用于手表的调节元件以及包括这种调节元件的机械机芯的制作方法

专利名称：用于手表的调节元件以及包括这种调节元件的机械机芯的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及用于手表的调节元件以及包括这种调节元件的机械机芯。
背景技术：
常用机械手表包括由条盒、驱动指针的驱动系或轮系、确定表的运转的调节元件以及将调节元件的振荡传递到轮系的擒纵机构。本发明特别涉及调节元件。
传统调节元件通常包括安装在转动轴上的摆轮和将扭矩施加在摆轮上以便使其朝着平衡位置返回的返回构件。擒纵机构或驱动元件保持围绕条盒平衡位置振荡。返回构件通常包括通常称为游丝并同轴安装在摆轮上的螺旋弹簧。游丝经由游丝内桩将返回扭矩传递到摆轮上；螺旋弹簧的静置位置确定摆轮的返回位置。
但是这种广泛应用的配置具有某些缺陷。
首先，在螺旋弹簧的每次振荡时的物质变形造成能量损失以及表运行时间减少。另一方面，表的精度大部分取决于用于螺旋弹簧的材料性能以及终端曲线的加工精度。虽然冶金行业显著进步，也难以保证这些性能的再现性。另外，螺旋弹簧趋于随着时间而老化，使得返回力随着表老化而减小，造成精度改变。
另外，摆轮在例如顺时针的一个方向上的振荡趋于展开螺旋弹簧，而在相反的另一方向上的转动具有使其收缩的效果。弹簧变形因此根据摆轮转动方向而不同地产生，因此影响了返回力以及精度和再现性。
摆轮游丝立桩和游丝内桩使得游丝紧固在摆夹板(或摆轮夹板)上，并分别到摆轮上，构成使得摆轮不平衡的干扰和不平衡的其它来源。另一方面，游丝在紧固到游丝内桩的点处将扭矩施加在摆轮上，不利地影响了所实现的精度。在垂直位置上，游丝进一步趋于在其自身重量下变形，造成其重心移位以及周期干扰。
此外，摆轮还受到重力以及佩带者运动造成的加速。游丝的返回力不非常重要，这些外部干扰对于运行精度具有显著影响，并且有时使用例如陶比伦旋转机构或甚至三轴陶比伦旋转机构复杂的校正机构来对其补偿。
另外，游丝的厚度增加了摆轮的厚度，使得调节构件的总厚度相对很大。
已经考虑到使用振动音叉的用于手表的调节构件，使得所述问题得到解决。但是这些调节构件还通过音叉分支内的弹性物质变形和振动来起作用，使得这种情况下的精度也取决于冶金技术和加工精度。这些解决方法没有广泛流行。
在座钟、落地大座钟或其它大尺寸钟表装置中还考虑到具有高度变化构造的调节构件。所得到的容积以及固定的垂直位置使得例如重力用来将摆轮或钟摆朝着平衡位置返回。但是传统机械表机芯的小型化和显著加速不能使得制表商将用于座钟、落地大座钟的解决方法移植到手表机芯上。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于手表的调节构件，该调节构件是不同的，并且避免了现有技术的缺陷。
另一目的在于提供一种能够用于没有电源的机械表的调节构件。
本发明的另一目的在于提供一种用于机械表并具有摆轮的调节构件，该机械表不具有摆轮夹板、摆轮游丝立桩、游丝内桩和将返回构件紧固在摆轮和摆轮轴上的其它装置。
按照本发明，这些目的通过具有独立权利要求的特征的调节构件来实现，优选实施例在从属权利要求中提出。
这些目的主要通过用于机械手表的调节构件来实现，调节构件具有摆轮；用于将所述摆轮朝着至少一个平衡位置返回的返回构件；用于保持摆轮围绕所述平衡位置的运动的驱动元件；所述摆轮连接在至少一个可动永磁体上；以及所述返回构件具有至少一个固定永磁体，以产生磁场，从而将所述摆轮朝着所述平衡位置返回。
此配置具有在机械表中完全避免游丝及其相关的大多数问题的优点。
此配置还具有提供超级精度以及对重力或外部加速造成的干扰具有较小影响的优点。
在一个实施例中，返回构件趋于将摆轮返回到至少一个稳定平衡位置，例如擒纵机构的驱动元件趋于使其从中运动离开。
使用磁场的振荡元件主要在US4266291、US3921382、US3665669、US3161012、DE2424212以及GB1444627中描述。但是这七个文件涉及电子表，其中磁场通过电磁体产生。这些解决方法因此不适用于不具有电源的机械手表。
另外的文件US2003/0137901描述一种机械表机芯，其中摆轮设置永磁体。通过摆轮振荡造成的转动场通过运行控制机构检测，以便控制摆轮振荡中的变化。但是这些振荡通过传统游丝产生，具有所有所述的缺陷。
本发明的目的还通过机械手表的调节构件来实现，调节构件具有摆轮；用于将所述摆轮朝着至少一个平衡位置返回的返回构件；用于保持摆轮围绕所述平衡位置的运动的驱动元件；其中所述返回构件在不与所述摆轮接触的情况下作用。
其优点主要是限制通过在将游丝紧固在摆轮上的点处的扭矩造成的干扰。
在本发明的优选实施例中，通过返回构件的固定部分产生的磁场固定并恒定，即不转动并不随着时间变化。
在优选实施例中，通过一个或多个可动磁体产生的磁场转动；这意味着摆轮具有转动轴，并且与直接固定其上的摆轮一起固定的一个或多个可动磁体沿着圆形轨迹围绕所述转动轴振荡。可动部件的数量因此减小，并且减小产生较大摩擦的平移运动。另外，可动磁体的总驱动能量传递到摆轮。另外，摆轮的转动运动可通过传统擒纵机构传递到表的其它部分上。摆轮运动因此通过围绕摆轮的转动轴的振荡构成，其中振荡的幅度小于360°，例如小于180°或甚至小于120°。因此可以实现相当大的振荡频率，有利于调节构件的精度和分辨率。另外，在后者以有限间隔振荡时，更容易实现一种关系而在返回力和摆轮的角度位置之间没有不连续。但是本发明不局限于特定的振荡幅度；例如通过使用单个固定磁体和单个可动磁体时，还可以使用在180和300°之间或者甚至接近360°的振荡幅度。较大幅度的这种振荡具有减小每个循环中由擒纵机构造成的干扰影响的优点。
最好是，至少一个可动磁体沿着放置在圆弧上并隔开角度小于180°的两个固定磁体之间的圆形轨迹振荡。通过以此方式将固定永磁体更加靠近运动，产生更强的磁性作用，其强度沿着振荡轨迹按照连续函数变化。
在本发明的优选实施例中，摆轮通过机械元件激励以便围绕平衡位置以同步方式振荡。有利的是，摆轮可因此与机械表的标准擒纵机构相关。作为选择，激励摆轮所需的能量可从擒纵机构经由永磁体传递。因此，可以在没有线圈、电磁体和电源的纯机械表中使用新颖的磁性摆轮。
在优选实施例中，一个或多个可动磁体相对于摆轮固定，使得结构更加简单。摆轮和磁体因此按照相同的交替圆形运动振荡。
固定磁体最好用来推回安装在摆轮上的可动磁体。平衡位置通过排斥力确定并且在可动磁体位于两个固定磁体之间的相同距离时达到，作用在每个可动磁体上的两个固定磁体的排斥力被补偿。通过固定磁体产生的磁场因此在平衡位置处最小，使得用于将摆轮运动离开平衡位置以及保持振荡所需的能量减小。在摆轮运动离开平衡位置时，固定和可动磁体之间的磁性相互作用增加，使得返回力与摆轮相对于其静置位置的角度距离成正比地增加。
但是平衡点的稳定性可通过经由吸引起作用的另外磁体来控制。类似地，摆轮可运动离开不希望的平衡位置。
本发明不排除变型实施例，其中平衡位置通过吸引力确定，并且在可动磁体位于相应固定磁体的最小距离处或者在两个固定磁体之间相同距离处时实现，其吸引力相互补偿。但是此实施例所具有的缺陷在于需要更大的激励来使得摆轮围绕平衡位置振荡，与最大磁性吸引相对应。
在一个实施例中，磁化部件通过摆轮本身的磁化部分来构成。摆轮可因此由磁化环构成，其具有沿着其周边的交替极。


通过阅读通过附图描述的实施例的实例将更好地理解本发明，附图表示图1a是按照本发明的调节构件的第一实施例的示意顶视图；图1b是按照本发明的调节构件的第一实施例的示意顶视图，其中摆轮位于通过磁体限定的平衡位置上；图2是按照本发明第一实施例的调节构件的截面图，在此实例中具有两个磁性轴承和磁性屏；图3是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有各自由并排相对结合的两个双极磁体构成的固定磁体和可动磁体；图4是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有各自由并排相对结合的两个双极磁体构成的固定磁体和各自由单个双极磁体构成的可动磁体；图5是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有另外的磁体以便局部增加平衡点的稳定性；图6是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有围绕中心轴枢转的右摆轮；图7是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有围绕偏心轴枢转的右摆轮；图8是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有位于摆轮上的四个可动磁体和四个固定磁体；图9是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有位于摆轮上的两个可动磁体和四个固定磁体；图10是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有位于摆轮上的四个可动磁体和两个固定磁体；图11是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有其中可动磁体通过固定磁体朝着平衡位置推回的扭矩元件；图12是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，具有通过两个固定磁体在其末端封闭的筒体以及通过两个固定磁体推回到中间位置的可动磁体；图13是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，其中可动磁体连接到摆轮上，并且固定磁体在两个平行平面内重叠，调节构件在平衡位置上；图14是在中间位置上振荡的图13的调节构件的透视图；
图15是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，其中可动磁体直接安装在用作摆轮的擒纵叉上；图16是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，其中可动磁体直接安装在用作摆轮的擒纵叉上，固定磁体在平行平面内重叠在可动磁体上；图17是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，其中固定磁体具有设计成保证返回力与角度距离成正比的特别形状，并且其中摆轮具有杆的形状；图18是在杆的平面内的图17的调节构件的横向截面图；图19是调节构件的另一实施例的顶视图，其中返回力与角度距离成正比；图20是调节构件的另一实施例的顶视图，其中返回力与角度距离成正比，此实施例使用磁性环，磁性环沿着周边的磁化可以变化；图21是按照本发明的调节构件的实施例的截面图，连接有径向变化的厚度的磁体；图22是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，与第一实施例相对应，但是其中感测器和回路使得摆轮振荡的幅度可以确定和/或控制；图23是按照本发明的调节构件的实施例的顶视图，与第一实施例相对应，但是其中线圈产生电流，其频率取决于摆轮振荡频率。
具体实施例方式
在下面的说明书和权利要求中，形容词“固定的”总是以机芯作为参照物。元件是固定的，它不相对于机芯运动，例如相对于机芯的底板。
术语“摆轮”指的是在激励作用下围绕平衡位置振荡的部件。更加或显著的同步振荡确定表的运行。摆轮可以通过具有任何数量的辐条的轮、盘、杆、擒纵叉等来构成。
图1b示意表示调节构件1，该构件具有围绕垂直于机芯底板的轴300振荡的摆轮3。在此实例中，摆轮3具有环形轮缘并具有围绕轴300的两个径向辐条(或臂)302。螺钉301使得摆轮惯性动能容易运动。摆轮构成惯性质量；由于使得机芯小型化的愿望，其质量及其半径最好在设定极限内。
可以变形以便补偿温度变化的双金属摆轮也可以在本发明的范围内。其它装置可用来补偿与温度相关的磁场强度的变化。
摆轮3与可动永磁体30相关或设置可动永磁体30，磁体30受到驱动与摆轮一起转动。所示实例具有两个分散的双极永磁体，永磁体相对于轴300相互离开180°对称放置。每个磁体具有相对于轴300位于相同距离上的正极和负极。磁体30可机械或通过胶保持在摆轮3上。如上所述，磁化部件还可通过摆轮本身的磁化部分来形成或者通过摆轮上的磁性路径来形成。摆轮可因此由沿着周边具有交替极的磁化环构成。摆轮可例如通过记录头(即在头间隙中产生具有受控密度的磁场的线圈)以一致或逐渐的方式磁化。
调节构件还包括通过适当装置安装在夹板或机芯底板上的两个固定永磁体40。两个磁体相对于轴300对称并形成180°地放置在摆轮3的平面内。在未示出的实施例中，固定磁体40还可放置在平行于摆轮3的平面的另一平面内。磁体40各自具有正极和负极，其配置相对于轴300对称，但是相对于可动磁体30上的即配置来说是颠倒的。因此，固定磁体40和可动磁体30在它们接近时通过最大磁性相互作用力相互推回。通过将摆轮转动90°来到达平衡位置，以便将每个可动磁体30推回到两个固定次级40的相同距离上；在此配置中通过永磁体40产生的磁场最小，使得离开此平衡位置所需的力或动能同样减小。
磁体30和40最好选择成使得即使在所示平衡位置上磁性排斥力也大于施加在摆轮3上的重力。由金属氧化物或稀土合成物或铂钴合金制成的永磁体将最好用来获得显著的剩余磁场。
在所有实施例中，固定磁体的位置或设置可动磁体的位置可以例如通过螺钉调节，以便调节摆轮的振荡频率。
摆轮振荡因此不取决于摆轮倾斜。摆轮3(包括螺钉301)以及可动磁体30的旋转质量尽可能地围绕轴300均匀分布，以便改善摆轮的平衡。
在所有实施例中，未示出的另外机械止挡设置在摆轮3和/或夹板上，以便限制摆轮可能转动的幅度，因此防止摆轮在例如冲击之后从一个平衡位置转换到另一位置。类似的止挡元件还可用于下面进一步描绘的实施例中。另外的止挡可例如包括弹性装置以便在行程端部处缓冲冲击。
摆轮3制成通过在此实例中由擒纵机构2(这里是传统的瑞士擒纵叉擒纵机构20)构成的驱动元件围绕图1b的平衡位置振荡。此擒纵机构还可特别适用于在摆轮低幅度振荡中考虑到。
通过摆轮(未示出)或另一适当机械能源驱动的擒纵轮210经由擒纵叉瓦200驱动擒纵叉20。擒纵叉的通过止挡201限制的移位通过叉202和桩31传递到摆轮2上。
包括电或磁擒纵机构的其它类型的擒纵机构可用于本发明的范围。在磁性擒纵机构中，给予摆轮30的脉冲最好通过摆轮和擒纵机构上的磁性部件之间的吸引和排斥。因此可以在不接触的情况下驱动。
围绕平衡位置的振荡的幅度和频率通过磁体的力和配置以及通过由驱动元件传递的扭矩的幅度来确定。将另外注意到摆轮30在没有物质变形的情况下振荡，使得振荡频率不取决于冶金性能或弹性部件的老化。
通过使用强力磁体提供的显著的返回力可以实现大于普通机械表内常用频率的显著振荡频率，并因此增加机芯的精度和/或分辨率。适当磁体和几何形状的选择因此可以十分之一或甚至百分之一秒的分辨率显示时间或周期指示。
图1b的调节构件在图2中以部分截面图表示，其中擒纵机构2从附图中去除，以便于阅读。在所示实施例中，摆轮3围绕垂直于上夹板41和下夹板42的轴300枢转。夹板41和42最好形成磁性屏，从而保护摆轮3不受外部磁场影响，并且通过磁体30和40产生的磁场保护表的其它部件。在未示出的实施例中，屏可以经由不同于夹板的元件实现，例如通过底板、表盘、壳体或专用元件。屏的所有侧可以被采用。另外根据需要，最好使用至少某些轴、小齿轮、轮和/或夹板由非磁性材料支承的机芯。在优选实施例中，调节构件和指针之间的L驱动系具有至少一个合成材料元件，例如通过滑轮驱动的带。
摆轮2的轴300通过两个轴承410、420保持在夹板41、42内，例如传统的抗振轴承、防震轴承，或者在所示的优选实施例中，磁性轴承。在此实例中，轴300的上末端3001和下末端3002被磁化或设置磁体。轴承410和420各自具有容座4100和4200，其深度和直径略微大于轴300的相应直径。容座的侧面磁化成与轴300的相应末端相同的极性，以便将轴推回，使其保持在轴承410和420之间的悬浮状态。轴300可因此没有摩擦地枢转。此配置还可以避免轴承410、420以及轴300磨损。
本发明的摆轮3因此在不与其它元件的接触的情况下振荡，通过由磁性轴承410、420保持和/或通过磁性擒纵机构驱动的磁体30、40返回到其平衡位置。因此可以减小摆轮运动造成的摩擦和磨损。但是这种不同的方法可相互独立地使用。
图1b表示类似于图1b的实施例的调节构件的变型实施例，但是其中通过调节磁体配置，擒纵机构的结构使得摆轮以较大幅度振荡，例如以最大180°或者甚至更大的幅度振荡。擒纵机构最好是瑞士擒纵叉的擒纵机构，使得摆轮在擒纵叉不产生过度振荡的情况下显著振荡。摆轮3还设置螺钉，从而可以产生不平衡或其它的允许干扰源。
相对于图1a、1b和2描述的摆轮的几何形状类似于传统机械调节构件的摆轮的几何形状。但是使用磁体返回构件可以构想出摆轮3的不同构造，其中多个实例将主要相对于图3-13描述。
图3表示本发明的调节构件的第二实施例的简化方式(没有擒纵机构2)，其中固定永磁体40和可永磁体30各自通过两个相对并排的磁体构成。所得磁化部分因此包括两个设置相同极性的末端。但是摆轮3上的两个可动磁体30构成双极磁体，其整体具有水平对称轴线。
图5表示与图1相对应的本发明的第四实施例的简化方式，但是其中另外的固定永磁体47与可动磁体30相对地放置在平衡位置处。在所示实例中，另外的固定磁体47和可动磁体30在平衡位置处相互吸引。平衡位置因此通过磁体30和40的排斥以及磁体30和47的吸引来确定；但是排斥力的贡献是主要的，以便显著平衡点的稳定性以及使得系统以低驱动能量振荡。通过另外固定磁体47产生的磁场因此最好大大小于磁体40的磁场。
在本发明的范围内，还可设想到具有颠倒的极以便减小平衡点的稳定性的另外的磁体47。
类似的结果可通过将另外的永磁体放置在摆轮上来实现。
另外的磁体还可在行程端部处设置在夹板上或摆轮上，以便在此位置上吸引或排斥摆轮，并且减小通过干扰造成的振荡的幅度变化。
图6表示按照本发明的调节构件的变型实施例的简化方法，其具有围绕中心轴300枢转的右摆轮(针形)3。摆轮3的两个末端设置磁体30，磁体30通过安装在未示出的夹板上的固定磁体40朝着平衡位置推回。虽然摆轮3的惯性质量在此实施例中大大降低，此配置使其可以减小调节构件的空间需要。
图7表示按照本发明的实施例的顶视图，其具有类似于凸轮6但围绕偏心轴300枢转的右摆轮3。只有摆轮3最为远离轴300的末端在此实施例中设置磁体，该磁体通过两个磁体40朝着所示的平衡位置推回。
在此实施例中，擒纵机构可通过以通过擒纵轮直接驱动的擒纵叉形状的一部分延伸摆轮3来实现。
除了图6和7的右摆轮(针形形状或者I形状)之外，例如可容易设想到T形或H形的摆轮。
图8表示按照本发明的调节构件的第六实施例的顶视图。调节构件类似于图1和2，但是具有相互以90°分布在未示出的夹板上的四个可动磁体30。这种配置使得固定磁体和可动磁体之间的距离显著减小，而使得磁体数量倍增，从而增加所得磁性相互作用力和返回扭矩。
也可以设想到具有四个以上可动磁体和/或四个以上固定磁体的配置。另外，如上所述，可以使用具有交替磁极性的多个区域的磁化部件。交替地有无或按照正弦函数的磁场可例如通过磁头在摆轮周边和/或在连接到机芯上的固定元件上书写而成。
图9表示调节构件的实施例顶视图，其中摆轮上的可动磁体30的数量少于固定磁体40的数量。每个可动磁体因此受到一对固定磁体的作用；每个固定磁体只作用在一个可动磁体上。还可以设想到具有两个固定磁体和单个可动磁体的配置。
图10表示调节构件的实施例的顶视图，其中摆轮上的可动磁体30的数量多于固定磁体40的数量。每个可动磁体因此受到单个固定磁体的作用；但是每个固定磁体作用在两个可动磁体上。
图9摆轮的振荡幅度非常受到限制，小于90°。因此使其非常快速振荡，并且实现非常细微的分辨率从而测量时间。但是，以小幅度非常快速振荡具有的缺陷在于放大了每个循环中通过与擒纵叉和摆轮摩擦造成干扰的影响。按照其中擒纵机构所制成的所需分辨率和质量，可以因此希望将振荡幅度增加超过180°而不是使其降低。为此，具有两个抵抗磁体和单个固定磁体的配置也是可以的，或者设置单个固定磁体和单个可动磁体，从而可以实现几乎360°的振荡。
另外，在未示出的实施例中，还可以通过将摆轮3经由例如摆轮轴上的齿轮的轮系或经由带与另一振荡质量相关来增加转动惯性质量。摆轮振荡因此传递到另一振荡质量上。摆轮3和另外振荡质量之间的齿轮比进一步使其可以在这两个部件上实现不同振荡幅度。例如可以设想到使得摆轮3振荡180°并且将其经由齿轮比为8连接到另一转动质量上，从而实现8×180°的振荡，即每个循环转四圈。
图11表示本发明的实施例，其中摆轮通过可动磁体30构成，可动磁体的轨迹通过例如滑道、滑动件或导轨的引导件43限制，在此实例中是O形圈滑道。固定磁体40的极配置与可动磁体30的极配置相反，使得在可动磁体与固定磁体径向相对时实现平衡位置。此配置使其可以使用单个可动磁体和单个固定磁体。还可以设想道不同的非环形形状的滑道、导轨或滑动件43。另外，固定磁体40可以在滑动件外部。
在此实施例中，摆轮30经由通过未示出擒纵轮驱动并且围绕轴300枢转的擒纵叉20驱动。擒纵叉20将摆轮臂延伸道滑动件4 3外部。在本发明的范围内还可使用磁性擒纵机构。
在本发明的范围内还可以设想到具有多个稳定平衡位置的调节构件的配置。
图12表示本发明的实施例，其中摆轮3通过磁体3构成或具有磁体3，磁体在圆筒、滑道或沿着其两个末端通过固定磁体40封闭的导轨4 3线性运动。磁体30和40的极性配置成使得磁性相互作用力趋于在两个固定磁体40之间一半处悬浮地推回可动磁体30，如图12所示。摆轮2可制成通过导轨43外部的元件振荡，并且经由机械或磁性连接跟随摆轮2的运动。
图11和12中的摆轮的运动通过引导件43限制，在引导表面变形或膨胀的情况下造成能量损失和精度损失。但是此实施例可以使用非传统解决方法来满足特定需要。
在本发明的范围内还可设想到沿着两个或多个自由度在一个平面内振荡的摆轮。多个固定磁体必须在此情况下设置用于朝着驱动元件使其绕其振荡的平衡点推回摆轮。但是，手表中可以得到的小厚度以及制造擒纵机构的困难使得这种解决方法更加难以采用。
图13和14表示具有通过安装在摆轮3中心上的盘构成的可动磁体30的调节构件的实施例。盘30具有多个区段，在所示实施例中具有两个区段，该区段设置交替的磁极性。固定磁体50在平行平面内安装在可动磁体30之上，并且同样通过枢转交替极性的区段的盘构成。在图13所示的平衡位置上，摆轮定位成两个磁体30和40的相反极性的区段准确叠加。摆轮基本上通过吸引两个磁体的相反极并且通过排斥相同极而到达此位置。在干扰例如通过附图未示出的擒纵机构传递其上时，摆轮围绕此稳定平衡位置振荡。
还可例如通过使用设置两个以上的具有交替极性的区段或者通过使用位于第一平面内的多个固定磁体和位于平行平面内的多个可动磁体来调节图13和14的配置。可动磁体可例如同样放置在摆轮的周边上，并且可动磁体在此位置之上。还可以使用不同数量的固定磁体和可动磁体；例如，在本发明的范围内可以将可动磁体30安装在如图所示的上部平面上的固定磁体和下部平行平面内未示出的另外固定磁体之间。
图15表示调节构件的实施例的顶视图，其中可动磁体30直接安装在擒纵叉20上。固定磁体40趋于推回并使得这些可动磁体围绕平衡位置振荡。擒纵叉20本身用作摆轮。虽然可以设想到此实施例，但是此实施例具有的缺陷在于对于冲击更加敏感，擒纵叉的惯性通常不足以保证同步振荡。可以设想到具有强惯性的擒纵叉，但是需要相当大的激励能量使其振荡。
图16的实施例将图13和15的解决方法的特征相结合，即擒纵叉20本身用作摆轮，并且固定和永磁体通过设置交替极性的区段的盘叠加而成。
普通机械磁体具有与其长度d成正比的返回力F＝k·d施加在游丝结构上以便将摆轮朝着稳定静置位置返回，此力确保在摆轮通过擒纵机构造成的激励遵守一定的条件时同步振荡。
但是，在磁体之间的距离增加时，两个穿孔磁体之间的返回力以平方或甚至立方的关系减小F≌j/d2或者F≌j/d3使用传统的擒纵机构，此比例只在振荡满足非常特定条件时(例如在其幅度很低时)确保稳定同步振荡。
图17的实施例表示调节构件的实施例，其中摆轮距离(即相对于静置位置9的角度距离)和返回力或扭矩之间的比率满足不同的比率。
为此，在振荡范围p内，在运动离开静置位置一个角度距离以便在离开此位置一个距离处增加返回力时，固定磁体40的容积增加。摆轮3上的可动磁体30另一方面沿着振荡的轨迹具有恒定尺寸。机械或磁性止挡(未示出)可设置用来压迫摆轮，以便在例如冲击的情况下保持在振荡范围p内。
因此，擒纵机构(未示出)趋于使得摆轮逆时针转动，即与磁体排斥相反的转动。
在图17的实施例中，在平行于摆轮3的振荡的平面的平面内，固定磁体40的表面在振荡范围p内增加角度距离d的立方，或可能按照d4。固定磁体40因此具有截月形状。另一可能的配置表示在图19中，其中摆轮在静置位置的每侧上围绕轴300振荡。
图17的可动磁体30在平行于固定磁体40的平面的平面内沿着圆形轨迹运动。但是为了增加磁性相互作用，可以使得可动磁体在各自设置一个或多个固定磁体40的两个平行平面之间转动。相反，还可以提供包括围绕相同轴转动并都设置可动磁体30的多个重叠板的摆轮3；不同可动板接着通过固定磁体的一个或多个夹板支承分开。可以设想到可动磁体的任何数量的和固定磁体的平面的其它类型重叠。
其它配置(未示出)可以修正由磁体30、40造成的返回力和摆轮3相对于静置位置的距离或角度距离之间的比率。例如，除了改变水平平面内固定磁体表面之外，可以改变可动磁体表面。此外，还可以调节固定和/或可动磁体的厚度，或其沿着摆轮行程的磁化。此外，还可以使用可变容积的磁体或具有限制惯性的圆形摆轮的系统内的磁化，和/或使用具有可变容积或密度的任意数量的固定和/或可动磁体。最后，按照摆轮的角度距离变化的返回力还可通过具有不同尺寸、材料和/或磁化的分散磁体来实现。
图20表示本发明的实施例，其中摆轮2设置三个辐条302，至少一个辐条在每个径向末端处通过相反极磁化。因此，只有辐条的外极与通过磁性环40构成的固定磁体40相互作用，磁性环40在一个方向内侧以及在相反方向的外侧磁化。另外，固定磁体40的磁化增加，最好增加d3或可能的是d4，其中摆轮相对于静置位置的角度距离d为d＝0。通过固定磁体产生的磁场密度沿着摆轮周边变化，以便最好确保返回力随着摆轮角度位置线性变化。在未示出的实施例中，摆轮还可设置磁性周边环或者位于周边上的分散磁体，其磁化沿着周边变化。
固定磁体的逐渐磁化例如如上所述通过记录头使其磁化来获得。在磁性材料饱和的情况下，需要在保证摆轮角度位置和返回力之间的所需比率的部分内限制摆轮振荡。另外，除了磁化整个摆轮之外，可以设想到平行于或垂直于摆轮的平面只磁化紧固在后者上的磁性路径的一部分。
另外的固定永磁体47在最大排斥位置处与可动磁体30相对放置，以便防止摆轮达到或超过此位置。此磁体47因此用作将摆轮运动离开不希望的平衡位置的磁性止挡，而没有机械止挡造成容易干扰摆轮同步运行的缺陷。
在摆轮振荡小于180°的情况下，还可以和甚至最好将磁性止挡47(未示出)更加靠近摆轮行程端部设置，例如位于10点钟的一个止挡以及位于2点钟的第二止挡，以便刚好在到达12点钟的不希望的平衡稳定位置之前将摆轮推回。
在图20的实施例中，永磁体通过连续环构成。但是还可以使用不连续的环，例如设置一个或多个头间隙或具有分散的磁体。
在图17-20的实施例中，固定(和/或可动)磁体的容积因此以连续方式沿着摆轮圆形轨迹改变，以便控制返回力和摆轮角度位置之间的比率。
图21表示本发明的实施例，其中可动磁体30的厚度径向增加，而固定磁体40的厚度通过运动离开转动轴线300而减小。还可采用在固定和可动磁体之间提供间隙的颠倒配置。另外，径向厚度变化还可与沿着调节构件周边的变化相结合。磁体30、40厚度的径向和/或周向变化还可用于具有重叠磁体的图13和14的实施例中。另外，还可以按照去往中心的距离来改变固定和/或可动磁体的磁化。
图33表示图1-2所示的调节构件的实施例，并且另外具有多个电极44，其电极性按照它们所受到的电场来改变。电极44因此使得通过可动磁体30的振荡产生的转动磁场可以检测或甚至测量到。电极44可例如通过耐磁电极或霍尔感测器来构成。按照不同的集成电路布局技术，它们可相互连接并经由传导通路440连接到集成电路46上。电路440可以确定摆轮430的振荡幅度和/或振荡频率。电路46通过例如电池独立能源或者通过在摆轮移位的作用下产生交流电的线圈供能，如前面结合图18进一步描述那样。因此可以实现机械表运行的电子修正。
测量摆轮30的振荡频率和/或幅度可以检测运行频率中的可能的不规则。例如通过电磁体(未示出)或通过其它电子机械制造将修正扭矩施加在摆轮30上，此信息可用来修正表的运行，从而修正振荡的幅度和频率。此信息还可用来限制运行结束信号，以便告知使用者表的运行正在变得不准确。
图23表示调节构件的实施例，其中与可动磁体30相对的线圈45产生与磁体靠近线圈运动时产生的磁场成正比的电流。还可以使用具有相反相的两个线圈或者产生三相电流系统的三个线圈的配置。所示线圈产生大约正弦电流，其频率与摆轮振荡频率相对应。此频率可通过电路45测量，例如通过将其与通过石英供应的参考频率比较，以便例如在不规则频率下告知使用者和/或通过将补偿电流注入线圈45来修正此频率。电路46可包括整流器以及通过线圈45产生的电流为其本身功能。通过线圈产生的电流还可用来为如下的电路功能，该电路可将所希望的任何类型的功能供应给机械表而不需要电池。
所述的调节构件可用于自动手表的机芯中，或用于例如计时模块的辅助模块，这些模块设计成重叠在基本模块上。
这里描述的不同的调节构件都具有至少一个可动永磁体和至少一个固定永磁体。但是在本发明的范围内，也可以设想到固定永磁体或没有可动永磁体的构造。
本发明的调节构件最好安装在最好是没有电池的机械机芯上，并且安装在表示摆轮的至少一部分的表壳内，使得使用者在任何时候可检查其移位。
权利要求
1.一种用于机械手表的调节构件，具有摆轮(3)；用于将所述摆轮朝着至少一个平衡位置返回的返回构件(30、40)；用于保持摆轮围绕所述平衡位置的运动的驱动元件(2)；其特征在于，所述摆轮与至少一个可动永磁体(30)相关；以及所述返回构件具有至少一个固定永磁体(40)，以便产生磁场，从而将所述摆轮朝着所述平衡位置返回。
2.如权利要求1所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮具有转动轴(300)，所述至少一个可动永磁体围绕所述转动轴沿着圆形轨迹振荡。
3.如权利要求1-2任一项所述的调节构件，其特征在于，所述固定磁体分布在圆形的弧段上。
4.如权利要求3所述的调节构件，其特征在于，至少一个所述可动磁体(30)在所述圆弧上沿着圆形轨迹以小于180°的角度隔开的两个固定磁体(40)之间振荡。
5.如权利要求1-4任一项所述的调节构件，其特征在于，摆轮的所述运动通过围绕摆轮转动轴的振荡构成，所述振荡的幅度小于180°。
6.如权利要求1-4任一项所述的调节构件，其特征在于，摆轮的所述运动通过围绕摆轮转动轴的振荡构成，所述振荡的幅度大于180°并最好小于360°。
7.如权利要求1-6任一项所述的调节构件，其特征在于，所述驱动元件(2)通过擒纵机构构成，以便将圆形振荡从摆轮传递到机芯的其它部分上。
8.如权利要求1-7任一项所述的调节构件，其特征在于，所述返回构件作用在所述摆轮(3)上，而没有物质变形。
9.如权利要求1-8任一项所述的调节构件，其特征在于，所述返回构件起作用，而不接触所述摆轮(3)。
10.如权利要求1-9任一项所述的调节构件，其特征在于，所述磁场是即时恒定的。
11.如权利要求1-10任一项所述的调节构件，其特征在于，至少一个所述固定磁体(40)放置成朝着所述平衡位置推回所述至少一个可动磁体(30)。
12.如权利要求1-11任一项所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个固定磁体(40)和所述至少一个可动磁体(30)之间的磁性相互作用在所述平衡位置处最小。
13.如权利要求1-12任一项所述的调节构件，其特征在于，所述平衡位置通过作用在至少一个相同的可动磁体(30)上的至少两个固定磁体(40)的作用来确定。
14.如权利要求13所述的调节构件，其特征在于，在平衡位置处，通过两个所述固定磁体(40)施加在所述至少一个相同可动磁体(30)上的磁场具有相同强度。
15.如权利要求13或14所述的调节构件，其特征在于，所述可动磁体(30)在所述平衡位置处在两个固定磁体(40)之间位于等距离处。
16.如权利要求1-15任一项所述的调节构件，其特征在于，所述平衡位置通过同时作用在至少两个可动磁体(30)上的至少一个固定磁体(40)的作用来确定。
17.如权利要求1-16任一项所述的调节构件，其特征在于，所述平衡位置是平衡稳定位置，其中固定磁体和可动磁体之间的磁性吸引最小。
18.如权利要求1-17任一项所述的调节构件，其特征在于，具有与固定磁体(40)相同数量的可动磁体(30)。
19.如权利要求1-18任一项所述的调节构件，其特征在于，在平衡位置处每个固定磁体(40)将相同强度的磁场施加在两个可动磁体(30)上；以及每个可动磁体(30)将相同强度的磁场施加在两个固定磁体(40)上。
20.如权利要求1-19任一项所述的调节构件，其特征在于，所述一个或多个可动磁体(30)相对于所述摆轮(3)固定。
21.如权利要求20所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮(3)相对于转动轴(300)对称。
22.如权利要求20或21所述的调节构件，其特征在于，所述可动磁体(30)围绕所述转动轴(30)以对称方式放置。
23.如权利要求1-22任一项所述的调节构件，其特征在于，具有机械和/或磁性止挡来限制所述摆轮(3)可能的转动幅度。
24.如权利要求1-23任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮通过可动永磁体(30)构成。
25.如权利要求1-24任一项所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个可动永磁体(30)连接在擒纵叉(20)上，因此还构成摆轮。
26.如权利要求1-25任一项所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个可动永磁体(30)安装在摆轮的平面内，其中所述至少一个固定永磁体(40)安装在平行于所述摆轮的平面内。
27.如权利要求26所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个固定永磁体和所述至少一个可动永磁体各自通过具有交替极性的区段的盘构成。
28.如权利要求1-27任一项所述的调节构件，其特征在于，具有与温度相关地补偿磁场变化的装置。
29.如权利要求1-28任一项所述的调节构件，其特征在于，所述驱动元件(2)通过例如瑞士擒纵叉的擒纵机构的机械擒纵机构构成。
30.如权利要求1-29任一项所述的调节构件，其特征在于，所述擒纵机构是磁性擒纵机构。
31.如权利要求1-30任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮(30)通过至少一个磁性轴承(410、420)保持。
32.如权利要求1-31任一项所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个磁体(30、40、47)的位置进行调节以便调节所述摆轮(3)的振荡频率。
33.如权利要求1-32任一项所述的调节构件，其特征在于，所述至少一个磁体(30)作用在电子系统(44、45、46)上以便修正或确定所述摆轮(3)的振荡频率。
34.如权利要求33所述的调节构件，其特征在于，所述电子系统具有至少一个霍尔感测器或耐磁感测器(44)，该感测器受到磁体之一的磁场作用，以便根据所述摆轮的振荡产生测量信号。
35.如权利要求33或34所述的调节构件，其特征在于，所述电子系统具有至少一个线圈(45)，线圈受到可动磁体(30)之一的磁场的作用，以便根据所述摆轮(3)的振荡产生信号。
36.如权利要求33-35任一项所述的调节构件，其特征在于，具有至少一个电子回路，该回路通过有所述磁体只有靠近线圈的移位而产生的电子马达力供能。
37.如权利要求1-36任一项所述的调节构件，其特征在于，具有至少一个由非磁性材料制成的夹板。
38.如权利要求1-37任一项所述的调节构件，其特征在于，具有磁性屏(41、42)以便保护外部元件不受到所述永磁体产生的磁场的影响。
39.如权利要求1-38任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮(30)的移位通过引导表面(43)限制。
40.如权利要求1-39任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮(30)的返回力随着摆轮(3)的角度位置(d)线性变化。
41.如权利要求1-40任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮沿着圆形轨迹运动，固定和/或可动磁体的容积和/或其磁化沿着所述轨迹以连续方式变化。
42.如权利要求41所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮(3)围绕平衡位置沿着圆形轨迹振荡；所述固定永磁体和所述可动永磁体之间的磁性相互作用在摆轮沿着所述轨迹运动离开所述平衡位置时增加，以便实现增加的返回力。
43.如权利要求1-42任一项所述的调节构件，其特征在于，至少一个所述固定和/或可动永磁体(30、40)以非一致性方式磁化。
44.如权利要求1-43任一项所述的调节构件，其特征在于，所述摆轮由通过轮系连接的多个振荡元件构成，并且以变化的频率振荡。
45.一种用于具有如权利要求1-44任一项所述的调节构件的手表的机械机芯。
46.如权利要求45所述的机芯，其特征在于，所述调节构件和显示元件之间的轮系具有至少一个非磁性材料带。
47.如权利要求45-46任一项所述的机芯，其特征在于，所述摆轮(3)的至少一部分从机芯外部可以看到。
全文摘要
用于手表的调节元件包括摆轮、用于将摆轮返回到至少一个稳定平衡位置的磁性返回构件以及保持摆轮围绕平衡位置振荡的擒纵机构。
文档编号G04B17/20GK101091141SQ200580044962
公开日2007年12月19日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者T·豪龙 申请人:豪雅公司