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JP2002214368A - 機械式時計用のスプリング・バランスの振動周波数を調整する方法 - Google Patents

機械式時計用のスプリング・バランスの振動周波数を調整する方法

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JP2002214368A
JP2002214368A JP2001338987A JP2001338987A JP2002214368A JP 2002214368 A JP2002214368 A JP 2002214368A JP 2001338987 A JP2001338987 A JP 2001338987A JP 2001338987 A JP2001338987 A JP 2001338987A JP 2002214368 A JP2002214368 A JP 2002214368A
Authority
JP
Japan
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spring
balance
balance spring
frequency
elastic torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001338987A
Other languages
English (en)
Inventor
Florian Serex
フロリアン・セレ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebauchesfabrik ETA AG
Original Assignee
Ebauchesfabrik ETA AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebauchesfabrik ETA AG filed Critical Ebauchesfabrik ETA AG
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    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/10—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus for hairsprings of balances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/351—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for trimming or tuning of electrical components

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Testing Of Balance (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整アセンブリの構造を単純化できる、効果
的で、安価なスプリング・バランスの周波数を調整する
方法を提供する。 【解決手段】 スプリング・バランスの振動周波数を調
整するために、第１のステップでは、バランス・スプリ
ングが、調整アセンブリの振動周波数の基準周波数に対
応する基準トルクよりも大きな弾性トルクを備えて製造
される。スプリング・バランスの組立て後、レーザ・ビ
ームによってスプリングを機械加工して、弾性トルクが
基準弾性トルクにほぼ達するまで、弾性トルクを減少さ
せる。具体的には、レーザ加工は、ある領域でバランス
・スプリングの高さを低くするため、または前記バラン
ス・スプリングを形成するストリップの厚さを薄くする
ために、材料を除去することにある。本発明は、従来の
調整手段、特にインデックスの付いたピンを省くことが
可能になる。これにより、その位置の関数としての時計
の作動誤差を避けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械式時計に嵌合
されたスプリング・バランスの振動周波数を調整する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】時計のムーブメントの調製アセンブリ
が、添付の図面１および２を参照して以下で詳細に記述
される。従来の方法では、この調整アセンブリは、バラ
ンス（テンプ輪）２に付随したバランス・スプリング１
を備える。バランス・スプリングは、コレット（ヒゲ
玉）６によってバランス・スタッフ（テン真）４と接続
されている。バランス・スプリングの外端部８は、バラ
ンス・コック１２に固定されたバランス・スプリング・
スタッド１０に嵌合されている。スプリング・バランス
の振動は、ムーブメントの歯車列とかみ合ったガンギ車
１４によって維持される。
【０００３】スプリング・バランスの振動周波数を調整
するために、例えば偏心ねじ２０によって回転させるこ
とのできるインデックスすなわちレギュレータ１８に嵌
合された２本のピン１６および１７が従来は用いられて
いた。したがって、ピンの位置を変えることによって、
バランス・スプリングの有効長さが変わる。バランス・
スプリングの弾性トルクは、バランス・スプリングの有
効長さに反比例するので、スプリング・バランスの振動
周波数はこの有効長さの平方根にほぼ反比例する。した
がって、時計のムーブメントの作動周波数を調整するた
めに、インデックスと、バランス・スプリング１の外側
のターン２４の端部２２を挟んでいるピンとを備えた調
整システムが従来技術では一般に用いられていた。
【０００４】バランス２の慣性モーメントに特に作用す
る他の調整システムも存在することに留意されたい。こ
れらすべての手段では、スプリング・バランスの振動周
波数を調整するためある数の構成部品を配置することが
必要である。
【０００５】さらに、図１および図２に示す場合、２本
のピン１６，１７の調整はかなり難しい。空間内のムー
ブメントの位置に応じてピンの動作がかなり効率がよく
なったり効率が悪くなったりし、したがってバランス・
スプリングの有効長さが前記位置によって変わることも
よくある。このことはもちろん時計の動作に対して、し
たがってそれが示す時刻または時間の精確さに対して有
害である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、調整
アセンブリの構造を単純化できる、効果的で、安価なス
プリング・バランスの周波数を調整する方法を提示する
ことによって前述の欠点を克服することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
スプリング・バランスの振動の基準周波数にほぼ対応す
る基準弾性トルクに達するまで、バランス・スプリング
のレーザ加工によってスプリングの弾性トルクを減少さ
せる、請求項１に記載の諸ステップに従ってスプリング
・バランスの振動周波数を調整する方法に関する。組立
て後のスプリング・バランスの周波数を測定することに
よって１つまたは複数の連続するステップで調整を行う
ことができるので、基準弾性トルクを知る必要はないこ
とにここで留意されたい。しかしながら、本発明の範囲
内で、組立ての準備ができたとき、バランス・スプリン
グは、コレット６およびスタッド１０と嵌合すべき点の
間の所与の長さに対して前記の基準弾性トルクより大き
な弾性トルクを持たなければならない。実際、以下で詳
細に説明するように、レーザ加工の効果は、スプリング
の弾性トルクを減少させることである。
【０００８】時計のムーブメント内でスプリング・バラ
ンスを組立てる前の準備ステップの間に、スプリング・
バランスの振動周波数を調整できることに留意された
い。変形形態では、この準備ステップの間に予備調整を
行うことができ、スプリング・バランスを時計のムーブ
メントに取付けた後に、やはりレーザ・ビームを使用し
て微調整を行い、それによりスプリング・バランスの振
動周波数を実際の作動状況で正確に調整し、時計のムー
ブメントの正確な作動を確保することが可能となる。
【０００９】本発明の諸特徴の結果として、スプリング
・バランスの振動周波数を調整するために特別な要素は
必要ない。具体的には、調節アセンブリは、インデック
ス・ピンを備えないことが好ましい。したがって、バラ
ンス・スプリングの外側の巻きがピンの間を通過するこ
とによる、ムーブメントの位置に依存した作動のばらつ
きの問題は除去される。ただし、具体的な一実施形態で
は、時計のムーブメントがある期間動作した後に次の調
整ができるように、バランスを、その慣性モーメント微
調整手段と嵌合することが可能であることに留意された
い。実際、本発明は時計製造工場または作業所での調整
に特に適しており、従来どおりの点検や、時計が損傷を
受けた後の必要な修理を行うアフターサービス店が実施
するには複雑であるかもしれない。
【００１０】
【発明の実施の形態】非限定的な例によって、添付図面
を参照してより本発明を詳細に説明する。
【００１１】図３を参照して、本発明実施形態による方
法を一般的に説明する。スプリングとバランス１、２が
組立てられ、スプリングの外端２２は時計のムーブメン
トのスタッド１０（図示せず）に固定されている。スプ
リング・バランス・アセンブリを、本実施形態の方法用
に特別に使用する装置内に取り付けてもよいことに留意
されたい。この後者の場合、代わりに同等の固定手段を
用いる。
【００１２】本実施形態によれば、バランス・スプリン
グは、スプリング・バランスの振動の基準周波数に対応
した基準弾性トルクよりも大きな弾性トルクをもって製
造される。
【００１３】当業者に知られた手段を使用して、スプリ
ング・バランスの振動周波数を測定するが、この周波数
は基準周波数よりも高い。この振動周波数を調整し少な
くともほぼ基準周波数に設定するために、本実施形態に
よれば、レーザ・ビーム３２を出力するレーザ装置３０
を使用してバランス・スプリング１を加工または処理す
る。すなわち、本実施形態の範囲内では、調整機構の振
動周波数をインデックス・ピンもねじも使用せずにバラ
ンス２に置いた小さな錘を使用して調整する。しかしな
がら、既に述べたように、工場で初期調整した後で、本
実施形態による方法に従ってバランスの慣性モーメント
を変えて微調整ができるようにする手段を設ける可能性
を本実施形態は排除するものではない。この方法によれ
ば、バランス・スプリング１のレーザ加工を行い、前記
の基準弾性トルクとほぼ等しくなるまで、その弾性トル
クを小さくする。
【００１４】本実施形態による方法の範囲内で、レーザ
・ビームを使用した少なくとも２つの調整ステップを設
けることが可能である。すなわち、第１のステップは時
計の外部で、振動周波数を粗く調整するが、基準周波数
よりも高いままに維持する。その後、スプリング・バラ
ンスを所期の時計内に取付けた後で行われる第２のステ
ップで、レーザ装置３０を用いて、振動周波数の１回ま
たは複数回の計測値に応じて振動周波数を微調整する。
【００１５】レーザ装置３０およびそのスプリング・バ
ランスに対する相対運動を制御するプログラムは、解析
的モデルまたは経験的モデル、または両者の組み合わせ
に基づいて確立されたアルゴリズムを用い、振動数の初
期計測値に応じた単一の加工ステップまたは処理ステッ
プを含む。より洗練された変形形態では、フィードバッ
ク・ループを設け、一連のステップで処理またはレーザ
加工を実施し、各ステップの間に振動周波数の計測を行
うことが可能である。この場合、例えば１、２ステップ
というわずかなステップで迅速に基準値に近づくことが
でき、レーザ加工がバランス・スプリングの弾性トルク
には小さな影響しか与えない、他の後続ステップによっ
て微調整を終了することができる。したがって、本実施
形態による方法の実施の範囲内で、レーザ装置を制御す
る他の多数の変形形態が可能である。
【００１６】第１の実施形態では、バランス・スプリン
グ１の構造が、レーザ・ビーム３２を使用して、特にそ
の外側のターン２４の範囲の少なくとも一部で、少なく
とも表面的に改変される。そのような加工の作用は、第
一にばねの弾性トルクが基準値に一致する値にまで下げ
ることによって、バランス・スプリングの弾性係数Ｅを
変えることである。実際、振動周波数はバランス・スプ
リングの弾性トルクＭの平方根に比例しており、このト
ルクは弾性係数Ｅに比例しているので、この係数を減少
させることによって調整アセンブリの振動周波数を低減
させることができる。ターンへのレーザ・ビームによる
アクセスの関数として特に決められた様々なサイズの部
分に沿って、スプリングのいくつかのターンでもレーザ
加工を行っても良いということに留意されたい。
【００１７】本方法の第２の実施形態によれば、図４に
概略的に示すように、バランス・スプリングを形成する
ストリップ３６の高さＨが部分的に低減される。この高
さの低減はストリップ３６の部分Ｌ１、Ｌ２に沿っての
み行われ、それによりストリップの上縁または下縁に沿
ってノッチ４０を形成する。これらのノッチは、長さも
数も多様である。バランス・スプリング１の弾性トルク
がストリップ３６の高さに比例しているので、この高さ
を少なくとも部分的に低減することによって、このトル
クを、したがってスプリング・バランスの振動周波数を
減少させることができる。
【００１８】ここで、レーザ加工がまず第一に材料を除
去する働きをし、ビーム３２がストリップ３６の加工部
分に合焦されることに留意されたい。好ましい変形形態
によれば、レーザは、ビーム３２がバランス・スプリン
グの一般平面とほぼ垂直になり、バランス・スプリング
の上面または底面のどちらかが加工できるように配置さ
れる。しかし、別の変形形態では、装置３０はレーザ・
ビーム３２がストリップ３６に対して斜めの方向を向く
ように傾斜している。この後者の変形形態では、レーザ
・ビームをより広い面に作用させることができるが、レ
ーザ・ビームが加工中のターンより前のターンに達して
しまうこともあるという欠点がある。本実施形態のこの
第２の実施形態によれば、特に好ましい変形形態では、
スプリングのいくつかのターンを加工することが容易で
ある。
【００１９】図５に示す本方法の第３の実施形態によれ
ば、スプリング１を形成するストリップ３６の厚さが、
少なくとも部分的に薄くされる。領域４４でのこの厚さ
の減少は、レーザ・ビームを用いて行われる。このレー
ザ加工は、好ましくはバランス・スプリングのターン２
４上で行われるが、レーザ・ビームをバランス・スプリ
ングの平面に対して斜めに向けて他のターンを加工する
ことも可能である。図５で、領域４４は上面から底面に
わたる領域である。数々の領域が加工されるので、領域
の幅は様々である。レーザ・ビームの垂直軸に沿った経
路によって得られる線を連続して加工することも可能で
ある。振動数の減少は、スプリングの弾性トルクがバラ
ンス・スプリングを形成するストリップの厚さの３乗
（ｅ3 ）に従って変化するという事実から生じる。
【００２０】図６および図７は、バランス・スプリング
１の横面４６の加工の２つの変形形態を示す。図６で
は、領域４８は細長い。この領域４８は、スプリングの
上面および底面に達することなしにストリップ３６内に
凹みを形成する。したがって、上から見たバランス・ス
プリングの外観は影響されない。図７では、領域５０が
連続した丸い凹みを形成する。
【００２１】図６および図７に示した実施形態では、貫
通開口をレーザ加工によって作成することが可能である
ことに最後に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つのピンを持つインデックスに嵌合された従
来技術の調整アセンブリを示す図である。
【図２】２つのピンを持つインデックスに嵌合された従
来技術の調整アセンブリを示す図である。
【図３】スタッドに固定された本発明によるスプリング
・バランスの簡略化した上面図である。
【図４】本発明による方法の範囲内でのバランス・スプ
リングのレーザ加工モードを概略に示す図である。
【図５】本発明による方法の別の変形例を示す概略図で
ある。
【図６】本発明による方法の別の変形例を示す概略図で
ある。
【図７】本発明による方法の別の変形例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
１ バランス・スプリング ２ バランス ４ バランス・スタッフ ６ コレット ８ 外端部 １０ バランス・スプリング・スタッド １２ バランス・コック １６、１７ ピン １８ レギュレータ ２０ 偏心ねじ ２２ 外端 ２４ 外側ターン ３０ レーザ装置 ３２ レーザ・ビーム ３６ ストリップ ４０ ノッチ ４４、４８、５０ 領域 ４６ スプリングの横面 Ｅ 弾性係数 Ｈ ストリップの高さ Ｌ１、Ｌ２ ストリップ部分 Ｍ 弾性トルク

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械式時計用のまたは機械式時計に組み
    込まれた調整アセンブリの振動周波数を調整する方法で
    あって、 調整アセンブリの振動周波数の基準周波数に対応する基
    準トルクよりも大きな弾性トルクを持つようにバランス
    ・スプリングを製造し、 調整アセンブリを形成するために、バランスがバランス
    ・スプリングに組み付けられ、 バランス・スプリングの弾性トルクをバランス・スプリ
    ングの振動周波数が基準周波数とほぼ等しくなるまで減
    少するようにレーザ・ビーム（３２）によってバランス
    ・スプリングを加工する、調整アセンブリの振動周波数
    を調整する方法。
  2. 【請求項２】 調整アセンブリが時計内に取り付けら
    れ、バランス・スプリングのレーザ加工の最終のステッ
    プが、少なくともスプリングの弾性トルクをできるだけ
    調整して時計の作動中に調整アセンブリの振動の基準周
    波数を得ることができるように、アセンブリ取付けの後
    で行われることを特徴とする請求項１に記載の調整方
    法。
  3. 【請求項３】 レーザ・ビームが、バランス・スプリン
    グの一般平面に対してほぼ垂直に与えられ、このレーザ
    ・ビームが、スプリングの上面または下面の一部分に合
    焦されることを特徴とする請求項１または２に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 レーザ・ビームが、バランス・スプリン
    グの横面が加工できるように向けられることを特徴とす
    る請求項１または２のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 レーザ加工が、物質を除去して、バラン
    ス・スプリングを形成するストリップの高さを部分的に
    低減することを特徴とする請求項３または４のいずれか
    に記載の方法。
  6. 【請求項６】 レーザ加工が、物質を除去し、バランス
    ・スプリングを形成するストリップの厚さを部分的に低
    減することを特徴とする請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 レーザ加工が、バランス・スプリングの
    弾性係数を減少させることを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
JP2001338987A 2000-12-07 2001-11-05 機械式時計用のスプリング・バランスの振動周波数を調整する方法 Pending JP2002214368A (ja)

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