专利名称：包括叉形弹性结构的组件和包括该组件的计时器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组件和包括该组件的计时器。
本发明更具体地涉及一种在例如硅的脆性材料板中形成的特别适用于计时 器的组件，包括用于心轴轴向插入而提供的孔，孔的内壁包括弹性结构，弹性 结构刻蚀于板中，并且其每一个包括至少一个支撑表面，以用于径向夹紧或挤 压心轴，从而相对于心轴固定组件。
背景技术：
通常，在计时器中，如计时謝旨针和齿轮的组件M被驱动在它们的旋转
心轴上而被固定，即，空心圆筒受压于其直径稍大于圆筒内径的销上。通常为 金属的被采用的材料的弹性和塑性特性用于驱动进入所述元件。对于由比如硅 的脆性材料制成的部件，其不具有可用的弹性范围，不可能像机械制表中使用
的那些，以直径公差为+/-5 级，驱动空心圆筒到传统的旋转心轴上。
此外，用于固定比如指针的组件的解决方法必须提供足够的力，以便在震 动发生时保持元件在合适的位置。必须用于传统的计时激旨针的力例如为一牛
顿的数量级。
为了克服这些问题，已经提出在比如硅游丝夹头的组件中制造布置于孔的 周边的柔性的条状弹性结构，以便利用条的弹性变形通过驱动入型布置在心轴 上固定夹头，以便夹紧心轴，并且在心轴上保持夹头。这种类型的固定方法的
例子已在EP专利No. 1655642中具体公开。
这种解决方法并不完全令人满意，尤其是因为这些柔性条的显著的硬度， 其会引起装配问题。而且，这种方法不能用于将旋转元件固定至其旋转心轴上， 这可能导致这两个部件之间的相对滑动。
发明内容
本发明的目的是通过提供改进的弹性结构来克服这些问题，具体地允许使
用组州乍为在计时器机构中的旋转元件，具体地作为计时謝旨针。
因而，本发明提出一种前述类型的组件，其特征在于通过叉形物形成每 一个弹性结构，通过材料的桥，该叉形物连接到孔的内壁，并且包括在材料的 桥的任一侧上延伸的两个分支，通常朝向心轴；并且每个分支包括与其自由端 相邻的支撑表面。
根据本发明的组件改进了靠着心轴的夹紧力，从而允许形成组件的材料中 的弹性变形关联的应力的较好分布，并且允许在心轴上获得的夹紧力的较好控 制，同时保持消除掉材茅 损范围。
此外，在其弹性变形之后，根据本发明的弹性结构提供径向间隙，其足以 补偿用于驱动指针的被应用于比如用于计时器的那些的心轴的直径的制造公 差。
根据本发明的其他特征.-
-弹性结构的每个分支具有基本上抛物线的形状，其一个固定端被设置在 相关的材料的桥上，其第二自由端面向弹性结构的另一端的自由端，*分支 的支撑表面被设置在其自由端部分的内表面上；
-每个弹性结构包括主要部分，该主要部分在材料的桥的任一侧上延伸， 从与材料的桥相对的主要部分的一端，沿着倾斜的直线方向朝向相关的分支， 相对于径向方向，#^分支延伸，并且在其自由端设置旨分支的支撑表面；
-主要部分基本上沿着圆周方向延伸；
-孔的内壁包括规则分布在心轴的周围的至少三个弹性结构； -计时謝旨针形成组件。
本发明亦提出一种计时器，其特征在于它包括根据前述特征中的任何一 个的至少一个组件。
ffi31阅读以下参照附图的以非限制性例子的方式给出的详细描述，本发明 的其他特征和优点将更清楚地呈现，其中
-图1是示意性示出了装配有组件的计时器的轴向截面图，通过根据本发 明的教示制成的计时徵旨针形i^f述组件；
-图2至4是顶视图，其分别示意性示出了装配于图1的计时器的时针、辦和秒针的，并且其配备有以C形实施例的弹性结构；
-图5是图2中的一个部件的放大图，其示出了时针安装环；
-图6至8是与图2至4类似的视图，其分别示意性示出了时针、分针和 秒针，当它们配备有依据第二 L形实施例的弹性结构时。
具体实施例方式
在以下的描述中，同样的或类似的元件以相同符号标记。
图1示意性示出了根据本发明的教示制作的计时器io。
计时器10包括安装在M晶体16封闭的表壳14中的机芯12。机芯12 围绕轴线Al驱动模拟显^S旋转，在这里M31时针18、分针20和秒针22 形成该模拟显示装置，这些指针在表盘24上延伸。ffiil被弹性夹紧至同轴圆 柱形旋转心轴26、 28、 30，指针18、 20、 22以驱动入型布置被固定，如下文 中所见。
ttii地，心轴26、 28、 30为通常用于计时器机芯的常规心轴，例如金属 或塑料心轴。
在下面的说明中，我们将以非限制性方式利用沿着指针18、 20、 22的旋 转轴线Al的轴向定顿財目对于轴线Al的径向定向。此外，根据它们相对于 轴线A1的径向定向，元件将被称作内部或外部。
指针18、 20、 22形成组件，*指针18、 20、 22形皿脆性材料板中， 优选为基于硅的晶体材料，并被装配在其心轴26、 28、 30上。
图2、 3和4示出了分别应用时针18、分针20和秒针22的本发明的第一 实航式。齡指针18、 20、 22在这里包括安装环31，该安装环31限定孔32， 舰轴向插入孔32，该孔被提供用于将指针18、 20、 22固定至湘关的心轴26、 28、 30。孔32的内壁33包括弹性结构34，它们刻蚀于形成安装环31的板中， 并且其每一个包括支撑表面36、 38，用于径向夹紧相关心轴26、 28、 30，以 便将指针18、 20、 22轴向和径向保，杆心轴26、 28、 30上，并且将心轴和相
关指针旋转地互相固定。
依据本发明的教示，每个弹性结构34由叉形物构成，通过材料的桥40， 叉形物连接到孔32的内壁33，且其包括两个分支42、 44，在材料的桥40的 任一侧通常朝向心轴26、 28、 30延伸。此外，每个分支42、 44包括与其自由
端46、 48相邻的支撑表面36、 38。
根据本发明的第一实施例，其fflil图2至5描述，每个弹性结构34的两 个分支42、 44以互相面对的方式弯曲，形成几乎封闭的"C"。
如图2中所示和在图5中以放大方式所示的，现在通过检查时针18描述 依据本发明的弹性结构34的第一实施例。注意，此处所示的弹性结构34处于 静止状态，即在舰相关的心轴26， 28， 30的插入的娜之前。
#弹性结构34的*分支42、 44具有基本上抛物线的形状，其第一固 定端50、 52被布置在相关的材料的桥40上，其第二自由端46、 48面对弹性 结构34的另一分支42、 44的自由端46、 48。
，地，*弹性结构34的分支42、 44的自由端46、 48充分靠近，从 而使^分支42、 44的内表面基本上与心轴26的轴向表面相切，接近自由端 46、 48， *分支42、 44的支撑表面36、 38由此被定位在其自由端部分的内 表面上，与心轴26相对。
当心轴26被插入 L 32时，施加在支撑表面36、 38上的径向作用力引起 弹性结构34的两个分支42、 44的弹性变形，从而使分支42、 44的自由端46、 48向外径向移动。该弹性变形产生对心轴26的径向夹紧，對以于驱动入布置。
1Mi也，弹性结构34围绕轴线A1均匀分布。
有利地，对于每个指针18、 20、 22，围绕 L 32设置的弹性结构34的数 量被选择为相关心轴26、 28、 30的直径的函数，并且被选择为在孔32的内壁 33与指针18、 20、 22的安装环31的夕卜壁54之间可用的径向空间的函数。这 样，心轴26、 28、 30的直t彌大并且Jl^径向空间越小，弹性结构34的数量 京鹏多。
因而，在这一实施例中，由于与时针18相关的心轴26的直径比与秒针22 相关的心轴30的直径大得多，而且由于安装环31的外径不会成比例地改变， 劍门为时针18选择等于12的多个弹性结构34，而为秒针22选择了等于3的 数量的弹性结构34。以中间方式，分针20中弹性结构34的数量这里等于6。
注意，使固定系统具有至少三个弹性结构34有助于使安装环31相对于相 关心轴26、 28、 30居中。
在图6至8中示出了弹性结构34的第二实施例，其示出了分别固定于时 针18、分针20和秒针22的安装环31。根据该第二实施例，每个弹性结构34
包括主要部分56，该主要部分在材料的桥40的任一侧上延伸。^分支42、 44从相对于材料的桥40的主要部分56的端部沿着直线方向延伸。*分支42、 44相对于径向方向朝着相关分支42、 44倾斜。^分支42、 44的支撑表面36、 38设置在分支42、 44的自由端46、 48处。
地，旨弹性结构34的主要部分56基本上沿圆周方向与孔32的内 圆柱壁33平行延伸，其最大化主要部分56和直线分支42、 44的长度，以便 在更大体积内分布与分支42、 44的弹性变形关联的应力。
第二实施例具有当心轴26、 28、 30和相关指针18、 20、 22装配在一起时 产生自锁效应的优点。实际上，分支42、 44的倾斜允许对旋转加速度产生动 态反应，这使得本实施例特别适用于固定经历高的角加速度的组件或者旋转元 件具有明显的重量分布不平衡盼瞎形，计时器指针就是这种情形。
在第二实施例中，每个弹性结构34的两个分支42、 44在相反方向施加推 力作用力，从而使*分支42、 44阻止指针18、 20、 22以，旋转方向相对 于关联的心轴26、 28、 30的相对旋转。在图6所示例子中，每个弹性结构34 的第一分支42阻止指针18以逆时针方向的相对旋转，每个弹性结构34的第 二分支44阻止指针18以顺时针方向的相对旋转。第二实施例的弹性结构34 由此提供了在指针18、 20、 22和相关心轴26、 28、 30之间旋转的特别有效的 固定装置。
以包括一个切向或圆周定向的部分(部分56)和朝向相关心轴26、 28、 30 定向的直线部分(分支42、 44)的叉形物的形式构成弹性结构34，可降低弹 性结构34的硬度，这样允许充分值的径向间隙，以便允许将所述结构固定于 心轴26、 28、 30上，特别是可以补偿心轴的直径公差。齡弹性结构34必须 有足够的柔性，以便既能被固定到直径比标称值小的心轴上，又能被固定到直 径比标称值大的心轴上。
由于包括两个分支42、 44的弹性结构的形成提供了对角加速度的动态反 应的优点，参考第二实施例在此处提至啲优点将被部分地应用于第一实施例。 此外，第一实施例中的曲线分支42也允许获得弹性结构34的硬度降低，并产 生足够的径向间隙来固定到心轴。
注意，在第一和第二实施例中，每个弹性结构34具有轴向对称面P，该 轴向对称面P沿着半径延伸通过材料的桥40的中部。
尽管关于通过指针18、 20、 22形成的组件已经描述了本发明的，但其不 限于这些实施例。因而，组件可以通过另一类型的旋转元件形成，例如计时器 机芯中使用的齿轮。组件还可以通过非旋转元件形成，例如装配于包括金属固 定心轴或柱块的另一元件上的脆性材料板。
本发明适用于在包括单个硅层的硅板中和在SOI (绝缘体上硅)类型的硅 板中形成的指针18、 20、 22，其中SOI类型的硅板包括被氧化硅中间层分开 的硅顶层和底层。
权利要求
1.在例如硅的脆性材料的板中形成的特别适用于计时器(10)的组件(18，20，22)，包括被提供用于心轴(26，28，30)的轴向插入的孔(32)，孔(32)的内壁(33)包括刻蚀于板中的弹性结构(34)，并且每一个弹性结构包括用于径向夹紧心轴(26，28，30)的至少一个支撑表面(36，38)，从而相对于心轴(26，28，30)固定组件(18，20，22)，其特征在于通过叉形物形成每个弹性结构(34)，该叉形物通过材料的桥(40)被连接至孔的内壁(33)，并且其包括两个分支(42，44)，分支在材料的桥(40)的任一侧延伸，通常朝向心轴(26，28，30)，并且每个分支(42，44)包括与其自由端(46，48)相邻的支撑表面(36，38)。
2. 根据权利要求1所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于弹性结构 (34)的每个分支(42， 44)具有基本上抛物线的形状，其一个固定端(50，52)被设置在相关的材料的桥(40)上，其第二自由端(46， 48)面向弹性 结构(34)的另一个分支(42， 44)的自由端(46， 48)，并且每个分支(42， 44)的支撑表面(36， 38)被设置在其自由端部分的内表面上。
3. 根据权利要求1所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于每个弹性 元件(34)包括主要部分(56)，该主要部分在材料的桥(40)的任一侧上延 伸，每个分支(42， 44)从与材料的桥(40)相对的主要部分(56)的端部， 沿着倾斜的直线朝向相关的分支(42， 44)，相对于径向方向延伸，并且每个 分支(42， 44)的支撑表面(36， 38)被设置在其自由端(46， 48)。
4. 根据丰又利要求1所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于主要部分 (56)沿着基本上圆周方向延伸。
5. 根据权利要求l所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于孔(32) 的内壁(33)包括在心轴(26， 28， 30)的周围规则分布的至少三个弹性 结构(34)。
6. 根据禾又利要求1所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于其通过旋 转固定地安装在心轴(26， 28， 30)上的旋转元件(18， 20， 22)形成。
7. 根据权利要求6所述的组件(18， 20， 22)，其特征在于其由计时 器指针(18， 20， 22)形成。
8.计时器(10)，其特征在于它包括根据前述^(利要求的任何一项的 组件。
全文摘要
在例如硅的脆性材料的板中形成的特别适用于计时器(10)的组件(18)，包括被提供用于心轴(26)的轴向插入的孔(32)，孔(32)的内壁(33)包括刻蚀于板中的弹性结构(34)，并且每一个弹性结构包括用于径向夹紧心轴(26)的至少一个支撑表面(36，38)，从而相对于心轴(26)固定组件(18)。通过叉形物形成每个弹性结构(34)，通过材料的桥(40)，该叉形物被连接至孔的内壁(33)，并且其包括两个分支(42，44)，在材料的桥(40)的任一侧延伸，通常朝向心轴(26)。每个分支(42，44)包括与其自由端(46，48)相邻的支撑表面(36，38)。本发明也提出了装配有这种类型的组件(18)的计时器。
文档编号G04B19/04GK101183238SQ200710199940
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月8日 优先权日2006年11月9日
发明者A·扎内塔, F·布朗多, L·帕拉特, P·-A·梅斯特, R·比特利, T·沙夫, W·诺尔 申请人:伊塔瑞士钟表制造股份有限公司