具有长角行程的柔性导向件的钟表振荡器的制作方法

本发明涉及一种用于钟表的机械振荡器，其包括第一刚性支承件、第二实心惯性件以及位于所述第一刚性支承件和所述第二实心惯性件之间的至少两个第一柔性条带，所述至少两个第一柔性条带支承所述第二实心惯性件并且布置成使该第二实心惯性件返回到休止位置，其中所述第二实心惯性件布置成关于所述休止位置在振荡平面内成角度地振荡，所述两个第一柔性条带彼此不接触并且在休止位置它们到所述振荡平面上的投影在交点处相交，所述第二实心惯性件的旋转轴线垂直于所述振荡平面地穿过所述交点，并且所述第一柔性条带在所述第一刚性支承件和所述第二实心惯性件的嵌入点限定两个条带方向，所述两个条带方向平行于所述振荡平面并且在休止位置在它们到所述振荡平面上的投影之间形成特定顶角，所述交点的位置由比值x＝d/l限定，其中d是在所述第一柔性条带在所述第一刚性支承件中的所述嵌入点中的一个到所述平面上的投影和所述交点之间的距离，并且其中l是所述条带到所述振荡平面上的投影的总长度，其中所述比值d/l在0与1之间。

本发明还涉及包括至少一个这种机械振荡器的钟表机芯。

本发明还涉及包括这种钟表机芯的手表。

本发明涉及用于钟表的机械振荡器领域，该机械振荡器包括具有柔性条带的柔性导向件，所述柔性条带执行使可移动原件保持和复位的功能。

背景技术：

在机械钟表振荡器中使用柔性导向件，特别是具有柔性条带的柔性导向件，其可以通过诸如mems、liga或等工艺来制造，以用于开发可微机械加工的材料，例如硅和氧化硅，其允许非常可重现地制造具有随着时间的推移恒定的弹性特性且对外部条件如温度和湿度高度不敏感的构件。例如在同一申请人的欧洲专利申请ep1419039或ep16155039中公开的柔性枢轴尤其可以代替传统的摆轮枢轴以及通常与所述摆轮枢轴相关联的游丝。消除枢轴摩擦也大大增加了振荡器的品质因数。然而，柔性枢轴通常具有约10°至20°的有限的角行程，这与摆轮/摆轮游丝的通常300°的振幅相比非常低，这意味着它们不能直接与常规擒纵机构结合，尤其是与通常的止动件，如瑞士杆等结合。

在2016年9月28日和29日在瑞士蒙特勒举行的国际精密时计大会上，m.h.kahrobaiyan团队首先在文章《用于手表振荡器的重力不敏感柔性枢轴》中提出角行程的增加，看起来所提出的复杂的解决方案不是等时的。

相同申请人斯沃奇集团研究和开发有限公司名下的欧洲专利申请ep3035127a1公开了一种钟表振荡器，其包括至少一个音叉振荡器，该音叉振荡器包括至少两个振荡运动部件，其中所述运动部件通过柔性件被固定到所述机械振荡器中所包括的连接件，所述柔件的几何形状确定具有相对于所述连接件的确定位置的虚拟枢转轴线，所述相应的移动部件围绕所述虚拟枢转轴线振荡并且所述运动部件的质心在休止位置与所述相应的虚拟枢转轴线重合。对于至少一个所述运动部件，所述柔性件由在两个平行平面中彼此以一定距离延伸的交叉柔性条带形成，并且它们的方向到所述平行平面中的一个平面上的投影在运动部件的所述虚拟枢转轴线处相交。

grib名下的美国专利申请us3628781a公开了一种双悬臂结构形式的音叉，其用于使一对可移动元件相对于包括第一可弹性变形体的静止参考平面具有增强的旋转运动，所述第一可弹性变形体具有：至少两个类似的细长的可弹性弯曲部分，每个所述可弯曲部分的端部分别与所述元件的增大的刚性部分形成一体，所述刚性部分中的第一刚性部分被固定以限定基准平面，第二刚性部分被弹性支承以具有相对于第一可弹性变形体、第二可弹性变形体的增强的旋转运动，所述第二可弹性变形体基本上与第一可弹性变形体相同；以及用于将所述可弹性变形体的相应的所述第一刚性部分以隔开的关系牢固地固定以提供音叉结构的装置，其中音叉的每个尖端包括所述可弹性变形体一个自由端。

eta瑞士钟表制造股份有限公司名下的欧洲专利申请ep3130966a1公开了一种机械钟表机芯，该机械钟表机芯包括至少一个发条盒、由发条盒在一端驱动的齿轮副、具有谐振器的局部振荡器的擒纵机构和用于钟表机芯的反馈系统，所述谐振器呈游丝摆轮的形式。擒纵机构在齿轮副的另一端被驱动。该反馈系统包括至少一个精确基准振荡器，所述精确基准振荡器与频率比较器结合以用于比较两个振荡器的频率以及与用于调节局部振荡器谐振器的机构结合以基于频率比较器中的比较结果来减慢或加快谐振器。

eta瑞士钟表制造股份有限公司名下的瑞士专利申请ch709536a2公开了一种钟表调节机构，该机构包括安装成相对于主机板至少以枢转运动移动的擒纵轮和第一振荡器，擒纵轮布置成经由齿轮系接收驱动扭矩，所述第一振荡器包括通过第一弹性回复装置连接到所述主机板的第一刚性结构。该调节机构包括第二振荡器，该第二振荡器包括通过第二弹性回复装置连接到所述第一刚性结构的第二刚性结构，并且该第二振荡器包括导向装置，该导向装置布置成与在所述擒纵轮中包含的互补的导向装置配合，使所述第一振荡器和第二振荡器与所述齿轮系同步。

技术实现要素：

本发明提出开发具有柔性导向构件的机械振荡器，所述柔性导向构件的角行程与现有的擒纵机构兼容。

考虑到具有柔性导向装置具有到与振荡平面平行的平面上投影相交的条带的特定情况，其中所述条带接合静止构件和运动构件，枢轴的可能的角行程θ取决于从条带在静止构件中的嵌入点到交点之间的距离d和同一条带在其两个相对的嵌入点之间的总长度l之间的关系x＝d/l。m.h.kahrobaiyan团队的上述工作表明，对于在交点处具有给定顶角α(这里为90°)的给定的一对条带，这种可能的角向行程θ是最大的，其中x＝d/l＝0.5并且以基本对称的曲线从该值快速地减小。然而，其中x＝d/l＝0.5和α＝90°的这种交叉条带枢轴不是等时的。

因此，本发明探索了在条带的交点处的角度值α与比值x＝d/l之间的有利组合的领域，以获得等时枢轴。

为此，本发明涉及根据权利要求1所述的机械振荡器。

特别地，本发明表明，可以用同时满足两个不等式的枢轴来获得等时振荡器：

0.15≤(x＝d/l)≤0.85，和α≤60°。

自然地，排除α＝0°的配置，因为这些条带在投影中不再相交，而是彼此平行。

本发明还涉及包括至少一个这种机械振荡器的钟表机芯。

本发明还涉及包括这种钟表机芯的手表。

附图说明

参照附图阅读以下详细描述后，本发明的其它特征和优点将显现，其中：

-图1示出了机械振荡器的第一变型的示意性透视图，该机械振荡器包括具有细长形状的第一刚性支承件，用于将机械振荡器附接到机芯的主机板或类似结构，第二实心惯性件通过两个不相交的柔性条带悬挂于所述第一刚性支承件，所述两个不相交的柔性条带到所述第二惯性件的振荡平面上的投影相交，所述第二惯性件与具有标准擒纵轮的常规瑞士杠杆擒纵机构配合。

-图2示出了图1的振荡器的示意性透视图。

-图3示出了穿过图1的振荡器的条带的相交轴线的示意性剖面图。

-图4示出了图2的细节的示意图，其示出了条带的交点与谐振器的质心的投影之间的偏置量，该偏置量的细节以相同的方式适用于下文描述的不同变型。

-图5是横坐标为比值x＝d/l、纵坐标为柔性条带的交点的顶点的曲线，所述比率x＝d/l在从条带在静止物体中的嵌入点到交点的距离d，以及同一条带在其相对的两个嵌入点之间的总长度l之间，并且以虚线限定了两条上曲线和下曲线，所述上曲线和下曲线界定了这些参数之间的可接受域以确保等时性。实线曲线示出了有利的值。

-图6以类似于图1的方式示出了机械振荡器的第二变型，其中，借助于以与第一柔性条带类似的方式布置的第二柔性条带，细长形状的第一刚性支承件也可相对于静止结构移动并由第三刚性件承载，第二惯性件也被布置成与常规擒纵机构(未示出)配合。

-图7示出了图6的振荡器的示意性平面图。

-图8示出了穿过图1的振荡器的条带的交叉轴线的示意性剖视图。

-图9是示出了包括具有这种谐振器的机芯的手表的框图。

具体实施方式

因此，本发明涉及一种机械钟表振荡器100，其包括至少第一刚性支承件4和第二实心惯性件5。该振荡器100在第一刚性支承件4和第二实心惯性件5之间包括至少两个第一柔性条带31、32，所述两个第一柔性条带31、32支承第二实心惯性件5并且布置成使其返回到休止位置。该第二实心惯性件5布置成关于所述休止位置在振荡平面中成角度振荡。

两个第一柔性条带31和32彼此不接触，并且在休止位置中，它们到振荡平面上的投影在交点p处相交，第二实心惯性件5的旋转轴线垂直于振荡平面地经过该交点p。除非另有说明，否则下文所述的所有几何元件均应视为在停止的振荡器的休止位置。

图1至图4示出了具有由两个第一柔性条带31、32连接的第一刚性支承件4和第二实心惯性件的第一变型。

第一柔性条带31、32在第一刚性支承件4和第二实心惯性件5中的嵌入点限定了两个条带方向dl1、dl2，所述两个条带方向平行于振荡平面并且在它们到振荡平面上的投影之间形成顶角α。

交点p的位置由比值x＝d/限定，其中d是第一柔性条带31、32在第一刚性支承件4中的嵌入点中的一个在振荡平面上的投影和交点p之间的距离，并且其中l是相关的条带31、32到振荡平面上的投影的总长度。并且比值d/l在0和1之间，并且顶角α小于或等于70°。

根据本发明，顶角α小于或等于60°，并且同时，对于每个第一柔性条带31、32，嵌入比值d1/l1d1/l1、d2/l2在0.15和0.85之间，包括端点值。

特别地，如图2至图4所示，振荡器100在其休止位置中的质量中心与交点p间隔开距离ε，该距离ε在第一柔性条带31、32到振荡平面的投影的总长度l的10％和20％之间。更特别地，距离ε在第一柔性条带31、32到振荡平面上的投影的总长度l的12％和18％之间。

更具体地，如图所示，第一柔性条带31、32及它们的嵌入点一起限定了枢轴1，枢轴1到振荡平面上的投影关于穿过交点p的对称轴线aa对称。

更特别地，在休止位置，当枢轴1到振荡平面上投影关于对称轴线aa对称时，第二实心惯性件5的质心位于枢轴1的对称轴线aa上。该质心的投影可以与交点p重合或不重合。

更特别地，第二实心惯性件5的质心位于距离第二实心惯性件5的旋转轴线相对应的交点p的非零距离处，如图2至图4所示。

特别地，在到振荡平面上投影中，第二实心惯性件5的质心位于枢轴1的对称轴线aa上并且位于距交点p的非零距离处，该非零距离为第一柔性条带31、32到振荡平面上投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间。

更特别地，第一柔性条带31和32是直的条带。

更特别地，顶角α小于或等于50°，或者小于或等于40°，或者小于或等于35°，或者小于或等于30°。

更特别地，如图5所示，嵌入点比值d1/l1，d2/l2在0.15和0.49之间(包括端点值)，或在0.51和0.85之间(包括端点值)。

在一个变型中，并且更特别地根据图5的实施例，顶角α小于或等于50°，并且嵌入点比值d1/l1、d2/l2在0.25和0.75之间(包括端点值)。

在一个变型中，并且更特别地根据图5的实施例，顶角α小于或等于40°，并且嵌入点比率d1/l1、d2/l2在0.30和0.70之间(包括端点值)。

在一个变型中，并且更特别地根据图5的实施例，顶角α小于或等于35°，并且嵌入点比值d1/l1、d2/l2在0.40和0.60之间(包括端点值)。

有利地，如图5所示，顶角α和比值x＝d/l满足关系：

h1(d/l)<α<h2(d/l)，其中，

对于0.2≤x<0.5：

h1(x)＝116-473*(x+0.05)+3962*(x+0.05)³-6000*(x+0.05)⁴，

h2(x)＝128-473*(x-0.05)+3962*(x-0.05)³-6000*(x-0.05)⁴，

对于0.5<x≤0.8：

h1(x)＝116-473*(1.05-x)+3962*(1.05-x)³-6000*(1.05-x)⁴，

h2(x)＝128-473*(0.95-x)+3962*(0.95-x)³-6000*(0.95-x)⁴。

更特别地，特别是在附图所示的非限制性实施例中，第一柔性条带31和32具有相同的长度l和相同的距离d.

更特别地，这些第一柔性条带31和32在它们的嵌入点之间是相同的。

图6至8示出机械振荡器100的第二变型，其中，借助于两个第二柔性条带33、34，第一刚性支承件4也可相对于包含在振荡器100中的静止结构直接或间接地移动，并且由第三刚性件6承载，所述两个第二柔性条带以类似于第一柔性条带31、32的方式布置。

更特别地，在附图所示的非限制性实施例中，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34到振荡平面上的投影在相同的交点p处相交。

在另一个特定实施例(未示出)中，在休止位置，在投影到振荡平面上时，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34到振荡平面上的投影在两个不同的点处相交，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，所述两个不同的点都位于枢轴1的对称轴线aa上。

更特别地，第二柔性条带33、34与第一刚性支承件4和第三刚性件6的嵌入点限定了两个条带方向，所述两个条带方向平行于振荡平面并且在它们到振荡平面上投影之间形成具有与第一柔性条带31、32的条带方向到振荡平面上的投影之间的顶角α相同的角平分线的顶角。更特别地，第二柔性条带33、34的这两个条带方向具有与第一柔性条带31、32相同的顶角α。

更特别地，第二柔性条带33、34与第一柔性条带31、32相同，如在附图的非限制性示例中示出的。

更特别地，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，在休止位置，在到振荡平面上的投影中，第二实心惯性件5的质心位于枢轴1的对称轴线aa上。

类似地，特别是当枢轴1关于对称轴线aa对称时，在休止位置，第一刚性支承件4的质心在到振荡平面上的投影中位于枢轴1的对称轴线aa上。

在特别的变型中，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，在休止位置，在到振荡平面上的投影中，第二实心惯性件5的质心和第一刚性支承件4的质心位于枢轴1的对称轴线aa上。更特别地，第二实心惯性件5的质心和第一刚性支承件4的质心在枢轴1的对称轴线aa上的投影重合。

附图所示的用于这种叠置枢轴的特定构造是，其中，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34到振荡平面上的投影在相同的交点p处相交，该交点p也对应于第二实心惯性件5的质心的投影，或者至少与其尽可能地接近。更特别地，该交点也对应于第一刚性支承件4的质心的投影。更特别地，该交点也对应于整个振荡器100的质心的投影。

在该叠置枢轴配置的特定变型中，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，在休止位置，在到振荡平面上投影中，第二实心惯性件5的质心位于枢轴1的对称轴线aa上，并且位于距对应于第二实心惯性件5的旋转轴线的交点的非零距离处，该非零距离在条带33、34到振荡平面的投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间，具有与图2至4的偏移量ε类似的偏移量。

类似地并且特别是当枢轴1关于对称轴线aa对称时，第二实心惯性件5的质心在到振荡平面上的投影中位于枢轴1的对称轴线aa上并且位于距与第一刚性支承件4的旋转轴线对应的交点的非零距离处，该非零距离在第一柔性条带31、32到振荡平面上的投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间。

类似地并且特别是当枢轴1关于对称轴线aa对称时，第一刚性支承件4的质心在到振荡平面上到投影位于枢轴1的对称轴线aa上并且位于距与第二实心惯性件5的旋转轴线的对应的交点p的非零距离处。特别地，该非零距离在条带33、34到振荡平面上的投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间。

类似地并且特别是当枢轴1关于对称轴线aa对称时，第一刚性支承件4的质心在到振荡平面上的投影中位于枢轴1的对称轴线aa上并且位于距与第一刚性支承件4的旋转轴线对应的交点的非零距离处，该非零距离在第一柔性条带31、32到振荡平面上的投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间。

类似且特别地，第一刚性支承件4的质心位于枢轴1的对称轴线aa上并且位于距交点p的非零距离处，该非零距离在条带33、34到振荡平面上的投影的总长度l的0.1倍和0.2倍之间。

更特别地，并且如在附图的变型中所看到的，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，在到振荡平面上的投影中，在其休止位置振荡器100的质心位于对称轴线aa上。

更特别地，当枢轴1关于对称轴线aa对称时，第二实心惯性件5在枢轴1的对称轴线aa的方向上伸长。这例如是图1至4的情况，其中第二实心惯性件5包括基座，在该基座上固定有常规摆轮，其中摆轮具有设置有弧形的轮缘区段或惯性块的长臂。目的是为了最小化围绕枢轴的对称轴线的外部角向加速度的影响，因为由于小角度α，条带具有绕该轴线的低的旋转刚度。

本发明非常适合于条带和实心构件连接的整体式实施例，所述条带和实心构件由可微机械加工或至少部分非晶态材料借助于mems或liga或类似工艺制成。特别地，在硅实施例的情况下，振荡器100有利地通过向柔性硅条带添加二氧化硅来进行温度补偿。在一个变型中，条带可以被组装，例如嵌入凹槽等中。

当有两个连续的枢轴时，如图6至图9的情况，在选择该配置以使得不希望的移动彼此抵消的情况下，可以将质心设置在旋转轴线上，这构成了有利但非限制性的变型。然而，应该注意的是，不是必须选择这样的配置，并且这样的振荡器与两个连续的枢轴起作用，而不必将质心定位在旋转轴线上。当然，虽然所示实施例对应于特定的几何对齐或对称配置，但显然也可以将两个枢轴中的一个放置在另一个上，所述两个枢轴是不同的，或者具有不同的交点，或者不与质心对齐，或者实现更多数量的一系列条带组，所述条带组具有中间质量以进一步增加摆轮的振幅。

在所示出的变型中，所有枢转轴、条带交点和质心都是共面的，这是特别的、有利的但非限制性的情况。

应当理解，本发明可以获得长的角行程：在任何情况下大于30°，其可以达到50°或者甚至60°，这使得它与所有常见类型的机械擒纵机构可结合地兼容，所述机械擒纵机构为瑞士杠杆式、棘爪式、同轴式或其它。

本发明涉及包括至少一个这样的机械振荡器100的钟表机芯1000。本发明还涉及包括至少一个这种钟表机芯1000的手表2000。