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特許6843191長い角ストロークを有するフレクシャーベアリングを備えた計時器用発振器
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6843191
(24)【登録日】2021年2月25日
(45)【発行日】2021年3月17日
(54)【発明の名称】長い角ストロークを有するフレクシャーベアリングを備えた計時器用発振器
(51)【国際特許分類】
G04B 17/04 20060101AFI20210308BHJP
G04B 17/20 20060101ALI20210308BHJP
G04B 15/14 20060101ALI20210308BHJP
【ＦＩ】
G04B17/04
G04B17/20
G04B15/14 Z
【請求項の数】18
【外国語出願】
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2019-124349(P2019-124349)
(22)【出願日】2019年7月3日
(65)【公開番号】特開2020-16644(P2020-16644A)
(43)【公開日】2020年1月30日
【審査請求日】2019年7月3日
(31)【優先権主張番号】18185138.7
(32)【優先日】2018年7月24日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】506425538
【氏名又は名称】ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(74)【代理人】
【識別番号】100064621
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 政樹
(72)【発明者】
【氏名】ジャンニ・ディ ドメニコ
(72)【発明者】
【氏名】ピエール・キュザン
(72)【発明者】
【氏名】ジャン−リュック・エルフェ
(72)【発明者】
【氏名】アレックス・ガンデルマン
(72)【発明者】
【氏名】パスカル・ウィンクレ
(72)【発明者】
【氏名】バティスト・イノー
(72)【発明者】
【氏名】ドミニク・レショー
(72)【発明者】
【氏名】オリヴィエ・マテー
(72)【発明者】
【氏名】ローラン・クランジェ
(72)【発明者】
【氏名】ジェローム・ファーヴル
【審査官】
榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１８−８１０９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
欧州特許出願公開第２９９８８００（ＥＰ，Ａ１）
【文献】
特表２０１７−５０３１５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１５／０２３４３５４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
欧州特許出願公開第３３２７５１５（ＥＰ，Ａ１）
【文献】
西独国特許出願公開第１６７３７５８（ＤＥ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０４Ｂ １／００ − ９９／００
Ｇ０４Ｃ １／００ − ９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プレートに直接的又は間接的に固定された第１の剛支持要素（４）と固体慣性要素（５）の間にフレクシャーベアリング機構（２００）を有する計時器用機械式発振器（１００）であって、
前記フレクシャーベアリング機構（２００）は、前記固体慣性要素（５）を支持し前記固体慣性要素を待機位置に戻すように構成している少なくとも２つの第１の可撓性細長材（３１、３２）を有し、
前記固体慣性要素（５）は、振動平面内において前記待機位置を中心に角振動するように構成しており、
前記２つの第１の可撓性細長材（３１、３２）は、互いに接触せず、前記振動平面上への射影において待機位置にて交差点（Ｐ）で交差し、
この交差点（Ｐ）の近傍で前記振動平面に垂直な前記固体慣性要素（５）の回転軸が通り、
前記フレクシャーベアリング機構には、互いに重なり合っている少なくとも１つの上側レベル（２８）及び少なくとも１つの下側レベル（２９）があり、
前記上側レベル（２８）には、上側支持体（４８）と前記固体慣性要素（５）の間に、射影において上側交差点（ＰＳ）で交差している、第１の上側細長材の方向（ＤＬ１Ｓ）に延在している少なくとも１つの上側主細長材（３１８）及び第２の上側細長材の方向（ＤＬ２Ｓ）に延在している少なくとも１つの上側副細長材（３２８）があり、
前記下側レベル（２９）には、下側支持体（４９）と前記固体慣性要素（５）の間に、射影において下側交差点（ＰＩ）で交差している、第１の下側細長材の方向（ＤＬ１Ｉ）に延在している少なくとも１つの下側主細長材（３１９）及び第２の下側細長材の方向（ＤＬ２Ｉ）に延在している少なくとも１つの下側副細長材（３２９）があり、
前記上側レベル（２８）と前記下側レベル（２９）にはそれぞれ、前記プレートと、前記上側支持体（４８）又は前記下側支持体（４９）の間に、振動平面において１つ又は２つの自由度の軸に沿った少なくとも１つの弾性接続を有する並進運動台（３０８、３０９）があり、
この弾性接続の剛性は、前記上側レベル及び前記下側レベルのいずれよりも低く、
これによって、前記上側レベルと前記下側レベルの間の相対的な並進運動が可能になり、そして、前記固体慣性要素（５）の側で前記可撓性細長材（３１、３２）の前記２つの埋め込み点の相対的位置を調整することによって、前記並進運動台（３０８、３０９）の剛性を変えることができ、異方性の調整をすることができる
ことを特徴とする機械式発振器（１００）。
前記フレクシャーベアリング機構（２００）は、前記固体慣性要素（５）を支持し前記固体慣性要素を待機位置に戻すように構成している少なくとも２つの第１の可撓性細長材（３１、３２）を有し、
前記固体慣性要素（５）は、振動平面内において前記待機位置を中心に角振動するように構成しており、
前記２つの第１の可撓性細長材（３１、３２）は、互いに接触せず、前記振動平面上への射影において待機位置にて交差点（Ｐ）で交差し、
この交差点（Ｐ）の近傍で前記振動平面に垂直な前記固体慣性要素（５）の回転軸が通り、
前記フレクシャーベアリング機構には、互いに重なり合っている少なくとも１つの上側レベル（２８）及び少なくとも１つの下側レベル（２９）があり、
前記上側レベル（２８）には、上側支持体（４８）と前記固体慣性要素（５）の間に、射影において上側交差点（ＰＳ）で交差している、第１の上側細長材の方向（ＤＬ１Ｓ）に延在している少なくとも１つの上側主細長材（３１８）及び第２の上側細長材の方向（ＤＬ２Ｓ）に延在している少なくとも１つの上側副細長材（３２８）があり、
前記下側レベル（２９）には、下側支持体（４９）と前記固体慣性要素（５）の間に、射影において下側交差点（ＰＩ）で交差している、第１の下側細長材の方向（ＤＬ１Ｉ）に延在している少なくとも１つの下側主細長材（３１９）及び第２の下側細長材の方向（ＤＬ２Ｉ）に延在している少なくとも１つの下側副細長材（３２９）があり、
前記上側レベル（２８）と前記下側レベル（２９）にはそれぞれ、前記プレートと、前記上側支持体（４８）又は前記下側支持体（４９）の間に、振動平面において１つ又は２つの自由度の軸に沿った少なくとも１つの弾性接続を有する並進運動台（３０８、３０９）があり、
この弾性接続の剛性は、前記上側レベル及び前記下側レベルのいずれよりも低く、
これによって、前記上側レベルと前記下側レベルの間の相対的な並進運動が可能になり、そして、前記固体慣性要素（５）の側で前記可撓性細長材（３１、３２）の前記２つの埋め込み点の相対的位置を調整することによって、前記並進運動台（３０８、３０９）の剛性を変えることができ、異方性の調整をすることができる
ことを特徴とする機械式発振器（１００）。
【請求項2】
前記振動平面内における１つ又は２つの自由度の軸に沿った、前記上側並進運動台（３０８）又は前記下側並進運動台（３０９）の前記弾性接続は、共通の平行な平面上への射影において前記フレクシャーベアリング機構の可撓性細長材の間で形成される角度の二等分線のＸ軸とＹ軸に沿った弾性接続である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項3】
前記２つの細長材の方向（ＤＬ１、ＤＬ２）は、前記振動平面に平行であり、かつ、互いの間に、待機位置において、前記振動平面上への射影において、頂角（α）を形成し、
前記交差点（Ｐ）の位置は、埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌによって定められ、
ここで、Ｄは、前記振動平面上への射影における前記第１の剛支持要素（４）における前記第１の細長材（３１、３２）の埋め込み点の１つと前記交差点（Ｐ）の間の距離であり、
Ｌは、前記振動平面上への射影における前記細長材（３１、３２）の全長であり、
待機位置における前記発振器（１００）の重心は、オフセット（ε）の分、前記交差点（Ｐ）から離れており、
このオフセット（ε）は、前記振動平面上への射影における前記細長材（３１、３２）の前記全長Ｌの１２〜１８％であり、
前記埋め込み点比Ｄ／Ｌの値は、０〜１であり、
前記頂角（α）は、６０°以下であり、
各第１の可撓性細長材（３１、３２）における前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．１５〜０．８５である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
前記交差点（Ｐ）の位置は、埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌによって定められ、
ここで、Ｄは、前記振動平面上への射影における前記第１の剛支持要素（４）における前記第１の細長材（３１、３２）の埋め込み点の１つと前記交差点（Ｐ）の間の距離であり、
Ｌは、前記振動平面上への射影における前記細長材（３１、３２）の全長であり、
待機位置における前記発振器（１００）の重心は、オフセット（ε）の分、前記交差点（Ｐ）から離れており、
このオフセット（ε）は、前記振動平面上への射影における前記細長材（３１、３２）の前記全長Ｌの１２〜１８％であり、
前記埋め込み点比Ｄ／Ｌの値は、０〜１であり、
前記頂角（α）は、６０°以下であり、
各第１の可撓性細長材（３１、３２）における前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．１５〜０．８５である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項4】
各細長材（３１、３２）は、アスペクト比ＲＡ＝Ｈ／Ｅを有し、
ここで、Ｈは、前記振動平面及び前記長さＬに沿った前記細長材（３１、３２）の長手方向の両方に垂直な前記細長材（３１、３２）の高さであり、
Ｅは、前記長さＬに沿った前記細長材（３１、３２）の長手方向に垂直な前記振動平面内における前記細長材（３１、３２）の厚みであり、
前記アスペクト比ＲＡ＝Ｈ／Ｅは、各細長材（３１、３２）において１０未満であり、
前記可撓性細長材（３１、３２）の総数は、厳密に２よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
ここで、Ｈは、前記振動平面及び前記長さＬに沿った前記細長材（３１、３２）の長手方向の両方に垂直な前記細長材（３１、３２）の高さであり、
Ｅは、前記長さＬに沿った前記細長材（３１、３２）の長手方向に垂直な前記振動平面内における前記細長材（３１、３２）の厚みであり、
前記アスペクト比ＲＡ＝Ｈ／Ｅは、各細長材（３１、３２）において１０未満であり、
前記可撓性細長材（３１、３２）の総数は、厳密に２よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項5】
当該発振器（１００）は、第１の細長材の方向（ＤＬ１）に延在している、主細長材（３１）である、前記第１の細長材を第１の数Ｎ１有し、
第２の細長材の方向（ＤＬ２）に延在している、副細長材（３２）である、前記第１の細長材を第２の数Ｎ２有し、
前記第１の数Ｎ１と前記第２の数Ｎ２はそれぞれ、２以上である
ことを特徴とする請求項４に記載の機械式発振器（１００）。
第２の細長材の方向（ＤＬ２）に延在している、副細長材（３２）である、前記第１の細長材を第２の数Ｎ２有し、
前記第１の数Ｎ１と前記第２の数Ｎ２はそれぞれ、２以上である
ことを特徴とする請求項４に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項6】
前記第１の数Ｎ１は、前記第２の数Ｎ２と等しい
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項7】
当該発振器は、第１の細長材の方向（ＤＬ１）に延在している１つの前記主細長材（３１）と第２の細長材の方向（ＤＬ２）に延在している１つの前記副細長材（３２）によって形成された少なくとも１つの対を有し、
各対において、前記主細長材（３１）は、向きを除いて前記副細長材（３２）と同一である
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
各対において、前記主細長材（３１）は、向きを除いて前記副細長材（３２）と同一である
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項8】
当該発振器は、第１の細長材の方向（ＤＬ１）に延在している１つの前記主細長材（３１）と第２の細長材の方向（ＤＬ２）に延在している１つの前記副細長材（３２）によって構成している前記対のみを有しており、
各対において、前記主細長材（３１）は、向きを除いて前記副細長材（３２）と同一である
ことを特徴とする請求項７に記載の機械式発振器（１００）。
各対において、前記主細長材（３１）は、向きを除いて前記副細長材（３２）と同一である
ことを特徴とする請求項７に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項9】
当該発振器は、第１の細長材の方向（ＤＬ１）に延在している１つの前記主細長材（３１）と第２の細長材の方向（ＤＬ２）に延在している複数の前記副細長材（３２）によって形成された少なくとも１つの細長材群を有し、
各細長材群において、前記主細長材（３１）の弾性的ふるまいは、向きを除いて前記複数の副細長材（３２）に起因する弾性的ふるまいと同一である
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
各細長材群において、前記主細長材（３１）の弾性的ふるまいは、向きを除いて前記複数の副細長材（３２）に起因する弾性的ふるまいと同一である
ことを特徴とする請求項５に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項10】
前記振動平面に平行な前記２つの細長材の方向（ＤＬ１、ＤＬ２）は、これらの細長材の間に、前記振動平面上への射影において、待機位置において、頂角αを形成し、
前記交差点（Ｐ）の位置は、埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌによって定められ、
ここで、Ｄは、前記振動平面上への射影における前記第１の剛支持要素（４）における前記第１の細長材（３１、３２）の埋め込み点の１つと前記交差点（Ｐ）の間の距離であり、
Ｌは、前記振動平面上への射影における長手方向に沿った前記細長材（３１、３２）の全長であり、
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．１５〜０．４９又は０．５１〜０．８５である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
前記交差点（Ｐ）の位置は、埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌによって定められ、
ここで、Ｄは、前記振動平面上への射影における前記第１の剛支持要素（４）における前記第１の細長材（３１、３２）の埋め込み点の１つと前記交差点（Ｐ）の間の距離であり、
Ｌは、前記振動平面上への射影における長手方向に沿った前記細長材（３１、３２）の全長であり、
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．１５〜０．４９又は０．５１〜０．８５である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項11】
前記頂角（α）は、５０°以下であり、
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．２５〜０．７５である
ことを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．２５〜０．７５である
ことを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項12】
前記頂角（α）は、４０°以下であり、
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．３０〜０．７０である
ことを特徴とする請求項１１に記載の機械式発振器（１００）。
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．３０〜０．７０である
ことを特徴とする請求項１１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項13】
前記頂角（α）は、３５°以下であり、
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．４０〜０．６０である
ことを特徴とする請求項１２に記載の機械式発振器（１００）。
前記埋め込み点比（Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２）は、０．４０〜０．６０である
ことを特徴とする請求項１２に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項14】
前記頂角（α）は、３０°以下である
ことを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
ことを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項15】
前記頂角（α）及び前記埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌは、関係、
h1(D/L)＜α＜h2(D/L)
を満たし、ここで、
0.2≦Ｘ＜0.5において、
h1(X)＝116−473*(X＋0.05)＋3962*(X＋0.05)3−6000*(X＋0.05)4、
h2(X)＝128−473*(X−0.05)＋3962*(X−0.05)3−6000*(X−0.05)4、
0.5＜Ｘ≦0.8において、
h1(X)＝116−473*(1.05−X)＋3962*(1.05−X)3−6000*(1.05−X)4、
h2(X)＝128−473*(0.95−X)＋3962*(0.95−X)3−6000*(0.95−X)4
であることを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
h1(D/L)＜α＜h2(D/L)
を満たし、ここで、
0.2≦Ｘ＜0.5において、
h1(X)＝116−473*(X＋0.05)＋3962*(X＋0.05)3−6000*(X＋0.05)4、
h2(X)＝128−473*(X−0.05)＋3962*(X−0.05)3−6000*(X−0.05)4、
0.5＜Ｘ≦0.8において、
h1(X)＝116−473*(1.05−X)＋3962*(1.05−X)3−6000*(1.05−X)4、
h2(X)＝128−473*(0.95−X)＋3962*(0.95−X)3−6000*(0.95−X)4
であることを特徴とする請求項１０に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項16】
前記可撓性細長材はまっすぐな細長材である
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
ことを特徴とする請求項１に記載の機械式発振器（１００）。
【請求項17】
請求項１に記載の機械式発振器（１００）を少なくとも１つ有する
ことを特徴とする計時器用ムーブメント（１０００）。
ことを特徴とする計時器用ムーブメント（１０００）。
【請求項18】
請求項１７に記載の計時器用ムーブメント（１０００）を少なくとも１つ有する
ことを特徴とする腕時計（２０００）。
ことを特徴とする腕時計（２０００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第１の剛支持要素と固体慣性要素の間にフレクシャーベアリングを有する計時器用機械式発振器に関する。前記フレクシャーベアリングは、前記固体慣性要素を支持し前記固体慣性要素を待機位置に戻すように構成している少なくとも２つの第１の可撓性細長材を有し、前記固体慣性要素は、振動平面内において前記待機位置を中心に角振動するように構成しており、前記２つの第１の可撓性細長材は、互いに接触せず、前記振動平面上への射影において待機位置にて交差点で交差し、この交差点で又はその近傍で前記振動平面に垂直に前記固体慣性要素の回転軸が通り、前記第１の剛支持要素と前記固体慣性要素における前記第１の可撓性細長材の埋め込み点は、前記振動平面に平行な少なくとも２つの細長材の方向を定める。
【0002】
本発明は、さらに、少なくとも１つのこのような機械式発振器を有する計時器用ムーブメントに関する。
【0003】
本発明は、さらに、このような計時器用ムーブメントを有する腕時計に関する。
【0004】
本発明は、可動要素を保持し戻す機能を行う可撓性細長材を備えたベアリングを有する計時器用の機械式発振器の分野に関する。
【背景技術】
【0005】
ケイ素や酸化ケイ素のような微細機械加工可能な材料を加工するためのＭＥＭＳ、ＬＩＧＡのようなプロセスによって、計時器用機械式発振器において、フレクシャーベアリング、特に、可撓性細長材を有するもの、を使用することが可能になった。このようなプロセスは、時間が経過しても弾性特性が一定であり、温度や湿気のような外部物質の影響を受けにくい部品を非常に再現性よく製造することを可能にする。特に、同じ出願人による欧州特許出願EP1419039やEP16155039に開示されているようなフレクシャーピボットは、伝統的なバランスピボット及び通常これに関連づけられるバランスばねを置き換えることができる。また、ピボット摩擦をなくすことによって、発振器のクオリティーファクターＱを相当に大きくすることができる。しかし、フレクシャーピボットには、一般的に、約１０〜２０°の限定された角ストロークしかない。この値は、バランス／バランスばねの振幅が通常３００°であることと比べると非常に低く、このことは、これらのフレクシャーピボットを、適切に動作するために角ストロークが大きいことを必要とする、伝統的なエスケープ機構、特に、スイス式レバーのような通常の止めメンバー、と直接組み合わせることができないことを意味している。
【0006】
２０１６年９月２８日及び２９日にスイスのモントルーで開催された国際クロノメトリー会議（International Chronometry Congress）において、M. H. Kahrobaiyanのチームは、まず、論文「Gravity insensitive flexure pivots for watch oscillators」において、この角ストロークの増加について扱っている。しかし、この複雑な手法では等時性を達成できないように考えられる。
【0007】
同じ出願人、Swatch GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT Ltdによる欧州特許出願EP3035127A1は、少なくとも２つの振動する可動部品を有する音叉によって形成される少なくとも１つの共振器を備えたタイムベースを有する計時器用発振器を開示している。これらの可動部品は、フレキシブル要素によって前記発振器に設けられた接続要素に固定され、このフレキシブル要素の幾何学的構成は、前記接続要素に対して所定の位置にある仮想回転軸を決める。各可動部は、前記仮想回転軸のまわりを振動し、待機位置において前記可動部の重心はその仮想回転軸と一致する。少なくとも１つの前記可動部に対して、前記フレキシブル要素は、互いから離れて２つの平行な平面内にて延在している交差している弾性細長材によって形成されており、これらの弾性細長材は、前記平行な平面の１つ上への射影において、対応する可動部の前記仮想回転軸において交差するような向きを有する。
【0008】
ＧＲＩＢによる米国特許出願US3628781Aは、二重カンチレバー構造の形態である音叉を開示している。これは、固定基準面に対する可動要素の対の回転運動を目立たせる。この固定基準面には、少なくとも２つの弾性的に同様な細長い曲げ可能な部分を有する第１の弾性変形可能な本体と、第２の弾性変形可能な本体と、及び堅固に固定する手段とがある。各曲げ可能な部分の両端はそれぞれ、前記可動要素の大きくなっている堅固な部分と一体化されており、その第１の堅固な部分は、基準面を定めるように固定されており、第２の堅固な部分は、第１の堅固な部分に対する目立つ回転運動をするように弾性的に支持され、前記第２の弾性変形可能な本体は、第１の弾性変形可能な本体と実質的に同一である。前記堅固に固定する手段は、音叉構造を与えるように離れているように前記弾性変形可能な本体の第１の堅固な部分を堅固に固定する。前記音叉の各枝には、前記弾性変形可能な本体の１つの自由端がある。
【0009】
同じ出願人のSwatch GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT Ltdによる欧州特許出願EP3324247A1は、ムーブメントのメインプレートに固定されたりメインプレートを形成したりするように構成している機械式腕時計用ムーブメントのための細長材共振器を開示している。この共振器は、メインプレートに固定されていたりメインプレートを形成したりするように構成している固定構造を有しており、このメインプレートの固定構造に対して、少なくとも１つの慣性要素が振動及び／又は発振するように構成しており、この共振器は、少なくとも１つの弾性細長材を有しており、この弾性細長材は、第１の端における、固定構造上に配置された第１のアンカー点と、第２の端における、少なくとも１つの慣性要素上に配置された第２のアンカー点との間に延在している。この細長材は、実質的に主平面内にて振動するように構成している。この細長材は、主平面内における慣性要素のためのベアリングを形成する。共振器１０００は、自身が備える細長材を衝撃から保護するために、第１のアンカー点及び／又は第２のアンカー点上にて、衝撃を受けたときに損傷しないように各細長材を保護するように構成している少なくとも１つの平坦な衝撃対策デバイスを有する。この平坦な衝撃対策デバイスは、前記主平面内における予応力の力でプリロードされ所定の安全応力値にセットされた少なくとも第１のフレキシブル要素を有する。
【0010】
PATEK PHILIPPEによる欧州特許出願EP2998800A2は、少なくとも第１の弾性細長材によって接続している第１の堅固な部分と第２の堅固な部分を定める第１のモノリシック部品と、及び少なくとも第２の弾性細長材によって接続している第３の堅固な部分と第４の堅固な部分を定める第２のモノリシック部品とを有する、フレキシブルなピボットを備えた計時器用部品を開示している。この第１及び第２のモノリシック部品は、互いに組み付けられ、第１及び第３の堅固な部分は、互いに一体化されており、第２及び第４の堅固な部分は、互いに一体化されている。前記少なくとも１つの第１の弾性細長材及び少なくとも１つの第２の弾性細長材は、接触せずに交差し、第１及び第３の堅固な部分に対する第２及び第４の堅固な部分のための仮想回転軸を定める。この部品は、第２及び第４の堅固な部分と一体化されているベアリングを備え、このベアリングは、前記仮想回転軸とは異なり前記仮想回転軸と実質的に平行である軸のまわりを動く要素の回転をガイドするように意図されている。
【0011】
スイスのETA Manufacture Horlogereによる欧州特許出願EP3130966A1は、少なくとも１つのバレルと、このバレルによって一端において駆動されるギヤ車群と、及び計時器用ムーブメント用のバランス／バランスばね及び帰還システムの形態である共振器を備えるローカル発振器のエスケープ機構とを有する機械式計時器用ムーブメントを開示している。エスケープ機構は、前記ギヤ車群の他端にて駆動される。前記帰還システムは、２つの発振器のレートを比較するためにレートコンパレーターと組み合わさった少なくとも１つの精密基準発振器と、及び前記レートコンパレーターにおける比較の結果に基づいて共振器を減速させたり加速させたりするようにローカル発振器共振器を調整する機構とを有する。
【0012】
ETA SA Manufacture Horlogere Suisseによるスイス特許出願CH709536A2は、プレートに対して少なくとも回転運動をするようにマウントされギヤ列を介して駆動トルクを受けるように構成しているエスケープ車と、及び第１の弾性戻し手段によって前記プレートに接続される第１の剛構造を有する第１の発振器とを備える計時器調整機構を開示している。この調整機構は、第２の弾性戻し手段によって前記第１の剛構造に接続される第２の剛構造を有する第２の発振器を有しており、これは、前記エスケープ車が備える相補的なベアリング手段と連係するように構成しているベアリング手段を有しており、これによって、前記第１の発振器と前記第２の発振器が前記ギヤ列と同期する。
【0013】
同じ出願人による欧州特許出願ＥＰ１７１８３６６６を参照によって本明細書に組み入れる。これは、角ストロークが大きいピボットを開示している。細長材の間の角度を約２５〜３０°にし、交差点がそれらの細長材の長さの約４５％の位置にあることによって、（４０°以上までにわたる）大きな角ストロークにわたって良好な等時性と姿勢の影響を受けない性質を同時に達成することができる。良好な面外剛性を維持しつつ、角ストロークを最大限にするために、細長材は薄く長くされる。アスペクト比、すなわち、細長材の厚みに対する高さの比、の値を用いることは、理論的に有利である。しかし、実際上、アンチクラスティックな曲がりの現象にしばしば遭遇する。この現象は、性能に悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明は、角ストロークが既存のエスケープ機構に対応することができ、いずれかの変形が発生しても通常の形態でふるまうような、フレクシャーベアリングを備えた機械式発振器を開発することを提案するものである。
【0015】
回転式フレクシャーベアリングを備えたこの共振器には、以下の性質がなければならない。− 高いクオリティーファクターＱ
− 大きな角ストローク
− 良好な等時性
− 空間における姿勢の影響を受けない性質が高いこと
【0016】
フレクシャーベアリングにおいて細長材が振動平面に平行な平面内における射影において交差しており、これらの細長材が固定質量体と可動質量体を連結しているような特定の場合を考えると、ピボットの可能な角ストロークθは、関係Ｘ＝Ｄ／Ｌに依存する。ここで、Ｄは、固定質量体における細長材の埋め込み点と交差点の距離であり、Ｌは、同じ細長材の２つの反対側の埋め込み点の間の長手方向の全長である。M. H. Kahrobaiyanのチームの前記の仕事は、ここでは９０°である交差点における所与の頂角αを有する所与の細長材の対に対して、前記の可能な角ストロークθが、Ｘ＝Ｄ／Ｌ＝０．５で最大であり、実質的に対称的な曲線で急に減少してこの値から離れることを示している。しかし、このようなＸ＝Ｄ／Ｌ＝０．５、かつ、α＝９０°である交差細長材ピボットは、等時性を与えない。
【0017】
したがって、本発明によって、等時性のピボット及び各細長材のアスペクト比の最適値を得るために、細長材の交差点における頂角αの値と比Ｘ＝Ｄ／Ｌの値との間の有利な組み合わせの範囲を探す。
【課題を解決するための手段】
【0018】
このために、本発明は、請求項１に記載の機械式発振器に関する。
【0019】
より詳細には、本発明は、以下の２つの不等式を同時に満たすピボットを有する等時性の発振器を得ることができることを示している。0.15≦（Ｘ＝Ｄ／Ｌ）≦0.85、かつ、α≦６０°
【0020】
当然、α＝０°であるような構成は除外される。なぜなら、射影において細長材どうしが交差しておらず、互いに平行であるからである。
【0021】
本発明は、さらに、少なくとも１つのこのような機械式発振器を有する計時器用ムーブメントに関する。
【0022】
本発明は、さらに、このような計時器用ムーブメントを有する腕時計に関する。
【0023】
添付図面を参照しながら下記の詳細な説明を読むことで、本発明の他の特徴及び利点を理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】細長い形の剛支持要素を有する機械式発振器の第１の変種の概略斜視図である。この剛支持要素によって、当該発振器がムーブメントのプレートに取り付けられ、この発振器には、２つの第１の別個の可撓性細長材によって固体慣性要素が懸架されている。これらの２つの可撓性細長材は、この慣性要素の振動平面上への射影において交差しており、この慣性要素は、標準的なエスケープ車を備えた伝統的なスイス式レバーエスケープと連係する。
【図5】横軸が比Ｘ＝Ｄ／Ｌ、縦軸が可撓性細長材の交差点の頂角であるグラフである。Ｄは、固定質量体における細長材の埋め込み点と交差点の間の距離であり、Ｌは、同じ細長材の２つの反対側の埋め込み点の間の全長Ｌであり、このグラフは、破線で示した２つの上側及び下側曲線を定め、これらの破線曲線は、等時性を達成するために許容可能な領域をこれらの曲線のパラメーターの間に拘束し、実線曲線は、有利な値に対応するものである。
【図6】図１と同様な形態で、機械式発振器の第２の変種を示している。細長い形の剛支持要素は、固定構造に対しても動くことができ、第１の可撓性細長材と同様な形態で構成している第２の可撓性細長材群によって第３の剛体要素によって担持されている。また、第２の慣性要素は、伝統的なエスケープ機構（図示せず）と連係するように構成している。
【図9】このような共振器を備えたムーブメントを有する腕時計を表しているブロック図である。
【図10】固定構造と慣性要素の間で射影において交差している可撓性細長材を備えたベアリングの概略斜視図である。
【図12】図１０と同様な形態で、弾性戻しの点で図１１の理論的なベアリングと等しいが細長材の数が多いようなフレクシャーベアリングを示している。各細長材のアスペクト比は１０未満である。この変種において、２つの第１のタイプの基本的な細長材が、第１の方向にて重なり合っており射影において交差しており、２つの第２のタイプの基本的な細長材も重なり合っており第２の方向に延在している。
【図14】図１２と同様な形態で、４つの細長材が第１の方向の２つの第１のタイプの基本的な細長材を含む別のフレクシャーベアリングを示している。これらの細長材の両側には、重なり合っており第２の方向に延在している２つの第２のタイプの基本的な細長材があり、フランク構成となっている。
【図17】図１４と同様な形態で、別のフレクシャーベアリングを示している。これにおいて、８つの細長材において第１及び第２の重なり合いがあり、第１の方向の２つの第１のタイプの基本的な細長材が、重なり合っており第２の方向に延在している４つの第２のタイプの基本的な細長材の両側にあり、フランク構成となっている。
【図18】図１２と同様な形態で、奇数の個数の細長材を備えた別のフレクシャーベアリングを示している。これにおいて、５つの細長材において、第１の方向の２つの第１のタイプの基本的な細長材が、重なり合っており第２の方向に延在している第２のタイプの３つの基本的な細長材の両側にあり、フランク構成となっている。
【図23】同じ平面内に戻っておりこの場合に上側レベルと下側レベルであるいくつかのサブユニットに分かれているこのようなフレクシャーベアリングを備えた発振器の上側部分及び下側部分を概略的に示している。並進運動台が、固定支持体と慣性要素の方への細長材の支持点の間に挿入されており、これらの並進運動台は、細長材の射影の方向への二等分線の方向Ｘ及びＹにおける弾性フレクシャーベアリングを有する。
【図25】並進運動台の他の変種を示している。
【図28】この場合に上側レベルと下側レベルである２つのサブユニットにフレクシャーベアリングが分かれている発振器の上側部分と下側部分の概略側面図である。並進運動台が固定支持体と慣性要素の方への上側細長材の上側支持点の間に挿入されている。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明は、プレート９００に直接的又は間接的に固定された少なくとも１つの剛支持要素４と固体慣性要素５を有する計時器用機械式発振器１００に関する。この発振器１００は、剛支持要素４と固体慣性要素５の間に、フレクシャーベアリング機構２００を有する。このフレクシャーベアリング機構は、固体慣性要素５を支持しその慣性要素５を待機位置に戻すように構成している少なくとも２つの第１の可撓性細長材３１、３２を有する。この固体慣性要素５は、前記待機位置を中心として振動平面内にて角振動するように構成している。
【0026】
２つの第１の可撓性細長材３１及び３２は、互いに接触せず、待機位置において、振動平面上への射影において、交差点Ｐで交差する。この交差点Ｐ又はそのすぐ近くを、固体慣性要素５の回転軸が振動平面に垂直に通る。以下に記載する幾何学的な要素はすべて、特に別の言及をしていなければ、止められた発振器の待機位置にあるものと考えるべきである。
【0027】
図１〜４は、２つの第１の可撓性細長材３１、３２によって接続された剛支持要素４と固体慣性要素を備える第１の変種を示している。
【0028】
剛支持要素４と第２の固体慣性要素５における第１の可撓性細長材３１、３２の埋め込み点が、振動平面に平行な少なくとも２つの細長材の方向ＤＬ１、ＤＬ２を定め、これらの細長材の方向ＤＬ１、ＤＬ２の間に、振動平面上への射影において、頂角αが形成される。
【0029】
交差点Ｐの位置は、埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌによって定められる。ここで、Ｄは、振動平面上への射影における第１の剛支持要素４における第１の細長材３１、３２の埋め込み点の１つと交差点Ｐとの間の距離であり、Ｌは、振動平面上への射影における対応する細長材３１、３２の全長である。また、埋め込み点比Ｄ／Ｌの値は０〜１であり、頂角αは７０°以下である。
【0030】
好ましくは、頂角αは６０°以下であり、同時に、各第１の可撓性細長材３１、３２に対して、埋め込み点比Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２は、０．１５〜０．８５である。
【0031】
具体的には、図２〜４に示しているように、待機位置にある発振器１００の重心は、振動平面上への射影における細長材３１、３２の全長Ｌの１０〜２０％であるオフセットεの分、交差点Ｐから離れている。特に、オフセットεは、振動平面上への射影における細長材３１、３２の全長Ｌの１２〜１８％である。
【0032】
特に、図に示しているように、第１の細長材３１、３２及びそれらの埋め込み点は一緒に、振動平面上への射影において、交差点Ｐを通り抜ける対称軸ＡＡに対して対称的なピボット１を定める。
【0033】
特に、振動平面上への射影においてピボット１が待機位置にて対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５の重心はピボット１の対称軸ＡＡ上に位置する。射影において、この重心は、交差点Ｐと一致することもあり、一致しないこともある。
【0034】
特に、図２〜４に示しているように、固体慣性要素５の重心は、固体慣性要素５の回転軸に対応する交差点Ｐから非ゼロの距離離れて位置している。
【0035】
具体的には、振動平面上への射影において、固体慣性要素５の重心は、ピボット１の対称軸ＡＡ上に位置しており、交差点Ｐから非ゼロの距離離れて位置している。この距離は、振動平面上への射影における細長材３１、３２の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0036】
特に、第１の細長材３１及び３２は、まっすぐな細長材である。
【0037】
特に、頂角αは、５０°以下であり、又は４０°以下であり、又は３５°以下であり、又は３０°以下である。
【0038】
特に、図５に示しているように、埋め込み点比Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２は、０．１５〜０．４９又は０．５１〜０．８５である。
【0039】
変種の１つ、特に、図５の実施形態において、頂角αは５０°以下であり、埋め込み点比Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２は、０．２５〜０．７５である。
【0040】
変種の１つ、特に、図５の実施形態において、頂角αは４０°以下であり、埋め込み点比Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２は、０．３０〜０．７０である。
【0041】
変種の１つ、特に、図５の実施形態において、頂角αは３５°以下であり、埋め込み点比Ｄ１／Ｌ１、Ｄ２／Ｌ２は、０．４０〜０．６０である。
【0042】
好ましくは、図５に示しているように、頂角α及び埋め込み点比Ｘ＝Ｄ／Ｌは、以下の関係を満たす。h1(D/L)＜α＜h2(D/L)、
ここで、0.2≦Ｘ＜0.5に対して、
h1(X)＝116−473*(X＋0.05)＋3962*(X＋0.05)3−6000*(X＋0.05)4、
h2(X)＝128−473*(X−0.05)＋3962*(X−0.05)3−6000*(X−0.05)4、
0.5＜Ｘ≦0.8に対して、
h1(X)＝116−473*(1.05−X)＋3962*(1.05−X)3−6000*(1.05−X)4、
h2(X)＝128−473*(0.95−X)＋3962*(0.95−X)3−6000*(0.95−X)4
である。
【0043】
特に、図に示している実施形態（これに限定されない）において、第１の可撓性細長材３１及び３２は、同じ長さＬ及び同じ距離Ｄを有する。
【0044】
特に、これらの第１の可撓性細長材３１及び３２は、それらの埋め込み点の間で、同一である。
【0045】
図６〜８は、機械式発振器１００の第２の変種を示しており、剛支持要素４は、発振器１００が備える固定構造に対して直接的又は間接的に動くことができ、第１の可撓性細長材３１、３２と同様な形態で構成している２つの第２の可撓性細長材３３、３４を介して第３の剛体要素６によって担持される。
【0046】
特に、図に示している実施形態（これに限定されない）において、振動平面上への射影において、第１の可撓性細長材３１、３２と第２の可撓性細長材３３、３４は同じ交差点Ｐで交差する。
【0047】
別の特定の実施形態（図示せず）において、待機位置にて、振動平面上への射影において、第１の可撓性細長材３１、３２と第２の可撓性細長材３３、３４は、ピボット１が対称軸ＡＡに対して対称である場合、両方ともピボット１の対称軸ＡＡ上に位置している２つの別個の点にて交差する。
【0048】
特に、剛支持要素４と第３の剛体要素６における第２の可撓性細長材３３、３４の埋め込み点は、振動平面に平行である２つの細長材の方向を定め、それらの間に、振動平面上への射影において、第１の可撓性細長材３１、３２の頂角αと同じ二等分線の頂角を形成する。特に、第２の可撓性細長材３３、３４のこれらの２つの方向は、第１の可撓性細長材３１、３２と同じ頂角αを有する。
【0049】
特に、図に示した例（これに限定されない）におけるように、第２の可撓性細長材３３、３４は、第１の可撓性細長材３１、３２と同一である。
【0050】
特に、振動平面上への射影において、ピボット１が待機位置にて対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５の重心はピボット１の対称軸ＡＡ上に位置する。
【0051】
同様に、特に、ピボット１が待機位置にて対称軸ＡＡに対して対称であれば、剛支持要素４の重心は振動平面上への射影においてピボット１の対称軸ＡＡ上に位置する。
【0052】
特定の変種において、振動平面上への射影において、待機位置にてピボット１が対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５の重心及び剛支持要素４の重心の両方がピボット１の対称軸ＡＡ上に位置する。特に、ピボット１の対称軸ＡＡ上への射影において、固体慣性要素５の重心と剛支持要素４の重心は一致する。
【0053】
このような重なり合っているピボットに対応する図に示している特定の構成においては、振動平面上への射影において、第１の可撓性細長材３１、３２と第２の可撓性細長材３３、３４は、同じ交差点Ｐにて交差し、この交差点Ｐは、さらに、前記射影における固体慣性要素５の重心に対応しており又は少なくとも可能な限り近くにある。特に、この同じ点は、剛支持要素４の重心の射影にも対応している。特に、この同じ点は、さらに、発振器１００全体の重心の射影に対応している。
【0054】
この重なり合っているピボット構成の特定の変種において、ピボット１が振動平面上への射影において待機位置にて対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５の重心は、ピボット１の対称軸ＡＡ上であって固体慣性要素５の回転軸に対応する交差点から非ゼロの距離離れている位置にあり、この非ゼロの距離は、図２〜４のオフセットεと同様なオフセットで、振動平面上への射影における細長材３３、３４の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0055】
同様に、特に、ピボット１が対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５の重心は、振動平面上への射影において、ピボット１の対称軸ＡＡ上であって剛支持要素４の回転軸に対応する交差点から非ゼロの距離離れた位置にあり、この非ゼロの距離は、振動平面上への射影における細長材３１、３２の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0056】
同様に、特に、ピボット１が対称軸ＡＡに対して対称であれば、剛支持要素４の重心は、振動平面上への射影において、ピボット１の対称軸ＡＡ上であって固体慣性要素５の回転軸に対応する交差点Ｐから非ゼロの距離離れた位置にある。具体的には、この非ゼロの距離は、振動平面上への射影における細長材３３、３４の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0057】
同様に、特に、ピボット１が対称軸ＡＡに対して対称であれば、剛支持要素４の重心は、振動平面上への射影において、ピボット１の対称軸ＡＡ上であって剛支持要素４の回転軸に対応する交差点から非ゼロの距離離れた位置にあり、この非ゼロの距離は、振動平面上への射影における細長材３１、３２の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0058】
同様に、特に、剛支持要素４の重心は、ピボット１の対称軸ＡＡ上であって交差点Ｐから非ゼロの距離離れた位置にあり、この非ゼロの距離は、振動平面上への射影における細長材３３、３４の全長Ｌの０．１〜０．２倍である。
【0059】
特に、図の変種に示しているように、ピボット１が振動平面上への射影において対称軸ＡＡに対して対称であれば、発振器１００の重心は、待機位置にて対称軸ＡＡ上に位置する。
【0060】
特に、ピボット１が対称軸ＡＡに対して対称であれば、固体慣性要素５は、ピボット１の対称軸ＡＡの方向に長くなっている。これは、例えば、図１〜４の場合である。これにおいては、慣性要素５に基礎部があり、この基礎部に、いくつかのリム区画が設けられた長いアーム又は円弧状の慣性ブロックを有する伝統的なバランスが固定されている。目標は、ピボットの対称軸のまわりの外的な角加速度の影響を最小限にすることである。なぜなら、角度αが小さいので細長材の前記対称軸のまわりの回転剛性が低いからである。
【0061】
本発明は、ＭＥＭＳ、ＬＩＧＡ又は同様のプロセスによって、細長材、そして、それらが連結する固体の部品が、モノリシック成形された態様に非常に適している。これらは、微細機械加工可能又は少なくとも部分的にアモルファスな材料によって作られる。具体的には、ケイ素の態様の場合には、発振器１００は、好ましくは、フレキシブルなケイ素製細長材に二酸化ケイ素を付加することによって温度補償される。変種の１つにおいて、細長材は、溝内に埋め込まれることなどによって、組み付けられることができる。
【0062】
図６〜９の場合におけるように、直列構成の２つのピボットがあれば、望まない運動が互いに相殺するように構成が選ばれる場合に、重心を回転軸上に位置させることができる。これは、有利な変種（これに限定されない）を構成する。しかし、このような構成を選ぶことは必要ではなく、このような発振器は、重心を回転軸上に位置させる必要性なしに、２つのピボットが直列構成で機能する。もちろん、図示した実施形態は、特定の幾何学的なアライメント又は対称構成に対応しているが、異なる、又は異なる交差点を有する、又は重心がアライメントから外れている、２つのピボットを一方が他方の上になるように配置したり、あるいはバランスの振幅をさらに増加させるように中間質量体を有するように、直列構成の細長材のセットの数を多くしたりすることができる。
【0063】
図示した変種において、回転軸、細長材の交差点及び重心はすべて、共面である。これは、特定の有利な場合であり、これに限定されない。
【0064】
このようにして、以下のように大きな角ストロークを得ることができることがわかるであろう。いずれの場合にも角ストロークを３０°よりも大きくすることができ、５０°や６０°に達するようにすることもできる。このことによって、スイス式レバー、移動止め、同軸などのすべての通常のタイプの機械式エスケープの組み合わせに対応できるようになる。
【0065】
また、細長材の高アスペクト比値の理論的な使用と等価な実際的な手法を決めることが課題となる。
【0066】
このために、単一の細長材の代わりに、組み合わさったふるまいが等価であり各基本的な細長材がアスペクト比をしきい値までに制限されるような複数の基本的な細長材によって置き換えることによって、細長材を長手方向にて分けることは有利である。このように、各基本的な細長材のアスペクト比は、単一の基準細長材と比較して減少し、これによって、最適な等時性及び姿勢の影響を受けない性質を達成する。
【0067】
各細長材３１、３２は、アスペクト比ＲＡ＝Ｈ／Ｅを有する。ここで、Ｈは、振動平面と、長さＬに沿った細長材３１、３２の長手方向との両方に垂直な細長材３１、３２の高さであり、Ｅは、長さＬに沿った細長材３１、３２の長手方向に垂直な振動平面内における細長材３１、３２の厚みである。
【0068】
好ましくは、アスペクト比ＲＡ＝Ｈ／Ｅは、各細長材３１、３２にて１０未満である。より詳細には、このアスペクト比は８未満である。また、可撓性細長材３１、３２の総数は、厳密に２よりも大きい。
【0069】
特に、発振器１００は、第１の細長材の方向ＤＬ１に延在している主細長材３１と呼ぶ第１の細長材を第１の数Ｎ１有しており、第２の細長材の方向ＤＬ２に延在している第１の副細長材３２を第２の数Ｎ２有しており、これらの第１の数Ｎ１と第２の数Ｎ２はそれぞれ２以上である。
【0070】
特に、第１の数Ｎ１は、第２の数Ｎ２と等しい。
【0071】
特に、発振器１００は、第１の細長材の方向ＤＬ１に延在している１つの主細長材３１と、及び第２の細長材の方向ＤＬ２に延在している１つの副細長材３２とによって形成される少なくとも１つの対を有する。各対において、主細長材３１は、向きを除いて副細長材３２と同一である。
【0072】
特定の変種において、発振器１００は、第１の細長材の方向ＤＬ１に延在している１つの主細長材３１と、及び第２の細長材の方向ＤＬ２に延在している１つの副細長材３２とによって形成された対のみを有し、各対において、主細長材３１は向きを除いて副細長材３２と同一である。
【0073】
別の変種において、発振器１００は、第１の細長材の方向ＤＬ１に延在している１つの主細長材３１と、及び第２の細長材の方向ＤＬ２に延在している複数の副細長材３２とによって形成された少なくとも１つの細長材群を有する。各場合の各細長材群において、主細長材３１の弾性的ふるまいは、向きを除いて複数の副細長材３２の組み合わせに起因する弾性的ふるまいと同一である。
【0074】
また、１つの可撓性細長材のふるまいは、そのアスペクト比ＲＡに依存するが、自身に与えられる曲がりの値にも依存することには注目される。その偏向される曲がりは、アスペクト比の値と、特に埋め込み点における、局所的な曲率半径の値との両方に依存する。このことが、平面上への射影における細長材の対称的な構成を採用することが好ましい理由である。
【0075】
本発明は、少なくとも１つのこのような機械式発振器１００を有する計時器用ムーブメント１０００に関する。
【0076】
本発明は、さらに、少なくとも１つのこのような計時器用ムーブメント１０００を有する腕時計２０００に関する。
【0077】
適切な製造方法は、下記の様々なタイプのピボットを得るために以下の操作を実行することを伴う。
【0078】
ＡＡＢＢタイプのピボットを得るために、以下を実行する。（ａ）例として、２つのＳＯＩウェハーのアセンブリーに起因する（これに限定されない）、少なくとも４つの層を備えた基材を用いる。
（ｂ）ＡＡを得るようにＤＲＩＥプロセスによって表側エッチングを行う。特に、一体化された２つの層に対してエッチングを行う。
（ｃ）ＢＢを得るようにＤＲＩＥプロセスによって裏側エッチングを行う。特に、一体化された２つの層に対してエッチングを行う。
（ｄ）埋められた酸化物に対するエッチングによってこれらの４つの層を部分的に分離する。
【0079】
ＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）プロセスの精度が高いために、５μｍ以下の非常に高いポジショニングとアライメントの精度を達成することができる。これは、非常に良好なサイドツーサイドのアライメントを確実にする光学的アライメイトシステムに起因している。当然、選んだ材料に応じて同様のプロセスを用いることができる。
【0080】
例えば、２つのＤＳＯＩをアセンブルすることによって、より大きな数の層を備えた基材、特に、６つの利用可能な層を備えた基材、を用いて、ＡＡＡＢＢＢタイプの構造を得ることができる。
【0081】
同じＡＡＢＢタイプのピボットを得るための１つの変種は以下によって構成している。（ａ）２つの層を備える２つの標準的なＳＯＩ基材を用いる。
（ｂ）Ａを得るように表側、Ａを得るように裏側にて、第１の基材に対してＤＲＩＥエッチングする。
（ｃ）Ｂを得るように表側、Ｂを得るように裏側で、第２の基材に対してＤＲＩＥエッチングする。操作ｂ及びｃの代わりに、表側と裏側のエッチングを行わずに第１の基材と第２の基材に対して１つの操作で２つの層を通り抜けるようにエッチングすることができる。
（ｄ）ＡＡＢＢを得るように、２つの基材のウェハーツーウェハーボンディング又は個々の部品のパートツーパートアセンブリーを行う。そして、当業者に周知の手法で、幾何学的構成の正確なアライメントが、ウェハーツーウェハーボンディングマシンの詳細又はパートツーパートプロセスにリンクされる。
【0082】
ＡＢＡＢタイプのピボットを得るために以下を行う。（ａ）２つの層を備える２つの標準的なＳＯＩ基材を用いる。
（ｂ）Ａを得るように表側、Ｂを得るように裏側で、第１の基材に対してＤＲＩＥエッチングする。
（ｂ）Ａを得るように表側、Ｂを得るように裏側で、第２の基材に対してＤＲＩＥエッチングする。
（ｄ）ＡＢＡＢを得るように、２つの基材のウェハーツーウェハーボンディング又は個々の部品のパートツーパートアセンブリーを行う。そして、上記のように、幾何学的構成の正確なアライメントが、ウェハーツーウェハーボンディングマシンの詳細又はパートツーパートプロセスにリンクされる。
【0083】
細長材の数と利用可能な装置に応じて、当該方法の他の多くの変種を実装することができる。
【0084】
ＤＲＩＥケイ素エッチングによる標準的な製造方法によっては、２より大きい数の別個のレベルがあるモノリシックなピボットを容易に製造することが依然としてできない。したがって、別々のいくつかの部品を製造して、これらの部品を組み付ける方が容易である。しかし、組み付け時のエラーの影響を受けないようにするには、最適な等時性及び／又は姿勢の影響を受けない性質を得るように、１μｍよりも良い精度が必要である。この課題を克服するために、以下に記載する製造上の戦略を採用することが必要である。
【0085】
第１のステップにおいて、異なる方向を有する２つの細長材が、非常に高い精度で組み付けられなければならない。本発明は、図１９に示しているように、フレクシャーベアリングないしピボットを、４つの細長材を有するフレクシャーベアリングの場合に、例えば、上側サブユニットと下側サブユニットである、２つの細長材を備えたピボットによって形成されているサブユニットに分割することを提案するものである。これにおいては、２つの細長材を備えた２つのピボットのサブユニットに分けることができる４つの細長材が交互構成となっている。図２１及び２２は、交互構成の細長材ではなくフランク構成となっている細長材の場合における同様な細分化を示している。各サブユニットは、十分なアライメントの精度を確保するために、２つのレベルに対するＤＲＩＥエッチングによって作られる（ＳＯＩウェハーが両面にエッチングされる）。
【0086】
そして、上側サブユニットが下側サブユニットに組み付けられる。
【0087】
このアセンブリプロセスは、以下のいずれの伝統的な方法によっても行うことができる。すなわち、アライメントピンやねじ、ボンディング、ウェハー融解ボンディング、溶接、鑞付、又は当業者に知られた他のいずれの方法をも行うことができる。
【0088】
アセンブリエラーは、上側及び下側サブユニットの回転軸の小さなオフセットΔによって明らかになる。これによって、上側サブユニットによって与えられる共振器の回転運動が、下側サブユニットによって与えられる回転運動に対してアライメント外れになる。このオフセットが超過応力を発生させることを止めるために、当該機構は、少なくとも１つの並進運動台を有する。その制限運動は、２つの別個の軸の回転の間の不一致を吸収することができる。並進運動台の少なくとも１つは、等時性を害する運動における不一致を防ぐように十分にフレキシブルでなければならない。図２３に示しているように、２つの同一の並進運動台が実装される場合、それらの並進運動台は、等時性を害する運動における不一致を防ぐように十分にフレキシブルであり、かつ、ピボットの位置を明確に決めるために十分に堅くなければならない。計算することで、回転軸の間のオフセットが１０μｍ未満である場合、これらの条件どうしが矛盾しないことがわかった。このような場合は、伝統的なアセンブリプロセスによって達成することができる。当然、このようなアセンブリーの精度は、ほぞ穴とほぞのタイプの相補的なエッチングによって、又は間に非ゼロの角度を形成する複数のほぞ穴とほぞのアセンブリー、又は精密機械工学において知られている他の構成によって、改善することができる。
【0089】
特に、図に示しているように、フレクシャーベアリング機構２００には、互いに重なり合っている、少なくとも１つの上側レベル２８及び少なくとも１つの下側レベル２９がある。
【0090】
上側サブユニットには、上側レベル２８がある。上側レベル２８には、上側支持体４８と上側慣性要素５８の間にて、射影において上側交差点ＰＳで交差している、第１の上側細長材の方向ＤＬ１Ｓに延在している少なくとも１つの上側主細長材３１８及び第２の上側細長材の方向ＤＬ２Ｓに延在している上側副細長材３２８がある。
【0091】
下側サブユニットには、下側レベル２９がある。この下側レベル２９には、下側支持体４９と下側慣性要素５９の間に、ずれによって射影において上側交差点ＰＳから待機状態にて離れている下側交差点ＰＩにて交差している、第１の下側細長材の方向ＤＬ１Ｉに延在している少なくとも１つの下側主細長材３１９及び第２の下側細長材の方向ＤＬ２Ｉに延在している下側副細長材３２９がある。
【0092】
また、少なくとも上側レベル２８又は下側レベル２９には、プレート９００と上側支持体４８又は下側支持体４９の間に、それぞれ上側並進運動台３０８又は下側並進運動台３０９があり、これは、振動平面内における１つ又は２つの自由度の軸に沿った並進運動を可能にする少なくとも１つの弾性接続を有し、この弾性接続の２つの軸に沿ったその並進運動的な剛性は、フレクシャーベアリング機構２００が備える各可撓性細長材３１、３２、３３３、３４、３１８、３１９、３２８、３２９よりも低い。
【0093】
なお、この弾性接続によっては、共振器の軸に平行な軸のまわりの回転が可能にならない。
【0094】
なお、上側レベル２８の上側方向ＤＬ１Ｓ及びＤＬ２Ｓが、下側レベル２９の下側方向ＤＬ１Ｉ及びＤＬ２Ｉと同じであることは必要ではない。好ましくは、これらは同じ二等分線を有する。
【0095】
特に、フレクシャーベアリング機構２００が、同一である２つの上側及び下側並進運動台３０８及び３０９を有する場合、慣性要素５の回転軸が通り抜ける点Ｐは、上側交差点ＰＳと下側交差点ＰＩの間の正確に中心に位置する。変種の１つにおいて、この点Ｐは、下側レベル２９に並進運動台がなければ正確に下側交差点ＰＩ上に位置し、又は上側レベル２８に並進運動台がなければ上側交差点ＰＳ上に位置する。
【0096】
好ましくは、発振器１００は、自身が備える各フレクシャーベアリング機構２００に対して、単一の固体慣性要素５を有する。特に、フレクシャーベアリング機構２００を１つのみ有し、固体慣性要素５を１つのみ有する。
【0097】
当然、図に示している並進運動台３０８及び３０９の好ましい構成には限定されない。これらの並進運動台３０８及び３０９は、慣性要素５と、その慣性要素の側の埋め込み点の間に位置することができる。
【0098】
共通の平行な平面上への射影において可撓性細長材の間で形成される角度の二等分線の軸がＸとＹとして定められる場合、軸Ｘ及び軸Ｙに沿った並進運動台の組み合わせは、同じ軸に沿ったフレクシャーピボットよりもフレキシブルでなければならない。この規則は、レベルの数にかかわらず有効であり、軸Ｘ及び軸Ｙに沿った並進運動を行うすべての表の組み合わせに起因する蓄積は、フレクシャーピボットよりもフレキシブルでなければならない。このように、振動平面内における１つ又は２つの自由度の軸に沿った上側並進運動台３０８又は下側並進運動台３０９の弾性接続は、好ましくは、これらの軸Ｘ及びＹに沿った弾性接続である。
【0099】
運動における不一致に起因する並進運動台における弾性エネルギーの付加的なストレージは、ピボットの主なエネルギーストレージに加えられ、その付加的なストレージの値が主ストレージよりもはるかに低くないかぎり、等時性を害する傾向がある。このために、並進運動台における弾性接続が、フレクシャーピボットよりもはるかにフレキシブルでなければならない。
【0100】
特に、本発明によると、上側レベル２８と下側レベル２９はそれぞれ、プレート９００と、上側支持体４８、そして、下側支持体４９の間に、振動平面内における１つ又は２つの自由度の軸に沿った少なくとも１つの弾性接続を有する、上側並進運動台３０８又は下側並進運動台３０９を有し、この弾性接続の剛性は、各可撓性細長材よりも低い。
【0101】
１つのレベル当たり１つの並進運動台があるとき、これらの並進運動台どうしは必ずしも同一ではない。
【0102】
１つの変種においては、２つの異なる並進運動台を用い、第１の並進運動台はフレキシブルであり、これによって、運動における不一致が等時性を害さず、第２の並進運動台は、ピボットのポジショニングを確実にするために堅い。
【0103】
別の変種において、１つのレベルに、並進運動台があり、他のレベルに、堅固なアタッチメントを有することができる。
【0104】
上側慣性要素５８と下側慣性要素５９は、固体慣性要素５のすべて又は一部を形成し、互いに直接的又は間接的に堅く接続される。上側支持体４８と下側支持体４９は、場合に応じて、剛支持要素４又はプレート９００に堅く接続される堅固な上側部分４８０又は堅固な下側部分４９０に、直接、又は上側並進運動台３０８又は下側並進運動台３０９を介して、接続される。
【0105】
図２３及び２４は、このような接続の例を示している。上側並進運動台３０８は、上側支持体４８と上側中間質量体６８の間に、方向Ｘに延在している第１の可撓性弾性接続７８を有し、上側中間質量体６８と上側剛部分４８０の間に、方向Ｙに延在している第２の可撓性弾性接続８８を有する。同様に、上側並進運動台３０９は、上側支持体４９と上側中間質量体６９の間に、方向Ｘに延在している第１の可撓性弾性接続７９を有し、上側中間質量体６９と上側剛部分４９０の間に、方向Ｙに延在している第２の可撓性弾性接続８９を有する。
【0106】
したがって、並進運動台の運動、好ましくは、複数の並進運動台の運動が、上側サブユニットと下側サブユニットの回転の間のいずれの相違をも吸収することができる。また、例えば、各並進運動台は、落下したときや衝撃を受けたときなどに、大きな加速度から機構を保護することに貢献する。
【0107】
もしアセンブリエラーΔが十分に小さければ、第１のステップに言及しながら上で説明したアセンブリーによって、いずれの付加された異方性をも無視できるようになることは明らかである。
【0108】
他方では、エスケープにおける損失を補償することなどのために制御された形態で異方性を導入するために、アセンブリエラーΔを意図的に誇張するように決めることができる。このとき、プレートにおける埋め込み点の少なくとも１つ、すなわち、図示している特定の変種（これに限定されない）の場合には上側支持体４８及び／又は下側支持体４９、を可動にし調整可能にすると有利である。実際に、これらの２つの埋め込み点の相対的位置を調整すると、並進運動台３０８、３０９の剛性が変わり、このことには、付加された異方性を調整する効果がある。このような調整は、カムと溝の組み合わせ、又は時計師に知られている他の手法によって、容易に行うことができる。
【0109】
短く書くと、図２４に示しているように、プレートにおける埋め込み点の少なくとも１つの位置を動かすことによって、アセンブリエラーΔによって発生する異方性を調整することができる。
【0110】
短く書くと、少なくとも１つの並進運動台を備えるこの特定の構成によって、上側段と下側段の間のアライメントを確実にし、上側段と下側段が同じ軌跡を追従しなかったときに細長材に与えられる大きな応力を回避することが可能になる。
【0111】
別の代替例は、当該機構に上側並進運動台３０８と下側並進運動台３０９を設け、これにおいて、上側支持体４８と下側支持体４９が剛支持要素４又はプレート９００にもはや堅く接続されておらず、ブレースタイプ又は同等の接続によって、剛支持要素４又はプレート９００の固定軸に対するＸとＹにおける反対側の平面的な運動に制限される。この手法には、共振器の回転軸をわずかに動かさずに異方性を調整することができるという利点がある。
【0112】
並進運動を行うフレクシャーベアリングを形成する並進運動台を様々な方法で作ることができることは明らかである。当業者であれば、以下の参考文献において例を探すことができるであろう。[1] S.Henein, Conception des guidages flexibles. PPUR
[2] Larry L. Howell, Handbook of compliant mechanisms, WILEY
[3] Zeyi Wu and Qingsong Xu, Actuators 2018
図２５〜２７に、例（これに限定されない）を示している。
【0113】
図２８は、ネック部を介して接続している並進運動台を備える単純化された例を示している。上側支持体４８は、第２の中間要素８８９へと第１の弾性ネック部８８０によって懸架される中間要素４８８に接続される。第２のネック部８９０は、プレート９００に堅く接続されている下側剛部分４９０と弾性接続を形成する。この例において、上側慣性要素５８と下側慣性要素５９は、別の中間要素５８９に接続されており、これによって、この中間要素５８９とともに固体慣性要素５を形成する。
【符号の説明】
【0114】
１ ピボット４ 支持要素
５ 慣性要素
２８ 上側レベル
２９ 下側レベル
３１、３２ 可撓性細長材
４８ 上側支持体
４９ 下側支持体
１００ 発振器
２００ フレクシャーベアリング機構
３０８、３０９ 並進運動台
３１８ 上側主細長材
３１９ 下側主細長材
３２８ 上側副細長材
３２９ 下側副細長材
９００ プレート
１０００ 計時器用ムーブメント
２０００ 腕時計