▶ 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・リミテッドの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2023-09-21
(45)【発行日】2023-09-29
(54)【発明の名称】電気機械デバイスを備えるアクチュエーターを搭載する計時器
(51)【国際特許分類】
G04C 3/04 20060101AFI20230922BHJP
G04C 3/06 20060101ALI20230922BHJP
G04C 11/08 20060101ALI20230922BHJP
G04B 17/00 20060101ALI20230922BHJP
G04B 17/26 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
G04C3/04 Z
G04C3/04 B
G04C3/06 A
G04C11/08
G04B17/00 B
G04B17/26
【請求項の数】
16
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022024679
(22)【出願日】2022-02-21
(65)【公開番号】P2022151644
(43)【公開日】2022-10-07
【審査請求日】2022-02-21
(31)【優先権主張番号】21164369.7
(32)【優先日】2021-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】21205508.1
(32)【優先日】2021-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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
(72)【発明者】
【氏名】マティアス・インボーデン
(72)【発明者】
【氏名】ジャン－ピエール・ミニョー
【審査官】榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２０－５１２５５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－２２５６８（ＪＰ，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】
電気機械デバイス（６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）と電気制御回路（８）によって形成されるアクチュエーターを搭載する計時器（２）であって、前記電気機械デバイスは、電磁システム（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）と、及び並進運動することができ前記電磁システムに関連づけられた機械的要素（２２）とを備え、
前記電磁システムは、永久磁石（１２、５２）とコイル（１４）によって形成され、
前記永久磁石と前記コイルのうちの一方は、前記電気機械デバイスのフレキシブルメンバー（１６）によって担持され、
前記永久磁石と前記コイルのうちの他方は、前記フレキシブルメンバーの支持体（１８）によって担持され、
前記機械的要素は、前記フレキシブルメンバーによって形成され、
前記アクチュエーターは、前記電気制御回路によって生成され前記コイルと前記永久磁石の間に電磁力を発生させるように前記コイルに与えられる電気的アクティブ化信号に応答して、前記電磁システムがアクティブでないときに前記機械的要素が留まる待機位置から前記機械的要素が前記計時器の特定の部分（２４）と接触する接触位置までの前記機械的要素の運動を可能にするように構成しており、
前記フレキシブルメンバーは、少なくとも部分的に弾性要素（２０）によって形成され、
前記弾性要素（２０）は、前記電気制御回路が前記電気的アクティブ化信号を発生させるときに、前記待機位置と前記接触位置の間にて、前記機械的要素が移動することができる距離の少なくとも過半にわたって前記待機位置の方向における前記機械的要素の機械的戻し力を発生させるように構成しており、
前記接触位置は、前記距離の前記少なくとも過半の終わりとなっており、
前記アクチュエーターは、さらに、磁気的要素（２６、５０、５４、７４）を備え、
前記磁気的要素は、前記永久磁石（１２、５２）と相互作用して、前記磁気的要素が待機位置にあるときに前記機械的要素に与えられる磁力を前記磁気的要素と前記永久磁石の間にて発生させることができるように構成しており、
この磁力は、前記待機位置からの前記距離の少なくとも初期の部分にわたって前記電磁力の方向に対して反対側の方向を有し、前記機械的要素が待機位置から離れるときに前記少なくとも初期の部分にわたって減少し前記少なくとも初期の部分における前記機械的要素のいずれの位置における前記電磁力の強さよりも小さい強さを有する
ことを特徴とする計時器。
【請求項2】
前記磁気的要素（２６、７４）は、強磁性材料によって作られる強磁性要素（２６、７４）である
ことを特徴とする請求項１に記載の計時器。
【請求項3】
前記永久磁石は、第１の永久磁石であり、前記磁気的要素（５０、５４）は、前記機械的要素（２２）が待機位置にあるときに前記第１の永久磁石と磁気的に引き合うように構成している第２の永久磁石によって形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の計時器。
【請求項4】
前記永久磁石（１２）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有し、前記強磁性要素は、前記機械的要素が待機位置にあるときに前記永久磁石の中心軸上に整列するように構成している
ことを特徴とする請求項２に記載の計時器。
【請求項5】
前記第１の永久磁石（１２）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有し、前記磁気的要素は、前記機械的要素が待機位置にあるときに前記第１の永久磁石の中心軸上に整列するように構成している
ことを特徴とする請求項３に記載の計時器。
【請求項6】
前記強磁性要素（２６、７４）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有することを特徴とする請求項４に記載の計時器。
【請求項7】
前記第２の永久磁石（５４）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有することを特徴とする請求項５に記載の計時器。
【請求項8】
前記磁気的要素（５０）は、中心円を形成する環状の形を有する第２の永久磁石、又は幾何学的円に沿って配置される複数の永久磁石によって構成しており、前記中心円又は前記幾何学的円は、前記第１の永久磁石（１２）の外径よりも大きい直径を有し、前記フレキシブルメンバーが待機位置にあるときに前記第１の永久磁石の中心軸を中心とし、
前記中心円又は前記幾何学的円の直径は、待機位置から接触位置までの前記機械的要素（２２）の前記運動の間に、前記第１の永久磁石と、前記第２の永久磁石又は前記複数の永久磁石との間の前記磁力の方向が反対であるように選択される
ことを特徴とする請求項５に記載の計時器。
【請求項9】
前記永久磁石（５２）は、環状の形を有する環状永久磁石である
ことを特徴とする請求項２に記載の計時器。
【請求項10】
前記第１の永久磁石（５２）は、環状の形を有することを特徴とする請求項３に記載の計時器。
【請求項11】
前記強磁性要素（７４）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有し、この強磁性要素は、前記機械的要素が待機位置にあるときに、前記環状永久磁石の中心軸上に整列するように構成している
ことを特徴とする請求項９に記載の計時器。
【請求項12】
前記強磁性要素は、前記機械的要素が待機位置にあるときに、前記環状永久磁石の内部空間内に少なくとも部分的に配置されるように構成していることを特徴とする請求項１１に記載の計時器。
【請求項13】
前記環状永久磁石（５２）、前記強磁性要素（７４）及び前記弾性要素（２０）は、前記機械的戻し力と前記磁力の合計が、前記機械的要素が移動することができる前記距離の全体にわたって、待機位置から接触位置までのこの機械的要素の前記運動の方向とは反対の方向を有し、これによって、前記距離の全体にわたって、待機位置の方への前記機械的要素の全戻し力を形成するように構成していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の計時器。
【請求項14】
前記第２の永久磁石（５４）は、ディスクの形を含む、固体で平坦な、丸まった形を有し、前記第２の永久磁石は、前記機械的要素が待機位置にあるときに前記第１の永久磁石の中心軸上に整列するように構成している
ことを特徴とする請求項１０に記載の計時器。
【請求項15】
前記第２の永久磁石は、待機位置から接触位置までの前記機械的要素（２２）の前記運動の間に、前記第１の永久磁石（５２）と前記第２の永久磁石（５４）の間の前記磁力の方向が反対の方向であるように構成していることを特徴とする請求項１４に記載の計時器。
【請求項16】
前記第１の永久磁石、前記第２の永久磁石、及び前記弾性要素（２０）は、前記機械的戻し力と前記磁力の合計が、前記機械的要素（２２）が移動することができる前記距離の全体にわたって、待機位置から接触位置までの前記機械的要素の前記運動の方向に対して反対の方向を有し、これによって、前記距離の全体にわたって、待機位置の方への前記機械的要素の全戻し力を形成するように構成していることを特徴とする請求項１５に記載の計時器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、永久磁石とコイルによって形成される電磁システムを備える電気機械デバイスによって形成されるアクチュエーターを搭載する計時器に関する。この電気機械デバイスは、前記電磁システムが電気制御回路によってアクティブであるときに、待機位置と、計時器の特定の部分と接触する接触位置との間の運動を行うことができる機械的要素を備える。
【0002】
本発明に係るアクチュエーターは、具体的には、機械式共振器、特に、このような機械式共振器を形成するバランスばねのバランス、に機械的制動パルスを与えて、その機械式共振器の平均周波数を調整したり、計時器の動作中に検出される時間的なずれを修正したりするために用いることができる。
【背景技術】
【0003】
上記のタイプのアクチュエーターは、例えば、国際特許出願ＷＯ２０１８／１７７７７９において図４に関連して記載されている。このアクチュエーターは、コイル－磁石の電磁システムによってアクチュエートされるフレキシブルブレードを備える。このようなアクチュエーターの課題の１つとして、コイルへとパワー供給されていないときに、アクチュエーターを搭載する計時器の担持体の前側アームの運動が発生させる衝撃や比較的小さな加速度をフレキシブルブレードが受けた場合に、待機位置から動く望ましくない運動を簡単に行ってしまうことがあることに基づくものがある。このような運動は、バランスばねに与えられバランスばねの動作、特に、その平均周波数、の調整を妨げるような寄生制動パルスを発生させてしまうことがある。フレキシブルブレードは、計時器のユーザーによる衝撃や突然の運動の後にも振動して、一連の寄生制動パルスを発生させてしまうこともある。
【0004】
実際に、電磁システムがアクティブでないときに、コマンドを受けて制動パルスが発生しているときのように（電磁システムがアクティブにされるのは制動パルスが発生している間のみであり、このことによって、アクチュエーターの電力消費が抑えられる）、フレキシブルブレードが待機位置の方に機械的に戻されるが、この機械的戻し力は、待機位置の近くにおいては弱い。既知のように、弾性力は、待機位置からのフレキシブルブレードの距離が大きくなるに従って線形的に増加する。したがって、このフレキシブルブレードは、簡単に振動してしまい、望ましくない運動を簡単に行ってしまうことがあり、その振幅は、フレキシブルブレードがバランスに接触してしまうほどに大きくなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、アクチュエーターを搭載する計時器を提供することによって、技術的背景において明らかにした技術的問題を克服することを目的とする。このアクチュエーターにおいては、電磁システムによってアクチュエートされるフレキシブルメンバーの待機位置が、計時器がユーザーの手首に取り付けられて加速度を受けたときに、振幅を伴うフレキシブルメンバーの望ましくない運動であって、計時器の特定の部分、特に機械式共振器のバランス、にアクチュエーターが寄生パルスを発生させてしまうことがあるような運動、のリスクを防いだり、少なくとも減少させたりするように、安定化されている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目標を達成するために、本発明は、電気機械デバイスと電気制御回路によって形成されるアクチュエーターを搭載する計時器に関し、前記電気機械デバイスは、電磁システムと、及び並進運動することができ前記電磁システムに関連づけられた機械的要素とを備える。前記電磁システムは、永久磁石とコイルによって形成され、前記永久磁石と前記コイルのうちの一方は、前記電気機械デバイスのフレキシブルメンバーによって担持され、前記永久磁石と前記コイルのうちの他方は、前記フレキシブルメンバーの支持体によって担持される。前記機械的要素は、前記フレキシブルメンバーの一部であり、前記アクチュエーターは、前記電気制御回路によって生成され前記コイルと前記永久磁石の間に電磁力を発生させるように前記コイルに与えられる電気的アクティブ化信号に応答して、前記電磁システムがアクティブでないときに前記機械的要素が留まる待機位置から前記機械的要素が前記計時器の特定の部分と接触する接触位置までの前記機械的要素の運動を可能にするように構成している。そして、前記フレキシブルメンバーは、少なくとも部分的に弾性要素によって形成され、前記弾性要素は、前記電気制御回路が前記電気アクティブ化信号を発生させるときに、前記待機位置と前記接触位置の間にて、前記機械的要素が移動することができる距離の少なくとも過半にわたって前記待機位置の方向における前記機械的要素の機械的戻し力を発生させるように構成しており、前記接触位置は、前記距離の前記少なくとも過半の終わりとなっている。また、前記アクチュエーターは、さらに、磁気的要素を備え、前記磁気的要素は、前記永久磁石と相互作用して、前記磁気的要素が待機位置にあるときに前記機械的要素に与えられる磁力を前記磁気的要素と前記永久磁石の間にて発生させることができるように構成しており、この磁力は、前記待機位置からの前記距離の少なくとも初期の部分にわたって前記電磁力の方向に対して反対側の方向を有し、前記機械的要素が待機位置から離れるときに前記少なくとも初期の部分にわたって減少し前記少なくとも初期の部分における前記機械的要素のいずれの位置における前記電磁力の強さよりも小さい強さを有する。
【0007】
本発明に係るアクチュエーターにおける付加的な磁気的要素の構成によって、フレキシブルメンバーの待機位置が安定化され、コイルに電気的アクティブ化信号が与えられていないときに、並進運動を行う機械的要素が概して待機位置を維持するようになる。したがって、電気的アクティブ化信号がないときに磁気的要素と計時器の特定の部分が接触してしまうリスクが大幅に低減される。具体的には、前記特定の部分は、計時器に備えられる機械的機構の機械式発振器を形成するバランスである。
【0008】
以下、例として与えられる添付の図面を用いて本発明について詳細に説明する。なお、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る携行型時計（例、腕時計、懐中時計）の第１の実施形態の第１の実施例についての斜視図であり、底部が開いており振動錘が取り除かれている。
【図3】図１の携行型時計に組み込まれたアクチュエーターの電気機械デバイスの線形表現図であり、図３Ａにおいては、この電気機械デバイスのフレキシブルメンバーが待機位置にあり、図３Ｂにおいては、携行型時計のバランスと接触する接触位置にある。
【図6】携行型時計のバランスに制動パルスが与えられているときの機械的要素のダイナミクスを表す曲線を示している。
【図7】第１の実施形態の電磁システムを形成する固体ディスクの形を有する永久磁石の磁力線を示している。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図１～６を参照しながら、本発明に係る計時器の第１の実施形態について下に説明する。
【0011】
図１～３Ｂに、第１の実施例について示している。図１及び２に示している携行型時計２には、ケースの底がなく、機械式ムーブメント４の振動錘がない。この携行型時計２は、電気機械デバイス６と電気制御回路８によって形成されるアクチュエーターを搭載している。電気機械デバイス６は、電磁システム１０と、軸Ｚに沿った並進運動をすることができ電磁システム１０に関連づけられた機械的要素２２とを備える。電磁システム１０は、永久磁石１２とコイル１４によって形成されており、このコイル１４は、電気機械デバイス６を形成するフレキシブルメンバー１６によって担持され、一方、永久磁石１２は、このフレキシブルメンバー１６の支持体１８によって担持される。なお、図２においては、フレキシブルメンバー１６が２つのねじを介して固定される支持体１８の部分を描かずに永久磁石１２が見えるようにしている。
【0012】
フレキシブルメンバー１６は、少なくとも部分的に弾性要素２０によって形成される。このフレキシブルメンバー１６には、この弾性要素２０の一部であることができ又はこの弾性要素２０に固定することができる機械的要素２２がある。弾性要素２０は、電気制御回路が電気アクティブ化信号を発生させるときに、図３Ａにおいて位置Ｚ＝０．０によって定められる待機位置と機械式ムーブメント４の機械式共振器のバランスの輪縁２４と接触する接触位置との間にて機械的要素２２がＺ軸に沿って移動することができる距離の少なくとも過半にわたって、フレキシブルメンバーの待機位置の方向への機械的要素２２の機械的戻し力を発生させるように構成している。この接触位置は、前記距離の少なくとも過半の終わりとなっている。この接触位置は、実質的に機械的要素２２の位置Ｚ＝０．５ｍｍに対応する。図示している実施例において、弾性要素は、好ましいことに、電気機械デバイス６の所与の体積に対する長さを大きくするように自身に対して折り曲がるような弾性ブレード２０によって形成される。
【0013】
フレキシブルメンバー１６は、支持体１８に固定されるベースと、弾性ブレード２０と、弾性ブレード２０の自由端にある平坦なディスク２１と、及び平坦なディスク２１と一体的に形成され肘部を介して平坦なディスク２１に接続される機械的要素２２とによって形成される。なお、機械的要素２２は一種のパッドを形成し、このパッドは、このパッドと輪縁２４の底部の間の接触による機械的制動パルスを輪縁２４に与えることを可能にする。これを行うために、機械的要素２２は、輪縁２４の内側の面に特定の力を与えることができなければならず、このことは、ここで説明するアクチュエーターが可能にする。したがって、機械的要素２２は、それ自体が必ずしもフレキシブルであることは必要ではないが、フレキシブルメンバー１６の一部である。機械的要素２２は、図３Ｂに示しているように、電磁システム１０が発生させる変形力を弾性要素２０が受けるときに運動を行うことができるように、直接又はフレキシブルメンバーの別の部分によって、弾性要素２０の自由端に接続される。
【0014】
アクチュエーターは、電気制御回路８によって概して電気パルスの形態にて生成されコイル１４と永久磁石１２の間に電磁反発力を発生させるようにコイル１４に与えられる電気アクティブ化信号に応答して、電磁システム１０がアクティブではない状態に機械的要素２２が留まる待機位置（Ｚ＝０．０）から、バランスの輪縁２４、より一般的にはアクチュエーターの用途に応じた計時器の特定の部分、と接触する接触位置（Ｚ＝０．５ｍｍ）までの、機械的要素２２の運動が可能になるように構成している。したがって、機械的要素及びバランスの輪縁の軸方向の位置が逆であり、電磁システムが非アクティブであるとき、したがって、待機状態であるときに、電磁システムにおいて永久磁石とコイルの間に空き空間があるような実施例においては、機械的要素を待機位置から接触位置へとアクチュエートするために電磁力を引力として発生させる。
【0015】
本発明によると、アクチュエーターは、さらに、機械式共振器のバランスの回転軸に対して固定位置に配置される磁気的要素を備え、この磁気的要素は、永久磁石１２と相互作用して、この磁気的要素と永久磁石１２の間に磁力を発生させることができるように構成しており、この磁力は、機械的要素２２が待機位置にあるときに機械的要素２２に作用し、待機位置から接触位置までの距離の少なくとも初期の部分にわたって待機位置の方への機械的要素２２の戻し力を定める。アクチュエーターが２つの異なる部分によって構成しており、それらのうちの一方のコイルを搭載するものが取り外し可能であるような特定の場合において、磁気的要素は、アクチュエーターがその磁気的要素をアクチュエートできる機能的な構成となっているときに、コイルに対して安定した位置にある。図示している特定の実施例において、磁気的要素２６は、コイル１４に剛接続されている。
【0016】
この磁力は、コイル１４がパワー供給されている間に待機位置から接触位置までの距離の少なくとも初期の部分にわたって電磁システム１０において発生する電磁力とは反対の方向を向いている。このときに、この磁力の強さは、機械的要素２２が待機位置から離れるときに、前記少なくとも初期の部分にわたって減少し、この強さは、前記少なくとも初期の部分における機械的要素のいずれの位置における電磁反発力の強さよりも小さい。図３Ａに示しているように、機械的要素２２が待機位置にあるときに、磁気的要素２６は、永久磁石１２の中心軸上に整列する。ここで説明している第１の実施形態の第１の実施例において、磁気的要素は、強磁性材料によって作られている要素２６によって形成されており、以下において、これを「強磁性要素」と呼ぶ。
【0017】
ここで説明している第１の実施形態において、永久磁石１２は、ディスクの形であり、より一般的には、固体で平坦な丸まった形である。同様に、磁気的要素２６は、ディスクの形であり、一般的には、固体で平坦な丸まった形である。
【0018】
電磁システムがアクティブではないときに、発生する磁力は、フレキシブルメンバー１６、したがって、機械的要素２２、を安定させて待機位置にするために非常に効果的である。磁気的要素２６は、機械的要素が待機位置に近づくときに強さが大きくなる力を与えるように構成している。これは、フレキシブルメンバーの弾性力とは対照的である。したがって、パワー供給なしで、フレキシブルメンバーは、そのフレキシブルメンバーを待機位置に維持し、そして、待機位置から瞬間的に離させる可能性のある外乱があった場合に、機械的要素２２の離隔を制限することによって、また、このような離隔の後にこのフレキシブルメンバーが行う可能性のあるリバウンドの振幅を制限することによって、待機位置の方へと強く戻す傾向がある、磁力を受ける。実際に、機械的要素２２が待機位置やその近くにあるときに、磁力は比較的大きい。このことは、以下の第２の実施例の説明においてより正確にわかる。
【0019】
図４Ａ及び４Ｂは、第１の実施形態の第２の実施例を示している。この実施例は、第１の実施例と比べて、電気機械デバイス６Ａの電磁システム１０Ａが空間的に反転している点で異なる。したがって、永久磁石１２は、弾性ブレード２０によってその自由端側にて担持され、一方、コイル１４は、コイルの内部空間に配置される磁気的要素２６とともに支持体１８に固定される。この第２の実施例の１つの利点は、電磁システム１０Ａがアクティブ化されているときにコイルがバランスの輪縁２４に対して運動せず衝撃も受けないということに基づいている。これによって、電気制御回路へのコイルの電気接続に応力を与えないようにすることができ、したがって、これらの接続の切断を避けることができる。しかし、この第２の実施例は、永久磁石がフレキシブルメンバーの可動部分によって担持されるために、第１の実施例よりも外部磁場の影響を受けやすい。
【0020】
磁気的要素の寸法構成は、永久磁石１２の寸法構成よりも小さい。例えば、コイルの外径は２．４ｍｍ、内径は０．９ｍｍ、高さは０．４ｍｍである。永久磁石１２は、直径２．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍである。強磁性要素２６は、直径０．１５ｍｍ、厚み０．０５ｍｍである。なお、これらの値は、選択した磁石のタイプ、永久磁石と強磁性要素の間の距離、電気制御回路が電磁システムに供給する電気パルス、磁気的要素２２のための所望のダイナミクス、及び他のパラメーターに応じて最適化することができる。磁気的要素２６の大きさ、及び永久磁石に対する磁気的要素２６の位置を見つけて、電磁システムがアクティブではないときに、フレキシブルメンバー、特に、その機械的要素、を待機位置にて十分に安定化させるためにかなり強い引力を得て、一方で、バランスの輪縁に特定の強さの力を機械的要素が与えることができるように電磁力が磁力に勝り機械的要素の運動を可能にするために十分であることを確実にする。この機械的要素は、携行型時計の動作の調整に用いられる制動パルスを与えるために十分な圧力をバランスの輪縁に対して瞬間的に与えることができなければならない。
【0021】
電磁システムと強磁性要素の寸法構成が上記の例で示したものとほぼ同じである、ここで説明している第２の実施例に対して、図５Ａは、ａ）軸Ｚに沿った機械的要素の運動に対する永久磁石１２と強磁性要素２６の間に発生する磁力の曲線３０を示しており、この磁力は、示している運動の全範囲にわたって、特に、機械的要素２２が待機位置（Ｚ＝０．０ｍｍ）と接触位置（Ｚ＝０．５ｍｍ）の間を移動することができる距離にわたっての、磁気戻し力を定め、図５Ａは、さらに、ｂ）コイル１４が２．５Ｖの電圧の下でパワー供給されているときの、軸Ｚに沿った機械的要素の運動に対する電磁力の曲線３２を示しており、図５Ａは、さらに、ｃ）軸Ｚに沿った機械的要素の運動に対する、電磁力と磁気戻し力の加算によって得られる全磁力の曲線３４を示している。
【0022】
図５Ｂは、弾性ブレード２０が待機位置から離れるときに与える力によって定められる機械的戻し力を取り入れている。これは、弾性ブレードの弾性係数によって決まる曲線３６によって与えられている。そして、曲線３８は、軸Ｚに沿った機械的要素の運動に対する、磁力（曲線３０）と機械的戻し力（曲線３６）を加算することによって得られる全戻し力を示している。全戻し力は、強磁性要素によって、接触位置から待機位置まで移るに従って強さが大きくなり待機位置にて最大になることが観察される。最後に、曲線４０は、軸Ｚに沿った機械的要素の運動に対する、機械的要素２２においてフレキシブルメンバー１６に与えられる全体的な力を示している。この全体的な力は、図示している運動の範囲全体においては、正負の符号、したがって、方向、を変えるが、待機位置と設定された接触位置の間の距離全体においては、正を維持する。
【0023】
図５Ｂに示しているグラフは、フレキシブルメンバーが待機位置（Ｚ＝０．０）にあるときに弾性要素２０が全体的に弛緩していて、この位置における機械的な力がゼロとなっているような特定の場合に関連している。他の実施例において、待機位置にて弾性要素に予応力が与えられる。このような予応力は、機械的戻し力（弾性力）が待機位置から接触位置までの距離の初期の部分にわたって駆動するように正とすることができ、又は機械的戻し力が、前記距離の全体にわたって、図示している実施例において作用するものよりも大きいように負とすることができる。このように、待機状態におけるフレキシブルメンバーの予応力によって、特に待機位置及びその近くにおける、全戻し力を調整することができ、したがって、制動パルスの間に電磁システムを介してフレキシブルメンバーに与えられるエネルギーの量を調整することができる。この調整によって、電気制御回路によってコイル１４に与えられる電気パルスを介してアクチュエートされるときの機械的要素のダイナミクスを決めることができることがわかる。図６は、電磁システムをアクティブ化する約４ｍｓの電気パルスの間の機械的要素２２の軸Ｚに沿った運動を示している。曲線４２は、バランスの輪縁２４に制動パルスを与えるためにバランスの輪縁２４にて機械的要素２２が止まるような実際の場合を示しており、一方、曲線４４は、バランスがないときの対応する仮想的な場合を示している。各電気パルスの持続時間は、機械的要素２２とバランスの輪縁２４の間の衝撃の所望の強さに従って決めることができる。また、この持続時間は、機械的要素２２と輪縁２４の間の接触の持続時間を長くするように、待機位置と接触位置の間の機械的要素の運動の時間よりも長くすることができる。
【0024】
第１の実施形態の他の２つの実施例において、上記の２つの実施例における強磁性要素の代わりに、永久磁石１２の磁気軸に平行でありこの永久磁石１２と同じ極性を有する第２の永久磁石を備える。したがって、待機位置におけるフレキシブルメンバーの安定化のために、第１の磁石１２と第２の磁石は、待機位置（境界を含む）と接触位置の間の機械的要素のいずれの位置においても磁気的に引き合う。好ましくは、第２の永久磁石は、固体で平坦な、丸まった形、特にディスクの形、を有する。
【0025】
図７は、下において説明する第２の実施形態を紹介するためのものである。この図は、上記の電磁システム１０を示している。永久磁石１２によって発生する磁力線を示しており、これらの磁力線は、磁石１２の周部に配置され同じ方向の磁気軸を有する第２の磁石に対して、２つの領域、すなわち、領域１及び領域２、を形成している。これらの２つの磁石が上記の方向（軸Ｚ）に沿って同じ極性を有するときに、領域１においては磁気的に引き合い、領域２においては磁気的に反発する。この観察は、図８Ａ～８Ｃに示している第２の実施形態の基礎となる。
【0026】
図８Ａ～８Ｃを参照すると、第２の実施形態の１つの実施例を提案しており、これにおいては、フレキシブルメンバー１６の待機位置を安定化させるための磁気的要素が、中心円を形成する環状の形を有する第２の永久磁石５０である。この中心円の直径は、第２の永久磁石５０の横断面が図示しているように長方形である場合、伝統的には、この横断面の２つの対角線の交点によって与えられる。第１の実施形態の対応する要素又は部分に類似している又はこれと同様な要素又は部分にも第１の実施形態における説明を適用することができる。
【0027】
この第２の実施形態は、第１の実施形態と比べて、電気機械デバイス６Ｂの磁気的要素が、中心円を形成する環状の形である第２の永久磁石である点、また、この磁気的要素が幾何学的な円に沿って配置される複数の永久磁石によって構成している点によって、大きく異なる。この中心円の直径は、第１の永久磁石の外径よりも大きく、フレキシブルメンバーが待機位置にあるときに（図８Ａ及び８Ｃ）、第１の永久磁石１２の中心軸上に中心がある。中心円の直径は、待機位置からバランス２４と接触する接触位置までの機械的要素２２の運動の間に、第１の永久磁石１２と第２の環状永久磁石５０の間の磁力の方向が反対であるように選択される。図８Ｃ及び８Ｂに示しているように、環状永久磁石５０は、フレキシブルメンバーが待機状態であるときに領域２内に配置されて、２つの磁石の間の磁力が引き合うようにされ、一方で、接触位置にあるときには、環状永久磁石は領域１にあり、２つの磁石は磁気的に反発する。
【0028】
したがって、待機位置において、環状永久磁石５０は実際に待機位置の方へと戻ろうとする役割を果たす。しかし、電磁システムがアクティブであるときには、この環状磁石は、領域２と領域１の境界を横断して、磁力は正になり、これによって、第１の実施形態と比べて機械的要素２２の運動のダイナミクスを変える駆動力が発生する。なお、環状磁石５０の軸Ｚに沿った位置は容易に調整することができる。特に、前記中心円は、第１の磁石１２の上面にあることができ、あるいはそれよりも下にあることもできる。非磁性材料によって作られる部分４８は、コイル１４のコアと、磁石５０によって囲まれるフランジを形成する。この部分４８は、フレキシブルメンバー１６と磁石１２の間の衝撃を受ける。したがって、その材料は、第１の磁石を保持するように選択することができ、この材料は、好ましくは、制動パルスの間にて機械的要素がバランスの輪縁２４に対して止まった後に機械的要素が待機位置の方へと戻るときに部分４８と第１の磁石の間の衝撃を受けるときのエネルギーを吸収するための能力が良好であるものである。
【0029】
図示していない実施例において、環状磁石５０の代わりに、幾何学的円に沿って配置される複数の別個の永久磁石を備える。この場合、この幾何学的円が、第１の永久磁石１２の外径よりも大きい直径を有し、フレキシブルメンバーが待機位置にあるときに第１の永久磁石の中心軸を中心とする。前記幾何学的円の直径は、第１の永久磁石と複数の永久磁石の間の磁力が、待機位置と接触位置の間の機械的要素の運動の間に、反対の方向であるように選択される。この実施例には、横断面が小さい環状磁石を製造する必要がないという利点がある。第１の場合においては、複数の磁石は、直径的に反対に配置され、コイル及び部分４８を支持するディスク２１に接続される弾性ブレード２０の末端部分の方向に対して好ましくは直交する方向を向いている２つの小さな磁石によって構成していることができる。第２の場合においては、幾何学的な円に沿って規則的に分布する４つの磁石が設けられる。これらの磁石は、第１の磁石と接触する部分のフランジに形成された空洞内に収容することができる。
【0030】
以下、図９Ａ～１１Ｂを参照しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。上において既に説明したことについては、ここで再度詳しく説明しない。この第３の実施形態は、第１の永久磁石又は第１の磁石と呼び環状の形である永久磁石５２を備える電磁システム１０Ｃによって特徴づけられ、また、第２の永久磁石又は第２の磁石と呼び固体で平坦な、丸まった形、特にディスクの形、を有する永久磁石５４によって構成している磁気的要素によって特徴づけられる。第２の磁石は、機械的要素２２が待機位置にあるときに第１の磁石の中心軸上に整列するように構成している（図９Ａ及び９Ｃ）。この第２の磁石は、第２の実施形態のように、コイル１４のコア、また、このコイル１４の下面を覆うフランジ、を形成する支持体４８Ａのハウジング内に配置される。軸Ｚに沿ったゼロ位置は、第１の磁石の上面によって定められ、フレキシブルメンバー１６の待機位置は、第２の磁石の位置に対応し、この第２の磁石は、機械的要素２２と同期して動くことができ、待機位置においては、機械的要素２２の下面がほぼゼロの位置にある。図９Ｂは、フレキシブルメンバー、特にその機械的要素、がバランスと接触する接触位置にある状況／状態において考慮されるアクチュエーターの電気機械デバイス６Ｃを示している。
【0031】
このときに、第２の磁石５４は、制動パルスを発生させるように電気制御回路によってコイル１４に与えられる電気パルスに応答する、待機位置からバランスの輪縁２４と接触する接触位置までの機械的要素２２の運動の間に、第１の環状磁石５２とこの第２の磁石５４の間の磁力の方向が反対であるように構成している。図１０Ａ及び１０Ｂは、図９Ａ～９Ｃに示している第１の実施例と同様な第１及び第２の磁石の構成を有する第２の実施例を部分的に示している。したがって、これら２つの磁石の間の相互作用は、２つの第１及び第２の実施例の間で同じである。唯一の違いは、第２の実施例における第２の磁石の支持体４８Ｂがコイル１４のための非磁性コアのみを形成し、一方、第１の実施例の支持体４８Ａには、さらに、コイルの下面を覆うフランジがあるということに基づいている。図１０Ａ及び１０Ｂにおいて、第１の環状磁石と第２の磁石の磁力線を部分的に示している。第１の磁石５２の内部空間は、円筒状の形を有する中央空隙を形成している。第１の磁石の環状の形には、円筒状の中央空隙の内側の磁力線が、その磁石自体内における磁場の方向とは反対の方向を有するという特殊性がある。したがって、内部空間を含む領域３と、この内部空間の両側にそれぞれ延在している２つの補完的な領域において、第１の磁石によって発生する磁場の方向は、軸Ｚに沿って、前記内部空間の上にある領域３に続く領域におけるこの第１の磁石の磁場の方向に対して反対方向である。
【0032】
図１０Ａは、フレキシブルメンバー、特にその機械的要素、が接触位置にある図９Ｂの状況に対応する状況となっている、電気機械デバイス６Ｃ、特に、フレキシブルメンバー１６のディスク２１、電磁システム１０Ｃ及び付加的な磁気的要素５４、を部分的に示している。この状態において、第１の環状磁石（すなわち、この第１の環状磁石の下面と上面の間）とは反対の極性を有する第２の磁石が磁気的に反発する。図１０Ｂは、フレキシブルメンバーが待機位置にある図９Ａ及び９Ｃの状況に対応する状況における電気機械デバイス６Ｃを部分的に示している。この状態において、第２の磁石５４は領域３内に位置しており、したがって、第１の環状磁石の部分と磁気的に引き合う。
【0033】
図１１Ａは、ゼロ位置から機械的要素２２がバランスと接触する接触位置までの磁気的要素５４による運動に応じた磁力の曲線６０を示している。このゼロ位置は、フレキシブルメンバー／機械的要素の待機位置に対応しており、その下面は、このゼロ位置を定める第１の磁石の上面と同じである。なお、図１１Ａ、１１Ｂ、１３Ａ及び１３Ｂの凡例において、２つの磁石の間の磁気的相互作用を「Ｂ」で示しており、「ＥＭ」は、コイルと第１の磁石５２の間の電磁的相互作用を示しており、これは、アクティブ（「ＯＮ」）又は非アクティブ（「ＯＦＦ」）のいずれかである。磁力の方向の反転は、図１１Ａのグラフにて見ることができ、曲線６０は、軸Ｚ＝０を横切っている。なお、磁力の強さは、待機位置（Ｚ＝０）においては第２の磁石が待機位置におけるフレキシブルメンバーの安定化の役割を正しく果たすように比較的強く、その後に、急に減少して０．２ｍｍのすぐ上でゼロになる。そして、値ゼロを通過した後に、磁力は正であるが、その強さは比較的低いままである。しかし、設定される運動距離（０．５ｍｍ）にわたって、磁力に打ち勝つために必要なエネルギー量は、第１及び第２の実施形態において必要とされるエネルギー量よりも著しく少ない。したがって、待機位置とバランスの輪縁２４と接触する接触位置の間の機械的要素２２の運動の間の磁力の反転は、曲線６２によって与えられる電磁力を発生させるコイル１４に電気パルスが与えられる間におけるこの機械的要素の運動のダイナミクスを変える。全磁力（電磁システム１０Ｃがアクティブであるときの磁力と電磁力の加算結果）を曲線６４によって示している。この所与の例において、この全磁力が、磁気的要素の運動距離にわたって比較的わずかしか変わらないことが観察される。
【0034】
図１１Ｂは、磁気的要素５４の運動に応じた様々な力を示しており、フレキシブルメンバーを形成する弾性要素２０の機械的な力及び曲線３６によって与えられる機械的戻し力を考慮に入れている。曲線６６は、磁力と機械的な力の合計に等しい全戻し力を与える。曲線６８は、電磁力と機械的戻し力の合計に対応する。最後に、曲線７０は、電磁システムにパワーが与えられる状態で、磁気的要素及び機械的要素の運動に対する、存在するすべての力にわたる全体的な力の曲線を示す（軸Ｚに沿ったスケールがわずかに異なる）。まず全戻し力（曲線６６）において作用する様々な要素、そして全体的な力（曲線７０）において作用する様々な要素が選択され、全体的な力が運動距離全体にわたって正であり、全戻し力が運動距離全体にわたって、すなわち、待機位置と接触位置の間のいずれの位置においても、負であるように構成していることが観察される。この後者の条件に関連して、別の表現を用いると、第１の環状磁石、第２の永久磁石及び弾性要素は、機械的戻し力と磁力の合計が、機械的要素２２が移動することができる全距離にわたって、機械的要素２２の待機位置から接触位置までの運動の方向とは反対の方向を有し、この距離全体にわたって、待機位置の方への機械的要素の全戻し力を形成するように構成している。
【0035】
最後に、図１２Ａ～１２Ｃと図１３Ａ及び１３Ｂを参照しながら、本発明の第４の実施形態について説明する。上で既に詳細に説明されていることについては再度説明しない。この第４の実施形態は、第３の実施形態と比べて、電気機械デバイスの磁気的要素７４が強磁性材料によって作られており、この強磁性要素７４が軸Ｚに沿った異なる高さレベルに配置されているという点が、大きく異なる。また、複数の制動パルスを発生させるためにコイルに電気パルスが順次的に与えられるときに環状磁石５２とコイル１４の間の衝撃を避けるために、待機位置において電磁システム１０Ｄのまわりに円筒状チューブ７６が設けられる。この円筒状チューブ７６は、フレキシブルメンバーが待機状態であるときに、フレキシブルメンバーのディスク２１がこの円筒状チューブ７６の上面に支えられるように構成しており、円筒状チューブ７６の高さは、フレキシブルメンバーの待機位置においてコイル１４が永久磁石５２から離れて位置するように選択される。
【0036】
強磁性要素７４は、固体で平坦な、丸まった形、特にディスクの形、を有し、機械的要素が待機位置にあるときに環状永久磁石の中心軸上に整列するように構成している。強磁性要素７４は、コイル１４のコアを形成する支持体７８の突出部分に固定される。図１２Ｃに示しているように、強磁性要素７４は、フレキシブルメンバーが待機位置にあるときに、環状永久磁石の内部空間内に配置され、したがって、第３の実施形態における第２の永久磁石に対して負のオフセットＨＲにてオフセットされている。すなわち、強磁性要素７４の下面は、第３の実施形態におけるように永久磁石５２の上面の高さによって定められる位置Ｚ＝０よりも下に位置している。一般的には、強磁性要素は、機械的要素が待機位置にあるときに、環状永久磁石５２の内部空間内に少なくとも部分的に配置されるように構成している。
【0037】
図１３Ａ及び１３Ｂは、強磁性要素の運動に応じた、図１１Ａ及び１１Ｂのグラフにおけるものと同じ力を表す曲線を含む２つのグラフを示している。曲線８０は、環状永久磁石と強磁性要素の間の磁力に関連する。フレキシブルメンバーが待機状態であるときに環状永久磁石の内部空間内に強磁性要素が配置されることによって、強磁性要素と機械的要素がフレキシブルメンバーの待機位置から移動することができる距離の初期の部分にわたって、磁力の方向が負の方向であり、、したがって、磁気戻し力が発生し、また、フレキシブルメンバーが待機位置（Ｚ＝０）にあるときに前記磁力を比較的大きくすることが可能となる。電磁力の曲線８２は、曲線６２と同じである。曲線８４は、全磁力（電磁システム１０Ｄがアクティブであるときの磁力と電磁力の加算結果）を示している。この所与の例において、この全磁力が、磁気的要素の運動距離にわたって合理的に変わるが、待機位置と接触位置（Ｚ＝０．５ｍｍ）の間の距離全体にわたって、正であり、比較的大きいことを維持することが観察される。
【0038】
図１３Ｂは、フレキシブルメンバーを形成する弾性要素２０の機械的な力を考慮に入れつつ、強磁性要素７４の運動に応じた様々な力を示している。曲線３６は、弾性要素２０の機械的戻し力を示している。曲線８６は、磁力と機械的な力の合計に等しい全戻し力を示している。曲線８８は、電磁力と機械的戻し力の合計に対応する。最後に、曲線９０は、電磁システム１０Ｄにパワーが与えられているときの、強磁性要素と機械的要素の運動に応じた、存在するすべての力の全体的な力を示している（軸Ｚに沿ったスケールがわずかに変わっている）。まず全戻し力（曲線８６）、そして全体的な力（曲線９０）において作用する様々な要素が選択され、機械的要素の待機位置と接触位置の間の強磁性要素のいずれの位置においても、運動距離全体にわたって、全体的な力が正であり、全戻し力が負であるように構成していることが観察される。すなわち、好ましい実施例に対応する後者の条件によると、環状永久磁石５２、強磁性要素７４及び弾性要素２０は、機械的要素２２が移動することができる全距離にわたって、機械的戻し力と磁力の合計が、待機位置から接触位置までのこの機械的要素の運動方向に対して反対の方向を有し、これによって、前記運動距離の全体にわたって、機械的要素の全戻し力が待機位置の方を向くように構成している。なお、接触位置まで全体的な力が正であることは好ましいが、必須ではない。実際に、機械的要素の運動のダイナミクスを考えると、機械的要素が特定の運動エネルギーを有する状態で接触位置に到達するために、前記運動距離の最後の部分において全体的な力がわずかに負になることは大きな問題にはならない。最後に、全戻し力が前記運動距離の全体にわたって負を維持すること、したがって、全戻し力が特定の中間区画においてその戻し力の性質を失うことは、好ましいが、必須ではない。実際に、接触位置における機械的要素とバランスの間の衝撃の後に、機械的要素２２は、特定のエネルギーを有する状態で待機位置の方へと反対方向に戻る。また、前記運動距離の前記最後の部分にわたって全戻し力が大きい場合、機械的要素は、特定の中間区画を横断することを可能にする特定の運動エネルギーを蓄え、この特定の中間区画において全戻し力が瞬間的に方向を変える。
【符号の説明】
【0039】
２ 計時器
４ 機械式ムーブメント
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 電気機械デバイス
８ 電気制御回路
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 電磁システム
１２、５２ 第１の永久磁石
１４ コイル
１６ フレキシブルメンバー
１８ 支持体
２０ 弾性要素
２１ 平坦なディスク
２２ 機械的要素
２６、５０、５４、７４ 磁気的要素
４ 機械式ムーブメント
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 電気機械デバイス
８ 電気制御回路
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 電磁システム
１２、５２ 第１の永久磁石
１４ コイル
１６ フレキシブルメンバー
１８ 支持体
２０ 弾性要素
２１ 平坦なディスク
２２ 機械的要素
２６、５０、５４、７４ 磁気的要素
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】