JP4624848B2 - 時計ムーブメント用年間日付機構 - Google Patents

Description

本発明は、時計ムーブメント用年間日付機構であって、３１個の歯を有する日付ランナと、この日付ランナのトゥースセットと噛合するジャンパと、回転ピンがこの日付ランナに固定されており、かつ日数が３１日より少ない月のために１２個の歯に対応するピッチのトゥースセットの５個の駆動歯を備えている月衛星部と、日付ランナと同心で月衛星部と直接的に駆動関係にある固定遊星トゥースセットと、時計ムーブメントの時間ホイールと駆動関係にあり、第１の駆動フィンガが日付ランナのトゥースセットの経路と交差しており、かつ第２の駆動フィンガが、その回転軸線が遊星トゥースセットと駆動部材と日付ランナの回転軸線と整列される時に月衛星部のトゥースセットの経路と交差する、２つの駆動フィンガを備えている、日付ランナを駆動する駆動部材とを備えている、時計ムーブメント用年間日付機構に関する。

万年暦機構に付随した上記年間日付機構は、下記の特許文献１に記載されている。この年間日付機構は、１ヶ月毎に１回転する日付ホイールに固定された回動ピンを有する月衛星部を備えている。この月衛星部は１２個の歯を有し、この１２個の歯の中の７個は先端が切られており、５個は先端が切られていない。この衛星部の１２個の歯は日付ホイールと同心の固定式の７個の歯を有する遊星トゥースセットと噛合する。

欧州特許第１３５１１０４号公報

１年を通じて、日付ホイールが１回転する毎に、月衛星部のトゥースセットは、その回動軸線が遊星トゥースセットの軸線と、２４時間毎に１回転して日付ホイールを駆動するホイールの回動軸線と整列される時に異なった位置を占める。そのため、この２４時間ホイールは２４個の歯を有し、そのうち２０個は、先端が切られ、他の４個のうち１つは、１日に一度日付ホイールと噛合する通常の駆動歯であり、もう１つは、回転軸線に平行にオフセットし、日数が３１日より少ない月毎に月衛星部の５個の先端を切った歯と噛合する年修正歯である。

１ヶ月の日数が３１日より少ない場合、月衛星部の５個の先端を切っていない歯の１つが、日付ホイールの歯の１つに及んでホイールの修正歯の経路に位置するが、このホイールは２４時間に１回転し、回転軸線に平行にオフセットしたこのホイールの修正歯を回転させることによって月衛星部を回転させ、固定遊星トゥースセットと噛合するこの衛星部は、２４時間ホイールを駆動する通常の駆動フィンガが通常通り１回転毎に日付ホイールを１ステップ回転させる前に日付ホイールを回転させるので、日付ホイールは２４時間ホイール１回転に対して２ステップ移動することになる。

この機構は、エネルギーを使用し、開発する際に扱いにくく、従って信頼性が極めて低い、下記の特許文献２及び３に記載されているような、カムとレバー装置の使用を回避するという利点を有する。

スイス国特許第６８５５８５号公報 欧州特許第９８７６０９号公報

この設計は魅力的であるが、この機構は、月衛星部が第１のピッチ円上で固定遊星トゥースセットと共に動作する一方で、第１のピッチ円より大きい第２のピッチ円上で２４時間ホイールの駆動歯と共に動作するという事実に起因する欠点を有する。この大きなピッチ円直径は、２４時間ホイールの駆動歯が月衛星部の先端を切った歯と噛合しないようにするため必要である。その結果、２４時間ホイールの歯と月衛星部のトゥースセットとの間の噛み合いが浅くなり、駆動角の大きさが小さくなる。従って、この機構は信頼性が極めて低く、少なくとも最適化することが極めて困難であり、１個ずつ再調整する必要が生じる。

この解決法のさらなる欠点は、月衛星部の回転軸線が遊星トゥースセットと２４時間ホイールとのそれぞれの回転軸線と整列される時、衛星部がそれらの間にあり、すなわち、この衛星部は、そのトゥースセットの日付ホイールの中心から最も遠い場所に位置する部分で、この日付ホイールの外側に位置する２４時間ホイールによって駆動されるので、駆動角は最小となり、しかもこの２４時間ホイールと月衛星部との間のピッチ円直径はこの衛星部と遊星トゥースセットとの間のピッチ円直径に対して拡大されているので、噛み合いと駆動角はすでに小さいという事実に起因する。従って、この機構の製造と開発には問題があり、信頼性は低い。

従って、特許文献１の欧州特許第１３５１１０４号の主題である解決法があるにもかかわらず、カムとレバーを利用する現在の日付機構に対する信頼できる代替案は提案されていないと結論付けられる。

上記の欠点を、少なくとも部分的に、改善することが本発明の目的である。

この目的のため、本発明の主題は請求項１に記載の日付機構である。

本発明の本質的な利点は、各々別個の機能を果たす２つの同心衛星部が存在するため、それらは各々通常のトゥースセットと共に動作し、各トゥースセットは１つの単一ピッチ円の上でだけ動作し、互いと噛合する２つのランナのそれぞれのピッチ円は正接する。こうした噛合条件のため、トゥースセットは最適な噛み合わせを有するので、こうした駆動角は、歯の先端近くで動作が行われる場合と異なる確実な駆動を生じることができる。

本発明による、ロッカ又はレバーがなく、噛み合わせと駆動角を最適化した年間日付機構の設計によって、この機構は調整不要となっている。一方で、どんな調整もある程度の公差を必要とするものであり、他方で、どんな調整も不安定になりがちなものである以上、これは重要な信頼性の要因である。日付の瞬時変更の好適な形態と共に使用する瞬時ジャンプロッカは、本発明による年間日付機構における１ヶ月の日数の修正には貢献せず、日付ランナを瞬時に駆動するために蓄積したエネルギーを供給するだけなので、考慮の対象にならない。

有利には、日付ランナを駆動する駆動部材の回転軸線は、衛星部と遊星トゥースセットとのそれぞれの回転軸線と整列される時、それらの回転軸線の間にある。

この特徴のため、駆動角をさらに改良することができる。

好適には、第２の衛星部は月衛星部よりかなり大きな直径を有する。その結果、修正フィンガによる月衛星部の駆動は、第２の衛星部のものより小さいピッチ円半径で行われる。この固有の特徴のため、第２の駆動フィンガによって駆動される時の衛星部の回転方向は、前記第２のフィンガを有している駆動部材のものと同じである。

「擬似パラドックス」と呼びうるこの駆動モードを通じて、駆動角はさらに大きくなり、ひいては機構の確実性がさらに増大する。

好適には、月衛星部を有している日付ランナは、時計ムーブメントの中心と同心の日付環又は日付ディスクであるので、オフセット機構を備えた場合より構成要素の寸法を大きくすることが可能である。さらに、日付ランナ上に衛星部を配置することによって構成要素の数を減らすことが可能になり、年間日付機構と日付ランナとの間の中間伝達部材は必要なくなる。

歯車装置だけを使用するこの機構の信頼性は、良好なトゥースセットの噛み合いと駆動角が日付ランナの正しい動作を保証できるため、瞬時ジャンプ駆動機構による駆動が特に良好となる。有利には、この場合、日付ランナは環の形状を有する。

添付の図面は、本発明の主題である日付機構の１つの実施形態を概略的に例示として示すものである。

本発明の主題である日付機構は、好適には日付環１の形態の、日付ディスクとしても知られる日付ランナを備えている。この日付環１の内縁は、ジャンパばね２によって位置決めされている３１個の歯を有している。駆動フィンガ３ａによって、この日付環は毎日駆動される。駆動フィンガ３ａは、ホイール５内に形成された円弧形状の開口５ａと噛合するピン４ａを介してホイール５に接続された瞬時ジャンプカム４に固定された駆動部材３に固定されている。このホイール５は、時計ムーブメントの時間ホイール６により、ランナ６ａを介して２４時間に１回転の割合で駆動される。

ロッカ７は、ばね８によって瞬時ジャンプカム４の周囲に押し付けられている。このばね８は、日付環１を駆動する駆動部材３を駆動するために、カム４が、ばね８を作動状態にするランプ４ｂの端部に達するや否やカム４を時計回り方向に急激に回転させることを目的とする。

上記で説明したことは、日付環１を２４時間毎に１ステップ駆動する単純な瞬時日付機構に対応し、この瞬時日付機構は、年５回、日数が３１日より少ない月の月末に修正が必要になることを意味する。

そこで、上記で説明した単純な日付を改良して年間日付を可能にする構成要素を説明する。このため、日付環１と同心の遊星トゥースセット９を時計ムーブメントのハウジングに固定する。歯の数が１２又は好適には１２の倍数である衛星ピニオン１０が、日付環１に固定したピン回りで回動するように設置されている。この衛星ピニオン１０は、遊星トゥースセット９に常と噛合しており、この遊星トゥースセット９と共に、１ヶ月に１回転する単純な周転円ギアセットを形成している。１２個のうち５個の歯を有する第２の月衛星ピニオン１１が、衛星ピニオン１０と同心に固定されている。好適には、月衛星ピニオン１１の直径は衛星ピニオン１０の直径より小さい。

最後に、駆動部材３は、この駆動部材３の時計回りの回転方向に対して前方に角度を持って、かつその回転軸線に平行にオフセットした第２のフィンガ３ｂを有している。駆動部材３の第２のフィンガ３ｂは、日数が３１日より少ない各月の月末に日付環１をさらに１ステップ駆動することを目的とした修正フィンガを構成している。

この修正機構の動作原理は、図２に例示するように、日数が３１日より少ない各月の３０日に、月衛星ピニオン１１の５個の歯の１つが、遊星９の回転軸線と、日付ランナ１を駆動する駆動部材３の回転軸線と、衛星部１０、１１のそれぞれの回転軸線とを結ぶ直線とほぼ整列されるという原理である。

ロッカ７は、瞬時ジャンプカム４のばね作動曲線４ｂの端部を通過するや否や、このカム４とそれに固定された駆動部材３とを時計回り方向に急激に回転させる。このカム４の急激な回転は、カム４のピン４ａが係合する円弧形状の開口５ａによって可能になっている。この運動の際、月衛星ピニオン１１の５個の歯の１つに接触した修正フィンガ３ｂが駆動される。一方で、遊星部９と噛合する直径の大きな衛星部１０にこの衛星部１１を固定し、かつもう一方で、遊星部９の回転軸線と衛星部１０、１１の回転軸線との間に駆動部材３を配置しているため、修正フィンガ３ｂが衛星部１１を動かすと、この衛星部１１は、時計回り方向、すなわち駆動部材３と同じ方向に回転する。このギアセットは、「擬似パラドックス」と呼ぶことができ、修正フィンガ３ｂと衛星ピニオン１１との間の接触角を増大して運動の確実性を改善し、ジャンパ２が日付環１を逆方向に駆動してしまうことがなく、反対に、ジャンパ２が日付環１を時計回り方向に動かすことによって日付環の駆動を確実に完了するようにする。

この第１の駆動段階の終了時、日付機構の構成要素は、図３に例示した位置、すなわち日付環１が３１日まで１ステップ進んだ位置にある。第２の段階では、通常の駆動フィンガ３ａが動作を引き継いで２４時間毎に行っているようにディスクを動かし、次の月の「１」を鎖線内に示す位置の窓１３に送る。

明らかに、上記で説明した日付環を駆動する２つの段階は互いに中断なしに、瞬時ジャンプカム４の同じ角運動の中で継続するので、駆動の合計所要時間は百分の数秒に過ぎず、肉眼では感知できない。

１ヶ月の日数に応じて各月の月末に衛星ピニオン１１の５個の歯を正しい位置に配置するには、日付環の１回転に対応する衛星部の回転数を非整数にすることが必要なのは明らかである。しかし、この条件は十分ではない。

満たすべき第１の条件は、明らかに、月を表す衛星部１０が１２又は１２の倍数に対応する数の歯を有することである。１２個の歯を有するように設計したピッチでピニオン上に配置した５個の歯を備えている月衛星部に関しては、その５個の歯を、５つの連続ピッチステップで配置するか、３１日より少ない月が３１日ある月に続くのと同じ順序で月順に配置するか、又は逆の月順で配置する必要がある。

日数が３１日より少ない各月の３０日に、衛星ピニオンの５個の歯の１つが、衛星部１０、１１と、日付ランナ１を駆動する駆動部材３と、遊星部９とのそれぞれの回転軸線とほぼ整列されるようにする遊星部９の歯の数を計算する式を経験的に確立することが可能であった。この条件は、以下の式を使用して得られる全ての数又はその倍数について満たされる。
ｚ_ｉ＋１＝ｚ_ｉ＋３＋（−１）^ｉ、ただしｉ＝１，２，３，．．．、かつｚ_１＝５

修正フィンガ３ｂに対する月衛星部１１の可能な限り最も正確な角度位置決めを保証するため、衛星部１０と遊星部９とのそれぞれの歯の数はできるだけ多くなるよう選択し、衛星ピニオン１０と、ひいては５個の歯を有する月衛星ピニオン１１との角度遊びを小さくする。説明した例では、遊星は１２３個の歯を有し、衛星ピニオン１０は３６個の歯を有する。

上記の式を使用して選択する遊星部９の歯の数によっては、月衛星ピニオン１１の５個の歯は、図示した例のようにグループ化せずに、１つ又は２つのピッチステップに等しいギャップだけ離して分散させる必要があり、歯を離す間隔をピッチステップ１つ分とするか２つ分とするかは、日数が３１日より少ない月の後に続く３１日ある月が１つかそれとも６月と１１月の場合のように２つかに依る。この場合、日付ランナ１の１回転に対応する衛星部１０、１１の回転数は、衛星ピニオンが１年のうちの月の順序と同じ順序で並んでいるかそれとも逆の順序で並んでいるかに応じて、整数の回転数プラス１／１２回転、又は整数の回転数プラス１１／１２回転となる。

図４は、３１日ある月、この場合には、３月の月末の月衛星ピニオン１１の５つの歯の角位置を例示している。衛星ピニオンの５個の歯はどれも修正フィンガ３ｂの経路にないことが分かる。その結果、瞬時ジャンプロッカ７がカム４を介してフィンガ３ａ及び３ｂを回転させる時、フィンガ３ｂは衛星ピニオン１１の歯に遭遇せず、フィンガ３ａだけが日付環１を１ステップだけ駆動し、「３１」を窓１３に送る。

全ての構成要素を示す本実施形態の平面図である。 図２（ａ）は、１１月３０日における様々な構成要素の位置を示す、図１の一部を単純化した図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の鎖線の円Ａによって示した部分の拡大部分図である。 図３（ａ）は、３０日から３１日に修正した後だが１２月１日に移動する前の、１１月３０日における機構の構成要素の位置を示す、図２（ａ）と同様の図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の鎖線の円Ａによって示した部分の拡大部分図である。 ３月３０日における機構の構成要素の位置を示す、前の図と同様の図である。

符号の説明

１ 日付ランナ
３ 駆動部材
３ａ 駆動フィンガ
３ｂ 駆動フィンガ
９ 固定遊星トゥースセット
１０ 第２の衛星部
１１ 月衛星部

Claims (5)

1. 時計ムーブメント用年間日付機構において、
   ３１個の歯を有する日付ランナと、
   前記日付ランナのトゥースセットと噛合するジャンパと、
   回転ピンが前記日付ランナに固定されており、かつ日数が３１日より少ない月のため１２個の歯に対応するピッチのトゥースセットの５個の駆動歯を備えている、月衛星部と、
   前記日付ランナと同心で前記月衛星部と直接駆動関係にある固定遊星トゥースセットと、
   前記時計ムーブメントの時間ホイールと駆動関係にあり、かつ２つの駆動フィンガを備えている駆動部材とを備え、
   前記２つの駆動フィンガの中の第１の駆動フィンガが前記日付ランナのトゥースセットの経路と交差しており、前記２つの駆動フィンガの中の第２の駆動フィンガが、その回転軸線が前記遊星トゥースセットと前記駆動部材と前記日付ランナの回転軸線と整列される時に前記月衛星部のトゥースセットの経路と交差し、
   前記月衛星部が、それに固定されておりかつ同心で歯の数が１２の倍数に等しい第２の衛星部によって前記遊星トゥースセットに接続されており、かつ前記月衛星部及び前記第２の衛星部の各々のトゥースセットが噛合するトゥースセットのピッチ円に正接しているピッチ円上で動作し、前記遊星トゥースセットの歯の数ｚ_ｉは、以下の式
   ｚ_ｉ＋１＝ｚ_ｉ＋３＋（−１）^ｉ、ただしｉ＝１，２，３，．．．、かつｚ_１＝５
   によって得られる数又は前記数の倍数から選択されており、その結果、前記日付ランナの各回転が前記月衛星部及び前記第２の衛星部の非整数の回転数に対応するので、日数が３１日より少ない各月の３０日において、前記月衛星部の５個の歯の１つが、前記月衛星部及び前記第２の衛星部の軸線と前記遊星トゥースセットの軸線と前記日付ランナを駆動する前記駆動部材の軸線とほぼ整列され、前記第２のフィンガが前記月衛星部及び前記第２の衛星部を介したさらなるステップで前記日付ランナを駆動する、時計ムーブメント用年間日付機構。
2. 前記日付ランナを駆動する前記駆動部材の回転軸線が、前記月衛星部及び前記第２の衛星部と前記遊星トゥースセットとのそれぞれの回転軸線と整列される時、それらの回転軸線の間にある、請求項１に記載の日付機構。
3. 前記第２の衛星部が前記月衛星部の直径より大きな直径を有するので、前記月衛星部及び前記第２の衛星部が前記第２の駆動フィンガによって駆動される時、前記２つの衛星部の回転方向が前記第２のフィンガを有している駆動部材の回転方向と同じである、請求項１又は２に記載の日付機構。
4. 前記日付ランナは内側トゥースセットを備えている環である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の日付機構。
5. 前記駆動部材が、瞬時駆動装置によって前記時計ムーブメントの前記時間ホイールに接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の日付機構。

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