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特表2024-523498時計

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】時計

(51)【国際特許分類】

G04G 3/00 20060101AFI20240621BHJP

G04C 3/10 20060101ALI20240621BHJP

H03H 9/17 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

G04G3/00 B

G04G3/00 K

G04C3/10 C

H03H9/17 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579112

(86)(22)【出願日】2022-06-01

(85)【翻訳文提出日】2024-02-19

(86)【国際出願番号】 EP2022064905

(87)【国際公開番号】W WO2022268462

(87)【国際公開日】2022-12-29

(31)【優先権主張番号】102021116555.5

(32)【優先日】2021-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523233020

【氏名又は名称】リアライゼーションデサルアーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】ボンケ，マイケル

【テーマコード（参考）】

2F002

5J108

【Ｆターム（参考）】

2F002AB06

2F002CB02

2F002CB04

2F002CB11

2F002ED01

2F002ED02

5J108AA03

5J108BB08

5J108CC04

(57)【要約】

【要約】本発明は、刻時発生機構（１０）および刻時発生機構（１００）が配置されている時計ケース（１１）を含む時計（１００）、特に腕時計に関するものである。刻時発生機構（１０）は刻時発生器（１）を含む。刻時発生器（１）は、圧電振動子（２）および電極（８）を含み、圧電振動子（２）は、長さ（１１１）、幅（１１２）、および高さ（１１３）がそれぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

時計（１００）、特に腕時計であって、
刻時発生機構（１０）と、前記刻時発生機構（１０）を配置した時計ケース（１１）とを備え、
前記刻時発生機構（１０）は、刻時発生器（１）を含み、
前記刻時発生器（１）は、圧電振動子（２）および電極（８）を含み、
前記圧電振動子（２）の長さ（１１１）、幅（１１２）、および高さ（１１３）がそれぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍである、時計（１００）。

【請求項2】

前記時計（１００）は透明領域（１１４）を有し、
前記圧電振動子（２）は、前記時計（１００）の前記透明領域（１１４）を通して、前記圧電振動子（２）が見えるように前記時計（１００）内に形成および配置されており、
これにより前記圧電振動子は時計（１００）のジェムストーンとして機能する、ことを特徴とする、請求項１に記載の時計（１００）。

【請求項3】

前記圧電振動子（２）は、パビリオン面（６１）を含むパビリオン（６０）を有し、前記パビリオン（６０）内において光の二重全反射が生じるようパビリオン角度（６１１）が選択されている、
または、
前記圧電振動子（２）は、その底面に複数の面（６２）を有し、前記複数の面（６２）は、複数の突起（６３）を形成し、前記複数の突起（６３）は、波状の断面を形成するように配置され、各々の前記突起（６３）の面（６２）は互いに前記突起（６３）内で光の二重全反射が生じるように選択された角度（６１２）で配置されている、ことを特徴とする、請求項１または２に記載の時計（１００）。

【請求項4】

前記圧電振動子（２）は、Ｌ軸（５０１）、３つのＴＡ軸（５０２）、および３つのＴＳ軸（５０３）を有する天然のトルマリン振動子であり、
好ましくは、前記トルマリン振動子は、三方晶または六方晶の構造を有するトルマリン原結晶から形成される、ことを特徴とする、請求項１または２に記載の時計（１００）。

【請求項5】

前記トルマリン振動子は、前記Ｌ軸（５０１）、ＴＡ軸（５０２）、もしくはＴＳ軸（５０３）に垂直であるテーブル面（５２）を含み、前記トルマリン振動子は、前記Ｌ軸（５０１）の方向への光の透過を好ましくは許容する、
または、
前記トルマリン振動子は、ＴＡ軸（５０２）またはＴＳ軸（５０３）に垂直である前記テーブル面（５２）を含み、前記トルマリン振動子は前記Ｌ軸（５０１）の方向への光の透過を好ましくは阻止する、ことを特徴とする、請求項４に記載の時計（１００）。

【請求項6】

前記電極（８）は、前記Ｌ軸（５０１）に垂直である前記トルマリン振動子の面（４）に配置されている、ことを特徴とする、請求項４または５に記載の時計（１００）。

【請求項7】

前記トルマリン振動子は、ＴＳ軸（５０３）またはＴＡ軸（５０２）に向かって傾斜するパビリオン面（６１）を有し、前記パビリオン面（６１）の各面は、Ｌ軸（５０１）に平行に走る２つのエッジ（６１０）を含み、特にパビリオン角度（６１１）は、４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である、
または、
前記トルマリン振動子は、その底面に複数の面（６２）を有し、前記複数の面（６２）は、複数の突起（６３）を形成し、前記複数の突起（６３）は、波状の断面を形成するように配置され、各々の前記突起（６３）の面（６２）は、前記トルマリン振動子のテーブル面（５２）に平行な平面に対して、４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である角度（６１２）を有する、ことを特徴とする、請求項６に記載の時計（１００）。

【請求項8】

前記電極（８）は、前記ＴＡ軸（５０２）に垂直であり、Ｌ軸（５０１）に平行である前記トルマリン振動子の面（４）に配置されている、ことを特徴とする、請求項４または５に記載の時計（１００）。

【請求項9】

前記電極（８）は、ＴＳ軸（５０３）に垂直であり、前記Ｌ軸（５０２）に平行である前記トルマリン振動子の面（４）に配置されている、ことを特徴とする、請求項４または５に記載の時計（１００）。

【請求項10】

前記トルマリン振動子は、ＴＡ軸（５０２）に向かって傾斜するパビリオン面（６１）を有し、
特にパビリオン角度（６１１）は４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である、ことを特徴とする、請求項９に記載の時計（１００）。

【請求項11】

前記電極（８）は、前記トルマリン振動子の面（４）に配置されており、前記面（４）の各面は、Ｌ軸（５０１）に対して４０度から５０度の間の角度（４００）、好ましくは４５度であるエッジ（４０１）と、ＴＡ軸（５０２）もしくはＴＳ軸（５０３）に平行であるエッジ（４０２）、とを有する、
および／または、
前記トルマリン振動子は、テーブル面を有し、前記テーブル面は、前記Ｌ軸（５０１）に対して４０度から５０度の間の角度であり、好ましくは４５度であるエッジと、ＴＡ軸（５０２）またはＴＳ軸（５０３）に平行であるエッジ、とを含む、
および／または、
前記トルマリン振動子は、前記圧電振動子のテーブル面の法線ベクトルに向かって傾斜するパビリオン面を有し、特にパビリオン角度は４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である、または前記圧電振動子は、各々の底面に、前記圧電振動子のテーブル面の法線ベクトルに向かって傾斜する複数の面を有し、前記複数の面は、複数の突起を形成し、突起は突起が波状の断面を形成するように配置されており、各突起の面はトルマリン振動子のテーブル面に平行な平面に対して角度であり、この角度は４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である、ことを特徴とする、請求項４に記載の時計（１００）。

【請求項12】

前記圧電振動子は、三方晶と六方晶との間の構造を有するトルマリン原結晶から形成される天然のトルマリン振動子である、ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項13】

前記圧電振動子（２）はルベライトである、ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項14】

前記圧電振動子（２）は、その振動方向に振動周波数を有し、
前記振動周波数の値は、８のみまたは８と０のみを有し、特に前記振動周波数は８８８８Ｈｚ、８８８８８Ｈｚ、８８８８８８Ｈｚ、８８８８８８８Ｈｚ、８ｋＨｚ、８８ｋＨｚ、８８８ｋＨｚ、または８８８８ｋＨｚであり、
前記圧電振動子は、好ましくは前記振動周波数が８８８８８８Ｈｚまたは８８８ｋＨｚであり、長さ（１１１）、幅（１１２）、および高さ（１１３）が、各々８．８８ｍｍであり、重さが８．８８カラットであるトルマリン振動子である、ことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項15】

前記圧電振動子（２）は、その振動方向に振動周波数を有し、
前記振動周波数は、好ましくは１Ｈｚまたは８Ｈｚである所望の周波数を、複数回繰り返し半分にすることにより得られ、
前記時計は、好ましくは周波数分周器を含み、
前記周波数分周器は、前記刻時発生器の前記振動周波数を、好ましくは１Ｈｚまたは８Ｈｚの所望の周波数にするように設定されている、ことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項16】

時計（１００）は、さらに、前記圧電振動子を振動させるように設定された振動回路（１１５）を含み、
前記振動回路（１１５）は、好ましくは、電気信号によりその容量を設定することで設定する、前記電気信号によりトリマコンデンサの容量、特に好ましくは、容量ダイオードの容量を設定することで前記圧電振動子（２）の振動周波数を設定するための、前記トリマコンデンサ、特に好ましくは、前記容量ダイオードを含み、
制御ユニットは、前記刻時発生器（１）の温度および／または前記刻時発生器（１）の周囲の前記時計（１００）の温度に応じて前記電気信号を設定するように設定されている、ことを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項17】

前記時計は、さらに輪列を含み、
前記刻時発生機構（１０）は、さらにメカトロ機構部（１０６）を含み、
前記メカトロ機構部（１０６）は、前記圧電振動子（２）の振動周波数に基づく有用信号を使用して作動することで、前記メカトロ機構部（１０６）は、直接または間接的に前記輪列（１０４）にクロック同期方式で係合し、
好ましくは、前記メカトロ機構部（１０６）は、間接的に前記輪列（１０４）に係合し、前記時計（１００）は、前記輪列（１０４）に係合し前記メカトロ機構部（１０６）で駆動可能である脱進機（１０５）を含み、
特に、前記メカトロ機構部（１０６）は、好ましくは、磁気アーマチュア（１０７）および磁気コイル（１０８）を有し、前記有用信号を使用して前記磁気アーマチュア（１０７）を作動させるように設定されている、アクチュエータとして形成される、
または、
好ましくは、メカトロ機構部（１０６）は、ステッピングモータとして形成される、ことを特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項18】

前記刻時発生機構（１０）は、前記圧電振動子（２）の振動周波数に基づく有用信号を生成する有用信号生成装置を含み、
前記有用信号生成装置は、好ましくは、前記刻時発生器（１）のクロック信号または前記刻時発生器（１）の前記クロック信号に基づく信号から生成されたクロック信号、を数える積算計を有し、
前記有用信号生成装置は、前記刻時発生器（１）のカウントされたクロック信号または前記刻時発生器（１）の前記クロック信号に基づく前記信号の前記クロック信号のカウント値が、所定のカウント値に等しいときに前記有用信号を生成するように設定されており、
制御ユニットは、好ましくは前記刻時発生器（１）の温度および／または前記刻時発生器（１）の周囲の前記時計（１００）の温度に応じて所定のカウント値を補正するように設定されている、ことを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項19】

前記電極（８）は、前記圧電振動子（２）に取り付けられている、または、前記刻時発生器（１）が電極ホルダ（７）を有する電極配置（９）を含み、前記電極（８）は、前記電極ホルダ（７）に取り付けられている、ことを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の時計（１００）。

【請求項20】

時計（１００）、特に腕時計の製造方法であって、
圧電振動子（２）および電極（８）を含む刻時発生器（１）を含み、前記圧電振動子（２）の長さ（１１１）、幅（１１２）、および高さ（１１３）がそれぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍである、刻時発生機構（１０）を提供するステップ、および
時計ケース（１１）内に刻時発生機構（１０）を配置するステップ、
を含むことを特徴とする、時計（１００）の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、時計、特に腕時計に関し、刻時発生機構を備えたものである。また、本発明は、そのような時計の製造方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

水晶振動子が刻時発生器として使用されるクオーツ時計は、既知の技術から知られている。

【0003】

水晶発振の場合、通常はそれぞれが二つのフォーク片を有する音叉形状からなる水晶振動子のことを指す。このような水晶フォーク発振器のフォーク片は、それぞれが数十分の一ミリメートルの厚さを有する。稀なケースでは、水晶フォーク発振器は使用されず、同じく数十分の一ミリメートルまたはそれ以下の厚さの水晶板が用いられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水晶フォーク発振器では、音叉形状に成形された水晶部品は、通常、ガラス製の真空ベルに埋め込まれ、高品質のケースでは金属製の真空ソケットに埋め込まれる。水晶振動子の周囲を真空状態に置く主な理由は、周囲に空気やガスがあると水晶の振動過程を妨げる、またはより遅くするからである。水晶振動子の周囲の空気やガス圧が高いほど、空気による減衰が高く、振動が遅くなる。真空でなければ、これはまた、例えば水晶時計を持って山に行き、空気圧の変化により、水晶発振器の周波数、または時計の進み方が変化したりした場合、精度的な欠陥を招くことになる。

【0005】

既知の水晶振動子にとって、その他の重要な点は、いわゆる経年劣化の問題である。水晶発振器は通常、純粋な酸化ケイ素である合成「左旋性」水晶から製造される。外来原子の水晶を浸食する移動は、発振動作の変化、ひいては基準周波数の変化をもたらし、結果的に時計の刻時精度の低下につながる。特に、しばしば電極を水晶発振器に接着する際の接着剤の蒸発物質は、長期にわたって水晶振動子を劣化させる要因となる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下に記述するのは、時計、特に腕時計であり、刻時発生機構を含み、好ましくはその刻時発生機構が配置されている時計ケースを含む。刻時発生機構は、圧電振動子と電極を含む刻時発生器を含み、その刻時発生器は、好ましくは真空中に配置されず、および／または、外気にさらされるよう配置される。

【0007】

好ましくは、圧電振動子は、それぞれが少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍ、さらに好ましくは少なくとも３ｍｍ、特に好ましくは少なくとも５ｍｍの長さ、幅、高さを有する。したがって、圧電振動子は、安定して振動することを可能にする固体質量を有する。特に、圧電振動子の振動の安定性は、真空下になければならないということなく確保される。この意味で、圧電振動子を収容するための真空ソケットまたは真空ベルは不要である。さらに、振動子の提案された寸法は、振動子が全くまたはほとんど劣化しないという利点を有する。したがって、圧電振動子は、正確に機能する周波数発振器の技術要件を満たし、したがって時計の刻時発生機構の刻時発生器としての機能を有する。さらに、圧電振動子は、そのひと際目立つ形状と大きさ、そして真空ソケットまたは真空ベルを排除することで時計の装飾要素として用いることができる。これらの理由から、異なる圧電振動子を刻時発生機構の刻時発生器に使用することができる。したがって、時計は個別化することができ、これにより時計に高品質な雰囲気を与える。さらに、圧電振動子は、その材料特性および圧電または光学特性に関してそれぞれの使用に応じて選択することができる。特に、天然または合成の水晶発振器、水晶の派生種（天然のアメジスト水晶またはシトリン水晶等）、天然のトルマリン結晶、または天然のスイスの岩石水晶が、時計の刻時発生機構の刻時発生器に使用することができる。

【0008】

圧電振動子の長さ、幅、および高さは、３次元座標系の第１軸、第２軸、および第３軸の方向に延び、ここで、第１軸、第２軸、および第３軸は互いに直交している。座標系は、好ましくは圧電振動子の頂点に配置される。

【0009】

本発明の範囲内では、長さ、幅、および高さは、圧電振動子の実際に振動する部分を指す。つまり、圧電振動子の長さ、幅、および高さは、その振動に関連した圧電振動子の寸法に対応している。例えば、音叉の形状をした圧電振動子の場合、フォーク片は振動子の実際の振動部である。つまりこれは、そのような圧電振動子の長さ、幅、および高さは、各フォーク片の長さ、幅、および高さに対応することを意味する。

【0010】

特に、本発明の範囲内で理解される圧電振動子の長さ、幅、または高さは、振動子の単一のエッジのそれぞれの寸法であり、振動子がそのエッジ間に自由空間が形成されるように形成されている場合、同じ方向に延びる振動子の２つのエッジの寸法の合計ではない。特に、本発明の範囲内で言うところの、振動子の長さ、幅、または高さは、振動子のエッジそれぞれの実際の寸法と理解すべきで、振動子がその２つの対向する側面間に自由空間を有するように形成されている場合の振動子全体の「見かけの寸法」ではない。例えば、音叉の形状をした圧電振動子で、その２つのフォーク片間の自由空間の幅を測定考慮した場合、圧電振動子の幅は、２つのフォーク片の幅の合計でも、一方のフォーク片の頂点から他方のフォーク片の頂点までの振動子の見かけの幅でもない。

【0011】

電極に電圧を印加することで、圧電振動子は振動させられる。このため、電極は圧電振動子の表面に適切に配置される。一つの選択としては、電極を圧電振動子の表面に取り付ける場合、特に材料的な結合方法、好ましくは接着することは、適切な方法と言える。発明の範囲内で「取り付けられる」が特に意味することは、電極が圧電振動子の表面に接続されることである。

【0012】

代替的な適切な選択肢としては、刻時発生器は電極ホルダを含むことができ、電極はその電極ホルダに取り付けられる構成にすることである。電極ホルダとその電極ホルダに取り付けられた電極は電極構造を構成する。この場合、電極構造は圧電振動子からみると、別の部品として理解される。電極は電極ホルダの表面に形成される。特に、電極は電極ホルダの表面に接続された個別の電流伝導体であってもよい。あるいは、電極ホルダの表面に電流伝導層が形成されることもある。

【0013】

電極ホルダは、圧電振動子の最大振動振幅、すなわち、振動子が物理的に最大に変形するときに、電極が形成されている電極ホルダの表面が圧電振動子もしくは電圧が印加される振動子表面に接触しているか、または、振動子もしくは振動子表面から離間して配置されるように形成されることが適切である。後者の場合、電極に電圧が印加されたときに、振動子の圧電振動を開始し継続することができるように、電極ホルダとの距離が十分に小さくなるよう電極ホルダを適切に形成しておくことが必要である。特に、振動子の体積を考慮する形で、電極ホルダは、電気軸に垂直な少なくとも一つの軸、または電気軸に平行な方向で、圧電振動子の変形を可能にするように形成される。電気軸は、特に、その表面に電圧が印加されて振動子の圧電振動が開始される圧電振動子の表面によって定義される。電極の寸法は、電圧が印加されなければならない圧電振動子の表面と、圧電振動によって拡大する軸の方向の電極が、完全に重なるように、特に適切に設定される。電極が配置された表面を含む電極ホルダの領域は、適宜弾性的に形成される。電極を含む別の電極配置を提供することは、電極が振動子に取り付けられていないため、圧電的に開始された振動子の振動が電極によって減衰されないという利点がある。

【0014】

電極ホルダは、好ましくは圧電振動子を保持するためのホルダとしても機能することができる。このため、電極ホルダは、圧電振動子を受け入れるもしくは保持するための、受け入れ領域もしくは保持領域を有することが好ましい。

【0015】

これを考慮に入れると、発明の範囲内で、「圧電振動子の表面に配置される」という記載が、特に電極との関連で簡潔に意味する点は、電極を圧電振動子の表面に接続すること（電極が圧電振動子に一体化される場合も含む）、および、圧電振動子から電極が離間して形成されることの両者が含まれる点である。

【0016】

正方形の場合、圧電振動子は全体として振動するように設定されている。つまり、圧電振動子の全体の体積が振動体として機能する。しかし、振動方向が反対側の面と平行でなく、むしろ角度を有する方向であった場合、その特定の位置では水晶振動は生じない。

【0017】

好ましくは、圧電振動子は立方体として形成することができる。本発明の範囲内で言う「立方体」という用語は、小さな偏差も含む立方体形状の意味で理解することが適切である。この点において、基本的に立方体の形を持つが、丸みを帯びたまたは面取りされたエッジを含む体は、本発明の範囲内では立方体と呼称する。特に、本発明の範囲内では、丸みを帯びたまたは面取りされたエッジを持つ立方体の体は、丸みを帯びたまたは面取りされた領域の高さが体の全体の高さの最大２０％、好ましくは最大１０％に相当する場合であっても、立方体の呼称を用いる。

【0018】

本発明の範囲内では、圧電振動子の長さ、幅、または高さは、圧電振動子の振動方向が、長さ、幅、または高さの方向に振動させる設定に応じて、厚さとして適宜特徴付けることもできる。

【0019】

好ましくは、時計にはシースルー領域があるとよい。この場合、圧電振動子は、時計のシースルー領域を介して圧電振動子が見えるように、時計内に形成および配置されているため、圧電振動子は時計のジェムストーン（宝石）としても機能する。代替的な構成としては、圧電振動子自体を好ましくはジェムストーンとして形成し、時計のシースルー領域を通じてそれが見えるように時計内に配置してもよい。したがって、圧電振動子は時計の刻時発生器として、同時に時計内の装飾用の石として機能をもたせることができる。

【0020】

本発明の範囲内では、「ジェムストーン」という用語は、特に半貴石または貴石で、（天然結晶ではない）面取りされた石と理解するのが適切である。ジェムストーンはクラウンおよび／またはパビリオンを適切に含む。本発明の範囲内では、クラウンは特にジェムストーンの領域における、テーブル面および／またはクラウン面を含む領域と理解される。それに対応するパビリオンは、本発明の範囲内では、特にジェムストーンの領域におけるパビリオン面および／またはテーパー領域を含む領域であると理解される。クラウンは好ましくは分離エッジによってパビリオンから分離されている。

【0021】

時計のシースルー領域は、好ましくは時計の文字盤の領域および／または時計ケースの領域（例えば裏蓋）および／または時計の風防に配置される。また、特に時計ケース上に形成されたカバーガラスとして配置される。例えば、裏蓋部に視窗が含まれている場合、または文字盤が省略されている場合、または文字盤が部分的にシースルー状態に形成されている場合、時計の観察者は、時計の風防と文字盤のシースルー領域を通じて振動子を見ることができ、また時計の裏側の視窗を通じて見ることもできる。シースルー領域は、文字盤の開口部として形成され、その開口部の位置に圧電振動子が配置されるようにすることで、文字盤が振動子を覆わない配置となる。しかし、シースルー領域は、特に文字盤が完全に省略される場合、いわゆるスケルトンウォッチと通常呼ばれる時計のように、文字盤の全領域を利用することもできる。または、シースルー領域は、特に裏蓋の視窗として、透明領域またはむしろ視窗として形成することができる。少なくとも部分的に透視可能な時計ケースの場合、時計の観察者は、時計ケースのシースルー領域を通じて振動子を直接見ることができる。

【0022】

有利には、圧電振動子は、パビリオン面を有するパビリオンを有することである。この場合、パビリオン内で光の二重全反射が行われるようにパビリオン角度が選択される。これにより、上方から振動子に入射する光が、上方から振動子を出射することが担保される。その結果、振動子の輝きを増加させることができる。この発明の構成では、圧電振動子がジェムストーンとして形成されることも理解されるべきである。発明の範囲内では、パビリオン角度は、パビリオン面が振動子のテーブル面に平行な平面に対して有する角度と理解されるべきである。この場合、パビリオン面は、テーブル面に向けて、または振動子のテーブル面に平行な平面に対して傾斜している。これは、テーブル面に垂直で、かつ振動子の該平行平面に平行なパビリオン面は、振動子のパビリオン角度を決定するにあたっては寄与しないことを意味する。言い換えれば、９０度の角度は、振動子のパビリオン角度として理解することはできない。特に、パビリオン角度は、振動子のパビリオン面が（またはその面が交差する）テーブル面または当該平行平面に対して有する角度である。テーブル面に平行な平面は、テーブル面平面とも特徴付けることができる。

【0023】

また、圧電振動子は、その底面に、複数の突起を形成する複数の面を有することができる。突起は、突起が波状の断面を形成するように配置される。各突起の面は、各突起内で光の二重全反射が行われるように選択される角度で互いに対して傾斜している。その結果、上方から振動子に入射し突起に到達する光は、突起内で全反射され、再び振動子の上方に向けて出射することができる。これは、時計内の圧電振動子が、刻時発生器だけでなく、時計のジェムストーンとしても機能することを意味する。同時に、当該振動子は、複数の突起があることで、パビリオンを有する振動子よりも、高さ方向により小さく形成することができる。これは、圧電振動子が配置される腕時計が、他の腕時計との差別化において、より小型化が要求される場合に有利である。そこで、高い臨界角を有する材料からなる振動子、例えばトルマリンも、腕時計に用いることができる。トルマリンは、光を収集する上で、振動子が大きな表面積またはより大きなテーブル面が求められる場合に特に有利である。それ以外の場合、臨界角が高い材料から形成され、パビリオンを有する振動子の場合、振動子のパビリオンひいては振動子全体は必然的に大きな高さを有する必要がある。腕時計に臨界角が高い材料からなる振動子を使用する場合、臨界角は常に考慮されるべきである。なぜなら、さもなければ振動子の高さが高くなり過ぎて腕時計として許容されるスペースをはみ出してしまうからである。しかし、圧電振動子の底面が上記のような波状のパターンで作られている場合、振動子の厚さを実際に必要な大きさまで増加させることなく臨界角を維持することができる。したがって、パビリオンを有する振動子と同じ量の反射光を得ることができ、尚且つ、振動子を「フラット」に保つことができる。

【0024】

発明の範囲内では、臨界角はまた内面全反射の臨界角とも呼ばれ、境界面に光線が入射する最小の入射角（境界面に対する垂直線から測定した）を示し、その上で光線が境界面で全反射される。

【0025】

発明の範囲内で、圧電振動子の底面は、特に、振動子が時計に取り付けられた状態で、時計ケースに対向し、時計の風防からは離間した振動子の領域と理解されるべきである。それに対して、振動子の上面は、振動子が時計に取り付けられた状態で、時計ケースからは離間した状態で時計の風防に対向する振動子の領域と理解されるべきである。時計の針の上に配置される風防、および時計の裏側、すなわち裏蓋の視窗は、どちらも風防と理解されるべきである。
天然トルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0026】

発明の好適な構成によれば、刻時発生器の圧電振動子は、Ｌ軸、３つのＴＡ軸、および３つのＴＳ軸を有する天然トルマリン振動子である。したがって、本発明の時計は、合成水晶振動子を有する従来のクオーツ時計の精度を有しつつ、尚且つ、高品質な時計と認識される。さらに、トルマリンは、圧電振動子ひいては時計の設計において自由度をもたせた設計を可能にする興味深い光学的および圧電特性を有する。

【0027】

Ｌ軸、ＴＡ軸、およびＴＳ軸は、基本的にトルマリン振動子が切り出されるトルマリン原結晶（原石）を参照する軸であることに注意すべきである。言い換えれば、これらの軸をもってトルマリン原結晶を説明する。しかし、これらの軸はトルマリン振動子にも存在する。したがって、発明の範囲内では、「トルマリン原結晶のＬ軸／ＴＡ軸／ＴＳ軸」という形式の表現は、「トルマリン振動子のＬ軸／ＴＡ軸／ＴＳ軸」という形式の表現と同視される。圧電極軸として、トルマリンのＴＡ軸およびＴＳ軸は、水晶結晶のＹ軸およびＸ軸に対応付けられる。

【0028】

また、トルマリン原結晶の圧電特性に関して、３つのＴＡ軸は特に互いに等価特性を有する点に注意すべきである。それに対応して、３つのＴＳ軸も、トルマリン原結晶の圧電特性に関して特に互いに等価特性を有する。
三方晶構造のトルマリン原結晶による天然トルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0029】

好ましくは、トルマリン振動子は、三方晶構造（原結晶の断面形状を考慮して）を有するトルマリン原結晶から形成することができる。つまり、この発明の態様において圧電振動子として使用されるトルマリン振動子は、三角形に結晶化したトルマリン原結晶から形成される。トルマリン原結晶が三方晶構造を有するという表現は、トルマリン原結晶が三方晶（三角形）の断面を有することを意味する。特に、トルマリン原結晶は、曲線状、特に凸状に曲がった三角形の側面を有する。

【0030】

上述したＬ軸は、トルマリンの結晶学的な長軸に対応し、これはまた光学軸とも呼ばれる。また、この軸はＺ軸、また時にはＣ軸とも呼ばれる。長軸は、トルマリンの成長方向または結晶化方向を表す軸である。発明の範囲内では、結晶学的な長軸に垂直で、トルマリン原結晶の３つの面のうちの２つによって張られる角度を通るその軸を、ＴＡ軸（ＴＡ：三角形－角度）と特徴付ける。さらに、発明の範囲内では、結晶学的な長軸に垂直で、トルマリン原結晶の３つの面のうちの１つの基本的な方向にほぼ平行に走るその軸を、ＴＳ軸（ＴＳ：トルマリン側面）と特徴付ける。トルマリン原結晶は、三方晶系によって記述することができる。三方晶系の側面は、トルマリン原結晶の面に割り当てられた、またはトルマリン原結晶の面に追従する。したがって、結晶学的な長軸は、三方晶系の平面に垂直である。各ＴＡ軸は、結晶学的な長軸に垂直で、三方晶系の３つの側面のうちの２つに跨る角を中心を走る。各ＴＳ軸は、結晶学的な長軸に垂直で、三方晶系の３つの側面のうちの１つに平行に走る。言い換えれば、各ＴＡ軸は、三方晶系の一つの頂点を通る角度二等辺線に沿って走る軸であり、各ＴＳ軸は、三方晶系の一つの三角形側に平行に沿って走る軸である。Ｌ軸、３つのＴＳ軸、および３つのＴＡ軸は、圧電極軸である。

【0031】

振動方向のトルマリン振動子の振動周波数は、「Ｆ＝Ｋｘ１００００００／Ｄ」の式に従って通常計算されることに留意すべきである。ここで「Ｆ」はＨｚでの振動周波数、「Ｋ」はｍｍ／ｓのパラメータ、「Ｄ」はｍｍでの各振動方向のトルマリン振動子の厚さである。

【0032】

天然のトルマリン振動子として形成された圧電振動子は、好ましくはテーブル面を有するのがよい。

【0033】

トルマリン振動子がＬ軸方向の光の透過を遮断する場合、テーブル面はＴＡ軸またはＴＳ軸に対して垂直であることが好ましい。

【0034】

トルマリン振動子は、ＴＡ軸およびＴＳ軸方向、すなわちＬ軸に対して９０度の方向で偏光フィルタとして機能する。Ｌ軸に対して垂直にトルマリン振動子に落ちる光は、そのようなトルマリン振動子を通過する際に偏光される。観察者のテーブル面に対する視線方向（テーブル面に対して垂直）は、この場合、Ｌ軸に対して垂直となる。

【0035】

トルマリンのほとんどの種類（例えば、ブラジルのエルバイト）は、Ｌ軸方向の光の透過をほぼ完全にまたは完全に遮断する。これは、Ｌ軸方向の光の透過が多くの場合、０％から５％に減少することを意味する。本発明の範囲内では、このトルマリン振動子のＬ軸は「光学的に閉じた」または「遮蔽」軸として特徴付けることができる。したがって、このトルマリン振動子では、圧電振動子のテーブル面がＬ軸に対して垂直でない場合が有利である。これは、上記の種類のトルマリンでは、テーブル面が観察者のテーブル面への視線方向（テーブル面に対して垂直）がＬ軸に平行でないように形成されている場合が有利であることを意味する。

【0036】

しかし、トルマリン振動子がＬ軸方向の光の透過を許す場合、テーブル面は好ましくはＬ軸、ＴＡ軸、またはＴＳ軸に対して垂直であることが許される。

【0037】

本発明の範囲内では、「素子が、各軸に対する法線からプラスまたはマイナス５度、特殊な場合には最大１０度の偏差を有する配置」も「軸に対して垂直」と特徴付けることができる。
六方晶構造のトルマリン原結晶による天然のトルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0038】

本発明のさらなる好適な構成によれば、圧電振動子は、六方晶構造（原結晶の断面形状に基づく）を有するトルマリン原結晶から形成された天然のトルマリン振動子であってもよい。六方晶構造（断面形状に基づく）の発生は、三方晶構造よりもはるかに稀である。六方晶構造を有するトルマリン結晶は、すべての天然トルマリンのうち１０％未満である。六方晶構造は、この発明の態様では、六角形に結晶化した天然のトルマリン振動子が圧電振動子に使用されることを意味する。トルマリン原結晶が六方晶構造を有するという表現は、トルマリン原結晶が六角形の断面を有することを意味する。

【0039】

さらに、場合によっては、トルマリン振動子がＬ軸方向の光の透過を許す。言い換えれば、この場合、Ｌ軸の光の透過は全く遮断されない。そのような原結晶は、特定の（特にアフリカの）トルマリンの種類や特定の発見地点やトルマリン鉱山で見つかる。結果的に、トルマリンの六方晶構造は、Ｌ軸に沿った光の流れが遮断されないトルマリン種の中から非常によく見つかる。本発明の範囲内では、そのようなトルマリン振動子におけるＬ軸は「光学的に開いた」軸として特徴付けることができる。これは、例えば、トルマリン原結晶からＬ軸に対して垂直に切り取られたトルマリンスライスを通して色ガラスを見るように見ることができ、通常のトルマリン振動子（例えばブラジルからのもので、通常は三方晶構造）の場合とは異なり、視界が遮られないことを意味する。例えば、光学的に開いていて同時に六角形のトルマリン振動子は、特にピンク色のアフリカのトルマリンで、特にナイジェリアからのものである。

【0040】

六方晶構造のトルマリン原結晶から形成され、「光学的に開放」されたＬ軸を有するトルマリン振動子は、驚くべきことに圧電振動特性が非常に高いことがわかった。特に、このようなトルマリン振動子の振動は、三方晶構造のトルマリン原結晶から形成されたトルマリン振動子の振動よりもしばしば強い。特に、その圧電振動特性は、三方晶構造のトルマリン原結晶から作られたトルマリン振動子のそれよりも最大３０％高いことができる。六方晶構造は、特に大きな立方体の振動子を形成する場合、三方晶構造のトルマリン原結晶を用いて形成する場合と比較して、研削時に削られる原石の重量がより少なくて済む。さらに、光学軸が開放され、六角形を有するトルマリン原結晶の加工は、形成過程、特に切断過程で、閉じたまたは遮蔽されたＬ軸による光学的な危険に注意を払う必要がないため、簡略化することができる。

【0041】

六方晶構造のトルマリン原結晶を材とする天然トルマリン振動子のＬ軸は、三方晶構造のトルマリン原結晶を材とする天然トルマリン振動子の場合と同様に、トルマリンの結晶学的な長軸を示し、これはトルマリンの成長方向または結晶化方向を表す。六方晶構造のトルマリン原結晶は、六方晶系を用いて説明することができる。六方晶系を参照すると、各ＴＡ軸は六方晶系において平行して対向する２つの面を通過し、各ＴＳ軸は六方晶系の２つの対角頂点を通過する。

【0042】

好ましくは、トルマリン振動子は、Ｌ軸、ＴＡ軸、またはＴＳ軸に垂直なテーブル面を有する。

【0043】

Ｌ軸の方向への光の透過を可能にする代わりに、三方晶構造のトルマリン原結晶から形成したトルマリン振動子を用いることで、Ｌ軸の方向への光の透過を遮断することもできる。この場合、トルマリン振動子は、ＴＡ軸またはＴＳ軸に垂直なテーブル面を有する。
三方晶または六方晶構造のトルマリン原結晶を材としＬ軸振動方向を特徴とする天然トルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0044】

好ましくは、電極は、Ｌ軸に垂直なトルマリン振動子の表面に配置するのがよい。ここでは、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向はＬ軸に沿っている。

【0045】

上述した、振動方向におけるトルマリン振動子の厚さと振動周波数との間の関係を考慮すると、Ｌ軸に垂直なトルマリン振動子の面に電極を配置することは、トルマリン振動子の振動方向がＬ軸に沿っている場合、同じトルマリン振動子に対するパラメータ「Ｋ」の値が、Ｌ軸におけるトルマリン振動子の厚さにほとんどまたは全く依存しないという利点がある。言い換えれば、これは、パラメータ「Ｋ」の値が、同じトルマリン振動子がＬ軸で狭く切断された場合に、比較的一定であることを意味する。したがって、トルマリン振動子として形成された圧電振動子の調製を考慮すると、トルマリン振動子のＬ軸に沿った厚さの加工目標に対する偏差が、パラメータ「Ｋ」にとって影響がない、またはわずかな影響に留まるため、圧電振動子の振動周波数を、比較的正確に電極の配置されている２つの平行振動面間の距離に正比例させることができ、これによりかかる調整を簡略化することができる。Ｌ軸に沿った振動方向を有するトルマリン振動子の場合、パラメータ「Ｋ」は、トルマリンの個体差はあるにせよ通常３．８５から３．５０の間である。

【0046】

また、Ｌ軸に沿った方向のパラメータ「Ｋ」は、ＴＡ軸に沿ったトルマリン振動子の厚さと、ＴＳ軸に沿ったトルマリン振動子の厚さとにも比較的独立したパラメータであることに注意すべきである。つまり、トルマリン振動子が、Ｌ軸の方向において、一定の厚さ、一定の振動周波数、および一定の「Ｋ」値を有していれば、トルマリン振動子の厚さがＴＡ軸またはＴＳ軸の方向で減少したとしても、振動周波数と「Ｋ」パラメータの値はＬ軸の方向では大幅には変化しない。ＴＡ軸および／またはＴＳ軸の方向でのトルマリン振動子の厚さの減少に伴う振動周波数およびパラメータ「Ｋ」の値の変化は、厚さの減少程度に応じて、Ｌ軸の方向で最大１％から２％程度となる。

【0047】

刻時発生器が、天然トルマリン振動子として形成された圧電振動子と、Ｌ軸に垂直なトルマリン振動子の表面に配置された電極を含む場合、トルマリン振動子は、好ましくは、ＴＳ軸またはＴＡ軸に向かって傾斜し、Ｌ軸に平行な２つのエッジをそれぞれ有するパビリオン面を有する。言い換えれば、入射光を反射する傾斜したパビリオン面は、Ｌ軸に向かって傾斜していないが、ＴＡ軸またはＴＳ軸に向かって傾斜し、同時に２つのエッジがＬ軸に平行に走る。パビリオン面がＴＳ軸の方向に傾斜している場合、視線の方向はＴＳ軸と平行になるようにし、他方、パビリオン面がＴＡ軸の方向に傾斜している場合は、視線の方向をＴＡ軸と平行になるようにするとよい。これにより、トルマリン振動子に入射する光がパビリオン面に吸収されることを避けることができる。これは常に、Ｌ軸が光学的に開放されていない場合に発生する。

【0048】

好ましくは、パビリオン角度は４０度から５０度の間であり、最低４２度あることがより好ましい。４２度のパビリオン角度は、トルマリンの臨界角に対応する。これにより、トルマリン振動子内で光の全反射を実現することができる。

【0049】

パビリオン面がＴＡ軸またはＴＳ軸に向かって傾斜しているという表現は、パビリオン面がＴＡ軸またはＴＳ軸の方向に傾斜していることと同じ意味である。特に、これは、パビリオン面とＴＡ軸およびＴＳ軸によって定義される平面との交点を通る線が、ＴＡ軸またはＴＳ軸上で交わることを意味する。特に、パビリオン面は、Ｌ軸に平行な共通のエッジを有する。

【0050】

代替的に、刻時発生器が天然トルマリン振動子として形成された圧電振動子と、Ｌ軸に垂直なトルマリン振動子の表面に配置された電極を含む場合、圧電振動子はその底面に複数の突起を形成する複数の面を有し、そのことは有利となる。突起は、突起が波状の断面を形成するように配置される。それぞれの突起の面は、振動子のテーブル面に平行な平面に対して一定の角度を持ち、その角度は４０度から５０度の間である。さらに、その角度は少なくとも４２度とすることが好ましい。４２度の角度であれば、それぞれの突起内で光の二重全反射が発生する。

【0051】

より好ましくは、各突起がトルマリン振動子のＬ軸に沿った方向に延びるとよい。言い換えれば、この場合、それらの突起はトルマリンのＬ軸に平行に配置される。

【0052】

また、トルマリン振動子のテーブル面はＴＡ軸に垂直であることが好ましい。ここでは、突起はＴＳ軸に垂直に配置される。

【0053】

あるいは、トルマリン振動子のテーブル面をＴＳ軸に垂直にすることもできる。この場合、突起はＴＡ軸に垂直に配置される。

【0054】

特に、三方晶構造のトルマリン原結晶からのトルマリン振動子で、尚且つ、Ｌ軸に平行な方向で光を遮断する類のものであった場合、先述したトルマリン振動子の構成は、トルマリン振動子を時計のジェムストーンとしても利用できるという利点がある。テーブル面がＬ軸に垂直であった場合、テーブル面は不透明になり、その下側に配置された突起は暗く見える。面がＬ軸に向かって傾斜していた場合、暗部となるＬ軸は振動子へと反射される。
三方晶または六方晶構造のトルマリン原結晶を材としＴＡ軸振動方向を特徴とする天然トルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0055】

好ましくは、電極はトルマリン振動子の表面に配置し、これらの表面はＴＡ軸に垂直で、Ｌ軸に平行に走るよう配置するのがよい。この場合、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向はＴＡ軸に沿っている。ここでは電極はさらにＴＳ軸に平行であると好ましい。三方晶構造のトルマリン原結晶を材とするトルマリン振動子の場合、電極は三方晶系の二等分線に平行で、Ｌ軸に平行に形成される。

【0056】

ＴＡ軸に沿った方向は、非常に実用的で、加工しやすい方向である点が特徴である。ＴＡ軸方向の場合、三方晶系のトルマリン原結晶では、正しい面を得るためにトルマリンをどのように切るべきかを即座に認識可能な２つの明確な基準が常に存在する。まず、丸みを帯びた三角形の面の中心に面を簡単に配置することができる。一方、この三角形の面に対して反対側にエッジがあり、これは三方晶系の平面上の三方晶系の各点を表す。したがって、長い調査を経ずに、トルマリン原結晶上に面を迅速かつ正確に配置することができ、これは周波数の安定化にとって非常に重要である。

【0057】

さらに、トルマリン振動子はＬ軸よりもＴＡ軸に沿って、より強い圧電振動特性を有する。

【0058】

振動子を計算する先述した式のＴＡ軸方向のパラメータ「Ｋ」は、トルマリン振動子のＴＡ軸方向の厚さに依存することに注意すべきである。特に、驚くべきことに、トルマリン振動子のＴＡ軸方向の厚さが減少した場合、パラメータ「Ｋ」の値は増加しない、または非常にわずかにしか増加しない。

【0059】

このトルマリン振動子の振る舞いを数値的にも表現するために、典型的なブラジル産トルマリン振動子のＴＡ軸方向のパラメータ「Ｋ」の例示値と、トルマリン振動子のＴＡ軸方向の厚さに依存する振動周波数の対応する値を以下の表に例示する。表からわかるように、トルマリン振動子の厚さがＴＡ軸方向に減少すると、このトルマリン振動子のパラメータ「Ｋ」の値は減少する。しかし、この場合、トルマリン振動子のＴＡ軸方向の厚さの減少に伴うパラメータ「Ｋ」の値の減少はわずかである。これは、振動方向がＴＡ軸に沿った、三方晶または六方晶構造のトルマリン原結晶からの他のトルマリン振動子にも適用できる。

【0060】

【表1】

【0061】

また、ＴＡ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値は、Ｌ軸方向のそれよりも小さいことに注意すべきである。
三方晶または六方晶構造のトルマリン原結晶を材としＴＳ軸振動方向を特徴とする天然トルマリン振動子としての圧電振動子（刻時発生器）の形成

【0062】

好ましくは、電極はトルマリン振動子の表面に配置することができ、これらの表面はＴＳ軸に対して垂直で、Ｌ軸に平行となるよう配置するとよい。この場合、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向はＴＳ軸に沿っている。さらに、電極はＴＡ軸に平行に配置されるとよい。

【0063】

ＴＳ軸に沿った振動方向は有利である。なぜなら、ＴＳ軸方向の圧電振動子は最大の圧電振動特性を有し、しかも切削廃棄量も最小で済むからである。さらに、ＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値は、Ｌ軸方向またはＴＡ軸方向のそれと比較して最小である。

【0064】

ＴＳ軸方向の振動子の高い圧電振動特性は、この軸方向で振動子がより強く振動することを意味する。これは長期的に基本的な重要性を持つ。これは、振動子がより容易に、そしてより強く振動するとき、それを振動させるために必要な電流が少なくて済むからである。振動子を振動させるように設定された発振回路は、この目的のために必要とされる負荷は少なくて済む。電力を節約するということは、環境発電的観点からみると、時計を電池なしで作動させたり、時計が電池で作動させる場合でも、電池寿命を大幅に長くするなど、消費電力を少なくする必要がある。

【0065】

切削廃棄物の観点から見ると、トルマリンの原結晶から得られるトルマリン振動子の振動方向がＴＳ軸に沿っている場合、特にその原石の重量と研削後の重量の比率は約２：１となる。一方、トルマリン振動子の残る他の振動方向については、原石の重量と研削後の重量の比率は少なくとも５：１、あるいはさらに不利な場合もある。したがって、トルマリン振動子の振動方向がＴＳ軸に沿っていることは大きな経済的利点をもたらす。

【0066】

パラメータ「Ｋ」の低い値は一番重要である。なぜなら、この値は高周波数、例えば８８８８８８Ｈｚの周波数などでは、最大２．０まで下がるからである。したがって、厚さが約２ｍｍまたはそれ以下の場合、研削されたトルマリン振動子は８８８８８８Ｈｚまたは１ＭＨｚの振動周波数を伴うものとなる。したがって、いわゆる「トルマリン針」を利用することができる。「トルマリン針」は、厚さが３．５ｍｍ未満、通常は３．０ｍｍ未満の非常に細いトルマリンの棒である。このようなトルマリンの棒は、通常のトルマリンの原結晶の価格と比較して市場で１グラムあたりわずか５％のコストで入手できる。「トルマリン針」の原材料の非常に有利な価格を、研削による低重量損失と組み合わせて計算すると、「トルマリン針」からであればトルマリン振動子は、通常のトルマリンの原結晶から研削されたトルマリン振動子と比較して、例えばＬ軸に沿って切断されたものであれば、そのコストは１％未満となる。

【0067】

先述したＴＳ軸方向のトルマリン振動子の厚さに依存する振動周波数を決定付ける公式において、パラメータ「Ｋ」は、あくまでトルマリン振動子のＴＳ軸方向の厚さに依存することに注意すべきである。

【0068】

このトルマリン振動子の振る舞いを数値的にも表現するために、典型的なブラジル産トルマリン振動子のＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の例示値と、ＴＳ軸方向のトルマリン振動子の厚さに依存する振動周波数の対応する値が以下の表に示されている。

【0069】

【表2】

【0070】

ＴＳ軸のパラメータ「Ｋ」については、ＴＡ軸のパラメータ「Ｋ」の値よりも低く、トルマリンの板が薄くなると急速に下がる。

【0071】

ＴＳ軸に沿った振動方向のトルマリン振動子では、トルマリン振動子は好ましくはＴＡ軸に向かって傾斜したパビリオン面を有すること好ましい。好ましくは、パビリオン角度は４０度から５０度の間であり、最低４２度あることがより好ましい。

【0072】

トルマリン振動子の底面にパビリオン面を追加するにあたっては、三方晶のトルマリンの原結晶の形状は、三方晶の構造を持つトルマリンの原結晶からのトルマリン振動子を形成する場合、最適に利用することができる。
他の２つの軸方向の厚さに依存するＴＡ軸方向とＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の依存性

【0073】

別の驚くべき現象は、ＴＡ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値とＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値が、それぞれの方向のトルマリン振動子の厚さだけでなく、それぞれの他の２つの軸方向のトルマリン振動子の厚さにも依存するということである。これは言い換えれば、ＴＡ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値は、上述したようなＴＡ軸方向のトルマリン振動子の厚さだけでなく、Ｌ軸方向とＴＳ軸方向のトルマリン振動子の厚さにも依存するということである。同様に、ＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値は、上述したようなＴＳ軸方向のトルマリン振動子の厚さだけでなく、Ｌ軸方向とＴＡ軸方向のトルマリン振動子の厚さにも依存するということである。

【0074】

このトルマリン振動子の振る舞いを説明するための算数的な例を以下に述べる。

【0075】

振動子がＴＳ軸方向に３．０５ｍｍの厚さを持ち、ＴＳ軸方向のパラメータ「Ｋ」の値が２．５５であり、その場合ＴＳ軸方向の振動周波数が８３５ＫＨｚであると仮定する。Ｌ軸方向の振動子の厚さは、例えば５ｍｍであるとする。Ｌ軸方向の厚さを５ｍｍから４ｍｍに減らしたまま、ＴＡ軸方向とＴＳ軸方向の振動子の厚さはそのままにしておくと、ＴＳ軸方向の振動子の振動周波数は約８３５ＫＨｚから８５５ＫＨｚに変わる（または個々のトルマリンによっては同様に異なる値に変わる）。これは、ＴＳ軸方向の厚さが同じ３．０５ｍｍであるときでも、トルマリン振動子は８５５ＫＨｚの高い振動周波数となり、パラメータ「Ｋ」の値は２．６１であることを意味する。

【0076】

Ｌ軸方向の厚さを減らすことにより、ＴＡ軸方向とＴＳ軸方向の振動周波数とパラメータ「Ｋ」の値を最大１０％まで変更することができる。

【0077】

ＴＡ軸とＴＳ軸のパラメータ「Ｋ」の依存性、そしてそれぞれの方向の振動周波数が他の２つの軸の厚さに依存することに着目することは、非常に有益である。なぜなら、これにより、トルマリンの原結晶からこれらの軸の一つに沿った所定の振動周波数を持つトルマリン振動子を形成することが、他の２つの軸のトルマリン原結晶の厚さを変更することによっても実現することができるからである。

【0078】

これは、特にＴＡ軸に沿った振動方向を持つトルマリン振動子を提供する場合に特に有利である。

【0079】

このような振動子でＴＳ面を正確に切断するためには、まずＴＡ方向の面を切断するのが最善である。その後、ＴＳ面をＴＡ面に垂直に配置することができる。しかし、トルマリン振動子の振動周波数を微調整するにあたり、特に電極をトルマリン振動子上に配置する場合、最終的な残りの切断が、一時的にせよ既に電極配置がなされた間に行われ、切断中に振動周波数を測定できると非常に便利である。

【0080】

しかし、ＴＡ面は電極が既にＴＡ面に配置されている間には切断することができない。そのような場合、電極は再度切断することになる。

【0081】

この問題を解決するために、まずＴＡ面を、例えば４％または５％の精度まで、予め切断しておき、電極をＴＡ面に配置、特に取り付けることができる。そうすることで、周波数調整を、残りの面、特にＴＳ面を切断することにより行うことができる。

【0082】

これは、例えば、ＴＡ軸方向の目標振動周波数が８８８８８８Ｈｚである場合、まずトルマリンの原結晶を、ＴＡ軸方向の振動周波数が約８８００００Ｈｚとなるように切断する。その後、電極は特にＴＡ面に配置され、さらなる切断中に振動子を測定する。次に、ＴＡ面に垂直でＬ軸に平行に走るＴＳ面を切断する。ＴＳ面が切断されている間、ＴＡ方向での圧電励起振動は常に測定される。そうして、振動周波数が８８８８８８Ｈｚに達したとき、切断作業を停止する。上述した電極の取り付け方法は、電極の取り付け自体が再び周波数を変更する理由から、振動子に電極を取り付ける際は、その重要性がますます高くなる。因みに通常、電極を取り付けると周波数が減少する。トルマリンを切断する際に完全に正確な周波数を得るためには、いかなる場合でも、最終的な研磨・研削前に電極が必ず配置され、特に取り付けられていなければならない。

【0083】

さもなければ、結晶を取り除くことを余儀なくされる。特に結晶は、所望の振動周波数であるかの確認のための中間チェックごとに切断ホルダからパテを取り除かなければならない。これは、トルマリンの原結晶を切断するためには、通常、パテでトルマリンの原結晶を研削ピンに接着しているためである。そのため、結晶は取り外され、洗浄され、オシロスコープで測定され、再度パテを塗り、研削プライヤーに固定する必要がある。さらに、切断処理を続ける前に、古い面を研削ディスク上で再調整する必要もある。これにより、中間チェックごとに約１時間の時間損失が発生する。１Ｈｚまで正確な振動周波数を出すにあたってトルマリンの原結晶を研削するためには、少なくとも２０回の中間チェックが必要である。これは、トルマリンの幾何学的な形状を通じて周波数を計算することはできないからである。各トルマリンの原結晶は、Ｋ値に一定の変動がある。したがって、振動周波数の基準として研削板の厚さの値を採用することはできない。
三方晶または六方晶の構造を持つトルマリンの原結晶から、Ｌ軸に対して４０度から５０度の角度を持つ振動方向の天然トルマリン振動子としての圧電振動子の形成

【0084】

すべての振動子は、その材料に関係なく、その温度が変化するとすぐさま振動周波数が変化するという問題を抱えている。音速は共振媒体の温度に従い変化する理由から、これは避けられない現象である。音速は通常、冷たいトルマリン振動子の方が暖かいトルマリン振動子よりも速い。したがって、温度が上昇すると、トルマリン振動子の周波数は減少する。

【0085】

したがって、圧電振動子から導出される時計の精度は、温度変化に伴う振動周波数の変動がどれだけ大きいかに依存する。

【0086】

温度による振動周波数の変化を補正することは、補正機構を用いて可能である。しかし、圧電振動子の材料によっては、補正処理が複雑であり、大量の電流消費が伴うことがある。

【0087】

補正機構を必要とせずにトルマリン振動子の振動周波数を温度変化に関わらず安定化するために、電極がトルマリン振動子の特定の表面に配置される構成が提案されている。これらの特定の表面は、それぞれ一方のエッジが、Ｌ軸に対して４０度から５０度、好ましくは４５度の角度を形成し、もう片方のエッジは、そのＴＡ軸またはＴＳ軸に平行な他方のエッジを形成する。言い換えれば、電極は、この目的のために設けられた表面の一方のエッジがＬ軸に対して４０度から５０度、好ましくは４５度の角度を有し、他方のエッジがＴＳ軸またはＴＡ軸に平行に走るよう、配置されている。

【0088】

つまり、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向は、トルマリン振動子の三つの関連軸、すなわち、Ｌ軸、ＴＡ軸、ＴＳ軸から逸脱し、Ｌ軸とＴＡ軸の間、およびＬ軸とＴＳ軸の間に存在する極性を利用している。

【0089】

好ましくは、トルマリン振動子はテーブル面を有することができる。好ましくは、テーブル面は、Ｌ軸に対して４０度から５０度、好ましくは４５度の角度を持つ一方のエッジと、ＴＡ軸またはＴＳ軸に平行なもう片方のエッジを形成しているとよい。

【0090】

好ましくは、トルマリン振動子は、圧電振動子のテーブル面の法線に向かって傾斜したパビリオン面を有することができる。特に、パビリオン角度は４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である。代わりに、圧電振動子は、その底面に、圧電振動子のテーブル面の法線に向かって傾斜した複数の面を有し、複数の突起を形成することができる。ここで、突起は、突起が波状の断面を形成するように配置されている。各突起の面は、トルマリン振動子のテーブル面に平行な平面に対して角度を有する。その角度は４０度から５０度の間であり、好ましくは少なくとも４２度である。

【0091】

本発明の範囲内で、驚くべきことに、この方向はトルマリン振動子の三つの極性軸のいずれの方向とも異なり、ＴＳ軸の４０％から５０％の圧電振動特性を有し、通常はＬ軸の２倍強であることを見出した。

【0092】

特に、このような振動方向を持つトルマリン振動子を持つ時計の精度は、一般的には３倍高く、特定の場合にはＬ軸、ＴＡ軸、ＴＳ軸に沿った振動方向を持つトルマリン振動子を持つ時計の精度の最大１０倍である。
トルマリン振動子のＬ軸、ＴＡ軸、ＴＳ軸の方向の寸法に依存する、Ｌ軸に対して４０度から５０度、特に４５度の角度を持つ方向におけるパラメータ「Ｋ」の依存性

【0093】

以下の表では、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子のパラメータ「Ｋ」とそれに対応する振動周波数の例示的な値が、Ｌ軸の方向、ＴＡ軸、ＴＳ軸のトルマリン振動子の寸法との関係から示されている。

【0094】

【表3】

【0095】

表からわかるように、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子のパラメータ「Ｋ」の値は、ＴＳ軸の方向のトルマリン振動子の寸法を減少させることで最も変化する。３．５ｍｍから２．８ｍｍへの減少は、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子の振動周波数を１０％増加させる。

【0096】

一方、ＴＡ軸の方向で寸法を減少させた場合、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子の振動周波数はほとんど変化しない。ＴＡ軸の方向のトルマリン振動子を３．３ｍｍから２．９ｍｍに短縮した場合、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子の振動周波数はわずかに０．５％の増加に留まる。

【0097】

Ｌ軸の方向のトルマリン振動子を６．４ｍｍから５．８５ｍｍに短縮した場合、Ｌ軸に対して４５度の角度を持つ方向のトルマリン振動子の振動周波数は２％増加する。
三方晶または六方晶構造に代わる構造のトルマリン原結晶からの天然トルマリン振動子としての圧電振動子の形成

【0098】

本発明のさらなる好適な構成によれば、圧電振動子は、三方晶構造と六方晶構造の間の構造を有するトルマリン原結晶から形成される天然トルマリン振動子であってもよい。これは、トルマリン原結晶が三角形と六角形の間または他の断面を有することを意味する。
圧電振動子（刻時発生器）をルベライトとして形成

【0099】

本発明のさらに好適な構成によれば、トルマリンとしてルベライト（ルベライト結晶）が使用される。ルベライトはトルマリンの特殊な種類に属する。特に、ルベライトはトルマリン群の鉱物「エルバイト」の一種である。

【0100】

ルベライトの第一の利点は、美しい明るく強い赤色を持ち、時にはルビー色のように見えることである。したがって、ルベライトは時計のジェムストーンとしての役割もする刻時発生器の使用に適している。第二の利点は、ルベライトが「閉じた」光学軸を持たないことである。これは、ルベライトを切断する際に潜在的な光学的特性に注意を払う必要がないことを意味する。これにより、ルベライト振動子を提供するためのルベライト原結晶の加工工程が簡素化される。
振動周波数に関する圧電振動子（刻時発生器）の構成

【0101】

振動方向や圧電振動子が形成される材料に関係なく、圧電振動子は、圧電的に励起される振動の振動方向に、好ましくは数値８だけまたは数値８と０だけからなる振動周波数を持つことがよい。言い換えれば、これはＨｚ領域またはＫＨｚ領域における振動周波数は、数値８だけを持つのが好ましいことを意味する。つまり、振動周波数は、８８８８Ｈｚ、８８８８８Ｈｚ、８８８８８８Ｈｚ、８８８８８８８Ｈｚ、８ｋＨｚ、８８ＫＨｚ、８８８ＫＨｚ、または８８８８ＫＨｚとなるのが好ましい。

【0102】

これには、振動周波数を簡単に８Ｈｚの周波数に落とすことができ、これにより、機械式時計の表示装置の秒針の針飛びまたは少なくとも視認可能な針飛びを避けるための理想的な周波数を得ることができる。

【0103】

さらに、そのような振動周波数は、トルマリン振動子として形成された圧電振動子を持つ時計の標準周波数として使用することができる。したがって、標準的な電子部品として全ての利用形態に対して供することができる。これ以外の場合だと、時計が内蔵するトルマリン振動子の利用形態が異なる度に、それぞれに応じた異なる振動周波数が使用されるため、その時計の電子部品はその新しい利用形態のために完全に再設計されるか、または少なくともプログラム可能なチップを使用する必要が出てくる。そのプログラム可能なチップは、トルマリン振動子のそれぞれの利用形態に応じた固有の振動周波数がプログラムされている。先述の説明から理解されるように、ここで提案される振動周波数、即ち、数値８だけまたは数値８と０だけを持つ値を有する振動周波数が、トルマリン振動子の複数の利用形態にとって理想的な振動周波数であることの証左となる。例えば、そのような振動周波数は、トルマリン振動子が刻時発生器だけでなく時計のジェムストーンとしても機能する場合（特に腕時計の場合）、または、高振動周波数の振動子を持つ時計で特に正確に作動することが望まれる場合、そのようなトルマリン振動子に対して使用することができる。

【0104】

Ｈｚ領域またはＫＨｚ領域で数値８のみを持つ振動周波数を担保するにあたり、原結晶は適切な方法でもって望ましい振動周波数を持つように切断される。この目的に最適なのは、振動周波数が８８８８８８Ｈｚまたは８８８ＫＨｚにカットされたトルマリン原結晶である。その理由は以下の通りである：

【0105】

まず、周波数分割器を用いて８８８８８８Ｈｚを初回とする振動周波数を半分にすることを３回繰り返すことができる。次に２つ目のステップでは、３回の繰り返し分割から得られる周波数（中間周波数）である１１１１１１Ｈｚを、パルスカウンタでカウントダウンすることで１Ｈｚの周波数を得る。このように、周波数分割とカウントダウンの組み合わせにより、１Ｈｚの周波数を得るための消費電力が節約される。なぜなら、周波数分割によりパルスカウンタのカウント活動が１／８に減少するからである。振動周波数が８８８ＫＨｚ、つまり８８８０００Ｈｚの場合、周波数は６回連続して半分にすることで１３８７５Ｈｚまで上げることができ、その後パルスカウンタを用いて１Ｈｚまたは１Ｈｚと１０Ｈｚの間の周波数までカウントダウンすることができる。

【0106】

一般的に、特に複数回の半分にする第一の手順を用いて、まず振動周波数を中間周波数にまで半分にし、続いて、その中間周波数を所望の周波数にカウントダウンする手順は、高振動周波数（例えば８．８８ＭＨｚや１０ＭＨｚ）の圧電振動子にとって、振動周波数を単純にカウントダウンしていく方法と比較して、消費電流の点で特に有利である。

【0107】

本発明の範囲内では、所望の周波数は有用周波数と特徴づけることもできる。

【0108】

もし時計の機械式表示装置の秒針の針飛びを避けたい、または少なくとも視認可能な針飛びを避けたい場合、パルスカウンタを用いて振動周波数８８８８８８Ｈｚを８Ｈｚにまで下げることでこれを回避できる。８Ｈｚの周波数は、目には針飛びに映らない動きをする秒針にとって理想的な有用信号周波数である。さらに、３回半分割にすることで８Ｈｚの周波数を１Ｈｚまで下げることができる。輪列のタイプによっては、これにより時計の輪列の伝動が容易になる。

【0109】

振動周波数が８８８８８８Ｈｚまたは８８８ＫＨｚの場合、ＴＳ軸にカットされたトルマリン振動子は、厚さ約２ｍｍの板となる。厚さはトルマリンの種類と板の大きさにより異なる。この点、この厚さは加工しやすい。この厚さは、特に光学的に使用されないトルマリン振動子にとって理想的である。ここでもトルマリンは十分に堅牢で、長期の経年変化を避けることができる。

【0110】

振動周波数が８８８８８８Ｈｚおよび８８８ＫＨｚの場合、Ｌ軸方向にカットすると、トルマリン振動子の寸法は腕時計にとって理想的となる。Ｌ軸方向の厚さは約４．３ｍｍとなり、これは視認可能なトルマリン振動子にとって理想的なサイズである。

【0111】

本発明の好適な実施形態によれば、圧電振動子はトルマリン振動子であり、振動周波数は８８８８８８Ｈｚまたは８８８ｋＨｚであり、圧電振動子の長さ、幅、高さはそれぞれ８．８８ｍｍであり、そして圧電振動子の重さは８．８８カラットである。つまり、トルマリンの原結晶が振動周波数８８８８８８Ｈｚまたは８８８Ｈｚに切断されると、トルマリン振動子はすべての点で一つの数値、すなわち数値８、または数値８と数値０のみを持つ。即ち、このトルマリン振動子は長さ８．８８ｍｍ、幅８．８８ｍｍ、高さ８．８８ｍｍで、重さ８．８８カラットであり、その振動周波数は８８８８８８Ｈｚまたは８８８ＫＨｚである。この組み合わせは他の振動周波数では達成できない。例えば、長さ６．６６ｍｍ、幅６．６６ｍｍ、高さ６．６６ｍｍで、同時に重さが６．６６カラットであるトルマリン振動子を見つけることはできないだろう。また、長さ、幅、高さがそれぞれ９．９９ｍｍで、重さが９．９９カラットであるトルマリン振動子も存在しないだろう。したがって、非常に特別な石（例えば高価な卓上時計用）をカットしたい場合、振動周波数が８８８８８８Ｈｚまたは８８８ＫＨｚを持つトルマリン振動子のみが、そのサイズと重さが数値８のみになり得るものとなる。

【0112】

好ましくは、圧電振動子は、圧電的に励起された振動の振動方向に振動周波数を持ち、その振動周波数を複数回半分にしていくことで所望の周波数、特に１Ｈｚまたは８Ｈｚにまで調整することができる。言い換えれば、振動周波数は好ましくは２の倍数である。時計はこの目的のために、刻時発生器の振動周波数を所望の周波数、特に１Ｈｚまたは８Ｈｚにまで持っていくように設定された周波数分割器を有することが有利である。これは、簡単に所望の周波数に調整できることを意味する。所望の周波数が１Ｈｚの場合、時計の機械式表示装置の秒針は秒単位で動かすことができる。所望の周波数が８Ｈｚの場合、時計の秒針は毎秒針飛びをするのではなく、既述のように文字盤を滑らかに滑る。これにより、時計の主観的な視覚的印象が改善される。なぜなら、秒針の針飛びがなくなる、あるいは少なくとも時計の観察者には見えなくなるからである。

【0113】

例えば、圧電振動子の振動周波数が３２７６８Ｈｚで、所望の周波数が１Ｈｚとなる場合、周波数分割器により振動周波数を１５回繰り返し半分にする必要がある。所望の周波数が８Ｈｚの場合、周波数分割器により振動周波数を１２回繰り返し半分にする必要がある。

【0114】

好ましくは、時計はさらに、圧電振動子を振動させるように設定された発振回路を含む。この場合、励振周波数は、圧電振動子の天然周波数よりも低いことが好ましい。これにより、天然周波数がわずかにシフトする（例えば、温度変化による）場合に、振動が落ち込むのを防ぐことができる。発振回路は、刻時発生機構の一部であることが好ましい。

【0115】

発明の好適な構成によれば、発振回路は、好ましくはトリマコンデンサ（特に容量ダイオードを含むタイプ）で構成し、そのトリマコンデンサの容量（特に容量ダイオードの容量）を電気信号により調整することで圧電振動子の振動周波数を調整するのが好ましい。

【0116】

この場合、制御部は、刻時発生器の温度および／または刻時発生器の近傍の時計の温度に応じて電気信号を調整するように設定されていることが好ましい。この目的のために、電気信号となる温度依存値（温度に対応する電気信号の参照値）および／または温度に応じた電気信号の関数値を、レジスタおよび／またはメモリユニットに保存することが好ましい。

【0117】

特に、この温度補償のための発振回路の構成は、長さ、幅、高さがそれぞれ少なくとも１ｍｍを持つものは除外し、好ましくは少なくとも１．５ｍｍの圧電振動子と共に使用することもできることに注意すべきである。

【0118】

圧電振動子の発振回路を駆動するために必要な電流は、好適には、環境発電的な装置によって充電可能な充電式バッテリーから供給することができるとよい。環境発電的装置とは、好ましくは一つまたは複数の太陽電池を含むとよい。

【0119】

時計が腕時計として形成されている場合、環境発電的装置は、好ましくは少なくとも一つの熱電対（好ましくはペルチェ素子）および／または少なくとも一つの太陽電池セルを含むとよい。環境発電的装置は、好適には時計ケース内側に配置されるとよい。例えば、文字盤は太陽電池パネルとして形成することができる、または、半透明の文字盤の下に太陽電池を配置することもできる。熱電対は、例えば、時計ケースの裏蓋に組み込むことができ、そこで皮膚の温度と時計の周囲（したがって時計の残りの部分）の温度の差から電気を発電する。太陽電池と熱電対は、時計ベルトにも組み込むこともできる。例えば、熱電対として機能するテキスタイルを使用することが可能である。このようなテキスタイル製の時計バンドは、例えば、充電式バッテリーの電力を供給することもできる。
機械式時計の時計構成（機械式時計機構）

【0120】

時計の好適な構成によれば、時計は輪列を含む。この場合、刻時発生機構はさらにメカトロ機構部（電気機械装置）を含む。メカトロ機構部は、圧電振動子の振動周波数に基づく有用信号を使用して作動し、直接的または間接的に輪列とクロック同期方式で係合する。特に、メカトロ機構部は、輪列を交互に停止させたり再び解除したりするために直接的または間接的に輪列と抑制的に係合する。したがって、この時計は振動する転輪による輪列の速度で時を刻むのではなく、周波数制御装置（メカトロ機構部）を介してタイミング制御される。ここで、輪列の駆動エネルギーは機械式駆動機構によって供給される。言い換えれば、不正確な機械式転輪は、上記の刻時発生機構によって置き換えられる。

【0121】

したがって、手巻きまたは自動巻きの機械式時計とクオーツ時計の利点が、刻時発生器の電子周波数によって自動巻きまたは手巻きの機械的作動を制御することにより、一つの時計でもって両立される。この場合、刻時発生器は圧電振動子に基づくことができる。尚、周波数決定部は、単純な振動子ではなく、光ファイバーや任意の基準に基づく発振器など、他のメカニズムを採用した振動システムについても考えることができる。ここで提案する時計には転輪が設けられていないため、転輪の刻時ひいては時計の計時精度に影響を与えるすべての機械的影響がここで排除される。時計を刻時するために使用される基準周波数は、刻時発生器の振動周波数に対応し、時計の着用者の動きによって影響を受けない。これにより、輪列を駆動する点で、転輪を持つ従来の機械式時計よりもはるかに精度の高い機械式時計が可能となる。

【0122】

メカトロ機構部は有用信号を使用して作動し、有用信号は刻時発生器の振動周波数に基づいて生成することができるため、メカトロ機構部は周波数制御可能、またはむしろ周波数制御されていると理解されるべきである。

【0123】

一つの選択肢によれば、メカトロ機構部は間接的に輪列と係合する。本発明の範囲において、「間接的に」の意味は、特に、メカトロ機構部と輪列との間に少なくとも一つのさらなる部品が配置されていることを意味する。つまり、この時計は、メカトロ機構部を上記有用信号を使用して作動させる構成となっているため、メカトロ機構部は、抑制的に輪列と間接係合することになる。

【0124】

好ましくは、この時計はその目的のための脱進機を備えている。脱進機は輪列と係合している。この場合、メカトロ機構部は脱進機を駆動することとなる。これは、この時計の構成では、メカトロ機構部が有用信号を使用して作動し、その結果、メカトロ機構部が脱進機を介して輪列と係合することを意味する。言い換えれば、この場合、脱進機は上述した少なくとも１つのさらなる部品に相当し、メカトロ機構部と輪列の間に配置されている。

【0125】

好ましくは、脱進機はガンギ車と抑制片を含む。抑制片はガンギ車を抑制するために使用される。ここでは、メカトロ機構部は抑制片を駆動するように配置されており、ガンギ車は輪列と係合している。

【0126】

特に、脱進機はアンカー脱進機として形成され、抑制片はアンカーとして形成されている。ここでは、ガンギ車はアンカー車とも特徴付けられる。

【0127】

本発明の別の好適な構成によれば、メカトロ機構部は直接または即座に輪列と係合することができる。「直接」または「即座に」とは、本発明の範囲内で特に、メカトロ機構部と輪列の間に他の部品が配置されていないことを意味する。これは、この時計は、メカトロ機構部が上述の有用信号を使用して作動する構成となっているため、メカトロ機構部が輪列と直接、クロック同期方式で係合することを意味する。

【0128】

メカトロ機構部が直接または間接的に輪列と係合するかどうかに関係なく、メカトロ機構部は本発明の好適な実施形態によりアクチュエータとして形成することができる。本発明の範囲内では、電気信号を機械的な動きに変換する駆動装置または部品はアクチュエータとして特徴付けられる。

【0129】

特に好ましくは、アクチュエータは磁気アーマチュアと磁気コイルを有することができる。ここでは、磁気コイルは有用信号を使用して磁気アーマチュアを動かすように設定されている。

【0130】

代わりに、メカトロ機構部は好ましくはステッピングモータとして形成することもできる。メカトロ機構部のこの構成は、メカトロ機構部が輪列と直接、クロック同期方式で係合するとき、特に有利である。

【0131】

上述の有用信号を生成するために、刻時発生機構は好適には電子的な有用信号生成装置を含むことができ、当該機構は（唯一の）パルスカウンタ（積算計）を含む。積算計は刻時発生器の所定の振動周波数にプログラムされることが望ましい。積算計は、刻時発生器のクロック信号または刻時発生器のクロック信号に基づく信号をカウントするために設計されていることが好ましい。有用信号生成装置は、刻時発生器のカウントされたクロック信号または刻時発生器のクロック信号に基づくカウントされた信号のカウント値が所定のカウント値に等しいとき、有用信号を生成するように設定されている。

【0132】

好ましくは、時計は刻時発生器の温度および／または刻時発生器の周囲の時計の温度に応じて所定のカウント値を修正するように設定された制御ユニットを含む。この目的のために、温度依存の所定のカウント値（温度に割り当てられた所定のカウント値）および／または温度に応じた所定のカウント値の関数がレジスタ／メモリユニットに格納されることが好ましい。

【0133】

圧電振動子を提供するために、まず原結晶が適宜切削され、その振動周波数が測定される。次に、積算計は正確にこの振動周波数にプログラムされ、つまり、積算計の所定のカウント値は測定された振動周波数に基づいて設定される。しかし、原結晶を所定の振動周波数に切断することも可能である。この場合、積算計も所定の振動周波数に基づいてプログラムされる。

【0134】

さらに、上記の有用信号を生成するために、電子的な有用信号生成装置は、好適に（唯一）周波数分周器を含むことができる。周波数分周器は、刻時発生器の所定の振動周波数を分割または半分にするように設定されている。特に、所定の振動周波数は２の倍数、特に２のべき乗、例えば５２４２８８Ｈｚまたは１０４８５７６Ｈｚに対応する。この場合、所定の振動周波数は、周波数分周器を使用して、好適に１Ｈｚまたは他の周波数、例えば８Ｈｚに分周することができる。分周された振動周波数は、メカトロ機構部が作動するための有用信号に対応する。例えば８Ｈｚの有用信号では、秒針の針飛びが１秒に８回発生するが、時計を見る者にとってそれは「針飛び」として認識されないことに注意すべきである。

【0135】

パルスカウンタまたは周波数分周器の用語と共に使用される「唯一」という用語は、特に本発明の範囲内で、２種類の電子部品、すなわちパルスカウンタまたは周波数分周器のいずれか一つだけが、刻時発生器の所定の振動周波数に基づいて有用信号を生成するために有用信号生成装置に設けられていることを意味する。

【0136】

しかし、有用信号を生成するための周波数分周器とパルスカウンタの組み合わせも可能である。言い換えれば、電子的な有用信号生成装置は、有用信号を生成するために周波数分周器とパルスカウンタの両方を含むことができる。この場合、周波数分周器は、信号伝送の観点から好適にパルスカウンタの前に配置される。好適な方法として、刻時発生器の所定の振動周波数は、周波数分周器によって最初のステップで半分、特に繰り返し半分にすることで中間周波数を達成することができる。第二のステップでは、中間周波数を所望の周波数または有用な周波数にすることができる。最初のステップで所定の振動周波数を半分、特に繰り返し半分にして中間周波数に到達した後、第二のステップで中間周波数を所望の周波数にカウントダウンする手順は、例えば８．８８ＭＨｚまたは１０ＭＨｚの高振動周波数を持つ刻時発生器を含む時計に特に有効である。これにより、振動周波数を単純にカウントダウンするのと比べて電流を節約することができる。

【0137】

さらに、刻時発生機構は、好ましくは出力部を含むことができる。パルスカウンタのみを含む電子的な有用信号生成装置の場合、出力部は、カウントされたクロック信号のカウント値が所定のカウント値に等しいときに有用信号を出力するように設定されているのが望ましい。周波数分周器のみを含む電子的な有用信号生成装置の場合、出力部は、周波数分周器の出力信号に基づいて有用信号を出力するように設定されているのが望ましい。パルスカウンタと周波数分周器を含む電子的な有用信号生成装置の場合、出力部は、刻時発生器のカウントされたクロック信号のカウント値が所定のカウント値に等しいときに有用信号を出力するように設定されているのが有利である。ここで、所定のカウント値は、周波数分周器によって達成された中間周波数に基づいて設定されるのが好ましい。

【0138】

時計は、好ましくは自動巻き腕時計であることが望ましい。自動巻き時計とは、ゼンマイがエネルギーを蓄え、そのエネルギーを時計の針の回転運動に変換する機械式腕時計を指す。特に、ゼンマイは、着用者の腕が動くときに、ギア伝動を使用してローターによって小さなステップで自動的に巻き上げられる。この時計は、自動巻き時計のほか自動巻き上げ時計とも呼ばれる。他方、時計は手巻きの機械式腕時計であってもよい。

【0139】

この場合、メカトロ機構部は、駆動ゼンマイのテンションが尽きたときに、メカトロ機構部が輪列を駆動するように作動するように設定されているのが好ましい。この設定の結果、運動エネルギーがメカトロ機構部から輪列に流れ、メカトロ機構部が輪列を駆動する。この予備駆動は、有用信号に従ってクロック同期方式で行われる。これにより、時計には長いパワーリザーブが与えられる。

【0140】

時計が自動巻き上げ腕時計として形成されている場合、ゼンマイを輪列およびガンギ車から切り離す装置が好適に設けられている。その結果、メカトロ機構部が輪列を駆動するときには、ゼンマイがメカトロ機構部によって巻き上げられるのを防ぐことができる。

【0141】

脱進機を含む時計では、メカトロ機構部は、ゼンマイのテンションが尽きたときに、メカトロ機構部が、脱進機が輪列を駆動するよう脱進機を作動開始させるよう設定されているのが好ましい。これをアンカー脱進機として形成された脱進機を持つ時計で実現するためには、脱進機のアンカー（抑制片）の二股の爪の設計と両爪の設定角度、およびガンギ車の歯の形状と当該設定角度とを、共に適切にバランスさせる必要がある。

【0142】

メカトロ機構部がステッパーモータとして形成されている場合、ステッパーモータは、ゼンマイのテンションが尽きたときに、ステッパーモータが輪列を駆動開始するよう設定されているのが好ましい。

【0143】

転輪の代わりに、または転輪と脱進機の代わりに、上記刻時発生機構を自動巻き時計に使用すると、転輪と脱進機を持つ通常の自動巻き時計よりもはるかに精度の高い自動巻き時計が得られる。さらに、必要される電流は電流源から供給される。電流源としては、例えば、充電池、ソーラーセル、サーモジェネレータ、またはそれらの組み合わせが考えられる。しかし、これらの電流原に求められる電流需要は、自動巻き時計の自動巻き上げ機構により部分的に逓減させることができる。

【0144】

本発明はさらに、時計、特に腕時計の製造方法に関する。この方法は、圧電振動子と電極を含む刻時発生器からなる刻時発生機構を提供し、好ましくは刻時発生機構を時計ケースに挿入する方法を含む。

【0145】

好ましくは、圧電振動子は、それぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍ、さらに好ましくは少なくとも３ｍｍ、特に好ましくは少なくとも５ｍｍの長さ、幅、高さを有する。

【0146】

上記で時計について言及した特徴は、時計の製造方法にも関係してくる点に注意すべきである。これは、これらの特徴が時計の製造方法とも組み合わせることができることを意味する。

【0147】

好適な方法として、圧電振動子は所定の振動周波数を有する。

【0148】

さらに、この方法は次のステップを含むことができる：刻時発生器のクロック信号をカウントするように設定されたパルスカウンタを提供するステップ；出力部を提供するステップ；所定の振動周波数から導出可能な所定のカウント値をパルスカウンタまたは出力部のメモリに格納するステップ；出力部を、パルスカウンタによってカウントされた刻時発生器のクロック信号のカウント値が所定のカウント値に等しいときに有用信号を出力させる設定を行うステップ；そして、刻時発生器、パルスカウンタ、および出力部を時計に取り付けるステップ。

【0149】

好ましくは、刻時発生機構を提供するステップは、任意の圧電振動子を提供し、圧電振動子の振動を発生させ、その振動周波数を決定するために周波数カウンタを使用して振動する圧電振動子を測定するステップを含む。この場合、測定された振動周波数は所定の振動周波数に対応する。したがって、任意の圧電振動子を使用することができる、または、原結晶を適宜加工することで圧電振動子を作ることができ、その測定された振動周波数が所定の振動周波数として使用され、その所定の振動周波数から所定のカウント値が導出される。

【0150】

好適な実施形態によれば、刻時発生機構を提供するステップは、所定の振動周波数としての振動周波数を選択し、特に切削またはエッチングのような他の成形方法、またはレーザー使用による物質除去による微細加工などにより、原結晶から圧電振動子を形成することで、その振動子が所定の振動周波数を有するようにするステップを含む。言い換えれば、圧電振動子は、その最終形状で意図的に選択された振動周波数を有するように、適切に形成される。つまり、ランダムな振動周波数を有する圧電振動子を形成するわけではない。

【0151】

したがって、時計は、その刻時発生器のための圧電振動子が、時計の所有者、特に腕時計の場合の着用者の希望に応じて個別化された振動周波数を有する刻時発生機構を備えることができる。例えば、腕時計の着用者の誕生日を、第一の刻時発生器の圧電振動子の振動周波数として選択することができる。

【0152】

Ｌ軸、ＴＡ軸、ＴＳ軸、またはＬ軸に対して４０度から５０度、特に４５度の傾斜を有する方向に沿った振動方向で圧電励起振動の所定の振動周波数を有するトルマリン振動子を提供する方法がさらに提案される。この方法は、トルマリン原結晶をトルマリン振動子の振動方向に切断し、電極をトルマリン原結晶に振動方向に垂直に配置・追加し、トルマリン原結晶を振動方向に測定し、電極が配置・追加されている間に、Ｌ軸、ＴＡ軸、ＴＳ軸の群からの軸の方向、または、特に測定中は振動方向に対応しないＬ軸に対して４０度から５０度、特に４５度の傾斜を有する方向にトルマリン原結晶を切断し、所定の振動周波数が達成されるまで切断するステップを含む。

【0153】

本発明の範囲内では、振動方向とは、特に圧電振動子を通る電流方向、または、換言すると、電流によって圧電振動子の振動が励起される方向である。例えば、電極がトルマリン振動子のＬ軸に垂直な面に配置されている場合、電流の方向はＬ軸に平行である。この場合、振動方向はしたがってＬ軸に沿っている。

【0154】

前述の説明に含まれる見出しは、特にテキストの読みやすさを向上させるために提供され、それぞれの後続の説明部分に対して制限的ではないことに注意すべきである。

【0155】

発明のさらなる詳細、特徴、および利点は、以下の説明および実施形態の図面から導き出され、同一およびそれに応じて機能的に同一の部品はそれぞれ同じ参照符号で指定される。

【図面の簡単な説明】

【0156】

【図1】本発明の第１の実施形態による時計の模式的な簡略化された平面図である。

【図2】三晶構造を持つトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図3】発明の第１の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な斜視図である。

【図4】図３のトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図5】図４のトルマリン原結晶から切り出した図３のトルマリン振動子が形成される前の結晶の模式的な斜視図である。

【図6】図３のトルマリン振動子を右から見た模式的な側面図である。

【図7】本発明の第１の実施形態による時計の模式的な簡略化された平面図である。

【図8】発明の第２の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な簡略化された斜視図である。

【図9】図８のトルマリン振動子の模式的な簡略化された正面図である。

【図10】図８のトルマリン振動子の模式的な簡略化された平面図である。

【図11】発明の第３の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な斜視図である。

【図12】図１１のトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図13】図１２のトルマリン原結晶の模式的な簡略化された正面図である。

【図14】発明の第４の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な斜視図である。

【図15】図１４のトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図16】発明の第５の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な斜視図である。

【図17】図１６のトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図18】発明の第６の実施形態によるトルマリン振動子の模式的な斜視図である。

【図19】図１８のトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶の模式的な斜視図である。

【図20】本発明の第７の実施形態による時計の模式的な簡略化された平面図である。

【図21】本発明の第７の実施形態による時計の部品の模式的な簡略化された図である。

【図22】本発明の第８の実施形態による時計の模式的な簡略化された平面図である。

【図23】本発明の第８の実施形態による時計の部品の模式的な簡略化された図である。

【図24】圧電振動子と電極配置を有する刻時発生機構の模式的な簡略化された図である。

【図25】本発明による時計の刻時発生機構の模式的な簡略化された図である。

【図26】本発明による時計の別の刻時発生機構の模式的な簡略化された図である。

【発明を実施するための形態】

【0157】

以下では、図１から７に基づいて、本発明による時計１００および本発明の第１の実施形態による刻時発生機構１０について詳細に説明する。

【0158】

図１から見ると、時計１００は腕時計として形成されており、時計ベルト用の２つの取り付け部１４を持つ。しかし、時計１００が壁掛け時計、柱時計、または他の種類の時計であることも可能である。

【0159】

時計１００は時計ケース１１と、その上に配置された風防１５を含む。時計１００はさらに文字盤１２と、時間、分、秒を示すための３つの針１３を有する。針１３は機械式時計表示装置１０２の部品である。

【0160】

刻時発生機構１０は、圧電振動子２を含む刻時発生器１を含み、圧電振動子２の振動周波数に基づく有用信号を確実に生成する。有用信号は、針１３を動かすための駆動装置１０１に入力される。有用信号は、本発明の範囲内で使用時計信号としても特徴付けることができる。有用信号がどのように生成できるかは、後ほど詳しく説明する。

【0161】

圧電振動子２を振動させるために、刻時発生機構１０はさらに発振回路１１５を含む。

【0162】

駆動装置１０１は、直接機械式時計表示装置１０２に接続できる駆動要素を含む。あるいは、駆動装置１０１は、駆動要素に加えて、駆動要素を機械式時計表示装置１０２に接続し、駆動要素の動きを機械式時計表示装置１０２の動きに変換する輪列として形成された変換装置を含むこともできる。特に、駆動要素は、電気ステッパーモータ、特にラベットステッパーモータ、または他の種類の電気機械駆動として形成することができる。

【0163】

図１からさらにわかるように、刻時発生機構１０、駆動装置１０１、および機械式時計表示装置１０２は、文字盤１２の下の時計ケース１１内に配置されている。

【0164】

この実施形態では、刻時発生器１は、図４のトルマリン原結晶２０から作られたトルマリン振動子２（図３）として形成された圧電振動子２を含む。

【0165】

まず、図２を参照して、トルマリン原結晶２０の一般的な構造とその圧電特性について説明する。

【0166】

特に、図２からさらに、トルマリン原結晶２０が三角晶構造を持っていることがわかる。つまり、トルマリン原結晶２０は三角晶、すなわち三角形の形で結晶化している。トルマリン原結晶２０は、Ｌ軸５０１、ＴＡ軸５０２（ＴＡ：Ｔｒｉａｎｇｌｅ－Ａｎｇｌｅ）、ＴＳ軸５０３（ＴＳ：Ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ－ｓｉｄｅ）を有している。Ｌ軸５０１は第一の結晶軸に対応し、ＴＡ軸５０２は第二の結晶軸に対応し、ＴＳ軸５０３は第三の結晶軸５０３に対応している。

【0167】

特に、Ｌ軸５０１はトルマリン原結晶２０の結晶軸の長軸に対応している。ＴＡ軸５０２はＬ軸５０１に垂直で、トルマリン原結晶２０の第一の面２１と第二の面２２との間に形成された角を通過する。トルマリン原結晶２０のＴＳ軸５０３は、Ｌ軸５０１に垂直で、基本的にはトルマリン原結晶２０のわずかに湾曲した第三の面２３の基本的な方向にほぼ平行に走っている。

【0168】

トルマリン原結晶２０は、三方晶系２４によって説明することができる、またはむしろ、トルマリン原結晶２０のＬ軸５０１に垂直な断面は、その面がトルマリン原結晶２０の面２１、２２、２３に関連付けられる、またはそれに従う三方晶系２４によって近似することができる。したがって、Ｌ軸５０１は三方晶系２４の平面に垂直で、ＴＡ軸５０２はＬ軸５０１に垂直で、三方晶系２４の三つの辺のうちの二つの間に形成された角を通過する。ＴＳ軸５０３はＬ軸５０１に垂直で、三方晶系２４の三つの辺の一つに平行に走っている。

【0169】

Ｌ軸５０１、ＴＡ軸５０２、ＴＳ軸５０３は極軸であるため、トルマリン原結晶２０はこれらの軸に沿って圧電振動特性を有している。この効果を示すために、図２には、トルマリン原結晶２０から切り出された第一のトルマリン板２５、第二のトルマリン板２７、第三のトルマリン板２９が示されている。特に、第一のトルマリン板２５はＬ軸５０１に垂直に、第二のトルマリン板２７はＴＡ軸５０２に垂直に、第三のトルマリン板５０３はＴＳ軸５０３に垂直に切り出されている。したがって、第一のトルマリン板２５の主面の法線ベクトル２６は第一のＬ軸５０１に平行で、第二のトルマリン板２７の主面の法線ベクトル２８はＴＡ軸５０２に平行で、第三のトルマリン板２５の主面の法線ベクトル３０はＴＳ軸５０３に平行である。

【0170】

それぞれの主面とその反対の主面に電圧が印加されると、トルマリン板２５、２７、２９の第一のトルマリン板２５はＬ軸５０１の方向に、第二のトルマリン板２７はＴＡ軸５０２の方向に、第三のトルマリン板２９はＴＳ軸５０３の方向に振動する。また、トルマリン板は、トルマリン原結晶２０からＬ軸５０１に対して４５度の角度で切り出すこともできる。

【0171】

トルマリン原結晶２０の圧電振動特性は、Ｌ軸の方向が最も低く、ＴＳ軸の方向が最も高い。トルマリン原結晶２０のＴＡ軸の方向の圧電振動特性は、トルマリン振動子２０のＬ軸の方向の圧電振動特性とＴＳ軸の方向の圧電振動特性との間あたりのものに相当する。

【0172】

図３から、この実施形態の時計１００の刻時発生器１として機能するトルマリン振動子の斜視図を見ると、電極８がトルマリン振動子のＬ軸５０１に垂直な面４に配置されていることがわかる。つまり、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向はＬ軸５０１に沿っている。

【0173】

好適な方法により、トルマリン振動子は、長さ１１１、幅１１２、高さ１１３をそれぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍを有している。これらの寸法により、電極８に電圧が印加されると、トルマリン振動子は、それを真空中に配置することなく、安定して振動させることができる。さらに、トルマリン振動子のこれらの寸法は、トルマリン振動子の劣化をなくすか、またはそれが最小限に留められることを確実なものにする。したがって、トルマリン振動子の振動周波数は時間とともに変わらず、または最小限に影響を受けるので、時計１００の精度も基本的には変わらないものとなる。

【0174】

図３からさらに、トルマリン振動子は面取りされた石として形成されていることがわかる。特に、トルマリン振動子はクラウン５０とパビリオン６０を有している。クラウン５０にはクラウン面５１とテーブル面５２が形成されており、パビリオン６０にはパビリオン面６１が形成されている。この場合、テーブル面５２はＴＡ軸５０２に垂直である。パビリオン面６１はＴＡ軸５０２に対して傾斜しており、それぞれが二つのエッジ６１０を有し、これらはＬ軸５０１に平行に走っている。

【0175】

トルマリン振動子を製造するために、まず図４に示すトルマリンの原結晶２０から立方体部分が切り出される。図５で図示する切り出された立方体２００は、図３に図示したようなルマリン振動子のクラウン５０とパビリオン６０が形成されるように好適に切り出される。

【0176】

トルマリン振動子がその光学的特性を発揮し、時計１００のジェムストーン１として機能するために、時計１００は図７に図示するようなシースルー領域１１４を有し、そのシースルー領域を通じてトルマリン振動子が見えるような構成となっている。この実施形態では、シースルー領域１１４は風防１５と文字盤１２の開口部１２０を含む。特に、トルマリン振動子は開口部１２０の下に配置され、風防１５と文字盤１２の開口部１２０を通じて見えるように配置されている。特に、トルマリン振動子はクラウン５０と共にテーブル面５２が風防１５に対向するように配置されている。時計１００のさらなる例としては、文字盤１２の開口部１２０の位置に視窓を設けてもよい。

【0177】

また、時計１００の文字盤を省略することも可能である。この場合、シースルー領域１１４は風防１５が担うことになる。ここでは、クラウン５０と対応するテーブル面５２が風防１５に面することが好ましい。時計１００の別の構成によれば、シースルー領域１１４は時計ケース１１の領域に設けることもできる。特に、時計裏蓋を透視可能に形成して、それをシースルー領域としてもよい。

【0178】

いずれにせよ、時計を見る者は、テーブル面５１を直接見ることができる。特に、テーブル面５２に対する見る者の視線方向（テーブル面５２に垂直）は、トルマリン振動子のＬ軸５０１に垂直で、ＴＡ軸５０２に平行である。

【0179】

トルマリン振動子の輝きを増加させるためには、図６に図示するトルマリン振動子の場合、そのパビリオン角度６１１は４２度である。したがって、パビリオン角度６１１は、トルマリン振動子のパビリオン６０内で光の二重全反射が生じるように選択される。

【0180】

この態様を説明するために、トルマリン振動子内の光のガイダンスを図６で示すような矢印７００で表す。クラウン５０またはテーブル面５２を通じて上からトルマリン振動子に入射する光は、パビリオン面６１の内側で全反射され、再びクラウン５０またはテーブル面５２を通じて上に向かってトルマリン振動子を出る。

【0181】

図８、９、１０は、本発明の第２の実施形態に従った時計１００の刻時発生器１を示す。図８は刻時発生器１の斜視図、図９は刻時発生器１の側面図、図１０は刻時発生器１の上面図を示す。

【0182】

第１の実施形態に従った刻時発生器１と同様に、第２の実施形態に従った刻時発生器１も、その上に配置された電極８を有するトルマリン振動子として形成された圧電振動子２を含む。電極８は、Ｌ軸５０１に垂直なトルマリン振動子の表面４に配置される。トルマリン振動子のテーブル面５２は、ＴＡ軸５０２に垂直である。

【0183】

しかし、第２の実施形態に従ったトルマリン振動子は、第２の実施形態に従ったトルマリン振動子がその底面に複数の面６２を有し、これらが複数の突起６３を形成する点で、第１の実施形態に従ったトルマリン振動子と異なる。特に、互いに傾斜した２つの面６２が突起６３を形成する。

【0184】

図８から図１０にかけて図示されるように、突起６３は、ＴＳ軸５０３の方向に延びる波状の断面を形成するように配置されている。この場合、突起６３はＬ軸５０１に平行に配置されている。特に、各突起６３はＬ軸５０１の方向に延びている。

【0185】

さらに、図９によれば、突起６３の各面６２は、テーブル面５２に平行な平面に対して角度６１２で形成され、これにより面６２での光の全反射が可能となる。特に、角度６１２は４２度以上である。言い換えれば、各面６２は、ＴＡ軸５０２に向かって４２度以上の角度６１２で傾斜しており、これによりトルマリン振動子内では光の二重全反射が発生する。

【0186】

図９では、この態様を説明するために、トルマリン振動子内の光のガイダンスを矢印７０１に図示している。クラウン５０、あるいはテーブル面５２を通じて上からトルマリン振動子に入った光は、突起６３の面６２の内側で全反射し、再びクラウン５０、あるいはテーブル面５２を通じてトルマリン振動子から上に抜ける。

【0187】

図１１、図１２、および図１３は、本発明の第３の実施形態に従う時計１００の刻時発生器１を説明した図である。

【0188】

第１の実施形態に従う刻時発生器１と同様に、第３の実施形態に従う刻時発生器１は、その上に配置された電極８を有するトルマリン振動子として形成された圧電振動子２を含む。

【0189】

しかし、第３の実施形態に従うトルマリン振動子では、電極８は、第１の実施形態として図示したトルマリン振動子のＬ軸５０１に垂直な面４に配置されるのではなく、Ｌ軸５０１に平行で、ＴＳ軸５０３に垂直に走る面４に配置されている。したがって、第３の実施形態に従う圧電振動子の圧電励起振動の振動方向は、ＴＳ軸５０３に沿って走る。

【0190】

ここで、トルマリン振動子のテーブル面５２は、ＴＡ軸５０２に垂直である。パビリオン面６１は、パビリオン角度６１１と等しい角度でＴＡ軸５０２に向かって傾斜している。この場合、パビリオン面６１のエッジ６１０は、Ｌ軸５０１に平行に延びる。

【0191】

第３の実施形態に従うトルマリン振動子を形成するために、図１３に示されるようなトルマリン原結晶２０に切削する。トルマリン原結晶２０は、トルマリン針の形を有していることが好ましい。トルマリン原結晶２０の三方晶構造は、トルマリン原結晶２０にパビリオン面６１を追加するにあたり、好適に利用することができる。

【0192】

図１４および図１５は、本発明の第４の実施形態に従う時計１００の刻時発生器１を示す。

【0193】

第１の実施形態に従う刻時発生器１と同様に、第４の実施形態に従う刻時発生器１も、その上に配置された電極８を有するトルマリン振動子として形成された圧電振動子２を含む。

【0194】

しかし、第４の実施形態に従うトルマリン振動子は、第１の実施形態に従うトルマリン振動子とは異なり、第４の実施形態に従うトルマリン振動子は、ＴＡ軸５０２に垂直で、Ｌ軸５０１に平行に走るトルマリン振動子の面４に配置された電極８を含む。ここで、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向は、ＴＡ軸５０２に沿っている。

【0195】

第４実施形態に係るトルマリン振動子と第１実施形態に係るトルマリン振動子との間の別の違いは、第４実施形態に係るトルマリン振動子は、入射光を反射可能とする面取りされたパビリオンを有していないということである。したがって、トルマリン振動子は、時計１００のジェムストーンとしては機能しない。

【0196】

この場合、刻時発生器１は文字盤１２によって完全に覆われていてもよい。

【0197】

図１６および図１７は、本発明の第５実施形態に係る時計１００の刻時発生器１を示す。

【0198】

第１実施形態に係る刻時発生器１と同様に、第５実施形態に係る刻時発生器１は、その上に電極８が配置されたトルマリン振動子として形成された圧電振動子を含む。

【0199】

第５実施形態に係るトルマリン振動子では、電極８は、トルマリン振動子の面４に配置され、これらの面はＬ軸５０１に対して角度４００を有している。特に、角度４００は４０度から５０度の間で、好ましくは４５度である。

【0200】

この場合、面４はそれぞれ、前述の角度４００でＬ軸５０１に対して配置された２つのエッジ４０１と、ＴＡ軸５０２に平行な２つのさらなるエッジ４０２を含む。

【0201】

これは、トルマリン振動子の圧電励起振動の振動方向が、トルマリン振動子の３つの関連軸、すなわち、Ｌ軸５０１、ＴＡ軸５０２、およびＴＳ軸５０３から外れた、Ｌ軸５０１とＴＡ軸５０２の間に位置する極性を利用することを意味する。

【0202】

特に、前述の実施形態のトルマリン振動子は、ルベライトから作製することができる。

【0203】

図１８および図１９は、本発明の第６実施形態に係る時計１００の刻時発生器１を示す。

【0204】

第１実施形態に係る刻時発生器１と同様に、第６実施形態に係る刻時発生器１は、その上に電極８が配置されたトルマリン振動子として形成された圧電振動子を含む。

【0205】

しかしながら、第６実施形態によるトルマリン振動子では、電極８がＴＳ軸５０３に垂直でＴＡ軸５０２に平行に走る面４に配置されており、テーブル面５２がＬ軸５０１に垂直である。

【0206】

図１９からも分かるように、第６実施形態によるトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶２０は、最初の第１実施形態によるトルマリン振動子が形成されるトルマリン原結晶２０の３方晶構造とは対照的に、６方晶構造を有している。

【0207】

図２および図４のトルマリン原結晶２０と同様に、六方晶構造のトルマリン原結晶２０はＬ軸５０１、３つのＴＡ軸５０２、および３つのＴＳ軸５０３を有している。ＴＡ軸５０２とＴＳ軸は互いに等価関係であるため、図１９ではトルマリン原結晶２０の１つのＴＡ軸５０２と１つのＴＳ軸５０３のみが示されている。三方晶構造のトルマリン原結晶と六方晶構造のトルマリン原結晶２０との比較のために、図１９には三方晶構造２４も描かれており、これを参考に三方晶構造のトルマリン原結晶２０を説明することができる。六方晶構造のトルマリン原結晶２０は、この場合トルマリン原結晶２０の六角形断面と一致する六方晶系を使用して説明することができる。

【0208】

図１９のトルマリン原結晶２０、そして図１８のトルマリン振動子も、例えばナイジェリア産のピンクトルマリンのようないくつかの種類のトルマリンと同様に、Ｌ軸５０１の方向に光を透過させる特性を有している。これにより、トルマリン振動子のテーブル面５２を通過する光がそれに吸収されることはないという利点がある。さらに、図１８のトルマリン振動子は、ＴＳ軸５０３の方向に、圧電励振振動の振動方向を有し、その方向はＬ軸５０１またはＴＡ軸５０２の方向と比較してより強い圧電振動特性を有する。

【0209】

前述の実施形態に従った刻時発生機構１０を提供するために、まず任意のトルマリン振動子を提供することができる。ここで「任意」とは、形成されるトルマリン振動子の振動周波数を気にすることなく、まずはトルマリン原結晶を切削できることを意味する。この場合、トルマリン振動子が作られた後、トルマリン振動子の振動を発生させ、周波数積算計を使用してトルマリン振動子を測定し、その振動周波数を決定することができる。

【0210】

または、予めトルマリン振動子の振動周波数を選択しておくことも可能である。この場合、その振動周波数とは、トルマリン振動子を含む刻時発生機構１０の刻時発振器１が有することとなる振動周波数である。その後、トルマリン原結晶は、トルマリン振動子が選択された振動周波数を有するように形成される。言い換えれば、トルマリン振動子は、最終形態をもって、任意のものではなく、意図的に選択された振動周波数を有するように形成されればよい。

【0211】

この場合、刻時発生機構１０は、好適にはパルスカウンタと出力部を含む有用信号生成装置を有する。パルスカウンタは、トルマリン振動子として形成された刻時発生器１のクロック信号をカウントするように設定されている。出力部は、カウントされた刻時発生器１のクロック信号のカウント値が所定のカウント値と等しいときに有用信号を出力するように設定されている。言い換えれば、有用信号生成装置は、カウントされた刻時発生器１のクロック信号のカウント値が所定のカウント値と等しいときに有用信号を生成するように設定されており、出力部はその有用信号を出力するように設定されている。所定のカウント値は、決められたトルマリン振動子の振動周波数から導出することができ、特に、その値はパルスカウンタまたは出力部のメモリに格納することができる。

【0212】

先述した実施形態に従ったトルマリン振動子を含む刻時発生器１は、その振動方向に、選択された振動周波数を好適な方法で有し、その周波数値は８のみまたは８と０のみの数値から構成されるとよい。特に、振動周波数は８８８８Ｈｚ、８８８８８Ｈｚ、８８８８８８Ｈｚ、８８８８８８８Ｈｚ、８ｋＨｚ、８８ＫＨｚ、８８８ＫＨｚ、または８８８８ＫＨｚであることができる。好ましくは、振動周波数は８８８８８８Ｈｚまたは８８８ｋＨｚであり、トルマリン振動子の長さ１１１、幅１１２、および高さ１１３がそれぞれ８．８８ｍｍであり、トルマリン振動子の重量が８．８８カラットである。

【0213】

繰り返しになるが、刻時発生機構１０はパルスカウンタと出力部を含むことができ、上記作動方法に従って有用信号を生成することができる。例えば、トルマリン振動子が８８８８８８Ｈｚの振動周波数を有する場合、所定のカウント値が１１１１１１に等しいときに、パルスカウンタを使用してこれを８Ｈｚに逓減できる。

【0214】

また、トルマリン振動子がその振動方向に選択された振動周波数を有し、それを特に１Ｈｚまたは８Ｈｚの所望の周波数に半減操作を複数回行うことによって調整することも可能である。このために、刻時発生機構１０は、パルスカウンタの代わりに、トルマリン振動子の振動周波数を所望の周波数、特に１Ｈｚまたは８Ｈｚに逓減するように設定された周波数分割器を用いることができる。所望の周波数の有用信号は、周波数分割器自体または別の出力部によって出力することができる。

【0215】

また、刻時発生機構１０は、パルスカウンタと周波数分周器の両方を含むことができることに注意すべきである。例えば、トルマリン振動子が高い振動周波数であった場合、例えば８８８８８８Ｈｚの場合、振動周波数は最初のステップで周波数分周器を用いて３回にわたり半分にすることができる。第二のステップでは、周波数分周器の出力に存在する中間周波数１１１１１１Ｈｚをパルスカウンタにより１Ｈｚにもっていくことができる。このために、パルスカウンタの所定のカウント値を１１１１１１に設定する必要がある。

【0216】

図２０および図２１は、本発明の第７の実施形態による時計１００に関連している。

【0217】

特に、時計１００は自動巻き上げ機械式時計として形成され、圧電振動子２、脱進機１０５、輪列１０４、および３つの針１３を含む機械式時計表示装置１０２を含む刻時発生器１から構成された刻時発生機構１０を含む。または、時計１００を手巻きの機械式時計として形成することもできる。

【0218】

第７の実施形態による時計１００の刻時発生機構１０は、好適に先述した実施形態の刻時発生機構１０のコンポーネントを含むことができる。特に、ここでの刻時発生器１は、先述してきた実施形態の刻時発生器１のように好適に形成することができる。

【0219】

しかし、第７の実施形態による時計１００の刻時発生機構１０は、さらにメカトロ機構部１０６を含む。図２１から特に導き出すことができるのは、メカトロ機構部１０６は特に、磁気アーマチュア（磁気コア）１０７および磁気コイル１０８を含むアクチュエータとして形成されていることである。ここで、磁気コイル１０８は磁気アーマチュア１０７と相互作用する。特に、磁気コイル１０８は、通電されたときに磁気アーマチュア１０７を動かすように設定されている。

【0220】

メカトロ機構部１０６は、刻時発生器１の振動周波数に基づく有用信号に応じて作動させられる。その結果、メカトロ機構部１０６、特に磁気アーマチュア１０７は、輪列１０４にクロック同期方式で係合する。

【0221】

図２０からも見ることができるように、脱進機１０５は、刻時発生機構１０（特にメカトロ機構部１０６）と輪列１０４の間に配置されている。したがって、メカトロ機構部１０６、特に磁気アーマチュア１０７は、脱進機１０５を介して間接的に輪列１０４に係合する。脱進機１０５はメカトロ機構部１０６により駆動可能である。

【0222】

特に、メカトロ機構部１０６は、輪列１０４を止めて再び解放するために、輪列１０４に間接的に抑制的に係合する。

【0223】

さらに、図２１からも説明できるように、脱進機１０５は脱進車１０９および抑制片１１０を含み、特にアンカー脱進機としての構成を有する。この場合、ガンギ車１０９は輪列１０４と係合しており、磁気アーマチュア１０７はその動作によって阻止片１１０と係合することができる。特に、阻止片１１０は磁気アーマチュア１０７によって駆動可能である。

【0224】

特に、磁気コイル１０８は有用信号の周期でもって磁場を形成／除去するので、これにより磁気アーマチュア１０７は有用信号の周期でもって前後に作動する。磁気アーマチュア１０７は、その後阻止片１１０と噛み合い、この動作は、機械式時計の従来の転輪に置き換わる動作となる。

【0225】

したがって、時計１００はより正確にタイミングを合わせることができる。

【0226】

図２２および図２３は、本発明の第８実施形態による時計１００に関連する。

【0227】

第８実施形態による時計１００は、第７実施形態による時計１００とは異なり、第８実施形態による時計１００には脱進機が設けられていない点で異なる。

【0228】

この時計１００の構成では、メカトロ機構部１０６は、クロック同期方式で輪列１０４と直接係合するように構成および設定されている。したがって、第８実施形態による時計１００の刻時発生機構１０は、従来の転輪および従来の脱進機の組み合わせた役割を果たす。

【0229】

特に、メカトロ機構部は、輪列１０４を交互に停止させて再度解放するように、抑制的な方法で輪列１０４と直接係合する。

【0230】

第８実施形態による時計１００では、メカトロ機構部１０６はまた、磁気アーマチュア１０７および磁気コイル１０８を含むアクチュエータとして形成されている。

【0231】

したがって、磁気アーマチュア１０７はクロック同期方式で輪列１０４と直接係合する。

【0232】

しかし、メカトロ機構部１０６がステッパーモータとして形成され、クロック同期方式で輪列１０４と直接係合することも可能である。

【0233】

この場合、電気ステッパーモータは輪列１０５と直接係合するように設定されている。このような構成においては、時計のゼンマイと電気ステッパーモータは、ゼンマイが、電気ステッパーモータへの電力供給がない状態で電気ステッパーモータをさらに回転させる力を具備しない構成となっていることが望ましい。電気ステッパーモータは、この点で従来の転輪および従来の脱進機を置き換える。さらに、電気ステッパーモータは、時計１００のゼンマイ（駆動バネ）が開放し切ったときに、機械式時計表示装置１０２を駆動するための駆動要素、特に針１３を動かすための駆動要素として有利に機能する。

【0234】

この実施形態で説明した時計１００の特徴を除いて、その作動方法は基本的に第７実施形態による時計１００のそれに対応する。ただし、ここでは、メカトロ機構部１０６は脱進機を制御するのではなく、代わりに輪列１０４を直接制御し、これにより輪列１０４はクロック同期される。

【0235】

先述した実施形態では、電極８はそれぞれの圧電振動子２の表面４に取り付けられた電極８として対応するよう図面に示されている。すなわち、電極８は圧電振動子２の表面４に接続されている。特に、電極８は圧電振動子２の表面４に実質的に取り付けられている、または、好ましくは接着されている。

【0236】

しかし、電極８が圧電振動子２に接続されていないが、別の部材として形成されている可能性もある。

【0237】

図２４は、圧電振動子２とは独立に形成された電極８が設けられる電極配置９の簡略化された模式図を示している。

【0238】

圧電振動子２とは別の部品として形成された電極配置９は、電極８が取り付けられた電極ホルダ７を含む。

【0239】

電極８は電極ホルダ７の表面に形成されている。特に、電極８は電極ホルダ７の表面７０に接続された互いに独立した電流伝導部材となり得る。あるいは、電極８は電極ホルダ７の表面７０に電流伝導層として形成してもよい。

【0240】

電極８には電圧を印加することで、圧電振動子を振動させる。

【0241】

電極ホルダ７は、圧電振動子２の最大振動振幅、すなわち振動子２の最大機械的変形時に、電極８が形成されている電極ホルダ７の表面７０が、電気的な電圧が印加されなければならない圧電振動子２もしくはその表面４に接触する配置となるように形成されている、または振動子２もしくはその表面４から離間した配置となるように形成されていることが望ましい。

【0242】

後者の場合、電極８は圧電振動子２に接触しない。ここで、電極ホルダ７との離間距離は、電極８に電圧が印加されたときに、圧電振動子２の圧電振動を開始し維持することができる程度に短い距離に設定することが望ましい。電極ホルダ７の各表面７０と対応する圧電振動子２の表面４との間の離間距離は、好ましくは０．１ｍｍから０．３ｍｍの間であることが望ましい。この場合、電気的な電荷は、圧電振動子２に直接接触することなく、電荷場（電場）によってのみ圧電振動子２に移動する。したがって、圧電振動子２はその分膨張し収縮することができる。

【0243】

電極配置９は、圧電振動子２を保持するためのホルダとしても好ましく使用される。この目的のために、電極ホルダ９は、圧電振動子２を受け入れて保持するための受け入れ領域（保持領域）９０を好適に有している。

【0244】

電極配置９を使用すると、電極８によって通常引き起こされる減衰を考慮に入れて、圧電振動子を減衰なしに振動させることができる。

【0245】

図２５に、本発明による時計１００内の刻時発生機構１０が示されている。

【0246】

刻時発生機構１０は、比較器１２１を備えたパルスカウンタ１１９を含む有用信号生成装置１１６を含む。パルスカウンタ１１９は、刻時発生器１のクロック信号をカウントするために形成されている。

【0247】

有用信号生成装置１１６は、圧電振動子２の振動周波数に基づいて有用信号を生成するように設定されている。特に、有用信号生成装置１１６は、刻時発生器のカウントされたクロック信号のカウント値が所定のカウント値と等しい場合に、有用信号を生成するように設定されている。

【0248】

オプションとして、有用信号生成装置１１６は周波数分割器１１７を含むこともできる。この場合、パルスカウンタ１１９は、刻時発生器のクロック信号に基づく信号、この場合は周波数分割器１１７の出力信号をカウントするために形成されている。有用信号生成装置１１６は、周波数分割器のカウントされた出力信号のカウント値が所定のカウント値と等しい場合に、有用信号を生成するように設定されている。

【0249】

刻時発生機構１０はさらに、有用信号生成装置１１６によって生成された有用信号を出力するように設定された出力部１１８を含む。

【0250】

好ましくは、刻時発生機構１０は、刻時発生器１の温度および／または刻時発生器１の周囲の時計１００の温度に応じて所定のカウント値を補正するように設定された制御部１２２を含む。

【0251】

この目的のために、温度依存の所定のカウント値（温度に割り当てられた所定のカウント値）の参照テーブルおよび／または刻時発生器１の温度および／または刻時発生器１の周囲の時計１００の温度に応じた所定のカウント値の関数を、メモリユニット１２３に格納しておくことが望ましい。制御部１２２およびメモリユニット１２３は、好ましくはマイクロコントローラ１３０の一部で構成することも可能である。

【0252】

時計１００内には、刻時発生器１の現在の温度および／または刻時発生器１の周囲の時計１００の温度を検出するための温度センサ１３１が好ましくは設けられている。温度センサ１３１はマイクロコントローラ１３０に統合させることもできる。

【0253】

制御部１２２は、好ましくは定期的に温度センサ１３１を読み出し、格納された関数を使用して関連する所定のカウント値を計算するか、格納されたテーブルからそれらの値を取得する。これを比較器１２１のメモリに書き込むことが好ましい。その結果、有用信号生成装置１１６は、パルスカウンタ１１９によってカウントされた刻時発生器１のクロック信号のカウント値、または上記のように周波数分割器１１７が提供されている場合の周波数分割器１１７の出力信号のカウント値が、前述の関連する所定のカウント値（補正されたカウント値）すなわち現在の温度に関連する所定のカウント値と等しい場合に、有用信号を生成する。

【0254】

これにより、圧電振動子２の温度依存の振動周波数偏差を補償することができる。

【0255】

時計１００内部の温度は一般的にゆっくりとしか変化しないため、この補償処理は頻繁に行う必要はなく、数分間隔で行えば足りる。したがって、この計算にかかる必要な消費エネルギーは最小限のもので済む。

【0256】

図２６に、本発明による時計１００内の刻時発生機構１０が図示されている。

【0257】

この刻時発生機構１０は、図２５の刻時発生機構１０と異なり、現在の刻時発生機構１０はパルスカウンタを有していない。

【0258】

さらに、図２６には、刻時発生器１の圧電振動子２の圧電振動を励起するための発振回路１１５が示されている。

【0259】

発振回路１１５は、容量性ダイオード１３２を含む。それは逆方向（すなわち、実質的に電流は流れない）で好適に作動する。容量性ダイオード１３２の容量、特に接合容量を調整することにより、水晶振動子２の振動周波数を調整することができる。接合容量は、印加された逆電圧に対して定義された方法で依存する。したがって、そのようなダイオードは可変容量のキャパシタ（トリマコンデンサ）を表す。

【0260】

メモリユニット１２３には、刻時発生器１の温度または刻時発生器１の周囲の温度の関数として、容量性ダイオード１３２に印加する必要がある逆電圧がどれであるかを示す関数または参照テーブルが格納されている。これに基づき、その接合容量に応じた温度補償のための正しい値を取得できる。特に、参照テーブルには温度に依存する逆電圧の値（温度に割り当てられた逆電圧の予定値）を含めることができる。特に、その関数は温度に依存する逆電圧の値の関数である。

【0261】

制御ユニット１２２は温度センサを読み出し、それに関連する電圧値を特定し、それを特にマイクロコントローラ１３０のアナログ出力を介して容量性ダイオードに印加する。

【0262】

これにより、圧電振動子２の温度依存の振動周波数偏差を補償することができる。

【0263】

図２５および図２６の刻時発生機構１０の刻時発生器１は、先に述べた刻時発生器１のいずれかのように形成できることに注意すべきである。それに応じて、図２５および図２６の刻時発生機構１０は、先に述べた時計１００に提供できる。これは特に、図２５および図２６に参照して説明した温度補償が、先に述べた時計１００に実装できることを意味する。

【0264】

しかし、図２５および図２６の刻時発生機構１０は、長さ、幅、高さがそれぞれ少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５ｍｍのいずれも持たない圧電振動子と関連して温度補償のためにも実装できることにも注意すべきである。

【0265】

上記の発明の記述に加えて、その補足的開示の目的のために、図１から図２６までの発明の図中の参照符号を以下に明示的に記載する。

【符号の説明】

【0266】

１刻時発生器
２圧電振動子
４表面
７電極ホルダ
８電極
９電極配置
１０刻時発生機構
１１時計ケース
１２文字盤
１３針
１４ポート
１５風防
２０トルマリン原結晶
２１第一面
２２第二面
２３第三面
２４三方晶系
２５第一トルマリン板
２６法線ベクトル
２７第二トルマリン板
２８法線ベクトル
２９第三トルマリン板
３０法線ベクトル
５０クラウン
５１クラウン面
５２テーブル面
６０パビリオン
６１パビリオン面
６２面
６３突起
９０取り付けエリア
１００時計
１０１駆動装置
１０２機械式時計表示装置
１０４輪列
１０５脱進機
１０６メカトロ機構部
１０７磁気アーマチュア
１０８磁気コイル
１０９ガンギ車
１１０抑制片
１１１長さ
１１２幅
１１３高さ
１１４透明領域
１１５発振回路
１１６有用信号生成装置
１１７周波数分割器
１１８出力部
１１９パルスカウンタ
１２０開口部
１２１比較器
１２２制御ユニット
１２３メモリユニット
１３０マイクロコントローラ
１３１温度センサ
１３２容量ダイオード
２００切り欠き
４００角度
４０１エッジ
４０２エッジ
５０１Ｌ軸
５０２ＴＡ軸
５０３ＴＳ軸
６１０エッジ
６１１パビリオン角度
６１２角度
７００矢印
７０１矢印

【図1】