用于钟表机构的支枢装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201480016909.4 | 申请日 | 2014-02-13 | 公开(公告)号 | CN105051623B | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司; | 发明人 | M·斯特兰策尔; T·黑塞勒; J-L·黑尔费尔; | ||||
| 摘要 | 一种用于钟表机构的支枢装置(45)，包括用于将 心轴 (47)径向保持在机板(2)中的第一回转引导件(46)和用于轴向限制所述心轴(47)的端部的第二前引导件(49)，并且包括作用在至少所述第一回转引导件(46)和/或所述第二前引导件(49)上的至少一个弹性震动吸收件(48)。所述至少一个弹性震动吸收件(48)由可微 机械加工 的材料或 硅 或 石英 或钻石或红 宝石 或刚玉以与除了所述第一回转引导件(46)和所述第二前引导件(49)之外的至少一个结构元件(451)成一体件的方式制成。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钟表机板(2)，其包括用于钟表机构的至少一个支枢装置(45)，该支枢装置包括用于将心轴(47)径向保持在该机板(2)中的第一回转引导件(46)和用于轴向限制所述心轴(47)的端部的第二前引导件(49)，并包括作用在至少所述第一回转引导件(46)和/或所述第二前引导件(49)上的至少一个弹性震动吸收件(48)，其中，所述至少一个弹性震动吸收件(48)通过用于微器件的MEMS或LIGA或平版印刷技术由可微机械加工的材料以与除了所述第一回转引导件(46)和所述第二前引导件(49)之外的至少一个结构元件(451)成一体件的方式制成，该支枢装置具有相互叠置的第一层级和第二层级，在所述第一层级上，所述第一回转引导件(46)经由至少一个第一震动吸收件(48A)悬挂到所述结构元件(451)，并且在所述第二层级上，所述第二前引导件(49)经由至少一个第二震动吸收件(48B)悬挂到所述结构元件(451)，所述机板(2)形成用于其中所包括的至少一个所述支枢装置(45)的所述结构元件(451)，其特征在于，所述第一回转引导件(46)和所述第二前引导件(49)均通过用于微器件的MEMS或LIGA或平版印刷技术由可微机械加工的材料以与所述机板(2)成一体件的方式制成； |
||||||
| 说明书全文 | 用于钟表机构的支枢装置技术领域[0001] 本发明涉及一种包括至少一个用于钟表机构的支枢装置的钟表机板，所述支枢装置包括用于将心轴径向保持在该机板中的第一回转引导件和用于轴向限制所述心轴的端部的第二前引导件，并且包括作用在至少所述第一回转引导件和/或所述第二前引导件上的至少一个弹性震动吸收件，其中，所述至少一个弹性震动吸收件通过用于微器件的MEMS或LIGA或平版印刷技术由可微机械加工的材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与除了所述第一回转引导件和所述第二前引导件之外的至少一个结构元件成一体件的方式制成，该支枢装置具有相互叠置的第一层级和第二层级，在所述第一层级上，所述第一回转引导件经由至少一个第一震动吸收件悬挂到所述结构元件，并且在所述第二层级上，所述第二前引导件经由至少一个第二震动吸收件悬挂到所述结构元件。 [0002] 本发明还涉及一种用于钟表机构的机板，其包括用于将心轴保持在所述机板中的第一回转引导件和用于轴向限制所述心轴的端部的第二前引导件，并包括作用在至少所述第一回转引导件和/或所述第二前引导件上的至少一个弹性震动吸收件。 [0003] 本发明还涉及包括至少一个这种类型的机板的机械钟表机芯。 [0004] 本发明涉及钟表机构的领域，更具体地涉及钟表轮副的枢转。 背景技术[0006] 通常，用于心轴的端部的枢转引导的支枢装置包括容纳在机板的孔或埋头孔中的圆头饰钉，该圆头饰钉包括一起容纳在宝石嵌座中的用于心轴的径向引导宝石和用于心轴的轴向端部的支承托钻，和用于宝石或宝石嵌座的诸如吊环的至少一个震动吸收装置。对润滑的需要要求具有油壶，油壶的形状必须保证任何位置处的润滑。 [0007] PATEK PHILIPPE名下的瑞士专利CH700496B1公开了一种具有弹性机构和引导机构的震动吸收件轴承，弹性机构轴向地作用在包括用于接纳枢轴的孔的宝石孔上，该引导机构由所述弹性机构形成，以迫使宝石孔靠着弹性返回机构仅轴向地运动。 [0008] ULYSSE NARDIN名下的欧洲专利申请EP2015147A2公开了一种包括支枢件的震动吸收件轴承，支枢件具有至少一个弹性臂部和包括用于接纳枢轴的孔的中心部分，该弹性臂部和中心部分在单晶材料的盘中以一体件形成。 [0009] ULYSSE NARDIN名下的国际专利申请WO2009/060074公开了一种轴承，其中弹性构件将枢转构件连接到固定构件，枢转构件的两个宝石轴承以一体件的形式形成。 [0010] SWATCH GROUP R&D名下的国际专利申请WO2011/161139A1公开了一种用于包括由枢轴延伸的枢轴柄的轮副心轴的震动吸收件轴承，其包括设置有壳体的支承件，壳体布置成用于接纳悬挂的支枢系统，枢轴柄插入该支枢系统中。支枢系统吸收轮副受到的任何震动，并且以由至少部分非晶态金属合金制成的一体件形成。SWATCH GROUP R&D名下的欧洲专利申请EP2400566A1还公开了一种实现同样功能的支承装置，其包括弹性机构，弹性机构布置成在支枢系统上施加至少一个轴向力，并且由至少部分非晶态材料制成。 [0011] SWATCH GROUP R&D名下的欧洲专利申请EP2607971A1公开了一种在基板中生产包括凹部的轴承的方法，其中，基板的一个区域的结构被改进，从而使得其更加可选择，其中，该区域被化学蚀刻以产生轴承，其中，基板由激光波长透明材料制成，其中，至少一个凹部用于形成弹性结构，该弹性结构包括中心部分和从所述中心部分延伸出的至少一个弹性臂部，该中心部分被布置成使得心轴的枢轴柄可以插入其中。 发明内容[0012] 因此，本发明提出提供一种具有减少数量的部件的支枢装置，该支枢装置高度可靠，优选地在没有润滑的情况下工作，在震动后具有良好的吸收性能和精确的再定位性能。 [0014] 为此，在第一优选实施例中，本发明涉及一种钟表机板，其包括至少一个用于钟表机构的支枢装置，所述支枢装置包括用于将心轴径向保持在机板中的第一回转引导件和用于轴向限制所述心轴的端部的第二前引导件，并且包括作用在至少所述第一回转引导件和/或所述第二前引导件上的至少一个弹性震动吸收件，其中，所述至少一个弹性震动吸收件通过用于微器件的MEMS或LIGA或平版印刷技术由可微机械加工的材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与除所述第一回转引导件和所述第二前引导件之外的至少一个结构元件成一体件的方式制成，该支枢装置具有相互叠置的第一层级和第二层级，在所述第一层级上，所述第一回转引导件经由至少一个第一震动吸收件悬挂到所述结构元件，在所述第二层级上，所述第二前引导件经由至少一个第二震动吸收件悬挂到所述结构元件，所述机板形成用于其中所包括的至少一个所述支枢装置的所述结构元件，其特征在于，所述第一回转引导件和所述第二前引导件均通过用于微器件的MEMS或LIGA或平版印刷技术由可微机械加工的材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与所述机板成一体件的方式制成。 [0015] 在第二实施例中，本发明涉及一种用于钟表机构的支枢装置，该支枢装置包括用于将心轴径向保持在机板中的第一回转引导件和用于轴向限制所述心轴的端部的第二前引导件，并且包括作用在至少所述第一回转引导件和/或所述第二前引导件上的至少一个弹性震动吸收件，其特征在于，至少所述第一回转引导件或所述第二前引导件由可微机械加工的材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与除了所述第一回转引导件和所述第二前引导件之外的至少一个结构元件成一体件的方式制成。 [0016] 本发明还涉及一种包括至少一个这种类型的机板的机构钟表机芯。 [0017] 制造特别是具有该机板的一体式部件具有减少零件的数量和避免装配问题的优点。本发明得益于制造这些一体式部件的精度(典型地，零件例如由硅制成，因此具有测微精度)。 [0018] 集成有支枢装置的一体式机板具有保证了中心之间的距离和形成了用于机构的即用式精确基部(在一优选的应用中，特别是振荡器)的主要优点。 [0019] 本发明特别地结合了柔性引导件，这具有下列优点： [0020] -保证精度； [0021] -大幅减小或零摩擦等级； [0022] -无润滑； [0023] -无游隙； [0024] -无磨损。 [0025] 这些柔性引导件的制造产生了限制，特别是有限的行程、低的返回力和有限的负载。然而，对于大量钟表功能，这些限制不是禁止性的，特别是与校准相关的那些限制，在本文中，用于宝石的引导件具有有限的行程。 [0027] 当参考附图阅读下文的详细描述时，本发明的其它特征和优点将显而易见，在附图中： [0028] -图1示出通过具有与机板成一体件的震动吸收件轴承的支枢装置的心轴的横截面。 [0029] -图2以与图1类似的方式示出具有用于径向保持心轴的第一回转引导件和用于限制心轴的端部的第二前引导件的支枢装置，第一回转引导件在第一上层级上通过第一上震动吸收件悬挂到机板，第二前引导件在第二下层级上通过第二下震动吸收件悬挂到机板。 [0030] -图3以与图2类似的方式示出具有用于径向保持心轴的第一回转引导件和用于限制心轴的端部的第二前引导件的支枢装置，第一回转引导件通过第一连接元件悬挂到上宝石嵌座，所述上宝石嵌座在第一上层级上通过第一上震动吸收件悬挂到机板，第二前引导件通过第二连接元件悬挂到下宝石嵌座，所述下宝石嵌座在第二下层级上通过第二下震动吸收件悬挂到机板。 [0031] -图4以与图2类似的方式示出具有用于径向保持心轴的第一回转引导件和用于限定心轴的一个端部的停止的第二前引导件的支枢装置，第一回转引导件在第一上层级上通过第一上震动吸收件悬挂到圆头饰钉，第二前引导件通过比第二下层级低的第二下震动吸收件悬挂到同一圆头饰钉，圆头饰钉包括用于将支枢装置容纳在机板中的定心面。 [0032] -图5以与图2类似的方式示出具有用于径向保持心轴的第一回转引导件和用于限制心轴的端部的第二前引导件的支枢装置，第一回转引导件在第一上层级上通过第一上震动吸收件悬挂到机板，第二前引导件在第二下层级上通过第二下震动吸收件悬挂到机板，该第二下震动吸收件与所述第一上震动吸收件成一体，并且包括用于将支枢装置容纳在机板中的定心面。 [0033] -图6以与图3类似的方式示出在第一上层级上具有用于径向保持心轴的第一回转引导件和在第二下层级上具有用于限制心轴的端部的第二前引导件的支枢装置，第一回转引导件通过第一连接元件悬挂到上宝石嵌座，所述上宝石嵌座通过第一上震动吸收件悬挂到结构元件，第二前引导件通过第二连接元件悬挂到下宝石嵌座，所述下宝石嵌座通过第二下震动吸收件悬挂到所述结构元件。 [0034] -图7以与图1类似的方式示出具有第一回转引导件的支枢装置，该第一回转引导件与第二前引导件形成单个部件。 [0035] -图8示出图7的单个部件，该单个部件通过震动吸收件悬挂到圆头饰钉，该单个部件、震动吸收件和圆头饰钉形成一体式组件。 [0036] -图9示出图7的单个部件，该单个部件通过震动吸收件悬挂在机板上，该单个部件、震动吸收件和机板形成一体式组件。 [0037] -图10示出通过第二柔性连接元件悬挂到下宝石嵌座的第二前引导件，第二柔性连接元件被布置成吸收沿着心轴的方向的轴向震动，一宝石嵌座被固定至上宝石嵌座，上宝石嵌座同样支承第一回转引导件，并且通过弹性震动吸收件悬挂到机板，弹性震动吸收件优选地意在吸收具有径向分量的震动。 具体实施方式[0038] 本发明涉及钟表机构领域，更具体地涉及钟表轮副的枢转。 [0039] 本发明涉及一种用于钟表机构的支枢装置45，包括用于将心轴47径向保持在机板2中的第一回转引导件46和用于轴向限制心轴47的端部的第二前引导件49。该支枢装置45包括至少一个弹性震动吸收件48，该弹性震动吸收件48作用在至少第一回转引导件46和/或第二前引导件49上。 [0040] 根据本发明，在第一优选实施例中，该至少一个弹性震动吸收件48由可微机械加工材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与除了第一回转引导件46和第二前引导件49之外的至少一个结构元件451成一体件的方式制成。 [0041] 该结构元件451可以特别地包括机板、桥夹板、圆头饰钉或其它元件。 [0042] 根据本发明，支枢装置45具有相互叠置的第一层级和第二层级。在第一层级上，第一回转引导件46经由至少一个第一震动吸收件48A悬挂到结构元件451，在第二层级上，第二前引导件49经由至少一个第二震动吸收件48B悬挂到结构元件451。 [0043] 本发明包括从多个基本的功能性枢轴部件的一体式组件得到的所有变型。 [0044] 特别地，“基本的功能性部件”指的是： [0045] -第一回转引导件46，其在传统的支枢装置的情况下通常由宝石孔形成； [0046] -在需要心轴的润滑的时常发生的情况下，由通过第一回转引导件和第二前引导件49的大体上凹形的背部界定的空间形成的油壶； [0047] -第二前引导件49，通常是具有基本平的表面的宝石； [0048] -用于保持各宝石的宝石嵌座，或是用于保持第一回转引导件46的上宝石嵌座26和用于保持第二前引导件49的下宝石嵌座27，或是用于保持第一回转引导件46和第二前引导件49的单个宝石嵌座； [0049] -任何刚性或柔性连接元件，一方面是第一回转引导件46和上宝石嵌座26之间的第一连接元件48C，另一方面是第二前引导件49和下宝石嵌座27之间的第二连接元件48D； [0050] -至少一个弹性震动吸收件48，其可以被分成上震动吸收件48A和第二下震动吸收件48B； [0051] -任何圆头饰钉452，其也可以被分成第一上圆头饰钉和第二下圆头饰钉； [0052] -机板2，在该机板2中发生枢转。 [0053] 很明显，根据支枢装置的传统的部件的全部或部分是否与其它部件(特别是与机板)以一体件的方式被形成，本发明包括非常多的组合。 [0054] 特别地，本发明的支枢装置可以在一个或多个层级上被制成。 [0055] 图9示出具有单个部件的单层级的实施例，其中，机板2直接结合了承载单个构件的单个弹性震动吸收件48，该单个构件的轮廓适合于形成第一回转引导件46和第二前引导件49两者。 [0056] 假设第一回转引导件46和第二前引导件49按照惯例由单独的宝石形成，也可以设计具有两个叠置的层级的结构，第一上层级支承第一回转引导件46，第二下层级支承第二前引导件49，如图2至6中所示，这些附图示出本发明的非限制性变型。具有两个层级的结构不意味着两个层级是分离的；例如通过连接第一回转引导件46和第二前引导件49、或上宝石嵌座26和下宝石嵌座27、或第一连接元件48C和第二连接元件48D或其它元件，可以实现两个层级之间的联接，因为还可以在各层级上不满足同样的功能的功能部件之间形成该联接。 [0057] 当然，还可以设计更多层级，但是在MEMS制造的情况下，该MEMS制造已经不能够在具有两个叠置的层级的实施例中生产每个结构，制造复杂性迅速成为一个限制因素。然而，部件可以被制造成具有平行于心轴的硅平面。 [0058] 至少一个弹性震动吸收件48和至少一个连接元件的以灵活形式的设计和布置使得这些元件能够在阻尼径向和轴向加速度方面被区分开。 [0059] 图10示出一示例，其中，第二前引导件49通过第二柔性连接元件48D悬挂到下宝石嵌座27，第二柔性连接元件48D被布置成吸收沿着心轴47的方向的轴向震动，下宝石嵌座27被固定至上宝石嵌座26，上宝石嵌座26同样支承第一回转引导件46，并且通过弹性震动吸收件48悬挂到机板2，弹性震动吸收件48优选地意在吸收具有径向分量的震动。 [0060] 自然地，本发明还包括这样的情况，其中优选是一体件的支枢组件450被容纳在传统的机板的孔或埋头孔中。该支枢组件450于是包括由可微机械加工材料彼此成一体件地制成的至少两个部件。 [0062] 在一特定实施例中，至少一个弹性震动吸收件48被制成与第二前引导件49成一体件。 [0063] 在一特定实施例中，至少一个弹性震动吸收件48被制成与第一回转引导件46成一体件。 [0064] 在一组合的实施例中，至少一个弹性震动吸收件48被制成与第二前引导件49和第一回转引导件46成一体件。 [0065] 在一特定实施例中，支枢装置45包括彼此叠置的第一层级和第二层级。在第一层级上，第一回转引导件46经由至少第一震动吸收件48A悬挂到所述结构元件451。在第二层级上，第二前引导件49经由至少第二震动吸收件48B悬挂到所述结构元件451。 [0066] 在一特定实施例中，在该第一层级上，第一回转引导件46通过第一连接元件48C悬挂到上宝石嵌座26，上宝石嵌座26经由第一震动吸收件48A悬挂到结构元件451。 [0067] 在一特定实施例中，第一连接元件48C是柔性元件。 [0068] 在一特定实施例中，第一回转引导件46、上宝石嵌座26、第一连接元件48C和第一震动吸收件48A共同形成一体式部件。 [0069] 在一特定实施例中，在该第二层级上，第二前引导件49通过第二连接元件48D悬挂到下宝石嵌座27，下宝石嵌座27经由第二震动吸收件48B悬挂到结构元件451。 [0070] 在一特定实施例中，第二连接元件48D是柔性元件。 [0071] 在一特定实施例中，第二前引导件49、下宝石嵌座27、第二连接元件48D和第二震动吸收件48B共同形成一体式部件。 [0072] 在一特定实施例中，上宝石嵌座26和下宝石嵌座27共同形成单个刚性部件。 [0073] 在一特定实施例中，第一震动吸收件48A和第二震动吸收件48B共同形成单个部件。 [0074] 在一特定的有利实施例中，第一回转引导件46、上宝石嵌座26、第一连接元件48C、第一震动吸收件48A、第二前引导件49、下宝石嵌座27、第二连接元件48D和第二震动吸收件48B共同形成一体式部件。 [0075] 在一特定实施例中，支枢装置45形成独立的支枢组件450，结构元件451是包括至少一个支承表面453的圆头饰钉452，支承表面453被布置成与机板2配合。 [0076] 优选地，出于摩擦学的原因，为了消除或减小润滑，至少第一回转引导件46或第二前引导件49包括用于心轴47的引导表面，该引导表面涂有硬质涂层或DLC(类金刚石涂层)或类似的涂层。 [0077] 在本发明的第二实施例中，用于钟表机构的支枢装置45包括用于将心轴47径向保持在机板2中的第一回转引导件46和用于轴向限制心轴47的端部的第二前引导件49，并且包括作用在至少第一回转引导件46和/或第二前引导件49上的至少一个弹性震动吸收件48。支枢装置45的特征在于，至少第一回转引导件46或第二前引导件49由可微机械加工材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与除了第一回转引导件46和第二前引导件49之外的至少一个结构元件451成一体件的方式制成。特别地，第一回转引导件46或第二前引导件 49与机板2制成一体件。自然地，在第一实施例中描述的所有变型可以与第二实施例相结合。在第二实施例中，如果弹性震动吸收件和心轴的引导件中的一个两者都没有与结构元件，特别是机板2成一体，则两者可以被推入或焊接到该机板。 [0078] 当承载支枢装置部件的结构元件从摩擦的观点不令人满意时，在两个实施例中，附加元件的整合可能是必须的。这不妨碍一体式制造，该一体式制造保证了所涉及的支枢装置的几何结构和震动吸收特征。 [0079] 本发明还涉及一种包括至少一个这种类型的支枢装置45的钟表机板2。 [0080] 在一特定实施例中，机板2形成用于其中所包括的至少一个支枢装置45的结构元件451。 [0081] 在一特定实施例中，至少第一回转引导件46或第二前引导件49由可微机械加工的材料或硅或石英或钻石或红宝石或刚玉以与机板2成一体件的方式制成。 [0082] 在一特定实施例中，第一回转引导件46和第二前引导件49都与机板2制成一体件。 [0083] 上文描述了一种优选的应用，其中，第一回转引导件46和第二前引导件49由至少一个弹性震动吸收件48承载，该应用具有主要变型，其中： [0084] -或第一回转引导件46和前引导件49共同由至少一个弹性震动吸收件48承载，[0085] -或第一回转引导件46和前引导件49分别由可以是具有两个支承表面的公用震动吸收件的震动吸收件承载，或者分别由多个震动吸收件承载，其中各引导件由其自身的震动吸收件承载。 [0086] 一般地说，本发明还涉及这样的情况，其中仅第一回转引导件46或第二前引导件49被其特有的至少一个弹性震动吸收件48承载。 [0087] 本发明还涉及一种包括至少一个这种类型的机板2的机械钟表机芯100。 [0088] 本发明还涉及任何将多个传统的支枢装置部件整合在一体件中的组合。 [0089] 本发明还涉及一种意在被放置在机板上或其中的支枢组件450，所述支枢组件包括至少用于将心轴47径向保持在机板2中的第一回转引导件46和用于轴向限制所述同一心轴47的端部的第二前引导件49，并包括至少一个弹性震动吸收件48。根据本发明，弹性震动吸收件48以与这些凸肩的至少一个成一体件的方式制成。 [0090] 优选地，弹性震动吸收件48以与第一回转引导件46和第二前引导件49两者成一体件的方式制成。 [0091] 支枢组件450和机板2之间的接触面或由圆头饰钉451形成，或由包括定心面482的弹性震动吸收件81形成，定心面482被布置成与机板2中的壳腔配合。 [0092] 圆头饰钉451限制第一回转引导件46和第二前引导件49以及至少一个弹性震动吸收件48。优选地，圆头饰钉与至少一个弹性震动吸收件48成一体件。 [0093] 本发明还涉及一种包括至少一个这种类型的机板2的机械钟表机芯100。 [0094] 在本发明的另一特定实施例中，下部的机板2和/或上部的桥夹板3和/或框架17与用于接纳结合在组件1中的机构，特别是擒纵机构的部件的支枢装置的至少一个震动吸收件支承件形成不可分离的一体式部件20。 [0095] 在图1的特定实施例中，组件1包括至少一个功能部件10诸如心轴47，该功能部件10可以在与机板2成一体的下部支枢装置45和与桥夹板(未示出)成一体的上部支枢装置之间枢转地运动，至少一个下部支枢装置45或上部支枢装置44以与机板2或与桥夹板成一体的方式制成，并且包括用于径向保持可枢转地运动的功能部件10的心轴47的回转凸肩46和用于轴向限制心轴47的端部的前凸肩49。回转凸肩46和前凸肩49优选地都由同样与所述凸肩成一体件的弹性震动吸收件48承载。 [0096] 震动吸收件因此可以部分地或完全地在机板中制成：震动吸收件弹簧可制成与机板相连接。两个宝石的一个(或全部)可以制成与机板相连接。因此枢转直接在硅中发生。可以在具有DLC或其它表面涂层的硅中直接形成支枢点。因此不再有任何宝石和回转点被非常精确地定位。震动吸收件可以用基本上二维的硅或类似的部件制成，其中该二维平面垂直于心轴，或该二维平面平行于心轴。 [0097] 在一有利的实施例中，不可拆分的一体式部件诸如支枢装置45或支枢组件450、包括支枢装置和/或支枢组件的机板2由硅制成，不可拆分的一体式部件的集成的弹性返回装置在二氧化硅状态下被预加应力。 [0098] 机板2和/或桥夹板和/或不可拆分的一体式部件的独特的结构能够补偿这些结构元件或机构的部件的膨胀效应。例如，为了一致性，可以用硅制造机板，然后将其氧化。 |
||||||
