시계용 공진자

시계용 공진자{COUPLED RESONATORS FOR A TIMEPIECE}

본 발명은 제 1 저주파수 공진자를 제 2 고주파수 공진자에 연결시켜 구성되는 시계용 공진자에 관한 발명이다.

방금 언급한 공진자가 유럽특허번호 제 1 843 227 A1 호에 공개되어 있다. 이 문헌에서, 제 1 저주파 공진기는 스프링형 밸런스(spurng balance)이고, 제 2 고주파수 공진자는 튜닝 포크(tuning fork)다. 튜닝 포크의 한가지 브랜치는 두 공진자 간 연결을 위해 밸런스 스프링의 외부 코일에 직접 연결된다. 이 구성의 목적은 시계의 동작 주파수를 안정시켜서, 외부 응력에 대해 주파수가 변하지 않도록 하고, 궁극적으로 시계의 동작 정밀도를 개선시키는 것이다. 이 구성에서는 제 1 공진자의 자연 주파수가 2~3 Hz 수준이고, 제 2 공진자의 자연 주파수는 1~10 KHz 수준이다. 따라서, 외부 간섭에 대해 민감한 제 1 공진자가 제 2 공진자에 부속되게 하는 것이다. 왜냐하면, 제 2 공진자는 높은 동작 주파수를 가지고 있어서, 외부 간섭에 대해 훨씬 덜 민감하기 때문이다. 이러한 부속화(slaving)는 가령, 제 1 공진자가 종래의 이스케이프 시스템(escape system)과 협력함에 따라, 충격 저항에 관해 제 1 공진자의 성능에 개선을 나타낸다.

방금 설명한 예는 서로 매우 다른 두개의 공진자를 기반으로 하며, 두 공진자의 연결 및 조정은 상당한 어려움을 야기시키며, 극복할 수 없는 것은 아니지만, 고주파수 공진자의 이너시아가 작고 그 정전용량 역시 작은 것을 상기해볼 때, 이러한 어려움은 제 1 저주파수 공진자의 동작에 영향을 미치기에 충분히 크다.

결과적으로, 제 1 저주파수 공진자의 동작이 제 2 고주파수 공진자를 통해 스프링형 밸런스를 이용하여 조절될 수 있을 경우, 또한 스프링형 밸런스를 이용하여, 시계의 동작 주파수가 소정 지점까지 안정화될 것이다. 이는 당 업자에게 어떤 비밀사항도 가지지 않는 공진자들의 구현에 의해 이루어진다.

시계 분야에서, 2.5 Hz, 3 Hz, 그리고, 4 Hz 의 발진 주파수에 대응하는 18,000, 21,600, 그리고, 28,800 회의 시간당 반복은 스프링형 밸런스 공진자에 주로 사용된다. 그러나, 이보다 높은 주파수에서 발진하는 스프링형 밸런스 공진자를 가진 시계들이 알려져 있고, 그 목적은 착용시 더 우수한 시계학적 성능을 구현할 수 있도록 하는 것이다.

CHarles Huguenin 가 발표한 논문 "Echappement et Moterus pas a pas"(FET, Neuchatel 1974, 137~148쪽)에서는 주파수를 두배로 함으로서 시계의 일별 동작에 대한 오류를 4배 감소시킬 수 있음을 제시하고 있다. 따라서, 밸런스의 발진 주파수 증가는 공진자의 제어 파워를 증가시킬 뿐 아니라, 위치 변화에 덜 민감한 시계의 동작을 이끌어낼 수 있다.

그러나, 이러한 장점들은 이스케이프 휠(escape wheel)의 톱니 갯수 증가를 수반하게 된다. 종래의 이스케이프 휠은 2.5 내지 3 Hz의 스프링형 밸런스 공진자 주파수에 대해 15개의 톱니를 가지는 것이 일반적이다. 이러한 수치는 상당히 긴 시간동안 수용되고 있다. 왜냐하면, 이스케이프 휠의 제작 상의 문제와, 기어 비의 적절한 분포, 그리고 시계의 휠의 톱니수와 휠 트레인의 피니언을 고려하기 때문이다. 4 내지 10 Hz 사이의 더 높은 공진자 주파수를 이용할 경우엔 기어 비가 너무 높아지지만, 이스케이프 휠의 톱니수가 증가함에 따라 이러한 단점은 사라진다. 21개의 톱니가 5 kHz의 발진 주파수에 대해 이용되는 수치다. 그러나 이러한 변화는 레스트 및 드랍같은 보안성의 감소를 야기하고, 감김 과정 중 특별한 취급을 요하게 된다. 더우기, 스위스 레버 이스케이프먼트의 생산성(수득률)은 4 내지 5 kHz 이상에서 크게 감소하는 것으로 알려져 있다.

따라서, 고주파수 공진자의 장점으로부터 잇점을 취하기 위해, 이스케이프 휠 톱니 수를 증가시키지 않으면서 종래의 이스케이프먼트가 제공하는 잘 알려진 보안 레벨을 유지할 수 있도록, 종래의 이스케이프먼트에 의해 제어되는 저주파수 공진자에 고주파수 공진자를 연결하게 된다.

이러한 구성이 도 1에 블록도표로 제시된다. 도 1에서는 제 1 저주파수 공진자(2, 41)가 이스케이프먼트 및 휠 트레인(70)에 의해 구동되는 스프링형 밸런스에 의해 형성되고, 이스케이프먼트 및 휠 트레인(70)은 배럴(71)에 의해 구동된다. 시계바늘에 의해 구체화되는 시간 디스플레이(72)가 휠 트레인(70)으로부터 도출된다. 제 2 고주파수 공진자(3, 42)가 또한 배치되고, 두 공진자 간 연결은 양방향 화살표(8, 46)로 표시된다.

본 발명은 두가지 실시예를 제시하며, 이중 두번째 실시예는 제 1 실시예의 특정한 경우에 해당한다.

제 1 실시예에서는 제 1 공진자가 제 1 스프링에 연결된 제 1 관성체(inertia mass)를 가지는 것을 특징으로 하며, 제 2 공진자가 제 2 스프링에 연결된 제 2 관성체를 가지는 것을 특징으로 하며, 제 3 스프링이 제 1, 2 관성체 사이에 배열되어 제 1, 2 공진자를 연결시키는 것을 또한 특징으로 한다.

제 2 실시예에서는 제 1 공진자가 제 1 스프링에 연결된 제 1 관성체를 가지 는 것을 특징으로 하며, 제 2 공진자가 제 2 밸런스 스프링에 연결된 제 2 관성체를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 스프링이 제 1 관성체 및 제 2 관성체를 연결하여 제 1, 2 공진자를 연결시키는 것을 또한 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 이스케이프먼트에 의해 제어되는 저주파수 공진자에 고주파수 공진자를 연결함으로서, 고주파수 공진자의 장점으로부터 잇점을 취할 수 있고, 이스케이프 휠 톱니 수를 증가시키지 않으면서 종래의 이스케이프먼트가 제공하는 잘 알려진 보안 레벨을 유지할 수 있게 된다.

발명의 제 1 실시예

발명의 제 1 실시예에 따른 공진자(1)는 도 2의 도면에 기재된 바와 같이 구성될 수 있다. 이 공진자(1)는 제 1 공진자(2)를 제 2 공진자(3)와 연결한 결과에 해당한다. 제 1 공진자(2)는 제 1 스프링(5)과 연결된 제 1 관성체(4)를 포함하고, 제2 공진자(3)는 제 2 스프링(7)와 연결된 제 2 관성체(6)를 포함한다. 도면에서 시계의 고정부(73)는 가령, 시계의 하부에 해당하고, 시계의 고정부(74)는 브리지에 해당한다. 제 3 스프링(8)은 상기 제 1 공진자(2)와 제 2 공진자(3)를 연결하기 위해 제 1 관성체(4)와 제 2 관성체(6) 사이에 배치된다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 실제적 구성도에 해당한다. 여기서, 제 1, 2 관성체는 제 1, 2 밸런스(4, 6)에 의해 각기 형성되며, 제 1, 2 3 스프링은 각각 제 1, 2, 3 밸런스 스프링(5, 7, 8)에 해당한다.

발명의 선호 실시예에 따르면, 제 1, 2 공진자(2, 3)가 하부(11)와 브리지(17) 사이의 시계 내부에 동축으로 배열됨을 알 수 있다. 그러나 본 발명은 이러한 예에 제한되지 않으며, 두 공진자가 가령, 시계에 면을 맞대면서 배치될 수도 있다.

특히 도 4에 도시되는 바와 같이, 제 1 공진자(2)는 제 1 밸런스 스프링(5)과 연결된 제 1 밸런스(4)를 포함한다. 그리고, 제 1 공진자(2)는 제 1 아버(9) 상에 장착된다. 제 1 아버(9)는 하판(11)에 고정된 베어링(10)에서 그 제 1 단부를 피봇시키고, 중간 브리지(13)에 고정된 베어링(12)에서 그 제 2 단부를 피봇시킨다. 제 1 밸런스 스프링(5)의 외측 및 내측 코일들은 하판(11)이 지닌 밸런스 스프링 스터드(23)에 고정되며, 제 1 아버(9)에 고정된 내측 부착점(28) 상에 또한 고정된다.

제 2 공진자(3)는 제 2 밸런스 스프링(7)과 연결된 제 2 밸런스(6)를 포함한다. 제 2 공진자(3)는 제 2 아버(14) 상에 장착되며, 제 2 아버(14)는 중간 브리지(13)에 고정된 베어링(13)에서 제 1 단부를 피봇시키고, 브리지(17)에 고정된 베어링(16)에서 제 2 단부를 피봇시킨다. 제 2 밸런스 스프링(7)의 외측 및 내측 코일들은 브리지(17)가 지닌 밸런스 스프링 스터드(25) 상에, 그리고, 제 2 아버(14)에 고정된 내측 부착점(26) 상에 각기 고정된다.

도 3 내지 도 6에서는 제 1 공진자(2)가 공진자(3)의 밸런스(6)보다 큰 직경을 가진 밸런스(4)를 포함한다. 이는 제 2 공진자의 주파수보다 제 1 공진자의 주파수가 작다는 것을 나타낸다. 물론, 각 밸런스 스프링에 의해 나타나는 토크가 실 질적으로 동일하다고 가정한다. 이러한 조건에서, 이스케이프 메커니즘이 제 1 공지자에 연결되어야 할 것이며 제 1 공진자는 제 2 공진자에 부속되어 간섭에 대한 내성을 개선시키게 될 것이라는 것을 확인할 수 있다. 도 4에서는 제 1 공진자(2)가 부착된 제 1 아버(9)가 롤러(18)와 임펄스 핀(19)을 지니고, 임펄스 핀(19)은 가령, 팔렛과 협력하여 기능하고, 팔렛들은 이스케이프 휠과 협력하여 기능한다.

공진자(2, 3) 간에 존재하는 결합이 이제 설명될 것이다. 이 결합은 제 3 밸런스 스프링(8)을 이용하여 이루어진다. 도 4 및 도 5에서는 중간 브리지(13) 어느 한쪽에 또는 양쪽에 장착되어 직렬로 배열되는 두개의 권선(20, 21)을 밸런스 스프링(8)이 포함하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 권선(20)의 내측 코일이 제 2 아버(14)에 고정된 내측 부착점(27)에 고정되고, 제 2 권선(21)의 내측 코일은 제 1 아버(9)에 고정된 내측 부착점(22)에 고정된다. 이 권선들의 외측 코일들은 스트립(75)에 의해 서로 연결된다.

본 발명은 제시된 설명에 제한되는 것이 아니다. 제 3 밸런스 스프링은 단 한개의 권선만 가질 수도 있다. 이러한 경우에, 단일 권선의 내측 코일이 제 2 아버(14)에 고정된 부착점(27)에 고정되고, 반면에, 외측 코일은 제 1 밸런스(4)가 지닌 밸런스 스프링 스터드에 고정된다.

이제부터는 저주파수에서 발진하는 공진자를 더욱 안정하게 만들기 위해 한개의 공진자는 저주파수에서 발진하게 하고 다른 한개의 공진자는 고주파수에서 발진하게 하는 형태로 두개의 공진자를 연결할 때의 장점을 제시할 것이다.

관성체와 스프링으로 형성되는 기계적 공진자는 질량 m과 그 탄성 계수 k의 가중치를 특징으로 가진다. 이는 각각 밀리그램 단위(mg) 및 미터 당 마이크로뉴튼 단위(μN/m)로 표현된다. 본 예에서, 질량 m은 제곱센티미터당 밀리그램으로 표시되는 관성질량의 특징을 가지며, 탄성계수 k는 라디안 당 마이크로뉴튼미터로 표시되는 단위 토크의 특징을 가진 밸런스 스프링에 대한 값이다. 결과적으로, 공진자의 주파수는 아래와 같이 표현된다.

시장에서 판매되는 보통의 시계로부터 예를 살펴보면, k = 1 x 10 ^-6 Nm/rad 이고, m = 16 x 10 ^-10 kgm ² 에 해당한다. 이때, 주파수 f = 4 Hz 다.

핵심적인 질문은 제 2 고주파수 공진자가 제 1 저주파수 공진자의 주파수를 어떻게 안정화시키는 지를 아는 것이다. 이 효과는 아래와 같이 규정되는 안정화 인자 S에 의해 고려된다.

이 관계에서, ω ₁ 은 제 1 공진자 단독의 명목 각주파수이고, ω _1p 는 제 1 공진자 단독의 분배 각주파수이며, Ω ₁ 은 결합된 시스템의 명목 각주파수이고, Ω _1p 는 결합된 시스템의 분배 각주파수다. 안정화 팩터 S가 2와 같을 경우, 시계는 제 1 공진자 단독의 경우보다 결합 공진자 시스템에서 두배의 정밀도를 가지게 된다. 예를 들어, 하루에 10초씩 빨리가는 시계가 하루에 5초씩 빨리가게 되는 셈이다.

실제적인 예를 이제부터 다루어볼 것이다. 제 1 공진자와 제 2 공진자가 아래의 특성을 가지게 되는 경우를 생각해본다.

제 1 공진자: m ₁ = 21 mgcm ² , k ₁ = 1 μNm/rad, 따라서, f ₁ = 3.47 Hz

제 2 공진자: m ₂ = 21mgcm ² , k ₂ = 5 μNm/rad, 따라서, f ₂ = 7.75 Hz

이때 두 공진자는 일정한 탄성계수 k _c 를 가진 메인스프링과 연결된다.

도 2 및 도 4와 관련하여, 제 1 공진자는 제 1 저주파수 공진자(2), m ₁ 은 밸런스(4), k ₁ 은 밸런스 스프링(5)의 탄성계수에 해당한다. 제 2 공진자는 제 2 고주파수 공진자(3), m ₂ 는 밸런스(6), k ₂ 는 밸런스 스프링(7)의 탄성계수에 해당한다. 이러한 실제적인 예에서, 밸런스들을 동일한 크기를 가지며, 이는 도 4의 밸런스의 경우에는 해당하지 않는다. 제 2 공진자는 그 탄성계수가 높기 때문에 더 높은 자연 주파수를 가진다.

도 7 및 도 8의 그래프와 관련하여, 상술한 실제적 데이터에 기초한 해석적 연산이 이루어진다.

도 7은 두 공진자를 연결하는 밸런스 스프링의 탄성계수 k _c 의 함수로, 결합된 공진자 시스템의 자연 주파수 f ₁ 과 f ₂ 를 나타낸다.

도 8은 두 공진자를 연결시키는 밸런스 스프링(8)의 탄성계수 k _c 의 함수로 변화하는 안정화 팩터 S의 값을 나타내는 그래프다.

곡선 S _m 은 탄성계수 k _c 가 변할 때 제 1 저주파수 공진자의 밸런스의 관성질량에 영향을 미치는 간섭에 대해, 제 1, 2 공진자의 결합으로부터 나타나는 안정화 효과를 나타낸다. 이 효과는 특별히 주목할 만한 것이 아니며, 별반 중요하지도 않다. 왜냐하면 밸런스의 관성 질량이 외부 간섭에 영향받지 않기 때문이다.

곡선 S _k 는 이스케이프 시스템에 의해 구동되는 공진자인 제 1 공진자 밸런스 스프링의 토크에 영향을 미치는 간섭에 대해, 제 1, 2 공진자의 결합으로부터 나타나는 안정화 효과를 도시한다. 1 μNm/rad 의 값을 가진 탄성계수 k _c 에 대하여, 안정화 팩터가 양의 값 2보다 작음을 알 수 있다. 왜냐하면, 여러가지 다른 요인 중에서도 스프링의 위치, 충격, 그리고 온도 변화로 인한 간섭이 밸런스 스프링에 영향을 미치기 때문이다.

발명의 제 2 실시예

발명의 제 2 실시예에 따라 실행되는 공진자(40)는 도 9의 대응 도면에 비교될 수 있다. 공진자(40)는 제 1 공진자(41)와 제 2 공진자(42)의 결합으로부터 구성된다. 제 1 공진자(41)는 제 1 스프링(44)과 연결된 제 1 관성체(43)(정사각형 물체로 표시됨)를 가진다. 제 1 스프링(44)은 도면에서 나선형 스프링으로 도시되고 있으며, 그 한 단부는 정사각형 관성체에, 다른 한 단부는 시계의 고정부(73), 가령, 시계의 하판에 부착된다. 제 2 공진자(42)는 제 2 스프링(46)에 연결된 제 2 관성체(45)(정사각형 물체로 표시됨)로 구성되고, 제 2 스프링(46)은 도면에서 나선형 스프링으로 도시되며, 그 한 단부는 정사각형 관성체(43)에, 다른 한 단부는 정사각형 관성체(45)에 부착된다. 따라서, 이러한 제 2 밸런스 스프링(46)은 제 1 관성체(43)와 제 2 관성체(45)를 연결하여 상기 제 1 공진자(41)와 제 2 공진자(42)를 연결시킨다. 실제로, 스프링(46)은 여기서 두 부분의 역할을 한다. 즉, 제 2 공진자(42)를 형성하면서, 제 1 공진자(41)와 제 2 공진자(42)를 연결시킨다.

이러한 제 2 실시예는 제 1 실시예의 특정한 경우로 간주될 수 있다. 게다가, 제 3 스프링(7)과, 고정점(74)에 대한 제 3 스프링(7)의 부착물이 도 2에 제시된 제 1 실시예로부터 제거된다. 즉, 도 9의 도면이 제 2 실시예에 해당하며, 이는 도 10 내지 도 13을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 10 내지 도 13은 발명의 제 2 실시예의 실제적 구성을 나타낸다. 제 1 실시예에서처럼, 제 1, 2 관성체는 각각 제 1, 2 밸런스(43, 45)에 의해 형성된다. 제 1, 2 스프링은 각각 제 1, 2 밸런스 스프링(44, 46)에 해당한다.

제 1 밸런스(43)는 제 2 고주파수 공진자(42)를 둘러싸는 원형 케이지(43)를 가지며, 상기 원형 케이지(43)는 제 1 밸런스 스프링(44)과 함께 상기 제 1 저주파수 공진자(41)를 형성한다.

도 11의 단면도가 명확하게 제시하는 바와 같이, 제 1 밸런스를 형성하는 원형 케이지(43)가 제 1 트러니언(48)(trunnion)을 지닌 제 1 치크(47)(cheek)와 들어맞는다. 제 1 트러니언(48)은 플레이트(50)에 고정된 베어링(49)에서 피봇운동을 한다. 제 1 트러니언(48)은 롤러(51)와 임펄스 핀(52)을 지니며, 임펄스 핀(52)은 팔렛과 협력하여 기능하고, 팔렛은 이스케이프 휠과 협력하여 기능한다. 원형 케이지(43)는 브리지(56)에 고정된 베어링(55)에서 피봇운동하는 제 2 트러니언(54)을 지닌 제 2 치크(53)와 또한 들어맞는다. 브리지(56)가 밸런스 스프링 스터드(57)와 들어맞고, 여기에 제 1 밸런스 스프링(44)의 외측 코일이 고정된다. 상기 제 1 밸런스 스프링(44)의 내측 코일은 제 2 트러니언(54)에 고정된 내측 부착점(58)에 고정된다. 원형 케이지 또는 밸런스(43), 그리고 밸런스 스프링(44)은 성능 개선이 필요한 저주파수 공진자(41)를 형성한다.

도 11에서는 제 2 공진자(42)를 형성하는 제 2 밸런스(45) 및 밸런스 스프링(46)을 아버(59)가 지니게 되고, 아버(59)는 케이지(43)의 제 1 치크(47)에 고정된 베어링(60)에서 제 1 단부를 기초로 하여 피봇운동하고, 케이지(3)의 제 2 치크(53)에 고정된 베어링(61)에서 제 2 단부를 기초로 하여 피봇운동함을 확인할 수 있다. 더우기, 제 2 밸런스 스프링(46)의 외측 코일과 내측 코일이 각각 케이지(43)의 제 2 치크(53)가 지닌 밸런스 스프링 스터드(62)에, 그리고, 아버(59)에 고정된 내측 부착점(63)에 고정된다.

도 10 내지 도 12에서는 제 2 공진자(42)의 밸런스(45)의 직경보다 더 큰 직경을 가진 밸런스나 케이지(43)가 제 1 공진자(41)에 구성된다. 이는 제 1 공진자의 주파수가 제 2 공진자의 주파수보다 작다는 것을 의미하며, 밸런스 스프링 각각에 의해 발전되는 코트가 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, 이스케이프 메커니즘이 제 1 공진자에 연결될 것임을 알 수 있다. 이러한 제 1 공진자는 제 2 공진자에 부속화되어 간섭에 대한 내성을 개선시키게 된다.

제 1 실시예와 관련하여 두 공진자의 연결시의 장점이 설명되었다. 즉, 저주파수에서 발진하는 공진자의 성능을 개선시키기 위해 저주파수에서 발진하는 공진 자와 고주파수에서 발진하는 공진자를 연결할 때의 장점을 설명하였다. 이는 제 2 실시예에도 마찬가지로 적용되므로, 더이상 추가언급하지 않는다.

그러나 실제적인 예를 일단 고려해볼 것이다. 즉,

제 1 공진자: m ₁ = 20 mgcm ² , k ₁ = 변수

제 2 공진자: m ₂ = 6.4 mgcm ² , k _c = 0.4 μNm/rad, k ₂ = 0

도 9 내지 도 11과 관련하여, 제 1 공진자는 제 1 저주파수 공진자(41), m ₁ 은 밸런스 또는 케이지(43), k ₁ 은 밸런스 스프링(44)의 탄성계수에 해당한다. 제 2 공진자는 제 2 고주파수 공진자(42), m ₂ 는 밸런스(45), k _c 는 밸런스 스프링(46)의 탄성계수에 해당한다. k _c 는 두 공진자를 연결하는 밸런스 스프링에도 또한 관련된다.

상술한 실제적 데이터에 기초하여, 도 14 및 도 15의 그래프가 해석학적 연산에 의해 그려졌다. 선택된 변수는 제 1 실시예에서처럼 더이상 k _c 가 아니며, 가장 결정적인 파라미터로 나타난다.

도 14는 제 1 공진자(41)를 형성하는 밸런스 스프링(44)의 탄성계수 k ₁ 의 함수로, 결합된 공진자 시스템의 자연 주파수 f ₁ 과 f ₂ 를 나타낸다.

도 15는 제 1 공진자(41)에 영향을 미치는 메인 스프링(44)의 탄성계수 k ₁ 의 함수로, 제 1 실시예와 관련하여 앞서 정의한 안정화 팩터의 변화하는 값을 나타내는 그래프다.

곡선 S _m 은 밸런스 스프링(44)의 탄성계수 k ₁ 이 변할 때 제 1 저주파수 공진자의 밸런스의 관성질량에 영향을 미치는 간섭에 대해, 제 1, 2 공진자(41, 42)의 결합으로부터 나타나는 안정화 효과를 나타낸다. 이 효과는 제 1 실시예와 관련하여 관측한 결과에 비해 훨씬 주목할만 하다.

곡선 S _k 는 제 1 공진자(41)의 제 1 밸런스 스프링(44)의 토크에 영향을 미치는 간섭에 대해, 제 1, 2 공진자(41, 42)의 결합으로부터 나타나는 안정화 효과를 도시한다. 2 μNm/rad 의 값을 가진 탄성계수 k ₁ 에 대하여, 안정화 팩터가 2.5 정도임을 알 수 있다.

결론

두 실시예들은 2~6 Hz 수준의 주파수를 가진 제 1 저주파수 공진자인 스프링형 밸런스 공진자의 성능이, 10 Hz 수준의 주파수를 가진 스프링형 밸런스 공진자인 제 2 고주파수 공진자에 연결될 경우 개선됨을 보여주었다. 제 2 고주파수 공진자에 비해 제 1 저주파수 공진자가 마모 또는 충격같은 이유로 간섭에 더 민감한 편이다. 제 1 공진자의 열 변화 또는 등시성 결함을 보상하기 위한 제 2 공진자를 고려해볼 수 있다. 더우기, 제 1 공진자는 일상적인 이스케이프 시스템과 협력하여 쉽게 기능하지만, 제 2 공진자의 경우에는 해당하지 않는다. 따라서, 제 1 공진자를 이스케이프 시스템에 쉽게 적응시키면서 상술한 간섭에 대해 제 2 공진자의 높 은 수준의 불감성을 채택할 수 있도록, 관련된 두 공진자를 연결시키는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 공진자 및 이 공진자를 포함하는 시계의 블록도표.

도 2는 일실시예에 따라 두 공진자가 배열되고 연결되는 방식에 관한 도면.

도 3은 스프링형 밸런스로 각기 형성된 공진자들의 연결로부터 나타나는 공진자의 제 1 실시예의 평면도.

도 4는 도 3의 라인 IV-IV를 따라 취한 단면도.

도 5와 도 6은 도 3 및 도 4의 평면도 및 단면도에 도시된 공진자의 사시도.

도 7은 두개의 공진자를 연결하는 밸런스 스프링의 토크가 변화할 때 각 공진자의 자연 발진 주파수를 도시하는 그래프.

도 8은 제 1, 2 공진자를 연결함으로서, 제 1, 2 공진자를 연결하는 밸런스 스프링의 토크가 변화할 때 제 1 공진자의 밸런스의 관성체나 제 1 공진자의 밸런스 스프링의 토크에 대한 안정화 영향을 도시하는 그래프.

도 9는 제 2 실시예에 따라 두개의 공진자가 배열되고 연결되는 방식에 관한 도면.

도 10은 스프링형 밸런스로 각기 형성되는 공진자들을 연결로부터 나타나는 공진자의 제 2 실시예의 평면도.

도 11은 도 10의 라인 XI-XI을 따라 취한 단면도.

도 12와 도 13은 도 10 및 도 11의 평면도 및 단면도에 도시된 공진자의 사시도.

도 14는 제 1 공진자의 밸런스 스프링의 토크가 변화할 때 각 공진자의 자연 발진 주파수를 나타내는 그래프.

도 15는 제 1 공진자의 밸런스 스프링의 토크가 변화할 때, 제 1 공진자의 밸런스의 관성체나 제 1 공진자의 밸런스 스프링에 영향을 미치는 간섭에 대한, 제 1, 2 공진자의 연결에 의한 안정화 효과를 도시하는 그래프.