために、通常は、最大トルクと最大トルクの約半分との間で変動するトルクによってムーブメントを駆動できるようにする必要がある。更に、当然のことながら、最大トルクでの適切な動作を保証することも必要である。実際には、このような動作を保証し、特に発振子が比較的大きな振幅において非連結状態となってしまうのを防止するために、ある特定の角距離に亘って制動領域２６、３０を延在させる必要があり、これによって制動は必然的に漸進的なものとなる。このような状態は、部分的にホイールの主平面に投影された共振子の磁性結合部材又は要素の角度範囲、及び前記部材とホイールの環状経路の（より広くはロータ又は回転ホイールセットの）磁性構造体との間の比較的大きい空隙に由来する平均化効果によって、従来技術の発振子を用いて得られるが、これは最適な様式ではない。
【００１２】
前記平均化は、磁性構造体の面積（そのサイズは、前記主平面に対して平行な磁石の端面のサイズ及び前記空隙のサイズと共に増大する）全体に亘って延在する結合された磁場全体を積分することによって得られる。従って、関連する磁性構造体の開口部に隣接する磁性歯の垂直なフランクは、磁気ポテンシャルエネルギ空間において、前記平均化効果によって増大する角度距離に亘って延在する等位線２２を与える。ここで分析したケースは、ホイールの主平面に対して平行な円形又は正方形断面を有する磁石を用いた。この断面に関して選択された寸法、及び選択された空隙は、中央インパルス領域の径方向距離が既に僅かに制限された状態で、制動パッド２６、３０が十分に広範囲に亘るものとなることを保証するため、発振子の動作のための上述の従来技術によるデバイスよりも好ましい構成を提供する。
【００１３】
以上で考察した発振子の挙動を、ホイールに印加される駆動トルクに従って分析すると、このような調節デバイスには少なくとも２つの欠点が観察される。まず、駆動トルクの値の範囲が比較的小さく、有意な非等時性が存在する。これは図４のグラフに示されており、このグラフは、ホイールに印加される相対トルクＭrot／Ｍmaxに対するホイール４の相対角速度誤差（ω−ω0）／ω0（ω0は公称角速度である）を示したもの（共振子の品質係数は約２００）である。角周波数ω0は、有効共振子の発振の固有周波数Ｆresと、式ω0＝２πＦres／ＮPによって数学的に関連付けられ、ここでＮPは、第１及び第２の環状経路の角度区間の数である。様々な点３６は、時計用途にとって高い非等時性に対応する曲線３８を画定する。実際には、５・１０-4の相対誤差は、極めて重大な、即ち１日あたり約４０秒（４０ｓ）もの誤差に相当する。次に、点４０によって明らかにされているように、相対トルクが８０％（０．８）に近づくと、発振子の挙動に不安定性が観察される。従って、時計ムーブメントのために１日あたり１０秒未満の精度を得るためには、相対トルクを０．６（６０％）〜０．８（８０％）という狭い範囲内に維持しなければならない。実用上、時計ムーブメントは、許容可能な最大トルクがホイール４に印加される最大トルクに相当するように考案する必要があり、従ってこの実際的なケースにおいては、前記トルクを８０％超に維持しなければならないことになる。この下限に近づくと非等時性が急速に上昇し、下限を通過すると非等時性は異常なものとなる。これは、上述のような磁気脱進機が数十年前から公知であったにもかかわらず成功しなかった１つの重要な理由を説明するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第２９４６１８３号
【特許文献２】特開昭５２−４０３６６（特願昭５０−１１６９４１）
【特許文献３】実開昭５２−４５４６８（実願昭５０−１３２６１４）
【特許文献４】実開昭５２−６３４５３（実願昭５０−１４９０１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の文脈において、上述の公知の調節デバイスの非等時性及び制限された動作範囲の問題を念頭に置いて、本発明者らは、これらの問題の原因を理解し、その解決策を提供しようと努力した。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従来技術の問題を熟考し、様々な調査を行うことにより、これらの問題の原因を識別できた。非等時性の問題、及び有効駆動トルク範囲が制限されている問題は、特に、共振子磁石に印加されるインパルスが、ゼロ位置円の周囲の局所的領域の外側の比較的大きな角距離に亘って延在するという事実によるものである。これにより、環状の純粋蓄積領域が削減され、また発振子の動作が阻害される。実際、発振子を殆ど阻害しないインパルスは、前記ゼロ位置円に位置するもののみである。従って本発明者らは、前記局所的領域の外側の比較的幅広の経路上の推力が共振子を阻害していることを観察した。共振子の周波数は供給されるトルクに応じて変動し、従って共振子が非等時性の源である。
【００１７】
比較的大きなトルク範囲に亘って発振子の効率的かつ安定した動作を実現しながら、中央インパルス領域を極めて幅広なものとする、という問題を克服するために、本発明は、磁性構造体と共振子との間の相対角速度を調節するためのデバイスを提案する。前記磁性構造体と前記共振子とは互いに対して磁気結合され、前記調節デバイスを形成する発振子を画定する。本調節デバイスは、第１の主要実施形態に関しては請求項１に、第２の主要実施形態に関しては請求項２に定義されている。
【００１８】
一般に、本発明による調節デバイスは、以下の特徴を有する。磁性構造体は、この磁性構造体の又は共振子の回転軸上にセンタリングされた少なくとも１つの環状磁性経路を有し、前記磁性構造体及び共振子は、磁性構造体又は共振子に駆動トルクが印加されると、前記回転軸の周りで互いに対して回転するように配設されている。環状磁性経路の少なくとも一部は、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関しているもののこれとは異なる少なくとも１つの第１の物理的パラメータを有する第１の磁性材料で形成される。この第１の磁性材料は環状磁性経路に沿って配設され、これにより磁気ポテンシャルエネルギは、前記環状磁性経路に沿って周期的に角度方向に変動して、環状磁性経路の角度区間（Ｐθ）を画定する。共振子は、磁性構造体への結合のための少なくとも１つの磁気結合要素（磁気結合部材とも呼ばれる）を有する。この磁気結合要素は、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関している少なくとも１つの第２の物理的パラメータを有する第２の磁性材料で形成される。またこの磁気結合要素は環状磁性経路に磁気結合され、これにより、共振子の共振モードのある１つの自由度に沿った発振を、磁性構造体又は共振子に印加される有効駆動トルク範囲内に維持し、環状磁性経路の各角度区間における前記相対的な回転の間に、整数回（特に好ましくは１回）の前記発振が発生するようにする。このようにして発振周波数が相対角速度を決定する。有効駆動トルク範囲内において、環状経路及び磁気結合要素は、各角度区間において、これら環状経路及び磁気結合要素の相対角度位置並びに結合要素のその自由度に沿った位置によって画定されるこれら環状経路及び磁気結合要素の位置に応じて、発振子の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域を画定する。
【００１９】
第１の主要実施形態では、共振子は：磁性構造体の側に位置する結合要素の活性端部の少なくとも大部分が、環状磁性経路によって画定される幾何学的主平面への正投影において、前記結合要素の各発振期間における実質的に最初の１回の振動中に、前記環状磁性経路に重なるように；及び前記最初の振動中の磁気結合要素の移動軌跡が、前記幾何学的主平面に対して略平行となるように、磁性構造体に対して配設される。次に、共振子結合要素の自由度に沿った環状磁性経路の寸法は、前記自由度に沿った結合要素の活性端部の寸法より大きい。これら２つの寸法を比較するために、後者は、結合要素の活性端部の質量中心が通過する自由度の軸に沿って環状磁性経路によって画定される幾何学的主平面への正投影において測定される。この軸は、直線状であっても湾曲していてもよい。第１の磁性材料は、各角度区間において、環状磁性経路に対する磁気結合要素の相対位置に関して磁気結合要素の活性端部に少なくとも部分的に磁気結合される、前記第１の磁性材料の１つの領域（この角度区間内の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも一部に対応する）において少なくとも、第１の物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するよう配設されている。なお、前記相対的な回転中に発振子の磁気ポテンシャルエネルギが角度方向に増大するように、前記物理的パラメータの増減を選択する。これは、問題となっている領域が磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域であるという事実によって必然的に生じる。
【００２０】
ある変形例によると、第１の物理的パラメータの上述のような角度による変動は、各角度区間の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも大半に対応する第１の磁性材料のある領域においてもたらされる。好ましい変形例によると、第１の物理的パラメータの角度による変動は、各角度区間の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の略全体に対応する第１の磁性材料のある領域においてもたらされる。特定の変形例では、第１の物理的パラメータは、角度に対する単調増加関数又は単調減少関数を定義する。
【００２１】
第２の主要実施形態では、共振子結合要素の自由度に沿った環状磁性経路の寸法は、前記自由度に沿った磁性構造体の側に位置する結合要素の活性端部の寸法より小さい。これら２つの寸法を比較するために、後者は、結合要素の活性端部の質量中心が通過する自由度の軸に沿って活性端部によって画定される幾何学的主平面への正投影において測定される。この軸は、直線状であっても湾曲していてもよい。前記幾何学的主平面はこの自由度の軸を有し、活性端部はこの主表面内に延在する。次に、共振子は、環状磁性経路の中央に位置する幾何学的円が、結合要素の各発振期間における実質的に最初の１回の振動中に、前記活性端部によって画定される幾何学的主平面への正投影において活性端部を横切るように、磁性構造体に対して配設される。結合要素の第２の磁性材料は、結合要素に対する前記環状磁性経路の相対位置に関して環状磁性経路に少なくとも部分的に磁気結合される前記第２の磁性材料の１つの領域（この環状磁性経路の各角度区間内の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも一部に対応する）において少なくとも、第２の物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するよう配設されている。前記相対的な回転中に、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域内において、発振子の磁気ポテンシャルエネルギが角度方向に増大するように、前記物理的パラメータの増減を選択する。これは、使用されている用語「蓄積（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）」から考えて当然のことである。
【００２２】
ある変形例によると、第２の物理的パラメータの上述のような角度による変動は、各磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも大半に関して磁性経路に磁気結合された第２の磁性材料の領域においてもたらされる。好ましい変形例によると、第２の物理的パラメータの上述のような角度による変動は、各磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の略全てに関して磁性経路に磁気結合された第２の磁性材料の領域においてもたらされる。特に、第２の物理的パラメータは、角度に対する単調増加関数又は単調減少関数を定義する。
【００２３】
「磁性材料（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、外部磁界を生成する磁気特性を有する材料（磁石）又は磁石（特に強磁性材料）に引きつけられる良好な磁束導体を意味する。
【００２４】
前記２つの主要実施形態の好ましい変形例によると、各蓄積領域の磁気ポテンシャルエネルギは、共振子の有効共振モードの自由度に沿って実質的にいずれの変動も呈さない。特に、発振子の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に対応する前記第１の磁性材料の各領域において、問題となっている物理的パラメータの変動は角度に関するもののみであり、即ちこの物理的パラメータは径方向には実質的に一定である。従ってこれら有効蓄積領域には、磁気ポテンシャルエネルギの実質的に純粋な蓄積が存在する。
【００２５】
本発明の特定の変形例によると、第１の磁性材料の第１の物理的パラメータ又は第２の磁性材料の第２の物理的パラメータの漸増又は漸減は、環状磁性経路の角度区間の２０％超の角距離に亘る。別の特定の変形例によると、第１の物理的パラメータ又は第２の物理的パラメータの変動の角距離と前記角度区間との比は４０％超であるか又は略４０％である。
【００２６】
本発明の好ましい変形例によると、磁気結合要素及び環状磁性経路は、共振子と磁性構造体との間の前記相対的な回転の間に、磁気結合要素が、磁気結合要素の静止位置の周りのある自由度に沿ってインパルスを受けるように配設される。これらインパルスは、環状磁性経路に対する磁気結合要素の相対位置に応じて、かつ調節デバイスに供給される有効駆動トルク範囲に関して、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に隣接する中央インパルス領域に実質的に配置される複数のインパルス領域を画定する。特定の変形例では、これらインパルス領域の径方向寸法と磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域との比は、５０％未満である。好ましい変形例では、この比は３０％未満であるか又は略３０％である。
【００２７】
別の好ましい変形例では、磁性構造体は、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域内の発振子の磁気ポテンシャルエネルギの平均角度勾配が、共振子の自由度に沿ったインパルス領域における平均磁気ポテンシャルエネルギ勾配未満となり、かつ同一の単位となるように配設される。よって、第１の磁性材料の第１の物理的パラメータ又は第２の磁性材料の第２の物理的パラメータの変動は、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域における角度方向の変動に比べて、インパルス領域における共振子の自由度に沿った、特に径方向の変動が大きくなる。インパルス領域におけるこのような物理的パラメータの変動は急峻であってよく、特に第１の磁性材料又は第２の磁性材料の径方向不連続性によって、磁性構造体の主平面のゼロ位置円の軸方向投射に沿って、又は結合要素の主平面のゼロ位置円に沿って生成される。
【００２８】
本発明の他の特定の特徴は、従属請求項の主題を形成し、これについては以下の本発明の詳細な説明に記載する。
【００２９】
非限定的な例として挙げられている添付した図面を参照して、本発明を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、既に記載したように従来技術の調節デバイスの概略上面図である。
【図２】図２は、既に記載したように図１の調節デバイスの磁気ポテンシャルエネルギを示す。
【図３】図３は、既に記載したように図１の調節デバイスの共振子の２つの発振に対応するアウトラインを示す。
【図４】図４は、既に記載したように相対角速度誤差を、図１の発振子に印加される相対トルクの関数として示す。
【図５】図５は、本発明による調節デバイスの第１の実施形態の概略上面図である。
【図６】図６Ａは、磁性構造体によって画定される２つの環状経路のうちの一方に沿った角度断面図である。図６Ｂは、磁性構造体によって画定される２つの環状経路のうちのもう一方に沿った角度断面図である。
【図７】図７は、図５の調節デバイスの磁気ポテンシャルエネルギを示す。
【図８】図８は、図５の調節デバイスの共振子の２つの発振に対応するアウトラインを示す。
【図９】図９Ａは、磁性構造体によって画定される２つの環状経路のうちの一方の中央に沿った磁気ポテンシャルエネルギのプロファイルを示す。図９Ｂは、磁性構造体によって画定される２つの環状経路のうちのもう一方の中央に沿った磁気ポテンシャルエネルギのプロファイルを示す。図９Ｃは、この磁気ポテンシャルエネルギの横断方向プロファイルを示す。
【図１０】図１０は、相対角速度誤差を図５の発振子に印加される相対トルクの関数として示す。
【図１１】図１１は、本発明による調節デバイスの第２の実施形態の部分概略上面図である。
【図１２】図１２は、磁気結合要素が図１１の調節デバイスの磁性構造体によって画定されるインパルス領域を通過する際の全ての発振子に関する磁気ポテンシャルエネルギの差を示す。
【図１３】図１３は、本発明による調節デバイスの磁性構造体の環状経路に沿った磁性材料のプロファイルの変形例の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明による調節デバイスの磁性構造体の環状経路に沿った磁性材料のプロファイルの、図１３とは異なる変形例の概略図である。
【図１５】図１５は、本発明による調節デバイスの磁性構造体の環状経路に沿った磁性材料のプロファイルの変形例であって、図１３、１４とは異なる概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施形態の概略上面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第３の実施形態の横断方向部分断面図である。
【図１８】図１８は、本発明による調節デバイスの変形実施形態の断面図である。
【図１９】図１９は、本発明による調節デバイスであって、図１８とは異なる変形実施形態の断面図である。
【図２０】図２０は、本発明による調節デバイスであって、図１８、１９とは異なる変形実施形態の断面図であり、この変形実施形態では、磁性構造体は２つの重なったプレートを有し、共振子の磁気結合要素がその間を通過する。
【図２１】図２１は、本発明による調節デバイスであって、図１８、１９、２０とは異なる変形実施形態の断面図であり、ここでは、磁性構造体は２つの重なったプレートを有し、共振子の磁気結合要素がその間を通過する。
【図２２】図２２は、本発明による調節デバイスの第４の実施形態の概略上面図である。
【図２３】図２３は、本発明による調節デバイスの第４の実施形態の変形例の概略上面図である。
【図２４】図２４は、本発明による調節デバイスの第５の実施形態の概略図である。
【図２５】図２５は、本発明による調節デバイスの第６の実施形態の概略図である。
【図２６】図２６は、２つの独立した共振子を含む第７の実施形態の概略上面図である。
【図２７】図２７は、第８の実施形態の概略上面図であり、共振子は回転駆動されている。
【図２８】図２８は、本発明の第９の実施形態の概略上面図である。
【図２９】図２９は、本発明の第９の実施形態の横断方向断面図である。
【図３０】図３０は、時計ムーブメントに組み込まれた本発明による調節デバイスの第１０の実施形態の概略上面図である。
【図３１】図３１は、図２２の調節デバイスの第１の変形例である。
【図３２】図３２は、図２２の調節デバイスの第２の変形例である。
【図３３】図３３は、図２３の調節デバイスの変形例である。
【図３４】図３４は、第１１の実施形態の概略図であり、ここでは共振子結合要素は径方向に延在し、環状磁性経路の幅は小さい。
【図３５】図３５は、本発明の第１２の実施形態の概略図である。
【図３６】図３６は、図３５の、円３１２によって画定される線に沿った概略断面図である。
【図３７】図３７は、図３５の変形実施形態である。
【図３８】図３８は、本発明の第１３の実施形態の概略図である。図３８Ａは、図３８の線Ｘ−Ｘに沿った横断方向断面図である。
【図３９】図３９は、本発明の第１４の実施形態の概略図である。
【図４０】図４０は、本発明の第１５の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図５〜１０を参照して、互いに対して磁気結合されて発振子４２を画定する磁性構造体４４と共振子４６との間の相対角速度ωを調節するためのデバイスの第１の実施形態について説明する。この調節デバイスは有利には、磁気脱進機を形成する。磁性構造体は、磁性構造体の回転軸５１上にセンタリングされた第１の環状磁性経路５２及び第２の環状磁性経路５３を有し、これらは、発振子４２の磁気ポテンシャルエネルギＥＰmと相関しているもののこれとは異なる少なくとも第１の物理的パラメータを有する磁性材料４５で形成されている。回転軸５１は磁性構造体の主平面に対して垂直である。前記磁性材料は各環状磁性経路に沿って配設され、これにより物理的パラメータは角度方向に周期的に変動して、磁性経路の角度区間Ｐθを画定する。なお別の実施形態では、第２の環状磁性経路は、前記磁性材料の別の物理的パラメータの周期的変化を有していてもよく、又は特定の変形例では、これもまた発振子の磁気ポテンシャルエネルギＥＰmと相関している別の磁性材料の別の物理的パラメータの周期的変化を有していてもよい。なお、問題となっている物理的パラメータは、磁性構造体と共振子結合部材との間の相対角度位置θとは独立した磁性構造体に固有のパラメータである。しかしながら、この物理的パラメータは、結合部材の空間的位置決めと関連する幾何学的パラメータであってもよい。特に、環状磁性経路内部の所定の半径に関して、この物理的パラメータは、磁性構造体と結合部材との間の相対的な回転中の、磁性構造体と関連する参照系における、磁性材料表面と、結合部材の、その自由度の対応する位置にある活性端部の質量中心によって画定される円との間の距離である。ここで考察するケースでは、一般に磁性構造体と関連する参照系において、物理的パラメータは環状磁性経路と回転表面との間の距離であり、前記回転表面は、磁性構造体の回転軸を回転軸とし、結合要素の前記自由度をこの回転表面の直線母線とするものである。この距離は、磁気結合要素と問題となっている環状磁性経路との間の空隙に、１つの定数の範囲内で略対応する。
【００３２】
共振子は、磁性構造体４４への磁気結合のための部材又は要素を有する。この結合要素又は部材は、ここでは円筒形又は平行六面体状の磁石５０で形成される。更にこの共振子は、弾性定数によって定義される弾性変形能力を表すばね４７と、その体積及び構造によって定義される慣性４８とによって、符号で表されている。磁石５０は、ここでは共振子の最小弾性変形エネルギに対応するその静止位置において、磁石に対する磁性構造体の角度位置θ全てに関して、磁性構造体と対向する結合要素の活性端部の質量中心が、実質的にゼロ位置円２０上に位置するように、磁性構造体に対して位置決めされる。「活性端部（ａｃｔｉｖｅ  ｅｎｄ  ｐｏｒｔｉｏｎ）」は、結合要素の、問題となっている磁性構造体の側に位置する端部を意味し、これを通って結合要素と磁性構造体の間を結合磁束が流れる。ゼロ位置円は、回転軸５１上にセンタリングされており、また第１の環状経路の内径及び第２の環状経路の外径に略対応する半径を有し、前記内径及び外径はここでは一致している。換言すると、ゼロ位置円２０は、これら２つの同軸の隣接した磁性経路間の境界線によって画定され、即ちこの幾何学的円は、磁性構造体の主平面上における前記ゼロ位置円の投射に対応する。ある変形例では、これら２つの磁性経路は離間しており、全体が同一の媒体で形成された中間領域によって隔てられている。後者の場合、ゼロ位置円は、２つの磁性経路の間の、中間領域の略中央に位置する。このタイプの中間領域は、発振子の容易な動作開始を保証するために有用であり得るが、その幅は様々な理由から小さく維持されることになる。その第１の理由は、結合要素を略ゼロ位置円上に残したまま、発振子が「アイドリング状態」となるのを防止しなければならないことから、ある自由度に沿って回転軸に対して径方向に結合要素に設けられた小さな寸法に関連する。別の理由は、ゼロ位置円に近接し、好ましくはゼロ位置円上にセンタリングされた局所的なインパルスを得ることが目的であるためである。
【００３３】
図６Ａ、６Ｂは、第１の環状磁性経路の中央及び第２の環状磁性経路の中央をそれぞれ通過する２つの円の２つの断面図を示す。これら同軸の第１の環状磁性経路５２及び第２の環状磁性経路５３は、前記角度区間の半分に等しい角度変移、即ちπ（１８０°）の位相変移によって隔てられている。図示した変形例では、問題となっている物理的パラメータは、まず、磁石５０と、高透磁率材料、特に強磁性材料で形成された磁性材料４５との間の空隙に関連する。別の変形例では、磁性材料は、磁石５０に対する牽引のために配設された磁化材料であることに留意されたい。別の物理的パラメータ、即ち高透磁率材料の厚さ又は上述の他の変形例では磁化材料の厚さもまた、付随して変動する。より具体的には、環状経路５２は、磁性材料が最大厚さを有する環状セクタ５４と、磁性材料の厚さが磁石５０に対する磁性構造体４４の回転方向と対向する方向に漸減する環状セクタ５６とを交互に有する。ここに示した変形例では、各セクタ５６の角距離は、各セクタ５４の角距離と略等しく、その値は実質的に、前記角度区間の半分Ｐθ／２である。別の変形例では、磁性経路の磁石及び前記結合要素を形成する共振子の磁石は互いに反発するよう配設されている。この変形例では、上述のものと同等の効果を得るために、磁性材料の厚さは各セクタ５６において、磁石５０に対する磁性構造体の回転方向と対向する方向に漸増する。
【００３４】
環状セクタ５６では、その厚さは距離ＶPに亘って、最大厚さから略ゼロ厚さまで減少するが、以下に説明するようなその他の厚さも可能である。厚さの変動は、磁石５０と、磁石５０を牽引するために設けられた、高透磁率材料又は磁化材料で形成された磁性材料４５との間を連結する磁場に関する平均空隙の変動を引き起こす。この平均空隙は、各環状セクタ５６の角距離に略対応する特定の角度範囲に亘って、磁石５０に対する磁性構造体４４の回転方向と対向する方向に漸増する。結合要素５０及び空隙の広がりがゼロでないことによって起こる、平均化（本発明の文脈では、この平均化は平均空隙の変動も引き起こす）に関する明確性の問題を回避するために、結合部材の活性端部の質量中心と磁性経路との間の、問題となっている磁性経路の主平面に対して垂直な軸に沿った空隙の変動について言及する。図６Ａ、６Ｂでは、磁性経路に対向する磁石５０の底面は活性端部であり、この底面の幾何学的中心は質量中心である（幾何学的中心と質量中心とはここでは軸方向に整列しているため）。環状経路５３は、環状経路５２と同様に、磁性材料４５が最大厚さを有する環状セクタ５５と、磁性材料の厚さが漸減する環状セクタ５７とを交互に有する。この環状経路５３は環状経路５２と略同一であるが、これらは前記角度区間の半分Ｐθ／２だけ変移されており、これにより既に説明したような磁石５０のための波状の磁性経路を形成する。問題となっている物理的パラメータは、ここでは磁石と各環状磁性経路との間の空隙、即ち磁性材料の上面と磁石５０の底面との間の距離に関連するが、この物理的パラメータは磁性構造体の特定のパラメータに対応する。実際には、問題となっている物理的パラメータは、磁性構造体の主平面に対して平行な平面５９までの距離である。更にこの主平面は、磁石の発振移動軌跡に対して平行でもある。
【００３５】
図示していない他の変形例によると、磁性構造体は、２つの上述の物理的パラメータのうち一方又は他方のみ、即ち共振子の磁気結合要素と磁性構造体との間の空隙又は前記磁性構造体の厚さのうち一方又は他方のみが変動するように配設してもよいことに留意されたい。例えば磁性構造体４４に対して面対称移動を実施する（これは磁石５０の位置を変動させることなく磁性構造体４４を反転させることを意味する）ことにより、厚さのみが変動する場合、磁化材料の厚さに応じて磁束強度を容易に変動させることができるため、厚さのみに相関する磁気ポテンシャルエネルギの変動が磁化材料に特に印加されることになることに留意されたい。結合要素は特定の寸法を有するため、前記厚さは、問題となっている磁性経路の、磁性経路の主平面に対して垂直な、結合部材の活性端部の質量中心を通る軸に沿った厚さとして定義される。高透磁率材料の場合、厚さの単純な変動は更に制限される。実際には、問題となっている厚さの範囲は、磁束が流れる磁性材料の可変断面の少なくとも一部において磁束が飽和する状況に対応しなければならない。もしそうでなければ、厚さの変動は発振子の磁気ポテンシャルエネルギに何ら有意な影響を及ぼさないことになる。
【００３６】
磁石５０は、共振子４６の共振モードの１つの自由度５８に沿った発振７１又は７２（図８）が、磁性構造体に印加される有効駆動トルク範囲内に維持されるように、第１及び第２の環状経路に結合される。発振周波数は、相対角速度ωを決定する。（図５、７、８の平面に対して平行な）磁性構造体の主平面への投影において、発振７１又は７２は、それぞれ第１の環状経路５２上に重なった第１の領域内の第１の振動７１ａ又は７２ａ、及び第２の環状経路５３上に重なった第２の領域内の第２の振動７１ｂ又は７２ｂを有する。一般に、共振子結合要素の自由度は、磁性構造体への磁気結合中の、磁気結合要素の発振の第１の振動又は第２の振動における磁気結合要素の移動軌跡が、第１の環状磁性経路又は第２の環状磁性経路の幾何学的主平面に対して略平行となるように選択される。図５及び以下に説明する図１１に特に対応する第１の主要実施形態では、（１つ若しくは複数の）環状磁性経路によって又は一般に磁性構造体によって画定される幾何学的主平面は、磁性構造体の回転軸に対して垂直な主平面である。図５、１１に示す実施形態では、共振子の自由度は全体として前記主平面に対して平行な平面内にある。よって、磁性結合要素の発振中の移動軌跡全体は、ここでは磁性構造体の主平面に対して平行である。以下に説明する図２８、２９に対応する第２の主要実施形態の変形例では、２つの環状磁性経路は、ディスクの側壁を形成し、中心軸が磁性構造体の回転軸となる円筒形表面である幾何学的主表面を画定する。なお、例えば幾何学的主表面が円錐形である磁性経路といった、その他の構成も考えられる。変形例では、発振要素の移動軌跡は実質的に、磁性構造体によって画定される主平面に対して平行な平面内となり；前記移動軌跡は、特に振幅が大きい場合、特に発振の終点において僅かに発散し得る。このような状況は、例えば共振子結合要素が、磁性構造体の主平面に対して平行な回転軸を有する略円形の移動軌跡に沿って発振する場合に起こる。このような場合、好ましくは結合要素の静止位置における自由度によって画定されるその方向は、結合要素の静止位置における活性端部の質量中心の正投影に対応する点において前記幾何学的主平面に接する平面に対して実質的に平行となる。
【００３７】
図７、図８は、磁性構造体４４の一部上における発振子４２の磁気ポテンシャルエネルギＥＰmを示す概略図であり、この磁気ポテンシャルエネルギＥＰmは、磁性構造体、即ち２つの環状経路５２、５３に従って変動する。ここでは、磁力が引力である変形例、特に強磁性材料で形成された磁性構造体に対する引力である変形例について説明する。図２、３を参照して説明したように、等位線６０は、磁気ポテンシャルエネルギの様々なレベルに対応する。
【００３８】
図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ２つの環状磁性経路５２、５３それぞれの中央に沿った磁気ポテンシャルエネルギのプロファイルを示し；図９Ｃは、共振子４６の自由度に対応する軸Ｘ（図７）に沿った、磁気ポテンシャルエネルギの径方向プロファイルを示す。共振子結合要素を形成する磁石と反発するように設けられた磁石によって形成された磁性経路を用いて、図７、８、９Ａ〜９Ｃに記載したものと同様の状況が得られることに留意されたい。この変形例では、空隙及び／又は磁化材料の厚さの変動は、上述の変形例、特に図６Ａ、６Ｂに示す変形例に対して反転する。従って、環状経路は、磁化材料が最小厚さ（ゼロを含む）を有する環状セクタと、磁化材料の厚さが磁石５０に対する磁性構造体の回転方向に対向する方向に漸増する環状セクタとを交互に有し、後者の環状セクタは、発振子に磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域を生成する。
【００３９】
磁性構造体４４を支持するロータに印加される有効駆動トルク範囲において、各環状磁性経路５２、５３は、各角度区間Ｐθにおいて、発振子内の有効磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域６３又は６５を含む。これらの領域６３、６５は、それぞれ実質的に、第１の環状エネルギ蓄積領域Ｚ１ac及び第２の環状エネルギ蓄積領域Ｚ２acに位置する。「有効蓄積領域（ｕｓｅｆｕｌ  ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｒｅａ）」は、一般に（有効駆動トルク範囲に対応する）与えられる振幅の全範囲内で様々な振幅で発振する磁石５０の磁場が走る領域を意味し、この領域において発振子は、主に後に共振子に伝達されることになる磁気ポテンシャルエネルギＥＰmを蓄積する。よってこの領域は、共振子結合要素の、最小の有効トルクに対応する最小発振振幅及び最大の有効トルクに対応する最大発振振幅によってその範囲を画定される。図７に示す好ましい変形実施形態によると、各有効蓄積領域内の磁気ポテンシャルエネルギは、共振子の有効共振モードの自由度に沿って実質的に変動しない。よって、勾配ＥＰmは主に有効蓄積領域における角度であり、この角度勾配は、磁性構造体上に作用して全体として制動トルクを生成する制動力に対応する。従って第１の環状領域Ｚ１ac及び第２の環状領域Ｚ２acは、ここでは純粋な磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域である。これらの図では、磁気ポテンシャルエネルギは、結合要素の活性端部の質量中心に対応する結合要素のある位置に関して、局所的に図示されていることに留意されたい（結合部材に関して問題となる様々なパラメータに関して同一の基準点が確実に維持される場合は、このような他の基準点を設けてもよい）。よって、蓄積領域及び以下に説明するインパルス領域は、結合要素の活性端部の質量中心の位置を用いて画定され、表される。
【００４０】
第１の環状領域Ｚ１ac及び第２の環状エネルギ蓄積領域Ｚ２acは、インパルス領域６８、６９によって画定された中央インパルス領域ＺＣimpによって隔てられており、インパルス領域６８、６９では、従来技術に関して既に説明したように、駆動トルクに応じて共振子へのエネルギの伝送が行われる。各インパルス領域６８、６９は、上述の最小発振振幅と最大振幅との間の様々な発振振幅に関して、磁石５０の磁場が走る領域によって画定される。中央インパルス領域は、この中央インパルス領域の略中央に位置するゼロ位置円２０を有する。ゼロ位置円は、共振子と磁性構造体との間の相対的な回転中に磁性構造体上に得られる静止位置における結合部材の基準点（ロータ／磁性構造体の極座標の関数として空間内の磁気ポテンシャルエネルギの等ポテンシャル曲線を確立するために使用される基準点）によって描かれる円として定義される。好ましくは、共振子結合部材は、ゼロ位置円が前記結合要素と関連するインパルス領域全ての中央を実質的に通過するように、回転軸に対して径方向に配設される。円Ｙは、領域Ｚ１acと領域ＺＣimpとの間の境界線を画定する。この円Ｙは、磁性構造体４４の回転軸上にセンタリングされ、半径ＲYを有する。
【００４１】
図９Ｃでは、曲線７６はＥＰmの径方向プロファイルに対応する。この曲線７６は、インパルス領域６９の幅Ｚ0を与え、この幅は、インパルス領域６８の幅及び中央インパルス領域ＺＣimpの幅に略対応する。図９Ｃは、また有効エネルギ蓄積領域それぞれの幅Ｚ1、Ｚ2も与える。これらの幅Ｚ1、Ｚ2は、調節デバイスに供給される有効駆動トルク範囲に関する最大振幅発振によって定義される。図９Ａ、９Ｂでは、曲線７４は、領域Ｚ１acの略中央におけるＥＰmの角度プロファイルを与え、一方で曲線７５は、領域Ｚ１acの略中央におけるＥＰmの角度プロファイルを与える。有効蓄積領域６３、６５は、低ポテンシャルエネルギの領域又は平坦域６２又は６４と、ここではピークによって定義される高ポテンシャルエネルギの領域又は平坦域との間の、磁気ポテンシャルエネルギの単調増加勾配によって特徴付けられ、これはここでは略直線状である。なお、外側環状経路５２のピークの高さは、内側環状経路５３のピークの高さより僅かに高くてよい。磁気ポテンシャルエネルギは磁性構造体４４と相関しているため、曲線７４、７５は角度区間の半分Ｐθ／２だけ角度的に位相変移している。
【００４２】
インパルス領域を通過して共振子へと伝送されるエネルギは、発振する磁気結合要素の、前記インパルス領域への入射点ＥＰIN1、ＥＰIN2と、前記発振部材の、インパルス領域からの出射点ＥＰOUT1、ＥＰOUT2との間のポテンシャルエネルギの差ΔＥＰmに略対応する。低ポテンシャルエネルギ領域６２、６４の全てが略同一の定数値を有し、有効駆動トルク範囲内の発振全てが有効蓄積領域６３又は６５から低ポテンシャルエネルギ領域へと通過するとすると、インパルス領域を通過して共振子へと伝送されるエネルギは、磁性構造体の主平面への投影において点Ｘ1を通る発振に関する点Ｘ1と点Ｘ2との間のポテンシャルエネルギの差ΔＥＰm（図９Ｃ）に略対応する。
【００４３】
考えられる変形例において、上昇する磁気ポテンシャルエネルギ勾配は直線状でなくてもよく、例えば二次曲線であってよく、又は異なる傾斜を有する複数のセグメントを有してもよいことをまず注記しておく。次に、低ポテンシャルエネルギ平坦域６２、６４は、それぞれ他のポテンシャルエネルギプロファイルを有していてもよい。従って例えば、特定の変形例は、下降勾配又はランプ（ｒａｍｐ）と交互になった上昇勾配又はランプ（制動ランプ／ポテンシャルエネルギ領域）によって画定される磁気ポテンシャルエネルギの角度プロファイルを提供する。これらの下降勾配は、角度区間の半分以下に亘って延在していてよく、小さな低ポテンシャルエネルギ平坦域で終端していてもよい。これらの勾配は直線状であってよく、又は異なるプロファイルを有していてもよい。同様に、上昇勾配は、角度区間の半分とは異なる、特に小さい、又は大きい角距離に亘って延在してもよい。この点に関しては本発明の範囲内において、共振子の有効共振モードを維持すること、及びこれに伴い、この共振モードに対して、有効蓄積領域と受信領域との間のゼロ位置円近傍に非ゼロ角測長のインパルス領域、即ち発振結合部材のための通過領域が存在すること以外の制限はなく、前記有効蓄積領域及び前記受信領域は、ポテンシャルエネルギの差ΔＥＰmが、各有効蓄積領域とこれに対応する受信領域との間の有効トルク範囲において、発振結合部材に対して正となるように構成される。
【００４４】
従って磁性構造体４４の磁性材料４５は、前記角度区間内の有効磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域に対応する、磁性材料の１つの領域において少なくとも、磁性材料の問題となっている物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減することによって、各有効蓄積領域内の発振子の磁気ポテンシャルエネルギＥＰmが、磁気結合要素に対する磁性構造体の回転中に角度方向に増大するように、各角度区間内に配設される。次に、ここで考察している実施形態に関して、また有効駆動トルク範囲のいずれの駆動トルクに関して、磁気結合要素は、インパルス領域のうちの１つを通過するに従って、共振子の発振区間の半分毎に、第１の環状経路又は第２の環状経路の有効蓄積領域から、低ポテンシャルエネルギ領域又は最小ポテンシャルエネルギ領域へと通過する。よってこの磁性構造体は、インパルス領域への結合要素の入射点と前記インパルス領域からの前記結合要素の出射点との間の、発振子の磁気ポテンシャルエネルギの差が、有効範囲のいずれの駆動トルクに対して正となるように配設される。
【００４５】
図８と図３（端部が円形又は正方形の結合要素を備える、最適化された従来技術の実施形態に対応する発振子）との間の差異について考察することにより、図３において、エネルギ蓄積領域２６、３０内の磁気ポテンシャルエネルギの角度勾配が、中央インパルス領域ＺＣimp*内の径方向勾配と略同様であることが分かる。しかしながら図８では、端部が円形又は正方形の結合要素を用いても、エネルギ蓄積領域６３、６５内の磁気ポテンシャルエネルギの角度勾配は、インパルス領域６８、６９内の径方向勾配よりも大幅に小さい。本発明の範囲内において、磁性構造体のための制動力を画定する純粋蓄積領域における平均角度勾配は、インパルス領域における平均径方向勾配（より一般には共振子の有効共振モードの自由度に沿った平均勾配）よりも大幅に小さく、この平均径方向勾配は、磁石５０上の推力を画定し、またこれに伴い、共振子の磁気結合要素（磁石５０）のゼロ位置の周りの局所的なインパルスの形態の、共振子に伝達されるエネルギを画定する。この比較のために、平均角度勾配及び平均径方向勾配は、例えばジュール／メートル（Ｊ／Ｍ）等の同一の単位で計算する。反対に、ここで考察している従来技術の場合においては、中央インパルス領域の平均径方向勾配は、蓄積領域の平均角度勾配と略等しい。図５〜９に示す実施例では、インパルス領域の平均径方向勾配に対するエネルギ蓄積領域の平均角度勾配の比は、領域Ｚ１acに関しては３０％未満であり、領域Ｚ２acに関する値４０％よりも小さいか又はこれに略等しい。
【００４６】
一般に、磁性構造体は、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域における発振子の磁気ポテンシャルエネルギの平均角度勾配が、共振子結合要素の自由度に沿ったインパルス領域における磁気ポテンシャルエネルギの平均勾配未満となり、かつ同一の単位となるように配設される。特定の変形例では、前記自由度に沿った平均勾配に対する前記平均角度勾配の比は、６０％未満である。特定の変形例では、前記自由度に沿った平均勾配に対する前記平均角度勾配の比は、４０％未満である。
【００４７】
ここで、従来技術に関する図２では、最大エネルギ領域から最小エネルギ領域まで通過するための角距離は、最小エネルギ領域から最小エネルギ領域までを所定の方向に通過するための角度距離と同一であることに留意されたい。従って、特に内側環状経路の最小エネルギ領域２８は小さい。これは本発明の好ましい実施形態には当てはまらない。
【００４８】
図７、図８では、最小エネルギ領域６２、６４は、比較的大きな角距離に亘って延在し、最大エネルギ領域から最小エネルギ領域への遷移は、先行するエネルギ蓄積領域からの角距離よりも大幅に短い角距離に亘って達成される。インパルス領域における、及びこれに伴って最大エネルギ領域と最小エネルギ領域との間の遷移領域における強い勾配は、磁性構造体の主平面への投影における、結合要素の、共振子の有効自由度に対応する角度磁性経路の径方向における寸法が、従来技術のこれに対応する寸法と比較して削減されていることにより得られることに留意されたい。特に従来技術では、純粋蓄積領域の幅は中央インパルス領域の幅と略等しいか、又はこれより小さくさえあることに留意されたい。これにより有効駆動トルク範囲が小さくなり、また中央インパルス領域の幅が大きいことにより、エネルギの伝達が各発振の大部分に亘って達成されるため、共振子の妨害が比較的大きくなる。対照的に、本発明の特徴により、上述の平均化が不要になるだけでなく、発振子の有効自由度に沿っては望ましくないものにさえなり、従って可能な限り回避される。理論的に最適な場合において、平均化は省略され、これにより殆ど非ゼロの、そして極めて限定されたインパルス領域幅が得られる。実際には、共振子の有効自由度に沿った平均化の削減は、技術的に、及び磁石の磁場が特定の体積を占めるという事実によって制限される。
【００４９】
本発明は、各磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域が延在する角距離が、平均化によって決定されるのではなく、問題となっている磁性材料４５の物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減することにより、発振子の磁気ポテンシャルエネルギが、ＥＰmの有効蓄積領域に対応する前記磁性材料の各領域において、磁気結合要素に対する磁性構造体の回転方向に対向する方向に、角度方向に増大するという事実によって決定されるため、平均化効果が存在しないことによって発振子が機能しなくなることがもはや無いという点で特筆すべきものである。このようにして、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積段階において、特定の距離に亘って分布するＥＰmの制御された上昇が得られる。これは、駆動トルクが比較的高い場合に発振子が非連結状態となるのを防止して、同期を失うことなく比較的大きな動作範囲を得るために重要である。
【００５０】
本発明の特徴によって、インパルス領域の幅とＥＰmの有効蓄積領域の角距離とは本質的に独立したものとなる。従って、共振子に送達されるインパルスを、磁気結合要素のゼロ位置の近傍に制限でき、また、ポテンシャルエネルギの角度勾配が比較的小さくなり、従って角度θの関数としてのポテンシャルエネルギの傾斜が比較的なだらかになることにより、有効蓄積領域をより広範囲に亘るものとすることができる。共振子のゼロ位置周辺に局在化されたインパルスは、等時性を大幅に改善し、その一方で、駆動トルクが生成するエネルギの蓄積領域に関する比較的広範囲の角度範囲θzuにより、より広範囲の有効駆動トルク範囲、及びこれに伴ってより大きな動作範囲を得ることができる。なお、インパルスの局在化は、結合部材の径方向寸法が小さい場合に更に改善される。
【００５１】
ロータに送達される相対トルクＭrot／Ｍmaxの関数としての、磁性構造体４４を支持するロータの相対角速度誤差の複数の点８０を示す図１０（品質係数Ｑ＝２００）において、本発明の便益が明らかである。相対駆動トルクが５０％を超えると殆ど垂直になる動作曲線８２が得られる。従って発振子は、５０％〜１００％の範囲に亘って極めて低い非等時性で動作し、これが４０％まで低下した場合、１日あたりの誤差は約４秒（４ｓ）程度である。よって、以上の考察により、従来技術の問題の原因及び本発明から得られる有意な利点が明らかである。
【００５２】
変形実施形態によると、インパルス領域の径方向寸法（幅Ｚ0）と、有効蓄積領域の径方向寸法（Ｚ1又はＺ2）との間の比は、５０％未満であるか又は略５０％である。有効蓄積領域の「径方向寸法（ｒａｄｉａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、有効最大駆動トルクに関する１回の振動に亘る磁気結合要素の発振の最大振幅Ａmaxを意味し、インパルス領域の幅の半分未満、即ち実質的にＺ2＝Ｚ1＝（ＡmaxＺ0／２）である。上述の比は、調節デバイスの他のパラメータ、例えばＺ0／２Ａmaxによって定義してもよく、ここで２Ａmaxは、環状磁性構造体の主平面への投射における発振子の最大振幅によって画定される距離ＲmaxＲmin（１つの区間におけるピーク間距離）に等しい（図８参照）。従ってこの第１の変形例に関して、比Ｚ0／（ＲmaxＲmin）は２０％未満であるか又は略２０％である。第２の好ましい変形例によると、上述の比Ｚ0／Ｚ1は３０％未満であるか又は略３０％である。
【００５３】
第３の変形実施形態によると、各磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域における磁性材料の物理的パラメータの漸増又は漸減は、磁性構造体の環状経路の角度区間（ラジアンでＰθ）の２０％より大きい角距離（ここではラジアン角で考える）に亘るものである。第４の好ましい変形例によると、前記角度区間に対する第１の物理的パラメータの変動の角距離の比は、４０％を超えるか又は略４０％である。
【００５４】
図１１、１２を参照して第２の実施形態を以下に説明するが、この第２の実施形態は、発振子８４の磁性構造体８６が単一の磁気結合要素（磁石）及び単一の環状経路８８を含み、ここで前記経路を形成する磁性材料４５の物理的パラメータは周期的に変化するという一般的性質を有する。第１の実施形態の外側環状経路に関連する上述の説明の大半が、環状経路８８にも当てはまる。この環状経路及びこれに関連する磁気ポテンシャルエネルギの特徴については、ここで再び詳細に説明しない。磁性構造体８６は更に、磁性材料４５によって連続的に形成された第２の環状経路９０を有する。この第２の経路は、環状経路８８の環状セクタ５２によって画定される低磁気ポテンシャルエネルギ領域と実質的に等しい値を有する環状最小磁気ポテンシャルエネルギ領域を画定する。なお、ある変形例では、環状経路９０を、環状経路８８に隣接する発振磁石５０の下側に配置されかつ共振子４６に対して固定された磁性材料の単一のプレートで置換できる。第１の実施形態においてと同様に、共振子４６のゼロ位置円２０は、実質的に２つの環状経路の境界線Ｙ0に位置する。円Ｙは、実質的に環状セクタ５６によって画定されたＥＰmの有効蓄積領域と、前記有効蓄積領域と上述の環状最小磁気ポテンシャルエネルギ領域との間のインパルス領域との間の境界線に対応する。
【００５５】
原理的には、第２の実施形態は、第１の実施形態に関して上述したものと同一の利益を有する。しかしながら、発振磁気結合要素５０が環状経路８８から均一の環状経路９０へと通過する場合に、共振子に対して常に同一方向に、経路８８の角度区間Ｐθあたり１つのインパルスが与えられる。経路９０の上側の発振の振動は、共振子と磁性構造体との間の相互作用にいずれの変動もなく発生し、従って振動は自由である。図１２は、発振磁気結合要素を通る円形軸Ｙの交差に応じた、ＥＰmの差（ΔＥＰm）を示す。なお、曲線９４は、発振子８４において維持できる関連する共振モードの複数の発振のセットを単に実際に表している。この複数の発振のセットは本質的に、ΔＥＰmの有効範囲ＲUによって決定される円形軸Ｙの範囲ＲY内に位置し、この範囲ＲUは、磁性構造体８６が送達する有効駆動トルク範囲に対応する。
【００５６】
上述の２つの実施形態において、各環状磁性経路の径方向寸法、及びこれに伴って共振子の自由度に沿った寸法は拡張され、その一方で共振子の各結合部材の寸法は、磁性構造体の回転軸に対して径方向に削減されることに留意されたい。これら２つの実施形態では、磁性構造体の環状磁性セクタの径方向寸法は、共振子の各結合部材の径方向寸法よりも大きい。特に、環状磁性セクタの径方向寸法は、振動の最大振幅（この場合結合部材が磁性経路に結合されている）に関して結合部材が全体的に磁性経路上に重なるように選択される。純粋磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域を有する好ましい変形例では、結合部材が、有効トルク範囲全体を通して、即ち結合部材が有する最大振幅までの全ての発振振幅に関して、ポテンシャル勾配が共振子の自由度に対して垂直となる。
【００５７】
図１３〜図１５は、本発明による磁性構造体の環状経路の３つの変形実施形態の概略図である。これらの変形例は、図６Ａ、６Ｂで既に説明した変形例の代替例を形成する。環状経路９８は、高透磁率材料１００の厚さが一定である環状セクタ５４Ａと、材料１００の厚さが角距離ＶPに亘って段階的に漸減する環状セクタ５６Ａとを交互に有する。各環状セクタ５６Ａは、複数の段差を有する階段状構成を形成する。この階段状構成では、段差の上面と、環状経路９８の主平面に対して平行な平面５９との間の距離が、段階的かつ漸進的に変動する。この階段状構成は、上述のように有効ポテンシャルエネルギ蓄積領域を形成するポテンシャルエネルギの単調増加勾配又はランプＥＰmを形成する。材料１００の問題となる物理的パラメータは、磁石５０とこの材料との間の空隙に対応する幾何学的平面５９までの距離である。ある変形例では、磁性材料は磁化材料で形成される。磁性構造体の厚さの変動に寄与する経路５２、５４のプロファイルに関して行った上述のコメントはこの変形例にも当てはまり、また結合要素及び磁性経路が磁化材料で形成される変形例における牽引又は反発構成に関する上述のコメントも同様である。
【００５８】
図１４の変形例の環状経路１０２は、一定の厚さの強磁性材料１００を有するが、周期的な複数の孔１０４を備える。孔を有さない環状セクタ５４Ｂは、最小磁気ポテンシャルエネルギ領域を形成する。環状セクタ５６Ｂはそれぞれ、角距離ＶPに亘ってその密度及び／又は断面積が変化する複数の孔を有する。図示した実施例では、同一の比較的小さい直径を有する複数の孔の密度は、漸進的に、連続的に、又はある変形例では段階的に増大する。ここでの強磁性材料の物理的パラメータは、磁性材料の平均透磁率である。
【００５９】
図１５の環状経路１０６は、厚さが一定の磁化材料１０８で形成される。環状セクタ５４Ｃでは、磁化材料が生成する磁場１１０の強度は略一定である。対照的に、環状セクタ５６Ｃでは、磁場１１０の強度は、牽引構成（図示した変形例）では角距離ＶPに亘って漸減するが、反発構成では漸増するよう構成されている。この変形例では、問題となる物理的パラメータは、磁化材料が環状磁性経路と回転表面との間で生成する磁場の磁束の強度であり、前記回転表面は、磁性構造体の回転軸を回転軸とし、磁石５０の自由度を直線母線とするものである。ある変形例は、高透磁率材料で形成された別の結合要素（磁化された磁石の牽引構成と同様のケース）を提供する。磁気反発の使用には、衝撃を受けた場合に磁石５０が環状経路１０６にくっ付くのを防止できるという利点がある。
【００６０】
図１６、図１７は、本発明による調節デバイスの第３の実施形態を示す。これは主に以下の特徴に関して第１の実施形態と異なる。発振子１１２は、直線ばね１１８によって固定点に接続されたアーム又はレバー１２０で形成された共振子１１６を有する。このアーム又はレバー１２０はその第１の端部において、磁性構造体１１４の回転軸５１と平行な軸１２４の周りで回転し、その第２の端部には、磁性構造体１１４に結合された磁気結合要素１２２を支持する。この要素１２２は、強磁性材料製の部材１２５を有し、この部材１２５は側面がＵ字型又はＣ字型形状であり、その２つの分岐はそれぞれ磁性構造体１１４の上側及び下側に延在している。２つの分岐の各自由端部には２つの磁石１２６、１２７が設けられ、これらは、これらの間の空隙に伝播する２つの磁場が回転軸５１に対して平行な同一の方向に主に配向されるように配向されている。これら２つの同軸磁石は、共に発振子１１２の磁気結合要素を形成する。共振子の自由度は円１２３上であり、この円１２３は半径がＲであり、またアーム又はレバー１２０の回転軸１２４上にセンタリングされており、半径Ｒは、前記回転軸と、２つの磁石１２６、１２７の中央を通過する幾何学的軸との間の距離である。
【００６１】
本発明の好ましい変形例に従って、有効蓄積領域において共振子１１６の自由度１２３に沿って実質的にゼロの磁気ポテンシャルエネルギ勾配ＥＰmを得るために、この第３の実施形態では、ＥＰmと相関する磁性材料４５の物理的パラメータを、円１２３に対応する円の弧において略一定とする。換言すると、磁性構造体１１４の全ての角度位置θに関して、問題となる物理的パラメータは、磁性構造体の主平面への投影において磁石１２６、１２７の端部の質量中心が描く経路上において不変である。これは特にセクタ５６Ｄ、５７Ｄの場合であり、この場合、物理的パラメータが角度方向に変動して有効ポテンシャルエネルギ蓄積領域を画定する。従って、磁性構造体の２つの環状経路を形成するセクタ５４Ｄ、５６Ｄ、又はセクタ５５Ｄ、５７Ｄは、僅かにアーチ状の形状を有する。第１の実施形態に関して上述した様々な変形例を、この第３の実施形態にも適用できる。ここに示す変形例は、セクタ５６Ｄ、５７Ｄが複数の段差の階段状構成を有する変形例である。
【００６２】
図１８〜図２０を参照して、本発明の発振子の３つの変形実施形態について以下に簡単に説明する。図１８の発振子はホイール１２８で形成され、このホイール１２８はその周に環状磁性構造体９８Ａを有し、この環状磁性構造体９８Ａは、上面平面図では磁性構造体９８（図１３）と同様であるが、図１３の円形軸上の対称面θに関して前記磁性構造体９８を二重にしたものである。よって、各環状セクタ５６Ａは第１の階段状構成を有し、その下側に、第１の階段状構成の鏡像である別の階段状構成を有する。ホイール１２８は、非磁性材料製の中心コアを有する。共振子１１７は、上述の構造１２２と同様のＣ字型の磁気結合構造１２２Ａを有する。しかしながらここでは、構造１２２Ａは、強磁性材料の２つの分岐に接続された大きな磁石を有し、前記２つの分岐それぞれの２つの自由端部は、共に共振子を磁性構造体９８Ａに磁気結合する要素を形成する。
【００６３】
図１９では、発振子は、非磁性材料の中央コア及び環状磁性構造体１０６Ａで形成されたホイール１２９を有する。この構造体１０６Ａは、図１５の磁性構造体１０６と同様の機能を有するが、ここでは材料は磁性構造体１０６Ａ全体に亘って均一に磁化されており、磁石が生成する磁場の強度の変動、及びこれに伴う結合した磁束の変動は、磁化リングの厚さの変動によって得られる。共振子１１９は、磁石を含まず、その磁気結合構造体１２２Ｂは高透磁率材料の開ループによって形成され、磁化構造体１０６Ａは、このループの開口部を通過する点で特筆すべきものである。ループ１２２Ｂは、単に磁化構造体の磁場のための磁気抵抗が低い経路を形成する。別の変形例では、ホイール１２９を図１８の磁気結合構造体１２２Ａ（牽引又は反発構成）と組み合わせることができる。
【００６４】
図２０では、発振子は強磁性材料の２つのプレート１３２、１３４で形成されたロータ１３０を特徴とする。下側プレート１３２は、その周囲に、上述したものと同様の、強磁性材料で形成された２つの環状経路５２、５３を有する磁性構造体を有する。上側プレート１３４は、下側プレートと同様のものであるが反転されており、即ち２つのプレートの中央の面を通る対称面に関する底部プレートの像である。従って、この上側プレートは、環状経路５２、５３と同様であるが、これらとは対向する２つの環状経路５２Ａ、５３Ａを有する。これら２つのプレートは中央領域において接合され、共振子４６の磁石５０の磁場のための、磁気抵抗が低い経路を形成する。なお図１８、図２０に示した変形例は、力が共振子結合要素に対して軸方向に印加されるのを防止できるという利点を有する。
【００６５】
図２１は、本発明による調節デバイスの更に別の変形実施形態を示す。このデバイスは、２つの磁性構造体１０６Ａ、１０６Ｂを有し、これらは同軸であり、機械的に独立している（機械的手段によって、一体としてではない回転をする）点で特筆すべきものである。下側磁性構造体１０６Ａは、図１９に記載したものと同様のホイール１２９によって支持され、このホイールは軸線５１上に位置合わせされたアーバ１４０と一体である。上側ホイール１４２は、アーバ１４０の周りに自在に設置されたパイプ１４４に接続された非磁性材料と、構造体１０６Ａと同様であるもののこれら２つのホイールの中央の面を通る対称面に関する構造体１０６Ａの像である磁性構造体１０６Ｂとによって形成されている。共振子１４８は、ばね１５１と、非磁性材料のアーム１５０の端部に配設された強磁性材料の磁気結合要素１４９とによって表される。２つの構造体１０６Ａ、１０６Ｂにおいて磁性は同一方向に設けられている。第１の変形例では、２つのホイール１２９、１４２はそれぞれ同一の機械的エネルギ源、特に主ゼンマイによって駆動する。第２の変形例では、これら２つのホイールは、それぞれ２つの異なる機械的エネルギ源、特に時計ムーブメント内に配設された２つの香箱によって駆動させられる。磁性構造体に関して上述したその他の変形例は、ここでも提供可能である。なお、磁気結合要素はここでも磁石であってよい。
【００６６】
図２２は、本発明による調節デバイス１５２の第４の実施形態を示す。この実施形態は、特に、磁性構造体１５４が、上述のような交互の環状セクタ５４、５６で形成された単一の環状経路１５６を有する点で他とは異なる。なお、この実施形態及び以下に記載する実施形態では、上述の実施形態と同様に、斜線が付けられていないセクタが低磁気ポテンシャルエネルギ領域又は最小磁気ポテンシャルエネルギ領域に対応し、斜線付きのセクタが、本発明による磁気ポテンシャルエネルギが角度方向に増大する領域に対応する。これらの斜線付きのセクタでは、使用される磁性材料は、共振子磁気結合要素が環状磁性経路に磁気結合されている場合に、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関する少なくとも１つの物理的パラメータを有する。斜線を付けられていないセクタそれぞれの磁性材料は、問題となる物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減することによって、発振子の磁気ポテンシャルエネルギが、磁性構造体に対する共振子の意図した相対的な回転中に角度方向に増大するように配設されている。またこの実施形態及び以下に説明する第８の実施形態以外の実施形態では、磁性材料は、問題となる物理的パラメータが径方向には一定であるものの角度に関して漸進的に変動して、共振子結合要素の発振振幅に左右される比較的広範囲の制動各距離全体に亘って磁気ポテンシャルエネルギが漸進的に蓄積されることを保証するよう配設されることにも留意されたい。
【００６７】
共振子１５８は、ヒゲゼンマイ１６２と関連する剛性テンプ１６０を備えたゼンマイ−テンプ型の共振子である。テンプは、特に従来の時計ムーブメントにおけるような円形等、様々な形状であってもよい。テンプは軸１６３の周りで枢動し、磁性構造体１５４の回転軸５１に対して角度変移されている２つの磁気結合部材１６４、１６５（正方形の断面を有する磁石）を有する。これら２つの磁石１６４、１６５の角度変移及び構造体１５４に対するこれらの位置は、共振子が静止状態（非励起状態）となって、これら磁石が整数個の角度区間Ｐθに半区間分を加えたものに等しい角度変移θDを有する場合に、これら２つの磁石が共振子のゼロ位置円２０上となるように配設されている。従って、これら２つの磁石はπの位相変移を呈する。円２０は、環状経路１５６の外側限界に略対応し、又はある変形例ではこの環状経路の内側限界に略対応する。好ましくは、テンプの回転軸１６３は、ゼロ位置円上の２つの結合部材１６４、１６５によって画定される２つの点に対するゼロ位置円２０の２本の接線の交点に位置決めされる。なお、テンプは釣り合いがとれていることが好ましく、より具体的にはその質量中心がテンプの軸上にあることが好ましい。当業者は、この重要な特徴を有する様々な形状のテンプを容易に構成できるだろう。従って、図示した様々な異なる変形例は概略的なものであり、共振子の慣性の問題はこれらの図が含む具体的な項目によって対処されるのではなく、これらの図は本発明の様々な特徴を示すものであることが分かるであろう。更に、天真上に径方向及び軸方向に作用する磁力が結果的にゼロとなることが保証される構成が好ましい。ある変形例では、ゼンマイ−テンプの代わりに、仮想回転軸を画定する可撓性ストリップをテンプに設ける、即ちテンプが枢動しない。
【００６８】
２つの磁気結合部材の存在により、共振子１５８は、これら２つの部材のいずれか一方によって環状経路１５６に連続的に磁気結合されることに留意されたい。各テンプ発振期間において、テンプは２回のインパルスを受ける。これらのインパルスを生成する物理的現象は、２つの磁石及び環状経路に関して上述したものと同一である。実際には、一方の磁石が環状セクタ５６においてポテンシャルエネルギ勾配又は、ランプを上昇させて円２０の方向に戻り、他方のマグネットはポテンシャルエネルギが最小の環状セクタ５４の上側の位置に到達する。このようにして、この実施形態では２つの相互作用を組み合わせた効果が発生する。ある変形実施形態では、第２の実施形態と同様の様式で、高透磁率材料の単純なリングを環状経路１５６の外側に隣接させて設ける。このようにすると、この単純なリングはその表面全体に亘って、発振子に対して同一の低ポテンシャルエネルギを画定する。従って、このリングは、磁性構造体１５４と一体であってもよく、又は共振子１５８に対して固定して設けてよい。後者の場合、機能的に、軸５１に対する２つの共振子磁石の２つの径方向にそれぞれ配設された２つの強磁性プレートで十分である。
【００６９】
図２３もまた別の変形実施形態を示し、この実施形態では、発振子１６８で形成された調節デバイスは、上述した磁性構造体４４及び上述した共振子１５８を有する。この変形例は、環状経路１５６に対応する環状経路５３に加えて第２の環状経路５２を備える構成において、図２２の変形例とは異なる。この構成の結果として、各磁石１６４、１６５は、中央インパルス領域に入る際にインパルスを受ける。従って、図２２の変形例では、全体で１回のインパルスしか受けないのに対して、ここでは二重のインパルスが存在する。図２３の変形例は特に効率的であり、比較的広い動作範囲を有する。その結果、この実施形態は、上述の２つの実施形態の場合と同様に、図２２の変形例及び第１の実施形態と比べて、共振子と磁性構造体との間の二重の磁気結合を呈する。
【００７０】
図２４は本発明の第５の実施形態を示す。発振子１７２は、上述の構造体４４と同様の磁性構造体４４Ａを有し、これは偶数個の角度区間Ｐθを有する。共振子１７４は、２つの発振分岐を有する音叉１７６で形成される。２つの分岐それぞれの２つの自由端部は、それぞれ回転軸５１に関して直径方向に対向した２つの円筒形磁石１７７、１７８を支持する。角度区間Ｐθを偶数にするというこの選択の理由は、音叉の基本共振モードにおいてこれら２つの分岐が反対の相で、即ち対向する方向に発振するという事実に結びついている。各共振子磁石は、第１の実施形態に関連して上述したものと同様の磁性構造体４４Ａと相互作用する。従って、各磁石は発振の維持に寄与し、従って音叉１７６の振動の維持に寄与する。
【００７１】
図２５は、本発明の第６の実施形態を示す。発振子１８０は、主に共振子１８２の２つの磁石１７７、１７８がバー１８５によって堅固に接続されていること、及び磁性構造体４４Ｂが奇数個の角度区間Ｐθを有することにより、先行する共振子とは異なる。各磁石は、基部１８６に繋留された弾性ピン１８３又は１８４の端部に設けられる。ある変形例では、前記２つの堅固に接続された磁石と共に、図２４と同様に音叉を使用できる。よって、共振子１８２の有効共振モードは、２つの磁石の間を堅固に接続したことによる、これら２つの磁石の同相発振を画定する。これが、ここで磁性構造体４４Ｂが奇数個の角度区間Ｐθを含む理由である。各共振子磁石は、第１の実施形態に関連して上述したものと同様の磁性構造体４４Ｂと相互作用する。従って、各磁石は対応する弾性ピンの発振の維持に寄与し、従って共振子１８２の振動の維持に寄与する。
【００７２】
図２６は、本発明による調節デバイス１９０の第７の実施形態を示す。この実施形態は、２つの共振子１９１、１９２に磁気結合された磁性構造体４４Ｂを有し、これら２つの共振子１９１、１９２は、磁性構造体を介した磁気結合を除いて互いに独立している点で独特であり、かつ有利である。各共振子は、第１の端部に繋留されて磁石１７７又は１７８を支持する弾性ピン１８３又は１８４によって概略的に表される。従って、各共振子は固有周波数を有する。従って、磁性構造体４４Ｂと一体のホイールの角速度ωに関して、２つの固有周波数の一種の平均化が存在し、磁性構造体４４Ｂは追加の微分関数を有する。２つの選択した固有周波数は、近いか又は実質的に同一でなければならないことは明らかである。しかしながら２つの発振子は、周囲条件が変動した場合に好ましくは一方が他方のドリフトを補償するように、周囲条件に対して異なる様式で反応してもよい。なお、２つの発振子は対向する方向に配向され、これによってこれらの方向への重力の影響を補償できる。ある変形例では、２つの他の共振子を、図２６に示す２つの共振子に対して垂直な方向に沿って対向する方向に設け、これによりこの垂直方向の重力の影響を補償できる。
【００７３】
図２７は、本発明の第８の実施形態を示す。調節デバイス１９６は、主に２つの具体的な側面において先行する複数の実施形態とは異なる。まず、磁性構造体１９８は、支持体又はプレート２００上に固定して設けられ、その一方で２つの発振子１９１Ａ、１９２Ａは、２つの剛性アーム２０５、２０６を含むロータ２０２に供給される駆動トルクによって角速度ωで回転駆動され、前記２つの剛性アーム２０５、２０６それぞれの自由端部に２つの発振子が配設される。駆動トルクが印加されるデバイスに関するこのような反転は、（１つ又は複数の）共振子と上述の（１つ又は複数の）磁性構造体との間の磁気相互作用を全く変化させないため、このような反転は他の実施形態の変形例として実装できることに留意されたい。なお、ここでは、磁性構造体１９８を備える発振子をそれぞれ画定する２つの共振子が提供される。しかしながら別の変形例（図示せず）では、単一の共振子が提供される。
【００７４】
本実施形態の第２の特定の態様は、磁石１７７又は１７８がゼロ位置円２０と交差する場合に、発振がロータ２０２の回転軸５１Ａに関して径方向とならない、という事実に由来するものである。上述の複数の実施形態と同様に、各共振子の結合要素の自由度は実質的に、共振子の弾性ピンの長さＬと略等しい半径を有し、共振子アーム上のピンの繋留地点にセンタリングされた円上に位置する。本発明の好ましい変形例に従って、磁気ポテンシャルエネルギ勾配ＥＰmの有効蓄積領域において、各共振子（２つの共振子は幾何学的軸５１Ａの周りで軸対称である）の自由度に沿って実質的にゼロのＥＰmを得るために、本実施形態は、磁性構造体１９８の磁性材料の物理的パラメータが、結合要素によって画定される前記幾何学的円に対応する円の弧において略一定となることを提供する。換言すると、ロータ２０２の全ての角度位置に関して、問題となる物理的パラメータは、固定された磁性構造体の主平面への投影において磁石１７７、１７８が描く経路上において、不変である。これは特に、物理的パラメータが変動してＥＰmの有効蓄積領域を画定するセクタ５６Ｅ、５７Ｅの場合である。なお、磁性構造体の２つの環状経路を形成する環状セクタ５４Ｅ、５６Ｅ又は５５Ｅ、５７Ｅは、アーチ形状を有し、内側環状経路の交互になったセクタは、外側環状経路のセクタに対して僅かに角度変移している。
【００７５】
図２８、２９は、本発明による調節デバイスの第９の実施形態の平面図及び断面図を示す。発振子２１０はホイール２１２を有し、その少なくとも周縁環状部分は、高透磁率材料で形成される。このホイールの側面は、円筒形磁性構造体２１４を形成するように構成される。この磁性構造体は環状のままであるが、軸方向に延在しており、ホイールの主平面内には延在していない。他の実施形態では、共振子と磁性構造体との間の磁気結合は軸方向であり（主成分が回転軸に対して平行であり）、その一方で前記磁気結合は径方向である。構造体２１４は、上述の環状経路同等の２つの円筒形経路２１８、２１９を画定する。従って、先行する複数の実施形態に関する本質的な考察を、本実施形態の様々な可能な変形例にも応用できる。図示した変形例では、各経路は、磁性構造体の角度区間Ｐθを画定する一連の非対称な歯によって形成されている。各歯は、平坦な部分又は小さな円筒形部分２１５と、これに続く、ランプ／傾斜平面２１６を形成する窪みとを有する。下側経路２１９の歯は、上側経路２１８の歯に対して半区間Ｐθ／２だけ角度変移されている。この磁性構造体は、他の実施形態において共振子２２０に関して説明したものと同様の様式で作用する。この共振子は好ましくは強磁性材料製の光構造体２２１を有する。この構造体２２１は、ホイール２１２の回転軸５１上にセンタリングされたアーバ２２４に関して直径方向に配設された２つの弾性アーム２２２、２２３を有する。共振子はアーバ上に固定して設置され、構造体２２１はアーバと一体のディスク２２５に対して固定される。２つの弾性アームはそれぞれその自由端部において、２つの軸方向分岐２２６、２２７によって延長されており、これら分岐２２６、２２７はそれぞれ下側端部に磁石２３０、２３１を備える。これら２つの磁石は、これらが互いに生成する磁場が主に径方向となるように配設される。この磁場は、共振を利用するように配設され、２つの弾性アーム２２２、２２３が軸方向に振動し、これが磁石２３０、２３１の軸方向発振を引き起こす。ホイールを共振子とは独立して回転させるために、ホイール２１２に中央孔を設け、アーバはこの孔を自在に通過する。また、ホイールは、例えば主ゼンマイからの駆動トルクによってホイールを駆動するために使用されるピニオン２２８と一体であることに留意されたい。当業者であれば、ホイール２１２と共に、特にねじれた状態で動作するタイプの共振子といったその他の共振子を設けてもよいことが想定できるであろう。
【００７６】
時計ムーブメント２３４に設けられた本発明の第１０の実施形態について、図３０を参照して以下に説明する。調節デバイス２３６は共振子２３８を有し、この共振子２３８は第１の端部で固定され、自由端部に磁石を備える弾性ピン又はストリップによって概略的に示される。磁性構造体は、それぞれ横に並べて配設された２つのホイールセット２４０、２４２によって支持された本発明による２つの磁性経路２４１、２４３によって形成されている点で独特である。各環状磁性経路は、各ホイールセットのプレートの周縁領域に配設される。これら２つの経路はここでは同一の幾何学的平面内に位置し、第１の実施形態の環状セクタ５４、５６とそれぞれ同様の交互になった環状セクタ２４５、２４６を有する。２つのプレートの直径が同一である場合、これら２つのホイールセットは、共振子磁石の静止位置（ゼロ位置）が、それぞれの回転軸に対して垂直な直線の中央に位置してこれら２つの回転軸と交差するように設けられる。より一般には、結合要素はその静止位置において、２つのホイールそれぞれの２つの回転軸を接続する直線上の、前記幾何学的平面への投影における前記２つの経路の境界線又はこれらの中央に位置し、これら２つの経路は前記直線上において角度区間の半分の変移を示す。
【００７７】
前記２つのホイールセット２４０、２４２は、駆動トルクを受承するピニオン２５４と一体の駆動ホイール２５２によって回転可能に連結されている。ホイール２５２は、第１のホイールセット２４０の、そのプレートの下側に位置するホイール２４８と噛合し、この第１のホイールセットを所定の回転方向に直接回転駆動する。ホイール２５２は、また前記第２のホイールセットの、そのプレートの下側に位置するホイール２５０と噛合する中間ホイール２５６を介して、第２のホイールセット２４２に駆動トルクを伝達する。従って第２のホイールセットは、第１のホイールセットに対して反対方向に回転する。前記２つの環状経路は同一の外径を有し、これらのギヤ比は、２つのホイールセットの角速度が同一となるように設定される。ある変形例では、これら２つのホイールセットは、ギヤによって互いに対して直接連結でき、２つのホイールセットのうち少なくとも一方が、動作中にトルク力を受承する。時計ムーブメントの組み立て中、これら２つの環状経路は、磁石のゼロ位置点においてこれらがπの位相変移（図３０に示すような半区間の変移）を有するように確実に位置決めされる。
【００７８】
なお、この第１０の実施形態の利点は、２つの磁性経路が同一の寸法を有し、同一の幾何学的平面に配設される点である。これにより、共振子の２つの振動において、共振子と磁性構造体との間に、磁気相互作用の完璧な対称性が得られる。特定の変形例では、２つのホイールセットは、同一の時計ムーブメントに組み込まれた２つの香箱からの２つの駆動トルクによって駆動される。なお、図示していない変形例では、共振子は少なくとも２つの結合要素を備え、これらはそれぞれ第１の経路及び第２の経路に連結され、また２つの回転軸を接続する上述の直線上のいずれかの位置に配置される。第１の結合要素が第１の磁性経路から離れると、第２の結合要素が第２の経路と相互作用し始め、またその逆も達成されることが保証される。この後者の変形例は、発振子の構成、及び特に２つのホイールセットの構成において、複数の更なる自由度を許容できる。例えば、２つの磁性経路をそれぞれ２つの平行なプレート上に、異なる高さに配設することも可能である。
【００７９】
図３１は、図２２の第１の変形例である本発明による発振子２６０を示す。この変形例は、共振子１５８Ａが剛性テンプ１６０Ａを有し、このテンプ１６０Ａがその２つのアームそれぞれに２つの磁石１６４、２６４、又は１６５、２６５を備える点で、図２２の実施形態とは異なる。各アームの２つの磁石は、環状磁性経路１５６と同時に磁気相互作用する。これらは角度区間Ｐθだけ位相変移している。従って、静止位置にある問題となる共振子に関する所定のゼロ位置円上において、対応する磁性経路に対して同一の運動（即ち同一の自由度および同一の運動方向）をする結合要素間に、Ｎ・Ｐθ（Ｎは正の整数）に等しい角度変移（Ｎ・３６０°の位相変移に対応）を提供することによって、結合要素の個数を増大させることができる。
【００８０】
図３２は、図２２の第２の変形例である本発明による発振子２７０を示す。この第２の変形例は、共振子１５８Ｂのテンプ１６０Ｂの同一のアームと関連する２つの結合要素がそれぞれ、環状磁性経路１５６によって、即ちこの経路を画定する外側円および内側円によって、静止位置にある問題となる共振子に関して画定される、２つのゼロ位置円２０、２０Ａ上に位置決めされている点で、第１の変形例とは異なる。この場合、２つの結合要素１６４、２６６、又は１６５、２６７は、これらの間にＰθ／２（即ち１８０°）の角度位相変移を有する。共振子が静止位置にある場合、所定の環状経路に関して、１つ又は複数の結合要素を、前記経路によって画定される２つのゼロ位置円それぞれの上に位置決めできることが理解される。テンプのアームに関して、第１のゼロ位置円に関連する第１の結合要素は、第２のゼロ位置円に関連する第２の結合要素から、（Ｎ＋１）・Ｐθ／２（ただしＮ＞０）だけ角度変位する。
【００８１】
図３１、図３２の実施形態から得られる教示を組み合わせ、複数の環状磁性経路を用いることによって、本発明に従って様々な発振子、特に図３３に示す発振子２８０を提案できる。この発振子は、テンプ１６０Ｃによって形成される共振子１５８Ｃを有し、前記テンプ１６０Ｃは２つのアーム２８２、２８４を有し、これらアーム２８２、２８４は、それぞれ磁性構造体４４の実質的に１つの角度区間（２つの磁性経路５２、５３それぞれの区間）に亘って分散された４つの結合要素を備える。ここで、磁性構造体の３つの連続する半区間それぞれにおいて磁性構造体と相互作用する結合要素が存在し、同一のテンプのアームと関連する前記４つの結合要素はこの磁性構造体の上側に同時に延在する。斜線付きのセクタそれぞれにおける問題となる物理的パラメータの変動は角度に関するものとなる（いずれの所定の半径に亘る径方向変動は存在しない）ため、ゼンマイ−テンプの回転の中心１６３は、中間分岐２８６又は２８８との交点における前記ゼロ位置円２０の接線上に位置し、これら中間分岐２８６、２８８は、径方向に位置合わせされた２つの結合要素を支持する。従って、これら結合要素は、それぞれ図３３の実施形態で使用される３つのゼロ位置円２０、２０Ａ、２０Ｂ周辺に局在化されたインパルス領域の外側の小さな径方向力のみを受ける。このタイプの実施形態は、結合要素の径方向寸法を小さいままとしながら共振子と磁性構造体との間の磁気結合を増大させ、局在化されたままのインパルスを共振子に送達できるという利点を有する。
【００８２】
上述の調節デバイスに関して反転した技術を用いた実施形態について、以下の図面を参照して説明する。先行する実施形態では、環状磁性経路は、少なくとも意図した（１回の振動に亘る）最大発振振幅を包含できる程度に広範囲に亘るものであり、その一方で共振子結合部材は、これら共振子と関連する環状磁性経路の径方向において比較的小さい寸法を有している。しかしながら、磁性経路の磁性セクタの寸法と、共振子結合部材の寸法とを反転させることによって、同様の相互作用及び本発明の利益を得ることができる。
【００８３】
図３４は、図１１の一般的な実施形態を技術的に反転させたものに相当する第１１の実施形態のある変形例の概略図である。調節デバイス３００は磁性構造体３０４を有し、この磁性構造体３０４はホイールを形成し、また磁石３０８で形成された環状磁性経路３０６を有し、磁石３０８は径方向寸法が削減されており、円３１２に沿って周期的に配けられる。従って、この円は、実質的に磁石の中心又は磁石の質量中心を通過する。一般に環状磁性経路は、その主平面への軸方向投影において、経路の中央に径方向に配置され、又は前記磁性経路を形成する複数の磁性要素の質量中心を実質的に通過する幾何学的円を画定する。この円は、また先行する複数の実施形態からの類推によりゼロ位置円と呼ばれる。共振子３０２は径方向発振するように設けられる。その結合要素３１０は磁性材料で形成され、磁性構造体に対向する磁化セクションを画定する前記結合要素３１０の活性端部は、磁性経路の主平面に対して平行な平面への軸方向投影において、略長方形の領域内に延在し、その内側角度方向縁部、即ちホイールの角度方向の内側縁部は、共振子が静止位置（最小ポテンシャルエネルギ）にある場合に、前記軸方向投影において実質的にゼロ位置円を辿る。この略長方形の領域は、磁性経路３０６の半区間（Ｐθ／２）に略等しい円３１２上の角距離を有し、また結合要素の１回の振動に亘る最大発振振幅に少なくとも等しい径方向距離を有し、ここで結合要素は磁性経路３０６に結合されている。共振子は、有効トルク範囲内の駆動トルクが（共振子及び磁性構造体で形成された）発振子に送達された際に、結合要素の各発振期間の実質的に最初の１回の振動中に、軸方向投影において円３１２が結合要素３１０の活性端部を横断するように、磁性構造体に対して設けられる。結合要素の磁化材料は、磁石３０８のような幾何学的軸５１に沿って軸方向に配向された磁石を形成し、磁石３０８はここでは反転した磁極性を有し、結合要素磁石と反発するよう配設される。
【００８４】
結合要素の磁化材料は、磁性共振子結合要素が環状磁性経路３０６に磁気結合されている場合に、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関する少なくとも１つの物理的パラメータを有する。一般に、この第１１の実施形態による調節デバイスは：有効駆動トルク範囲内において、環状磁性経路及び磁性結合要素が、各角度区間において、発振子内の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域を、これらの相対角度位置θ及び自由度に沿った結合要素の位置に応じて画定すること；及び結合要素の磁性材料が、各角度区間の磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の少なくとも一部に関して磁気経路に磁気結合された磁性材料の１つの領域において少なくとも、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関する物理的パラメータが角度方向に漸増又は漸減するように配設されることを特徴とする。物理的パラメータの正又は負の変動は、駆動トルクの作用下での共振子と磁性構造体との間の相対的な回転中に、発振子の磁気ポテンシャルエネルギが角度方向に増大するように選択される。様々な変形例によると、問題となる物理的パラメータは、特に空隙又は上述のように結合要素磁石によって生成される磁場の磁束である。
【００８５】
図３５、図３６に、第１２の実施形態を概略的に示す。調節デバイス３２０は、図５の調節デバイスを技術的に反転させたものに対応する。磁性構造体３０４は、図３４に示したものと同一である。共振子３２２はプレート３２４を有し、このプレート３２４は、環状磁性経路３０６の中心に対して径方向に発振子、また前記プレートに堅固に固定された２つの結合要素３２６、３２８を支持する。これら２つの結合要素は２つの磁化セクション３２６、３２８によって形成され、これらはそれぞれ、磁性経路３０６の半区間Ｐθ／２に略等しい円３１２上の角距離に亘って延在し、また半区間分だけ角度変移されている（１８０°の位相変移）。更にこれらは、共振子が静止位置にある場合に、磁化セクション３２８の内側角度方向縁部及び磁化セクション３２６の外側角度方向縁部が、軸方向投影において、ゼロ位置円３１２を辿るように径方向に変移される。２つの結合要素を形成する磁化材料は、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関する物理的パラメータを有する。各結合要素の少なくとも特定の角距離に亘って、この物理的パラメータは角度方向に漸増又は漸減し、これにより発振子のポテンシャルエネルギは相対的な回転中に角度方向に増大する。この物理的パラメータは、プレート３２４の下側表面とプレートの幾何学的主平面３２５との間の距離である。この幾何学的主平面は、磁性構造体３０４の上面に対して、従って磁性構造体３０４の主平面に対して平行である。更に、このプレートの発振時の移動軌跡もまた、平面３２５に対して平行である。なお、この技術的に反転させた実施形態の場合、結合された磁石が反発するように配設されている図３６の断面図に示すように、ポテンシャルエネルギは磁性構造体３０４の相対的な回転方向に増大するはずである。
【００８６】
図３５に示す調節デバイスの一変形例の磁性領域は、角度区間の中央、環状経路及び結合部材の中央、図５に示す結合部材５０の２つの磁性経路５２、５３の角度区間の中央に配置された径方向軸に沿った軸対称によって得ることができる。次に、このようにして転写される磁性部材は、磁性経路の全ての区間に再現される。しかしながら得られる結果は、ポテンシャルエネルギ蓄積領域における磁化材料の問題となる物理的パラメータの変動に関して最適ではない。よって、図３５に示す好ましい変形例では、磁化領域３２６、３２８は、各蓄積領域の磁気ポテンシャルエネルギが、共振子の有効自由度に沿って実質的に変動しないように軸対称に従って修正されている。これが、図３５において、問題となる物理的パラメータの変動がプレート３２４の発振方向に対して垂直となる理由である。従って、発振子の磁気ポテンシャルエネルギは、図７、８、９Ａ〜９Ｃを参照して上述したものと同様である。
【００８７】
少なくとも１つの径方向に延在する磁性経路と、径方向寸法が小さい結合要素又は整数個の角度区間分だけ変移された複数のこのような結合要素を有する１つの共振子とを備える、これまでに説明した全ての実施形態は、本方法を各結合要素に適用して、場合に応じて図３４のように単一の環状セクタ（磁性を有する半区間）又は図３５のように２つの環状セクタ（磁性を有する１つの区間）を転写することによって、反転させた実施形態を提供できることに留意されたい。第１の実施形態と比較して、第１２の実施形態による調節デバイスの１つの利点は、広範囲に亘る磁性領域３２６、３２８が共振子上にあり、従って同一の寸法、磁気ポテンシャルエネルギ蓄積勾配又はランプを生成する問題となる物理的パラメータの同一の線形変動、及び結合部材の自由度に正確に沿った曲線を有する側縁部を有することができるという事実に由来する。別の利点は、発振子の製造が大幅に簡単になる点である。実際には、所望の周期的な磁気ポテンシャルを得るために、磁性構造体を形成する磁性材料の物理的パラメータに一切の変動を発生させることなく、磁性構造体（少なくとも１つの磁性経路を有するホイール）を製造できる。これというのは、発振子の磁気ポテンシャルエネルギと相関する物理的パラメータの角度変動を呈する磁性材料を用いて、共振子の広範囲に亘る（１つ又は複数の）結合要素を形成するだけで十分であるためである。（１つ又は複数の）環状磁性経路の角度区間の個数に対して、共振子結合要素の数を更に制限すれば、これを更に容易に達成できる。
【００８８】
図３７は、図３５の変形例を示す。調節デバイス３３０は、共振子３２２Ａのプレート３２４Ａ上に配設された２つの結合要素３２６Ａ、３２８Ａが、磁性構造体に面する端部に、磁性経路に対して平行な平面への軸方向投射において正方形又は長方形の領域を有する点で、図３５の実施形態とは異なる。特に、環状領域３２８Ａの内側角度方向縁部及び環状領域３２６Ａの外側角度方向縁部は直線状である。角度区間が比較的小さいままであり、特に４５°未満である限りにおいて、この変形例は図３５の実施形態に極めて近い機能を果たし、環状磁性経路に対する発振子の静止位置を効果的に調整できる。これにより良好な等時性、及び比較的広範囲に亘る適切な動作範囲を得ることもできる。
【００８９】
図３８、３８Ａは、牽引による磁気相互作用を備えた本発明の第１３の実施形態に関する。この場合、ゼロ位置円の他方の側にあるエネルギ蓄積領域に対して径方向に対向して配置された領域に磁性材料を導入することにより、これらの領域が低磁気ポテンシャルエネルギ又は最小磁気ポテンシャルエネルギを有するようにする必要がある。調節デバイス３３２は、上述の環状磁性経路３０６及び概略的に図示した共振子３３４を有し、共振子３３４は、所望の共振周波数で発振する強磁性材料のプレートを有する。プレート３３６は主平面３２５に延在し、２つの領域３２６Ｂ、３２８Ｂを有し、これら２つの領域３２６Ｂ、３２８Ｂから前記主平面までの距離又はこれら２つの領域３２６Ｂ、３２８Ｂと磁気経路との間の空隙は、磁気経路の回転方向に増大して、それぞれ比較的大きい角距離に亘るポテンシャルエネルギ蓄積領域を生成する。更にこのプレートは、２つの相補的領域３３７、３３８を有し、これらもまた強磁性材料製であり、磁性経路との最小空隙を有する。従って、共振子３３４の発振を維持するためのインパルスを得ることができる。なお、プレートの角度方向寸法は、好ましくは２つの連続する磁石３０８の中心間の直線距離に等しくなるように設定される。これにより、プレートと重なった領域の外側において磁石が高いポテンシャルエネルギを有するという事実に関連する問題が克服される。実際、この角距離により、磁石が前記重なった領域から離れると、次の磁石が同時に前記重なった領域に入り、プレート３３６上の角度方向力と互いにキャンセルし合う。従って、初めの１０個の実施形態及びこれらの考えられる変形例に関して、技術的に反転させた実施形態を実装できることが理解される。
【００９０】
図３９は、図２４の調節デバイスに対して、上述したような技術的反転方法を適用した第１４の実施形態の概略図である。このようにして、音叉１７６Ａで形成された共振子１７４Ａを有する調節デバイス３４０が得られ、この音叉１７６Ａはその２つの自由端部に、図３７で示すプレート３２４Ａ又は図３８で示すプレート３３と同様の２つの磁性プレート３４４、３４５を有する。これら２つのプレート３４４、３４５は反対方向に発振し、それぞれ、図３７、図３８の磁性領域３２６Ａ、３２８Ａ又はある変形例では磁性領域３２６Ｂ、３２８Ｂと同様の２つの結合要素を有する。磁性構造体３０４は上述のものに相当する。（２つのプレートのうちの１つを、ゼロ位置円に略接する対称軸の周りでの軸対称に供することによって）音叉が完璧な対称性を有する有利な変形例では、奇数個の結合要素３０８をホイール３０４上に設けなければならない。
【００９１】
図４０は、図３４から説明し始めたタイプの第１５の実施形態を示す。この実施形態は、構造体上に径方向寸法が小さい同心の２つの磁性経路を備える場合に関する。調節デバイス３５０は、図３２に示す実施形態と同様の機能を果たす。この調節デバイス３５０は、ゼンマイ−テンプタイプの共振子３５２、及び調節デバイスを組み込んだ時計ムーブメントが提供する駆動トルクによって幾何学的軸５１の周りで回転駆動するホイールを形成する磁性構造体３５８を有する発振子によって形成される。従って、共振子は、ヒゲゼンマイ１６２又はその他の適切な弾性要素及びテンプ１６０Ｄを有し、テンプ１６０Ｄは２つのアームを有し、各アームの２つの自由端部は、それぞれ２つの結合要素３５４、３５６を支持する。各結合要素は、図３４に示す要素３１０と同様の磁化領域によって形成される。磁性構造体３５８は、上述の第１の磁性経路３０６及び第１の磁性経路と同心の第２の磁性経路３６０を有し、第２の磁性経路３６０は規則的に分散された複数の磁石３６２で形成され、第１の磁性経路と同一の角度区間を有するものの半区間分だけ角度変移されており、従ってこれら２つの経路は１８０°の位相変移を有する。図示した変形例では、磁石３０８、３６２は２つの磁化領域３５４、３５６に対して反発するように配設されている。第１及び第２の磁性経路は、２つのゼロ位置円３１２、３１２Ａが、それぞれ２つの磁化領域３５４、３５６それぞれの内側及び外側角度方向縁部に対して略垂直に配置されるように配設されている。これら２つの磁化領域は、角度θD＝Ｐθ・（２Ｎ＋１）／２（ただしＮは整数）だけ変移されている。
【００９２】
なお、図４０に示す実施形態は、図３２から説明し始めた技術的反転を適用し、磁石１６４、２６６を支持する第１のテンプのアームを用いて前記技術的反転を適用することによって得られる。次に、第２のアームの磁石１６５、２６７は第１のアームの磁石に対して１８０°位相変移されているため、磁性構造体上に既に配設されている磁石を用いて、第１のアームに適用される軸対称によって同等の状況を得るためには、共振子上に転写された磁性経路の斜線付きの領域を１８０°位相変異させなければならない。このようにして、発振子内の磁気相互作用は図３２に示すデバイスと図４０に示すデバイスとに関して同等となる。
【００９３】
最後に、磁性構造体の磁性領域と共振子の磁性領域の寸法とを反転させることからなる第２の方法を用いて、図２３の発振子から発振子３５０を得ることもできることに留意されたい。磁性経路の斜線付きの領域はそれぞれ、斜線付きの領域の中央にある径方向幅が小さい磁石に置き換えられ、２つの共振子磁石は、図２３に示す発振子の１つの経路の斜線付きのセクタの寸法を実質的に有する２つの磁化領域に置き換えられる。第１及び第２の技術的反転方法を使用することにより、当業者は、共振子に支持された広い径方向範囲に亘る磁性セクションを有する、その他の調節デバイスを容易に製造できる。
【符号の説明】
【００９４】
４２、８４、１１２、１５２、１６８、１７２、１８０、１９０、１９６、２１０、２３６、２６０、２７０、２８０、３００、３２０、３３０、３４０、３５０  調節デバイス
４４、８６、１１４、１５４、１９８、２１４、２４０、２４２、３０４、３５８  磁性構造体
４５  第１の磁性材料
４６、１１６、１１７、１１９、１４８、１５８、１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃ、１７４、１７４Ａ、１８２、１８４、２０２、２３８、３０２、３２２、３２２Ａ、３５２  共振子
５１、５１Ａ  回転軸
５０、１２６、１２７、１４９、１６４、１６５、１７７、１７８、２３０、２３１、３１０、３２６、３２６Ａ、３２８、３２８Ａ、３４４、３４５、３５４、３５６  磁気結合要素
６３、６５  磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域
６８、６９  インパルス領域
１０４  孔
１７６  音叉
１８５  実質的に剛性の構造体
１９１、１９１Ａ  第１の共振子
１９２、１９２Ａ  第２の共振子
ω  相対角速度
Ｐθ  角度区間
Ｚ0  インパルス領域の径方向寸法
Ｚ1、Ｚ2  磁気ポテンシャルエネルギ蓄積領域の径方向寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【外国語明細書】
2015121541000001.pdf