具有磁性同步旋转臂的钟表调速机构 |
|||||||
申请号 | CN201610626625.8 | 申请日 | 2016-08-03 | 公开(公告)号 | CN106444335B | 公开(公告)日 | 2018-11-16 |
申请人 | ETA瑞士钟表制造股份有限公司; | 发明人 | P·温克勒; J-J·博恩; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种钟表调速机构(200),其包括承受驱动 力 矩的 擒纵轮 副(10)和至少一个 谐振器 (100),该谐振器包括通过弹性回复装置(120)连接到机板(1)并且承载至少一个惯性臂(130)的刚性结构(110),所述惯性臂(130)经由包含在该惯性臂(130)和擒纵轮副(10)两者中的被施加磁和/或电的轨道与该擒纵轮副(10)协作,以在擒纵轮副(10)和谐振器(100)之间形成同步装置,并且,通过机械抗失步机构保护该同步装置以避免在力矩意外增加情况中的同步损失,所述机械抗失步机构包括由擒纵轮副(10)承载的机械擒纵止动件(12)和由惯性臂(130)承载的至少一个机械惯性臂止动件(132),其共同布置为在力矩意外增加的情况中以贴靠方式保持止动。 | ||||||
权利要求 | 1.一种钟表调速机构(200),包括机板(1)以及安装为至少以枢转运动的形式相对于所述机板(1)移动的擒纵轮副(10)和至少一个第一谐振器(100),所述擒纵轮副(10)绕擒纵轴线(D0)枢转并且承受驱动力矩,所述第一谐振器(100)包括由第一弹性回复装置(120)连接到所述机板(1)的第一刚性结构(110),所示第一刚性结构(110)承载至少一个惯性臂(130; |
||||||
说明书全文 | 具有磁性同步旋转臂的钟表调速机构技术领域[0001] 本发明涉及一种钟表调速机构,所述钟表调速机构包括机板和安装为相对于所述机板至少以枢转运动进行移动的擒纵轮副,以及至少一个第一谐振器,所述擒纵轮副围绕擒纵轴线枢转并且承受驱动力矩,所述第一谐振器包括通过第一弹性回复装置连接至所述机板的第一刚性结构,所述第一刚性结构承载至少一个惯性臂,所述至少一个惯性臂包括第一惯性臂,所述第一惯性臂布置为经由包含在该至少一个第一惯性臂和所述擒纵轮副两者中的被施加磁和/或电的轨道与所述擒纵轮副协作,以在所述擒纵轮副和所述至少一个第一谐振器之间形成同步装置。 [0002] 本发明还涉及一种钟表机芯,其包括至少一个该调速机构。 [0003] 本发明还涉及一种钟表,其包括该机芯或该调速机构。 背景技术[0006] 但是,该擒纵机构的效率不是很好(约30%)。而且,瑞士杠杆式擒纵机构不允许使用具有高频率或低振幅的谐振器。 [0007] 因此,寻求使用具有高品质因子、高频率和/或低振幅的谐振器,同时增加擒纵机构的效率而不需要牺牲其对于震动的鲁棒性。 [0008] 在与本发明的领域相关的实施例中,以下是已知的: [0009] –由Clifford开发的音叉钟; [0010] –由De 开发的 机芯, [0011] –由 开发的 手表。 [0013] Nivarox-FAR SA名下的欧洲专利申请EP 2889704A2公开了一种钟表擒纵机构,其包括承受转动力矩的擒纵轮和与调速轮装置成一体的谐振器,该擒纵轮的围绕第一枢转轴线的惯性力矩小于或等于标称力矩,该调速轮装置安装成围绕第二真实或虚拟枢转心轴/轴线枢转,所述擒纵轮包括在其周边规则间隔开的多个致动器,并且每个致动器都布置为与所述调速轮装置的至少一个第一轨道直接协作,其特征在于,每个所述致动器包括形成壁垒的第一磁性或静电止动装置,并且布置成与所述第一轨道协作,以在所述第一轨道上施加比标称力矩更大的力矩,所述第一轨道被施加磁或电,或者是铁磁性的或静电导电的,并且其特征还在于,每个所述致动器还包括第二止动装置,所述第二止动装置布置为形成行程终端止动件,该行程终端止动件布置为与包含在所述调速轮装置中的至少一个第一互补止动表面形成自主擒纵机构。 [0014] The Swatch Group Research&Development Ltd名下的国际专利申请2015/096979A2公开了一种钟表擒纵机构,该钟表擒纵机构包括在谐振器和每个都承受力矩的两个擒纵轮副之间的止动元件,其特征在于,每个所述擒纵轮副包括至少一个被磁化的或铁磁性的、或者被施加电的或静电导电的轨道,所述轨道具有一段行程,在该行程上轨道的磁性或静电特性重复,所述止动元件包括至少一个被磁化的或铁磁性的、或者被施加电的或静电导电的极靴,所述极靴可相对于所述轨道的表面上的至少一个元件的行程方向沿横向方向移动,并且至少所述极靴或所述轨道在所述至少一个极靴和所述至少一个表面之间的气隙中产生磁场或静电场,并且其特征还在于,就在由所述谐振器的周期性作用所控制的所述止动元件的每次横向运动之前,所述极靴面对所述轨道上的磁场或静电场壁垒,并且其特征在于,承受第一力矩的所述第一擒纵轮副和承受第二力矩的所述第二擒纵轮副布置为能够交替地与所述止动元件协作,并且所述第一擒纵轮副和所述第二擒纵轮副围绕不同的轴线枢转并且通过直接运动学连接装置互相连接。 [0015] HAYDON ARTHUR名下的美国专利申请No.3183426A描述了一种包括磁性擒纵轮的完全磁性的擒纵机构,在该擒纵机构中,当擒纵轮转动通过半个周期时,能量在最小值和最大值之间连续且逐渐地变化,然后在下半个周期中,能量回到最小值。换言之,在一个角度周期中,擒纵轮上的磁力在最小值(负)和最大值(正)之间逐渐地变化。 发明内容[0016] 本发明提出通过开发一种手表特别是机械表来消除现有技术的缺陷,该手表设置有具有被磁性地同步的旋转臂的调速器并且配备有机械抗失步(即抵抗同步失效,anti-desynchronization)机构。 [0017] 为此,本发明涉及一种调速机构,包括机板以及安装为至少以枢转运动的形式相对于所述机板移动的擒纵轮副和至少一个第一谐振器,所述擒纵轮副绕擒纵轴线枢转并且承受驱动力矩,所述第一谐振器包括由第一弹性回复装置连接到所述机板的第一刚性结构,所示第一刚性结构承载至少一个惯性臂,该至少一个惯性臂包括第一惯性臂,该第一惯性臂设置为经由包含在所述至少一个第一惯性臂和所述擒纵轮副两者中的被施加磁和/或电的轨道与所述擒纵轮副协作,以在所述擒纵轮副和所述至少一个第一谐振器之间形成同步装置,其中,借助机械抗失步机构来保护所述同步装置以避免在力矩意外增加的情况中的同步损失,所述机械抗失步机构包括由所述擒纵轮副承载的机械擒纵止动件和由所述至少一个第一惯性臂承载的至少一个机械惯性臂止动件,所述机械擒纵止动件和机械惯性臂止动件共同布置为在力矩意外增加的情况中以贴靠的方式保持止动;所述至少一个第一惯性臂绕第一虚拟轴线枢转,并且,包含在所述惯性臂中的每个所述机械惯性臂止动件都沿与所述惯性臂绕所述第一虚拟轴线的枢转振荡行程基本相切的方向延伸;所述第一虚拟轴线位于包含在所述第一弹性回复装置中的柔性条带在所述机板的平面上的投影的交叉位置处。 [0018] 本发明还涉及包括至少一个该调速机构的钟表机芯。 [0020] 在参照附图阅读下面的详细描述后,本发明的其它特征和优点将显现,图中: [0021] –图1示出了根据本发明的具有单个谐振器的调速机构的示意性平面图,所示谐振器包括从限定虚拟枢轴的两个柔性条带悬置的臂,所述臂围绕该虚拟枢轴枢转,所述臂的远端包括磁性极靴,该磁性极靴与包含在擒纵轮的圆周上的另外的磁性极靴周期性协作,根据本发明该调速机构设置有抗失步机构,所述抗失步机构包括在所述臂的远端和所述擒纵轮两者上的构件。 [0022] –图2是与图1类似的组件,但是其中,仅仅通过一个柔性条带将臂附接到所述机芯的主机板。 [0023] –图3是根据本发明的谐振器的平面图,该谐振器包括以反相操作的在柔性条带上的两个谐振器。 [0024] –图4是一个变型的局部平面视图,其中,所示调速机构构成勒波特(Lepaute)型的销-轮擒纵机构。 [0025] –图5和6是图3的调速机构从不同角度的透视图。 [0026] –图7至9是使得该谐振器的旋转臂保持反相的机械连接装置的简化图。 [0027] –图10是示出了手表的框图,所述手表包括机芯,该机芯包括具有两个谐振器的根据本发明的机构。 具体实施方式[0028] 本发明提出开发一种机械调速机构,其包括具有高品质因子、高频率和/或低振幅的谐振器,同时增加了擒纵机构的效率而不牺牲其对于震动的鲁棒性。 [0029] 该调速机构基于至少一个被磁性地或静电地同步的振荡器。本发明以磁性例子更具体地描述。本领域的技术人员可以参照由相同申请人作出的、通过引用的方式在此结合的其它申请,这些申请更详细的描述了磁性同步相互作用元件,并且还涉及静电变型: [0030] –欧洲专利申请EP 14182532.3 [0031] –欧洲专利申请EP 13199428.7 [0032] –欧洲专利申请EP 14176816.8 [0033] –欧洲专利申请EP 14199040.8 [0034] –欧洲专利申请EP 14199039.0 [0035] –欧洲专利申请PCT/EP 2014/079036 [0036] –欧洲专利申请EP 14186261.5 [0037] –欧洲专利申请EP 14184155.1 [0038] –欧洲专利申请EP 13199427.9。 [0039] 因此,本发明涉及一种钟表调速机构200,该钟表调速机构200包括主机板1以及安装为相对于所述机板1至少以枢转运动进行移动的擒纵轮副10和至少一个第一谐振器100。 [0041] 至少一个第一谐振器100包括第一刚性结构110,该结构通过第一弹性回复装置120连接到机板1。该第一刚性结构110承载至少一个惯性臂130或140。该第一刚性结构110还在臂111的端部承载惯性块(inertiaweight)112,该惯性块112承载惯性和平衡调节螺钉 113。 [0042] 图1示出了第一惯性臂130,其布置为经由包含在所述至少一个第一惯性臂130和擒纵轮副10两者中的被施加磁和/或电的轨道与擒纵轮副10协作,以在擒纵轮副10和所述至少一个第一谐振器100之间形成同步装置。该臂130包括由杆115承载的远端支承极靴。 [0043] 根据本发明,借助机械抗失步机构来保护同步装置在当力矩意外增加时避免同步损失,所述机械抗失步机构包括由擒纵轮副10承载的机械擒纵止动件12和由所述至少一个第一惯性臂130承载的至少一个机械惯性臂止动件132,其共同布置为在力矩意外增加的相同情况中以贴靠的形式保持止动。 [0044] 更为具体地,根据本发明,所述至少一个第一惯性臂130绕第一虚拟轴线D1枢转。包含在惯性臂130中的所述机械惯性臂止动件132均沿着与所述惯性臂130绕第一虚拟轴线D1的旋转振荡行程基本相切的方向延伸。 [0045] 更为具体地,在图1的变型中,第一虚拟轴线D1位于包含在第一弹性回复装置120中的柔性条带121和122在机板1平面上投影的交叉处。 [0046] 在图2的变型中,第一虚拟轴线D1位于形成第一弹性回复装置120的单个柔性条带125的休止位置处。 [0047] 在图中示出的一个特定的非限制性变型中,包含在所述至少一个第一惯性臂130中的被施加磁和/或电的轨道包括交替的至少一个第一惯性臂极靴131A和第二惯性臂极靴131B,其在源自第一虚拟轴线D1的半径线R的两侧且在半径线R的公垂线T的两侧延伸。 [0048] 更为具体地,在图1和2示出的变型中,包含在擒纵轮副10中的至少一个被施加磁和/或电的轨道包括相对于擒纵轴线D0处于相同节距角α的交替的擒纵极靴11和机械擒纵止动件12。 [0049] 更为特别地,在这些变型中,由沿半径线R的相继的第一惯性臂极靴131A和第二惯性臂极靴131B形成的组在半径线R上的总尺寸基本等于作为节距角α在半径R上的投影的线性节距P。在与相同的组对应的机械惯性臂止动件132之间的沿半径R的距离基本等于线性节距P的一半。 [0050] 在图3、5和6示出的一个有利变型中,第一刚性结构110还承载包含在第二谐振器150中的至少一个第二惯性臂140。该第二惯性臂140绕第二虚拟轴线D2枢转,并且类似于第一惯性臂130,布置为经由包含在第二惯性臂140和擒纵轮副10两者中的被施加磁和/或电的轨道与擒纵轮副10协作。由第一谐振器100和第二谐振器150形成的组件因而形成音叉。 [0051] 更为具体地,机械抗失步机构包括由第二惯性臂140承载的至少一个第二机械惯性臂止动件142。然而,该机构可以使用第一臂130的单个第一止动件操作。 [0052] 如图中示出的,更为具体地,第一惯性臂130和第二惯性臂140中的每一个都包括用于至少一个柔性条带135或145的固定件133或143,所述柔性条带135或145在他们的另一端部附接到由相同连接件20形成的第一刚性结构110,该第一刚性结构110包括弯曲区域21,这里该弯曲区域21为在与所述机板的刚性附接点处具有颈部的类型,并且在端部约束件(end restraint)2处紧固到机板1。 [0053] 第一惯性臂130和第二惯性臂140布置为以彼此的反相振动。在该构型中品质因子是最佳的。 [0054] 在图3、5和6的变型中,第一惯性臂130和第二惯性臂140在擒纵轮副10的两侧布置,并且每一个都包括由惯性臂极靴131、141和机械惯性臂止动件132、142形成的至少一对部件,该机械惯性臂止动件132、142布置为与擒纵轮副10的轨道交替地协作。 [0055] 更为具体地,包含在擒纵轮副10中的至少一个被施加磁和/或电的轨道包括处于相同节距角α的交替的擒纵极靴11和机械擒纵止动件12,并且在每一对部件中,惯性臂极靴131、141与机械惯性臂止动件132、142之间在垂直于擒纵轴线D0的相同平面内的投影上的角距离等于节距角α的一半。 [0056] 更为具体地,如所示出的,第一惯性臂130和第二惯性臂140以及柔性条带135、145在彼此大致平行的方向上延伸并且垂直于连接件20的方向。 [0057] 在一个特定的有利方式中,惯性臂130、140中的每一者都布置为与擒纵轮副10连续地协作,而没有擒纵轮副10周期性的止动。 [0058] 在一个特定变型中,如在图4中示出的,调速机构200形成勒波特式销-轮擒纵机构,其中,擒纵轮副10包括形成与包含在擒纵轮副10中的每一擒纵极靴11邻近的机械擒纵止动件12的半销(half-pin),并且其中,所述至少一个第一惯性臂130包括机械惯性臂止动件132A和与下一步对应的另一机械惯性臂止动件132B,机械惯性臂止动件132A是圆规件(即圆规形部件)的第一臂的内表面,机械惯性臂止动件132B是圆规件的第二臂的外表面。圆规件的第一臂的内表面和圆规件的所述第二臂的外表面由宽度比半销的半径更大的间隙分隔开。 [0060] 在一个特定的、较低振幅的实施例中,每一惯性臂130、140的角振幅小于20°。 [0061] 更为具体地,音叉的至少其中一个惯性臂130、140承载两个磁性擒纵叉瓦。 [0062] 更为具体地,音叉的两个惯性臂130、140中的每一者承载至少一个磁性擒纵叉瓦。 [0063] 更为具体地,音叉的至少其中一个惯性臂130、140承载两个机械抗失步擒纵叉瓦。 [0064] 更为具体地,音叉的两个惯性臂130、140的每一者都承载至少一个机械抗失步擒纵叉瓦。 [0065] 如在示出非限制性变型的图7至9中看到的,更为具体地,调速机构200包括至少两个旋转惯性臂130、140,其中,一个惯性臂相对于另一惯性臂的相差由机械连杆控制。 [0066] 图7示出了包括销/槽机构的机械相差控制连杆,其中,与两个惯性臂130、140中的一个臂130成一体的销31在与两个惯性臂130、140中的另一臂140成一体的托架形元件33的槽32中滑动。 [0067] 图8示出了包括至少一个带齿区段34、35的变型,所述带齿区段布置为使得惯性臂130、140的对称运动同步,其中,和两个惯性臂130、140中的一个臂130成一体的第一带齿区段34与和两个惯性臂130、140中的另一个臂140成一体的第二带齿区段35永久地啮合。 [0068] 图9示出了包括柔性条带36、37的柔性机械连杆,所述柔性条带将两个惯性臂130和140的相对端交叉连接。 [0069] 更为具体地,两个音叉臂的连接件20通过粘弹性或聚氨酯构件而连接到机板1,所述构件布置为:当惯性臂130、140具有大致同步运动时,所述构件消散在支承件上的由于音叉暂时的“雨刮”模式而引起的反应力。 [0070] 在另一变型中,两个音叉臂的连接件20通过摩擦机构连接到机板1,该摩擦机构连接到弹性回复装置以到达中性或休止位置,并且布置为:当惯性臂130、140具有大致同步运动时,消散在支承件上的由于音叉暂时的“雨刮”模式而引起的反应力。 [0071] 有利地,机械抗失步机构的至少一个构件由减震材料制成,以避免回弹。 [0072] 如在图3中看到的,在一个特定变型中,所述机械抗失步机构的至少一个构件为薄的擒纵叉瓦,该擒纵叉瓦与惯性臂130、140成一体并且处于与承载该擒纵叉瓦的惯性臂130、140的真实或虚拟枢转心轴/轴线大致同心的圆弧中。 [0073] 在一个特定变型中,机械抗失步机构包括由惯性臂130、140的擒纵叉瓦形成的至少一个装置,该装置布置为在止动位置与擒纵轮副10的销协作。抗失步机构的擒纵叉瓦和销布置为在擒纵轮副10被迫枢转时互相拦截,同时所述至少一个第一谐振器100被保持在其平衡位置。 [0075] 在一个特定变型中,最易于实施的是:所述同步装置是磁性的。 [0076] 在一个特别有利的应用中,调速机构200形成调速和擒纵机构。 [0077] 本发明还涉及一种钟表机芯300,其包括至少一个该调速机构200。 [0078] 本发明还涉及一种钟表400,其包括该机芯300,或包括至少一个该调速机构200。 [0079] 本发明的优点是,使得能够达到由磁性同步系统所提供的高效率(大于90%),同时消除其主要缺陷,即在高力矩情况中的同步损失。因而,在不会损害效率性能的情况下提高了可靠度。 [0080] 在过大力矩情况中由该解决方案所提供的保护成本较为便宜,并且易于结合磁性的或类似的擒纵机构。 |