KR101253473B1 - 시계내에 남아있는 배럴토크를 표시하기 위한 동력계 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 와인딩 크라운에 의해 전달된 에너지를 메인스프링내에 축적된 상태로 유지하기 위해 라쳇 클릭과 함께 작동하는 배럴 라쳇을 포함하고, 상기 배럴이 감김에 따라 상기 라쳇 클릭은 클릭피봇 핀주위에서 치접위치와 분리위치사이에서 피봇운동하며, 상기 치접위치에서 상기 라쳇 클릭의 치형부가 상기 배럴 라쳇과 함께 작동하고, 배럴 라쳇이 회전할 때 상기 분리위치에서 라쳇 클릭의 각 치형부는 떨어져 분리되고, 상기 라쳇 클릭은 라쳇 클릭스프링의 작용에 의해 상기 배럴 라쳇을 향해 귀환하는 시계내부에 남아있는 배럴 토크를 표시하는 동력계장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 플레이트에 고정된 탄성아암을 가진 스트립 스프링으로 구성되고, 상기 클릭피봇 핀은 상기 탄성아암의 클릭지지부상에 장착되며, 상기 탄성아암의 제 1 단부에서 탄성아암은 토크리저브의 스케일과 함께 작동하며 배럴의 토크리저브를 표시하는 인디케이터 핸드를 가진다.

Description

시계내에 남아있는 배럴토크를 표시하기 위한 동력계 장치{DYNAMOMETRIC DEVICE FOR INDICATING THE REMAINING BARREL TORQUE IN A TIMEPIECE}

본 발명은 와인딩 크라운(winding crown) 또는 자동 와인딩 로터(winding rotor) 등에 의해 감겨지는 한 개이상의 스프링들에 의해 구동되는 시계 기구의 분야에 관한 것이다.

구체적으로 설명하면, 본 발명은 시계내부에 남아있는 배럴 토크를 표시하는 동력계장치에 관한 것이고, 상기 동력계 장치는 플레이트, 배럴 및 배럴에 의해 저장된 기계적 에너지를 배럴내부의 스프링내에 유지하기 위해 라쳇 클릭과 함께 작동하도록 배열된 배럴 라쳇을 포함한다. 상기 배럴이 감김에 따라 상기 라쳇 클릭은 클릭피봇 핀주위에서 치접위치와 분리위치사이에서 피봇운동하며, 상기 치접위치에서 상기 라쳇 클릭의 적어도 한 개의 치형부가 상기 배럴 라쳇과 함께 작동하고, 배럴 라쳇이 회전할 때 상기 분리위치에서 라쳇 클릭의 각 치형부는 떨어져 분리되고, 상기 라쳇 클릭은 라쳇 클릭스프링의 작용에 의해 상기 배럴 라쳇을 향해 귀환한다.

밸런스 스프링(balance spring), 특히 메인 스프링(main spring)은 기계 부품이며, 상기 기계부품의 응답은 시간에 대해 선형특성을 가지지 못한다. 상기 스프링의 권수에 관한 함수로서 제공되는 토크곡선은, 감김(winding)곡선과 풀림(unwinding)곡선사이에서 히스테리시스(hysteresis)를 가지고, 상기 곡선들은 감김작용이 종료될 때 및 풀림작용이 종료될 때 갑작스런 변화를 가지지만, 감김작용의 종료시점 또는 풀림작용의 종료시점으로부터 한 개 또는 두 개의 권수만큼 떨어진 중간범위에서 선형응답을 가진다. 따라서, 사용자는 상기 기구내에 구성된 메인스프링(들)내에 남아 있는 토크를 알 수 있고, 또한 상기 중간범위에 해당하고 시계기구의 작동이 가장 규칙적이고 정확한 최적영역을 알 수 있어서 유용하다. 물론, 감김작용이 종료될 때 스프링을 파손시킬 있는 과도한 감김작용을 방지하기 위한 경고가 사용자에게 제공되어야 한다.

파워 리저브(power reserve)의 예측은 오래된 관심거리다. 이론적인 작동시간(duration of run)과 일치하는 휠을 포함한 기구가, 프랑스 특허 제 321 499 호 또는 유사하게 미국특허 제 623 158 호에 공개된다. 상기 휠은, 휠의 원주부상의 한 위치에서 핀을 포함하고, 상기 핀은 막대 링크기구(rod linkage)를 이용하여 감김(winding) 신호를 표시하기 위해 선택되는 임계요소(threshold)에 해당한다. 유사한 장치들이 프랑스 특허 제 382 836 호, 독일특허 제 109 388 호 또는 독일특허 제 319478 호에 공개된다.

프랑스특허 제 942 026 호, 독일특허 제 132 789 호 또는 독일 특허 제 G 77 670.2 호에 공개된 다른 장치들에 의해 주어진 위치에 도달하는 메인스프링의 외부 스파이럴(spiral)에 의존하는 기계적 신호들이 제공된다. 독일특허 제 14 02 862 호는 또한 이론적인 풀림 주기 후에 메인스프링에 의한 구동작용을 공개한다.

시계기구 및 시계기구의 메인스프링이 가지는 적합한 이론 작용에 기초한 상기 장치들은, 메인스프링의 풀림(letting down) 가능성 또는 기어트레인내부의 오염물 또는 기계작동을 변형시키는 현상을 고려하지 않기 때문에, 불충분하다.

독일 특허 제 225 092호는, 플레이트와 일체구성되는 피봇 주위에서 피봇운동하는 아암에 장착되고 개선된 인디케이터(indicator)를 공개한다. 상기 피봇운동하는 아암은 라쳇 클릭 아버(rachet click arbour)를 가진다. 상기 피봇운동하는 아암은, 배럴 드럼(barrel drum)에 의해 회전구동되는 치형에 의해 구동되는 노우즈(nose)를 포함한다.

따라서, 스프링 또는 휠 또는 이론적으로 경과된 시간을 계수하는 다른 유사한 장치의 이론적인 위치가 아니라, 필요한 시간동안 그리고 충분한 정밀도로 시계기구를 구동하기에 충분한 메인스프링의 충분한 토크 리저브(torque reserve)에 대해 관심을 집중하는 것이 유리한 것으로 보인다. 감김작용이 종료되는 경우 및 풀림작용이 종료되는 경우에 메인스프링의 영역들은 회피되어야 하는데, 감김작용이 종료되는 제 1 경우에 기구를 과도한 스트레스를 주고 양쪽 경우에 정밀도가 불충분하기 때문이다.

상기 문제를 해결하기 위한 독일 특허 제 181 980 호에 의하면 보상스프링이 상기 기구에 삽입된다. 상기 배럴 라쳇은, 공지된 방법에 따라 클릭 지지부에 장착된 클릭과 함께 작동한다. 상기 클릭은, 무브먼트의 플레이트에 추가로 구성되는 피봇핀주위에서 피봇운동하도록 장착된다. 인디케이터를 가지거나 인디케이터에 직접 연결되는 클릭 지지부 및 플레이트에 나선형 보상 스프링이 고정된다. 메인 스프링이 감겨질 때, 상기 보상스프링은 상기 메인스프링 및 따라서 라쳇으로부터 형성된 압력에 의해 상기 라쳇클릭에 대해 팽팽하게 유지된다. 상기 라쳇 클릭은, 상기 보상스프링의 한쪽 단부를 가지는 클릭지지부를 클릭지지부의 피봇핀주위에서 피봇토크를 가지게 한다. 메인 스프링이 풀릴 때, 상기 라쳇클릭에 대한 라쳇의 압력은 감소되고 인디케이터에 의해 표시되는 감김 경고위치까지 보상스프링을 서서히 풀어지게 한다. 상기 장치는 종래기술의 장치들과 비교하여 현저하게 발전했지만, 나선형 보상스프링이 취약하고 반복성(repeatability)이 없어서, 이용되지 못했다.

메인 스프링이 가지는 파워 리저브 또는 토크 리저브를 적합하게 표시할 수 있는 장치들이 존재하는 것이 분명하다. 그러나, 일부 장치들은, 민감한 부품들, 예를 들어, 이스케이프(escape) 스프링과 연결된 핸드(hand)를 포함한 부품들의 작동과 간섭된다. 일반적으로, 공지된 모든 장치들은 복잡하고 다수의 추가부품들로 구성되며 매우 높은 단위비용을 가지고 시간소비적이고 많은 수고를 요구하는 조립작업을 요구한다. 무엇보다도, 상기 장치들은, 상당한 체적을 가져서, 결과적으로 다른 관련 구성에서 이용될 수 없고 시계의 성능과 가능성을 제한한다.

요약하면, 본 발명의 목적은 사용자에게 메인 스프링으로부터 이용할 수 있는 토크 리저브(torque reserve)를 매우 신뢰성있게 표시하고 상당히 감소된 갯수의 부품들을 가지며 간단하고 콤팩트한 장치를 제안하는 것이다. 상기 부품들의 신뢰성은 적어도 시계의 다른 부품들의 신뢰성과 동일하고, 상기 부품들의 구성에 의해 다른 부품들이 취약해지지 않아야 한다.

따라서, 본 발명은 제 1 항에 정의되고 시계를 위한 메인스프링의 토크리저브를 표시하는 동력계 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징들과 장점들이 첨부된 도면들을 참고하여 하기 상세한 설명으로부터 명확해진다.

도 1은, 시계기구가 부분적으로 도시되며 풀림(unwinding)위치에 있고 본 발명을 따르는 인디케이터 장치를 개략적으로 도시한 부분평면도.
도 2는, 중간 감김 위치에 있는 동일한 장치를 도 1과 유사한 방법으로 도시한 도면.
도 3은, 최대 감김 위치에 있는 동일한 장치를 도 1과 유사한 방법으로 도시한 도면.

본 발명은, 와인딩 크라운(winding crown) 또는 자동 와인딩 로터(winding rotor) 등에 의해 감겨지는 한 개이상의 스프링들에 의해 구동되는 시계 기구의 분야에 관한 것이다.

구체적으로 설명하면, 본 발명은 시계를 위한 배럴 토크 리저브 표시기(barrel torque reserve indicator)로서 구성되는 동력계 장치(dynamometric device)(100)에 관한 것이다. 도면들에서 상세하게 도시되지 않은 상기 시계는, 공지된 방법에 따라 적어도 한 개의 플레이트(P), 적어도 한 개의 배럴(barrel) 및 적어도 한 개의 배럴 라쳇(2)을 포함한다.

메인 스프링(main spring)이 감겨질 때, 상기 메인 스프링내에 전달되는 기계적 에너지를 배럴내부의 메인스프링내에 축적된 상태로 유지하기 위해 배럴 라쳇(2)의 치형부(2a)들이 라쳇 클릭(3)과 함께 작동하도록 배럴 라쳇(2)이 구성된다. 자동감김식 무브먼트(automatically wound movement)에 있어서, 상기 메인스프링은 종래기술에 따라 와인딩 크라운 및/또는 적어도 한 개의 와인딩 로터에 의해 감겨지거나 조여진다(tightened). 상기 라쳇 클릭(3)은, 클릭지지부(12)에 고정된 클릭피봇 핀(10)주위에 피봇운동하도록 장착된다. 상기 라쳇클릭(3)은 치접위치(meshed position)와 분리위치사이에서 운동한다. 상기 라쳇클릭(3)이 치접위치에 있을 때, 상기 배럴 라쳇(2)을 풀림(unwinding) 방향으로 고정하도록 상기 클릭 피봇핀(10)과 마주보는 단부에서 상기 배럴 라쳇(2)의 적어도 한 개의 치형부(31)가, 배럴 라쳇(2)의 치형부(2a)들 중 한 개와 함께 작동한다. 상기 라쳇클릭(3)이 분리위치에 있을 때, 상기 라쳇클릭(3)의 각 치형부(31)는 상기 치형부(2a)로부터 떨어져 분리(withdraw)되어 배럴 라쳇(2)이 회전운동할 수 있고 배럴라쳇이 감겨 진다. 라쳇 클릭 스프링(4)이 작용할 때 상기 라쳇클릭(3)은 배럴라쳇(2)을 향해 영구적으로 귀환한다. 상기 라쳇 클릭 스프링(4)은, 클릭지지부에 대해 고정된 상태인 제 1 단부(11) 및 마주보는 측부에 배열된 제 2 자유단부를 포함한 평평한 스트립 스프링(strip spring)인 것이 선호된다. (도면에 도시되지 않은) 정지부재에 의해 상기 배럴라쳇(2)에 대해 상기 라쳇클릭(3)의 운동이 제한되고, (도면에 도시되지 않은 또 다른) 정지부재는 상기 배럴라쳇(2)에 의해 라쳇 클릭 스프링(4)의 자유단부의 운동을 제한하는 것이 선호된다. 상기 정지부재들은, 상기 클릭지지부(12)에 고정된 단일 부품과 합쳐져 형성되는 것이 유리하다.

본 발명에 의하면, 상기 동력계 장치(100)는 스트립 스프링(1)을 포함하고, 상기 스트립 스프링(1)의 제1 단부는 적어도 한 개 또는 적어도 두 개의 부착점(7)들 또는 나사들, 핀 등에 의해 플레이트(P) 또는 플레이트에 대한 고정점에 강하게 고정된다. 스트립 스프링(1)은 배럴 라쳇(2)의 평면과 평행한 평면에서 연장된다. 하기 설명과 같이, 상기 스트립 스프링(1)은 스트립 스프링의 중앙부분에서 탄성 아암(8)을 포함하고 상기 탄성아암(8)은 메인스프링의 풀림토크의 작용에 의해 구부러질 수 있다. 클릭피봇핀(10)을 가진 클릭지지부(12)가 탄성아암(8)에 의해 형성되거나 탄성아암에 고정된다. 상기 클릭지지부(12)는, 부착점(7)과 마주보게 위치한 스트립 스프링(1)의 제 2 단부를 형성하는 것이 선호된다.

상기 플레이트에 부착하기 위한 탄성아암의 제 1 단부와 마주보게 위치하는 탄성아암(8)의 제 2 단부와 근접한 위치에서, 상기 동력계 장치(100)가 인디케이터 핸드(hand)(6)를 포함하는 것이 선호되고, 상기 인디케이터 핸드는 배럴 토크 리저브(barrel torque reserve)의 표시요소를 형성하는 그래픽 또는 눈금식 스케일(5) 또는 디스플레이와 함께 작용하여 배럴 토크 리저브를 표시할 수 있다.

상기 탄성아암(8)은 상기 배럴 라쳇(2)의 회전축에 대해 반경방향으로 배열되고, 탄성아암의 제 2 단부는 외측을 향하는 것이 선호된다.

시계를 적합하게 작동시키기 위해 선호되는 범위를 사용자에게 간단히 표시하기 위하여, 상기 인디케이터 핸드(hand)(6)는 상기 플레이트위에 배열된 그래픽 또는 눈금식 스케일(5) 또는 플레이트에 고정된 바(bar)를 포함한 배럴토크 리저브의 표시요소앞에서 운동할 수 있다. 상기 표시요소는 메인스프링이 풀림(unwinding)에 따라 배럴에 형성되는 토크를 두 개의 표시부(50,51)들사이에서 연속적으로 표시한다.

상기 장치를 더욱 단순화하기 위해, 평평한 상기 라쳇클릭 스프링(4)에 형성된 정지상태의 제 1 단부(11)에서 상기 라쳇클릭 스프링은, 라쳇클릭(3)의 클릭지지부(12)에 의해 형성된 지지부에 고정된다.

스트립 스프링(1)은 탄성아암(8) 및 클릭지지부(12)와 일체로 구성되는 것이 선호된다.

상기 탄성아암(8)은 감김(winding)위치와 풀림(unwinding)위치사이에서 운동하고, 상기 감김위치에서 라쳇에 작용하는 저항토크는 완전히 감겨진 메인스프링에 의해 작용하는 최대토크와 동일하며, 라쳇아암의 평형위치인 상기 풀림위치에서 라쳇아암은 상기 라쳇에 대해 토크를 발생시키지 못하고 메인스프링은 완전히 풀리게 된다. 따라서, 상기 탄성아암(8)은 상기 두 개의 위치들사이에서 가요성을 가진다. 상기 탄성아암(8)의 강성(stiffness)은 상대적으로 크거나 작은 스케일로 토크를 표시하도록 변화될 수 있다.

상기 배럴 라쳇(2)의 아버(arbour)와 근접하게 위치한 고정점주위에서 플레이트와 일체구성된 브릿지(bridge)에 상기 탄성 아암(8)이 고정되는 것이 선호된다. 상기 탄성아암은, 상기 메인스프링에 의한 토크가 작용할 때 상기 배럴 라쳇(2)의 평면과 평행한 평면내에서 변형된다.

도면들을 참고할 때, 상기 메인스프링은 반시계 방향으로 화살표(A)를 따라 감긴다. 상기 메인스프링이 더 많이 감길 수 록, 상기 배럴 라쳇(2)내에 더 많은 토크가 존재하게 되는 것이 분명하다.

배럴 라쳇(2)이 회전하는 동안, 상기 토크는 상기 라쳇 클릭(3)의 치형부(31)들위에 시계방향으로 작용한다. 상기 라쳇 클릭(3)은 단지 한 개의 치형부(31)를 가져서 매우 경제적인 반면에, 다수의 파워 리저브(power reserve) 표시장치들의 클릭은 적어도 한 개의 치형 섹터(toothed sector)를 포함하며 복잡한 구조를 가진 부품이므로 상대적으로 매우 비싸다.

상기 라쳇 클릭(3)의 치형부(31)에 작용하는 토크가 클수록, 스트립 스프링(1), 특히 스트립 스프링의 가장 얇고 구부러지기 쉬운 부분인 탄성아암(8)이 토크작용에 의해 더 많이 구부러진다. 도 2와 도 3의 개략선도를 참고할 때, 탄성아암의 구부러짐은 반경방향(D)에 의해 형성되는 평형점에 대해 탄성아암(8)의 이탈각도(α)를 가진다. 부착점(7)들은 상기 반경방향(D)에 대한 다른 직교방향(D')에서 연장되는 것이 선호된다. 사실상, 도시된 실시예에서 시계방향으로 발생되는 스트립 스프링(1)의 구부러짐은 스트립 스프링의 길이에 걸쳐 분포하는 것이 분명하다. 상기 구부러짐은, 토크 리저브의 스케일(5)에 대한 인디케이터 핸드(6)의 운동을 발생시킨다.

도면들에 도시된 선호되는 실시예들에 의하면, 스트립 스프링(1)의 평형점은 풀림(unwinding)위치이고, 스트립 스프링(1)의 다른 모든 위치들은 감김위치들이다.

따라서, 토크리저브의 표시는, 매우 강하고 콤팩트하며 적은 비용이 드는 평평한 스프링을 동력측정에 관해 참고하고, 본 발명의 동력계 장치(100)는 감김작용이 와인딩 크라운 또는 자동 와인딩 로터에 의해 발생되는 가에 관한 감김 모드에 의존하지 않는다.

1....스트립 스프링,
2.... 배럴라쳇,
3....라쳇 클릭,
4....라쳇 클릭 스프링,
5.... 스케일,
6....인디케이터 핸드,
7....부착점,
8....탄성아암,
10....클릭피봇 핀,
11....단부,
100....동력계 장치

Claims (8)

1. 플레이트, 배럴 및 배럴에 의해 저장된 기계적 에너지를 배럴내부의 스프링내에 유지하기 위해 라쳇 클릭(3)과 함께 작동하도록 배열된 배럴 라쳇(2)을 포함하고, 상기 배럴이 감김에 따라 상기 라쳇 클릭(3)은 클릭피봇 핀(10) 주위에서 치접위치와 분리위치사이에서 피봇운동하며, 상기 치접위치에서 상기 라쳇 클릭(3)의 적어도 한 개의 치형부(31)가 상기 배럴 라쳇(2)과 함께 작동하고, 배럴 라쳇(2)이 회전할 때 상기 분리위치에서 라쳇 클릭(3)의 각 치형부(31)는 떨어져 분리되고, 상기 라쳇 클릭(3)은 라쳇 클릭스프링(4)의 작용에 의해 상기 배럴 라쳇(2)을 향해 귀환하는 시계내부에 남아있는 배럴 토크를 표시하는 동력계장치(100)에 있어서,
   탄성아암(8)을 포함한 스트립 스프링(1)으로 구성되고, 상기 탄성아암(8)의 제 1 단부는 상기 플레이트 또는 플레이트에 대해 고정점에 강하게 고정되며, 상기 클릭피봇 핀(10)은 상기 탄성 아암(8)에 의해 형성되거나 탄성아암에 고정된 클릭지지부(12)에 장착되고, 상기 제 1 단부와 마주보게 배열된 상기 탄성아암(8)의 제 2 단부와 근접한 위치에서 상기 동력계장치(100)는 그래픽 또는 눈금식 스케일과 함께 배럴 토크리저브를 표시하기 위한 인디케이터 핸드(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성아암(8)은, 상기 배럴 라쳇(2)의 회전축에 대해 반경방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성아암(8)과 마주보게 배열된 상기 클릭지지부(12)는, 상기 플레이트 또는 플레이트에 고정된 브릿지상에서 그래픽 또는 눈금식 스케일(5)앞에서 이동식 인디케이터 부재를 형성하고 배럴 출력에서 이용될 수 있는 토크를 표시하는 인디케이터 핸드(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 라쳇 클릭(3)이 배열된 단부와 마주보는 단부(11)에서 상기 라쳇클릭 스프링(4)은 상기 클릭지지부(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 스프링(1)은 상기 탄성아암(8) 및 상기 클릭지지부(12)와 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
6. 제 1 항에 있어서, 메인스프링이 완전히 감길 때 상기 메인 스프링에 의해 작용하는 최대 토크에 해당하는 탄성아암의 저항 토크가 상기 배럴 라쳇(2)에 작용하는 감김위치 및 상기 배럴라쳇위에 상기 탄성아암이 토크를 작용하지 않고 상기 메인스프링이 완전히 풀리는 탄성아암의 평형위치에 해당하는 풀림 위치사이에서 상기 탄성아암(8)이 이동하는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성아암(8)은 상기 배럴라쳇(2)의 아버와 근접하게 위치한 고정점 주위에서 상기 플레이트와 일체구성되는 브릿지에 고정되고, 상기 탄성아암(8)은 메인스프링에 의해 가해지는 토크의 작용에 의해 상기 배럴라쳇(2)의 평면과 평행한 평면내에서 변형되는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 라쳇 클릭(3)은 단일 치형부(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력계장치.
   

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