专利名称：用于平衡轮/游丝谐振器的游丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于平衡轮/游丝谐振器的游丝。
背景技术：
在平衡轮的振荡过程中，平游丝的重心会移动是众所周知的。这是因为游
丝的一端是固定的，然而当另一端仍与平衡轮的轴(arbor)保持相同距离时， 该另一端移动。这种重心的位移对等时性产生影响，因为这样在平衡轮轴的枢 轴上产生侧向力。
Abraham-Louis Breguet提出了给平游丝提供一个或两个能够弥补这种缺 陷的末端曲线的想法。后来，M.Phillips公布了这种曲线的理论依据。
在Breguet和Phillips设计的解决方案之前，T'Mudge已经提出过两个固 定在同一平衡轮上并且偏置180。的游丝的应用。由于这两个游丝同步但是反 相工作，补偿了它们各自的重心变动，但是它们的轴向偏置产生了在包含平衡 轮轴的平面内的小转矩。这种解决方法在近来的生产中已经采用。
这种解决方式的问题在于，必须具有两个叠加的游丝，以增加高度，围绕 平衡轮轴偏置180。的两个柱螺栓载体和两个柱螺栓、和每个游丝必须调节为 与另一个完全地同步的两个调节器销，使其成为一种难于执行、极其复杂的解 决方法。并且，它使部件的数量加倍。
这种解决方法已在许多出版物中被采用，尤其是在US3553956, FR2447571和CN1677283中。
本发明的目的是在至少部分地弥补上述缺点的同时从这种解决方法的优 点中受益。
发明内容
为了这个目的，本发明的主题是如权利要求1所述的用于平衡轮/游丝谐 振器的游丝。
例如，附图示意性说明了形成本发明主题的游丝的 一 些实施例 图1是第一个实施例的俯视图； 图2是第二个实施例的俯视图3是一个图表，显示了在图2中所示的实施例的情况下，标绘了作为从 中心向外的转圈数的函数的游丝间距的变化；
图4是一个图表，显示了在图2中所示的实施例的情况下，标绘了作为从 中心向外的转圈数的函数的沿着片的厚度的变化；
图5是第三个实施例的俯视图6是第四个实施例的俯视图7是第五个实施例的俯视图8是第六个实施例的俯视图9是第七个实施例的俯视图10a和图10b是第八个实施例的两个变型体的侧视图； 图ll是第九个实施例的侧视图。
具体实施例方式
形成本发明主题的游丝的第一个实施例在图1中举例说明。平游丝包括两 个在同一方向上缠绕的片la、 lb ，但是具有2兀/2，也就是180。的偏置。这些 片la、 lb的各自内端部固定到轴衬2，并且它们的外端部固定到固定环3。这 些外端部同样在角度上偏置180。。游丝片la、 lb的外端部固定到固定环3， 固定环3具有开口3a,以便将它固定到平衡轮的桥接器。因此固定环3替换 传统的柱螺栓。
游丝的两个片la、 lb在收缩和膨胀时必须不能互相接触。这样做的风险 随着振幅而增大。因此，可以通过限制振幅而减小这种风险。然而，增加游丝 的直径也可以是有益的。
另一个解决方法在于改变转圈间距和改变片的厚度。这由图2的实施例以 及图3和4的图表所示，并且图3和4的图表分别说明了以微米为单位的转圈 间距的变化和以微米为单位的片的厚度的变化，从游丝的中心向外开始，分别 作为图2中巻绕片la、 lb的圈匝数Nt的函数，以防止在游丝交替膨胀和收缩 的过程中片la, lb的转圈相互接触。图3通过公式"^^r。+"(^xW^绘制了两个片la、 lb中的一个，其中r代表从轴(arbor )到片的中性纤维(neutral fiber) 的距离，并且在图2到4的情况下，K^ = 0) = r。 =600孩吏米且6 = 2;^。
作为变量，游丝片的高度也可以改变。
至于由单晶硅制成的游丝，单晶硅是一种可以用于生产根据本发明的游丝 的材料，游丝片的温度补偿通过在游丝片的表面上形成非晶硅氧化物层而实 现，非晶硅氧化物具有与单晶硅的杨氏模量的热系数反号(opposite sign)的 杨氏模量的热系数，如EP1422436中所描述的。这种非晶硅氧化物层使补偿 杨氏模量的热系数，而不管硅的结晶方向，即(100), (111)或(110)成为 可能。
形成游丝片的数量不限于两个。作为变型，可以想到其他不同的解决方案， 如图5所示，它是图1中例子的一种变型，但是其中包括三个一端连接于轴衬 2、另一端连接于固定环3的片la、 lb和lc。这三个片的内端和外端相对于 彼此角度间隔2兀/3的角度。该角度间隔优选为2兀/n，其中n代表片的数量。
基于图1和2中的游丝而实施的模拟已经显示，使装配有根据本发明的游 丝的平衡轮/游丝谐振器的等时性大幅提高应该是可能的。
到目前为止描述过的实施例中，形成游丝的片通过它们各自的两个端部彼 此连接。图6中所示的实施例显示了由两个仅通过它们的内端连接到轴衬2 的片la、 lb形成的游丝。它们的外端是自由的，因此使得在一个或另一方向 上预拉伸两个片成为可能，以便特别地调整等时性。
可以想到应用同一构思的其它变型，即，具有几个角度间隔的共面的片的 游丝，这些片通过它们各自对应的端部中的至少 一个连接。
因此，可能具有包含四个片的游丝，即放置在轴衬2和中间环4之间的两 个片la、 lb,它们的外端部固定在其上，和放置在中间环和固定环3之间的 两个片lc、 ld。为了使中间环4尽可能地轻，它的结构可以是中空的，以便 尽可能地减少其重量。
如图7所示，内片la、 lb和外片lc、 ld都可以在相同的方向上巻绕，或 者如图8所示，内片la、 lb可以在与外片lc、 ld相反的方向上巻绕。
明显地，可以想到其他无数的组合。
同样很明显的是，根据本发明的游丝的新颖设计不适合于应用Nivarox/Parachrom游丝的传统工艺来进4亍生产。
在目前的情况下，非常适合于根据本发明的游丝的生产的工艺过程特别地 在已提到的EP1422436中描述，其在于从{001 }单晶硅片切割游丝，例如通过 等离子腐蚀。游丝通过在游丝片的表面上形成非晶硅氧化物层而进行温度补偿 的，例如通过热处理。
使用以同样方式加工或者通过化学加工的石英单晶体也是可能的。可以使 用适于在一个平面上生产游丝的实施例的其他合适的材料。
光刻工艺，例如UV-LIGA工艺(光刻(Lithographie)、电4度(Galvanisienmg) 和模造(Abformung))的使用也可以用于生产根据本发明由金属合金制成的这 种类型的游丝。
生产工艺没有成为本发明的部分。以上通过例子列出的生产工艺的非穷举 的例子，只想证明用于生产根据本发明的新型游丝技术手段已经存在，和本领 域的技术人员具有生产该游丝的选择。
当游丝被称为是平的，这就是以上得到的游丝。然而，特别地在图9中显 示的实施例中，没有什么使在游丝平面之外的片la、 lb的外端部的嵌入点5 和6不能定位。因此，这两个嵌入点可以分别定位在游丝的平面的任一侧上， 从而这两个片la、 lb在游丝的平面的任一侧上形成两个对称的圆锥体。这种 解决方式具有阻止这两个片的转圈互相接触并且使生产具有大量转圈的小直 径游丝成为可能的优点。因此这样的解决方式组成另一种阻止在交替膨月长和收 缩的过程中在游丝的片之间接触的方法。
根据本发明的另一个变型，这两个片la、lb在如图10a、10b所示的SOI(绝 缘硅片(Smcon-On-Insulator))晶片上制造，其包括Si-Si02-Si多层堆栈。片la 由Si层中的一个的外表面蚀刻而成，而且另一个片lb由第二个Si层的外表 面蚀刻而成。在这种情况下，这两个片的内端部通过中间Si02层8而被固定。 该实施例的优点是随着两个相邻转圈的距离的增加，减少了游丝的直径。如图 IO所示，如果游丝垂直延伸，这样的优点更加显著。
图ll说明了图10a、 10b的另一种变型，其中片la、 lb的内端部固定于 同一个轴衬，而它们的外端部固定于Si02中间层5。
权利要求
1.一种用于平衡轮/游丝谐振器的游丝，该游丝包括n个片，其中n≥2，所述片通过它们各自相应的端的至少一个被固定，并且以一定的角度间隔被螺旋缠绕，当每个片的所述端的一个绕着所述中心轴相对于它的另一端有角度地移动时，所述一定的角度间隔能够中和有可能施加在它的中心轴上的侧向力。
2. 如权利要求1所述的游丝，其中，所述片是共面的。
3. 如前面的权利要求中的任一个所述的游丝，其中，所述片通过它们的 两个各自的端相互固定。
4. 如前面的权利要求中的一个所述的游丝，其中，所迷片的间距是可变的。
5. 如前面的权利要求中的一个所述的游丝，其中，所述片的厚度是可变的。
6. 如前面的权利要求中的一个所述的游丝，其中，所述片的高度是可变的。
7. 如前面的权利要求中的一个所述的游丝，其由单晶硅形成。
8. 如权利要求中7所述的游丝，其中，单晶硅被覆盖着非晶硅氧化物层。
9. 如权利要求卜5中之一所述的游丝，其由石英形成。
全文摘要
用于平衡轮/游丝谐振器的游丝，包括n个片，其中n≥2，这些片通过它们各自相应的端的至少一个固定，并且以一定的角度间隔螺旋缠绕，当每个片的所述端的一个绕着所述中心轴相对于它的另一端有角度地移动时，所述一定的角度间隔能够中和易于施加在它的中心轴上的侧向力。
文档编号G04B17/06GK101639661SQ20091016691
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月28日 优先权日2008年7月29日
发明者热罗姆·达欧特, 理查德·博萨尔特 申请人:劳力士有限公司