(57)【要約】  大気圧において動作するように設けられた時計ムーブメントを低圧力雰囲気において動作するように適合させる方法は、  １．ムーブメントの品質係数を大気圧において計測するステップと、  ２．ムーブメントの品質係数を、修正されたムーブメントに対して意図された動作圧力に対応する所定の低圧力において計測するステップと、  ３．これら２つの計測間のエネルギー利得を計算するステップと、  ４．ムーブメントの寸法を、このエネルギー利得に基づいて、具体的には、該ムーブメントの要素、即ち、仕上げ輪列の減速比、香箱のトルク、香箱のサイズ、及びテンプの慣性、のうちの少なくとも１つを修正することによって適合させるステップと、を含む。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧において動作するように設けられた時計ムーブメントを低圧力雰囲気において動作するように適合させる方法であって、
１．前記ムーブメントの品質係数を大気圧において計測するステップと、
２．前記ムーブメントの品質係数を、修正された前記ムーブメントに対して意図された動作圧力に対応する所定の低圧力において計測するステップと、
３．前記２つの計測間のエネルギー利得を、次式
【数１】
2015500480.tif 000008
を用いて計算するステップと、
４．前記ムーブメントの寸法又は設計を、前記エネルギー利得に基づいて、特に前記ムーブメントの要素、即ち、仕上げ輪列の減速比、香箱のトルク、香箱のサイズ、及びテンプの慣性、のうちの少なくとも１つの要素を修正することによって適合させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記エネルギー利得を用いて、前記ムーブメントの動力蓄積を増やすように、前記仕上げ輪列の減速比又は前記香箱のトルクを修正することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー利得を用いて、前記ムーブメントのサイズを小さくするように前記香箱を修正することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エネルギー利得を用いて、前記ムーブメントの速度精度を高めるように前記テンプの慣性を修正することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記動作圧力は、５ｍｂａｒと０．１ｍｂａｒの間にあることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
Ｅ＝２×π2×ｆ2×Ｉbal×θ2であることを特徴とする、請求項１、又は請求項２〜請求項５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
特許文献１、特許文献２及び特許文献３は、減圧下の時計において、特にムーブメント及びオイルの酸化のリスクが減ることにより、さらにまた、酸化及び腐食による潤滑油の経年変化及び摩耗が低減されることにより、これらの時計の経時的な品質が改善されることを説明している。
【０００２】
さらに、特許文献２に示されるように、時計ケース内に行き渡る圧力を減圧することによって、空気摩擦によるエネルギー損失がゼロに近づく傾向があり、それゆえに時計ムーブメントの振動子の品質係数が著しく向上する。本明細書において、「真空」又は「保護雰囲気」又は「低圧力雰囲気」は、一般に大気圧より低い圧力であって、付加的な気体が存在するか又は存在せず、この低圧力を保持するように最適化されたケース内部に維持された圧力を意味するものと理解される。
【０００３】
特許文献２によるムーブメントは、その振動子が動作する高真空の見地から設計されており、大気圧と、その意図された１／１０ｍｍＨｇ乃至１／１０００００ｍｍＨｇ程度の動作圧力との間の差が大きいため、標準大気圧においては正確に動作することができない。従って、この時計のムーブメントは、全面的に、その振動子が動作する高真空の見地から設計されたものである。しかし、保護及び制御低圧力雰囲気におけるムーブメントの設計はそれほど簡便でもなく効果的でもない複雑な作業であり、特許文献２は、これをどのように達成することができるかを示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】仏国特許発明第１５４６７４４号明細書
【特許文献２】仏国特許発明第２０５４５４０号明細書
【特許文献３】英国特許第１２７２１８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、大気圧において動作するように意図された機械式時計ムーブメントを、０．１ｍｂａｒと２００ｍｂａｒとの間の低圧力保護雰囲気において動作するように、実際的で効果的な、計算された最適な方法で適合させる（又は、ある程度まで、寸法決めし直す及び／又は設計し直す）方法である。
【０００６】
本発明は、少なくとも１つの香箱と、ヒゲゼンマイの形態の調整部材、ヒゲゼンマイの振動を維持する脱進機、及び香箱の駆動力を脱進機に伝える仕上げ輪列（ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ｇｏｉｎｇ  ｔｒａｉｎ）を備えた純機械式時計ムーブメントに関するものであることが好ましい。本発明は、より具体的には、等価な構成要素を備えた同じゲージの一連のムーブメントに関する。本発明は、具体的には、当初、大気圧において動作するように設計されたムーブメントの適合に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による方法は以下の、
１．ムーブメントの品質係数を大気圧において計測するステップと、
２．ムーブメントの品質係数を、そのムーブメントに対して与えられた動作圧力に対応する所定の低圧力において、典型的には０．１ｍｂａｒと２００ｍｂａｒとの間において、計測するステップと、
３．２つの計測間のエネルギー利得を計算するステップと、
４．ムーブメントの寸法を、エネルギー利得に基づいて、特に、ムーブメントの以下の要素、即ち、仕上げ輪列の減速比、香箱のトルク、香箱のサイズ、及びテンプの慣性、のうちの少なくとも１つの要素を修正することによって適合させるステップと、
を含む。
【０００８】
好ましくは、品質係数は、その変化を圧力の関数として得るために、複数の低圧力において計測され、その後、特定のエネルギー利得をもたらす低動作圧力が選択される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
大気圧において動作する通常の時計ムーブメントを低圧力雰囲気における動作に適合させる方法の第１のステップは、大気圧において動作している機械式時計ムーブメントの品質係数を通常のプロセスによって計測することからなる。品質係数は直接計測することが好ましいが、代替的に、例えばテンプの振幅を計測してそこから品質係数を計算することによって、間接的に計測することができる。
【００１０】
本方法の第２のステップは、機械式時計ムーブメントを、そのムーブメントの動作圧力に対応する所定の低圧力雰囲気、典型的には０．１ｍｂａｒと２００ｍｂａｒとの間に配置し、その後、その品質係数を計測することからなる。このステップにおいては、品質係数を直接計測することがより難しいので、少なくとも部分的に、間接的に計測することが好ましい場合がある。
【００１１】
品質係数を間接的に計測するために、ムーブメント全体を真空内に配置することができ、ムーブメントのテンプの振幅利得を圧力の関数として聴覚的に又は視覚的に計測することができる。このプロセスは、圧力を段階的に下げることができ、各段階で計測を行うことができるので、迅速であるという利点を有する。この計測は、その後ムーブメントの寸法を決定し適合させるために用いられることになる品質係数の値（これは計算によって推定される）を直接的にもたらさないという不利点を有する。
【００１２】
以下のグラフは、時計の内部圧力の関数としてのテンプの振幅の変化の計測の一例を示す。
【表１】
2015500480.tif 000002
【００１３】
この計測を行うために、ムーブメントを、振幅維持システムなしで（歯止めを脱進機から取り外して）真空中に配置することもでき、時間の関数としてのテンプの振幅損失を視覚的に計測することができる。
【００１４】
この直接計測は、幾つかの理由で実施するのがより複雑である。
−テンプを大きい振幅（３５０°より大きい）で「発進」させるために衝撃を与えることが必要である。
この操作は、開放された外にあるときには比較的簡単であり得るが、ムーブメントが真空ケーシング内にあるときにはより複雑になる。
【００１５】
唯一可能な解決策ではないが選択された技術的解決策によれば、テンプは、ある角度、例えば３５０°に予め起こしておかれ（ｐｒｅ−ｃｏｃｋｅｄ）、その位置に固定される。次にムーブメントは、所望の圧力の真空下に配置され、テンプが解放され、時間の関数としてのテンプの振幅の変化が視覚的に計測される。試験されるムーブメントにテンプ止めシステム（設定位置における）が設けられている場合、そのシステムを用いてテンプを３５０°に固定することができる。計測の目的でテンプを解放するためには、ステムを押し戻すだけでよい。
【００１６】
−計測のたびに、テンプを予め起こすために大気圧に戻すことが必要である。
この計測はより正確であるが、実施するのにより長い時間がかかる。秒数に「目標を定める」ための最初の計測を、第一に行うことが好ましい。
【００１７】
以下のグラフは、この例に従う、圧力の関数としての品質係数（テンプ振幅２８０°における）の計測の一例を示す。
【表２】
2015500480.tif 000003
【００１８】
これらの計測から、ムーブメントのエネルギー性能利得のために関心のある圧力範囲は、特に５ｍｂａｒと０．１ｍｂａｒとの間にあり、いずれの場合でも２００ｍｂａｒ未満であることが好ましいことが分かる。
【００１９】
ムーブメントの動作圧力は、品質係数が低圧力において大きくなる場合であっても、５ｍｂａｒ乃至０．１ｍｂａｒの範囲にとどまることが好ましい。実際、圧力が０．１ｍｂａｒより低くなると、オイルの脱気（潤滑されたムーブメントの場合）、密封を長期にわたって保つことが非常に複雑である（又は、保守されなければ不可能でさえある）こと、つり下がったプレート（ｈａｎｇｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）の危機的な増大（テンプの乾燥摩擦損失が優勢になるので、水平位置と垂直位置との間の振幅差が大きくなる）といった、他の問題が生じることになる。
【００２０】
ムーブメントを適合させる方法の第３のステップは、大気圧におけるムーブメントの動作と所定の低圧力における動作との間での品質係数の利得を計算することからなる。
品質係数は次式
【数１】
2015500480.tif 000004
によって与えられ、又は、例えば、Ｅ＝２×π2×ｆ2×Ｉbal×θ2である場合には、
【数２】
2015500480.tif 000005
となり、ここで、
ＱＦ  ：品質係数
ｆ    ：テンプの振動数
Ｉbal：テンプの慣性
θ    ：テンプの振幅
ΔＥ  ：テンプの振動によるエネルギー損失
である。
【００２１】
１つの選択肢において、
【数３】
2015500480.tif 000006
であると考えることができ、ここでＫ＝ヒゲゼンマイのばね定数、である。
【００２２】
この例によれば、所与のムーブメントについて、大気圧における品質係数が３００である場合、減圧において動作すると品質係数は４５０まで増大し得る。テンプの振動当たりのエネルギー損失は１００マイクロＪから７０マイクロＪまで減少し、これは、テンプの動作振幅２８０°、振動数４Ｈｚ、及びテンプの慣性０．６３ｇ・ｍｍ2に対して３０％の利得を表す。
【００２３】
本方法の第４のステップは、ムーブメントの寸法を、得られるエネルギー利得の関数として、具体的には、ムーブメントの以下の要素、即ち、
−仕上げ輪列の減速比、
−香箱のトルク、
−香箱のサイズ、
−テンプの慣性、
のうちの１つ又はそれ以上を修正することによって適合させるステップからなる。
【００２４】
このムーブメントの寸法の適合は、ムーブメントの望ましくは有利な性能又は品質、例えば、
−動力蓄積を増やすこと、
−サイズを小さくすること、
−時計の精度を向上させること、
に基づいて行われる。
【００２５】
例えば、ひとたびエネルギー利得が定量化されると、仕上げ輪列のサイズを変更して、動力蓄積を増やすようにすることができる。
この例によれば、テンプを２８０°の振幅に維持するのに必要なエネルギーは１００マイクロＪから７０マイクロＪまで減少する。従って、脱進機に伝達されるトルクをこの利得に比例して低減することができる。
この比例関係は、脱進機の出力が一定のままであると仮定したものである。一定近似を行うのが望ましくない場合には、例えば、シミュレーションによって脱進機に必要なトルクを計算することができる。
脱進機に伝達されるトルクを、このようにして３０％低減することができる。
【００２６】
同じ香箱を保持することにより、仕上げ輪列の減速比を３０％大きくすることになる。従って、香箱は３０％遅く回転することになり、従って動力蓄積が３０％増大することになることが分かる。
もちろん、減速比を大きくすることは、針が確実に同じ速度で回転し続けるように、針部分の偏位の手前で行われる。
【００２７】
同じ輪列を保持することにより、この例では、香箱の寸法を維持しながらその香箱のトルクを３０％低減することができる。トルクを小さくするためにゼンマイの厚さが薄くされるので、同じサイズの香箱で、展開する巻き数が増加する。
トルクを２．６５Ｎｍｍから１．８７６Ｎｍｍに低減することにより、厚さ０．０８２ｍｍの板ばねの代わりに厚さ０．０６８５ｍｍの板ばね（高さ０．７４ｍｍ及び長さ３７０ｍｍの場合）が得られる。同じ比（コア半径対厚さ）を保つことにより、展開する巻き数が香箱当たり９．６巻きから１２．５巻きに増加し、即ち、巻き数の利得は３０％であり、動力蓄積の利得は３０％となる。
【００２８】
このエネルギー利得を利用する別の可能性は、同じ動力蓄積を維持しながらムーブメントのサイズ、特に香箱のサイズを小さくすることである。
上記の場合と同様に、この例により脱進機のトルクを３０％低減することができる。しかし、この場合には、香箱のトルクが小さくされる。
【００２９】
香箱のトルクは、従って３０％小さくされる（その一方で同じ巻き数が維持される）。香箱のゼンマイのトルクを３０％小さくする最も簡単な方法は、ゼンマイの高さを３０％削減することである（実際、もたらされるトルクはゼンマイの高さに比例する）。もちろん、新しいゼンマイを、完全に新たに寸法決定することができる。
ゼンマイの板ばねの高さを３０％削減することで、直接、香箱の高さが３０％削減されるわけではない。
従って、エネルギーの利得に比例しないサイズの利得が達成される。
【００３０】
トルクを小さくするために、ゼンマイの高さの削減を適合させた。同様に、他の寸法を上手く適合して、サイズの利得をよりよく最適化することができる。
【００３１】
別の可能性は、テンプの慣性を大きくして、振動当りのエネルギー損失を同じに維持することである。時計の精度は、実際のところ、テンプの慣性、具体的には外乱に対するその抵抗力に関連付けられる。
【００３２】
もちろん、可能な適合の上記のリストは網羅的であることを意図したものではなく、具体的には、説明した解決策の全て又は一部を組み合わせた解決策を非常に首尾良く達成することができる。
【００３３】
実行した種々の計算に対して、本発明者らは、輪列の出力及び脱進機の出力を一定であると仮定した。これは現実にかなり近い第１の仮定である。もちろん、計算は、行われた種々の変更（減速比の増大、トルクの増大、又は香箱の寸法の増大）に基づく時計の種々の部分の出力の変化を考慮して行った。
【００３４】
大気圧におけるムーブメントの動作と所定の減圧された動作圧力における動作との間でのムーブメントのエネルギー利得が既知であるという事実により、ムーブメントを減圧下での動作に合わせて適合することが非常に簡単になる。
【００３５】
大気圧における動作のために設けられたゲージを減圧において動作するように適合させるためのこの方法は、減圧下で動作することが意図される新しいゲージ又はムーブメントを設計し直すための基準情報として使用することもできる。
【００３６】
一例として、伝統的な工場生産のムーブメントについて計測された結果を用いると、平均品質係数は、大気圧における３００から減圧における４５０の品質係数まで増大する。品質係数は、以下の式
【数４】
2015500480.tif 000007
を用いて計算され、一定である必要があり、それゆえ、この伝統的なムーブメントについて、Ｉｂａｌが６．３ｍｇ・ｃｍ2、ｆ＝４Ｈｚである場合、又は振幅２９０°及び品質係数３００の場合、デルタＥ＝１０６ナノジュールとなり、また、振幅２９０°及び品質係数４５０の場合、デルタＥ＝７１ナノジュールとなることを示すことができる。
従って、テンプは、同じ振幅での動作のために必要とするエネルギーが３０％少ない。
このエネルギー利得を利用して、香箱と脱進機との間の減速比を大きくすることによって動力蓄積を増やすことができる。
【００３７】
修正手法：
脱進機前／後で必要なトルク：
デルタＥ＝（脱進機の出力）×（脱進機のトルク）／（脱進機の歯の数）
脱進機輪の歯の数は、この例においては２０であるので、脱進機のトルクは約９００マイクロＮから６００マイクロＮまで低減することになる（脱進機の出力が３８％で一定のままであると仮定して）。脱進機において必要なトルクは、出力変動を考慮したデジタル・シミュレーションによって見いだすこともできる。
従って、トルクを脱進機において３０％小さくする必要がある。
このトルクは、香箱とがんぎ車との間の減速比を３０％大きくすることによって小さくされる。
この伝統的なムーブメントの減速比は２１３５である。従って、これを２７７５まで大きくすることが必要である。減速比は、輪列のうちの１つにおいて、例えば香箱と二番車との間で大きくすることができる（伝統的な１００／１９の比から、適合で１３０／１９まで大きくすることによって）。
輪列の修正が針の速度を乱さないことを確認する必要があり、もし乱す場合には、輪列を仕上げ輪列と針との間でさらに修正する必要がある。
【００３８】
利点：
この適合は幾つかの利点を有する。
第１に、輪列の歯の数を変更するだけで動力蓄積を３０％増大させることが可能である（香箱が３０％遅く回転するので）。
修正は軽微である（新しい構成部品は、カナと歯車の２つだけである）。
このプロセスを用いて、真空下で動作するように適合されたムーブメントを、ムーブメントを完全に設計し直すことを必要とせずに迅速に得ることができる。
【００３９】
脱進機におけるトルクを３０％低減する別のプロセスは、香箱によって与えられるトルクを３０％低減することからなる。
香箱のトルクは香箱のゼンマイの高さに直接比例するので、トルクを小さくする簡単な方法はゼンマイの高さを３０％削減することであり、従って香箱の高さを３０％削減することである。
従って、問題のムーブメントが、高さ１．５ｍｍの香箱ゼンマイを有する場合、ゼンマイの高さを１．１５ｍｍに減らして、香箱の高さに対して０．３５ｍｍの利得を得ることができる。
【００４０】
この適合を有益なものとするためには、ムーブメントの高さを削減することが必要であり、従って、ムーブメントの高さは香箱の高さによって制限されることになる。この見地から、この適合は、前述の適合より多くの変更（新しい香箱、ゼンマイ、プレート及びバー等の製造）を生じさせることになるので、従って、適合による利得がムーブメントの大規模な設計し直しよりも重要な場合でなければならない。それゆえ、この適用は、例えば複雑な「大きい」香箱を有する時計の場合に、よりよく当てはまる。
【００４１】
本発明による適合の、大規模な設計し直しを上回る利点は、ムーブメントの振動子又は振動子のフランジ（テンプ−コック及びプレート）が修正されると、真空における利得がかなり変化し得ることである。従って、ムーブメントの大規模な設計し直しが行われた場合には、最終的なエネルギー利得（真空下での品質係数）を予測すること、従って時計の寸法を決めることが困難となる（最初の試作品の後でムーブメントの寸法決めをし直すことが必要となり得る）。
【００４２】
たとえ修正が必要だとしても振動子及びそのフランジを含むムーブメントの非常に僅かな修正（例えば減速比の増大により）のみが必要とされるムーブメントの適合では、元のムーブメントと適合されたムーブメントとの間でのエネルギー利得は安定に保たれ、この適合は、最初から正確に寸法決めされることが可能になる。
【００４３】
第２の利点は、もちろん、時間における利得である。減速比を増すために歯車及びカナの歯の数を修正することは、完全なムーブメントを設計し直すよりも遥かに簡単である。
【国際調査報告】
2015500480.tif 000009
2015500480.tif 000010
2015500480.tif 000011
2015500480.tif 000012