用于调节机械钟表机芯的运动的装置 |
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| 申请号 | CN201580052000.9 | 申请日 | 2015-09-04 | 公开(公告)号 | CN106796411A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | ETA瑞士钟表制造股份有限公司; | 发明人 | P·温克勒; G·迪多梅尼科; J-J·博恩; | ||||
| 摘要 | 用于调节机械钟表 机芯 的运动的装置(2)包括：‑ 基座 (4)；‑ 谐振器 ，该谐振器附装在基座上并包括第一环形 磁性 结构(8)和弹性结构(20、21、22)，该第一磁性结构(8)具有第一整数N1个以圆形有规律地布置的磁体；‑第二环形磁性结构(14)，该第二磁性结构(14)具有第二整数N2个磁体并限定中 心轴 线(16)，所述结构围绕该中心轴线(16)转动，N2与N1不同。谐振器布置成可以通过第二磁性结构的转动激发谐振模式，在该谐振模式下，第一磁性结构围绕中心轴线进行曲线、优选地基本上圆形的平移。两个磁性结构限定磁性摆线 齿轮 ，使得调节装置包括在谐振 频率 和刚性连接到 擒纵轮 上的第二磁性结构的转动频率之间的减频器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于调节机械钟表机芯的运动的调节装置，所述调节装置(2、32、42、52、62、72、 |
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| 说明书全文 | 用于调节机械钟表机芯的运动的装置技术领域[0002] 具体地，本发明涉及一种机械钟表机芯，该机芯装备有用于调节该机芯的运动的调节装置，该调节装置由谐振器和与所述谐振器相关联的磁性擒纵机构形成。在钟表学领域，擒纵机构通常是指由用于维持谐振器的谐振模式的周期性运动的维持机构和用于计数所述周期性运动的周期数以调节一个装置、特别是至少一项时间信息的显示机构的驱动器的计数机构形成的系统。将注意到，如在本发明的上下文中的情况下那样，维持机构和计数机构通常由用于分配由驱动装置供给的能量的同一机构形成，该机构执行这两个功能。 [0003] 具体地，本发明涉及用于机械钟表机芯的磁性调节装置，其中，在谐振器和环形磁性结构之间提供直接的磁耦合。 背景技术[0005] 在机械表领域，通常使用由振荡的摆轮游丝组件和尤其是瑞士杠杆擒纵机构的擒纵机构形成的调节装置，该擒纵机构包括保持件(特别是杠杆)和带齿擒纵轮，该保持件是摆轮和擒纵轮之间的中间构件，并且与摆轮同步振荡。保持件具有往复运动，该往复运动具有休息周期，并且产生了擒纵轮的跳动前进。尽管在传统的钟表学发展中得以显著地改进，所述调节装置具有很低的效率，特别是由于杠杆的振荡运动具有两个末端休息位置，在末端休息位置，所述杠杆锁定擒纵轮。还已知圆柱形擒纵机构，该圆柱形擒纵机构没有杠杆。在这种情况下，形成保持件的装置包括在形成摆轮的轴的空心管中。擒纵轮也具有跳动前进，由于所述擒纵轮的齿连续交替地压靠空心管的内壁和外壁的事实，大大降低了效率。 [0006] 多年来还已知通过磁耦合(也称作磁联结)来调节轮(也称作转子)的速率的调节装置，该调节装置允许克服上述传统装置的缺点。在钟表学的中应用也是已知的，但是如果不是不存在的话，其工业化产品也是罕见的。Horstmann Clifford Magnetics为C.F.Clifford发明已经提交了关于该领域的多个专利申请。尤其是将引用文献FR 1.113.932和US 2,946,183。从日本实用新型JPS 5263453U(申请号JP19750149018U)还已知与在谐振器和擒纵轮之间的直接磁耦合类型相同的磁性擒纵机构，该擒纵轮由支承两个同轴的环形磁性轨道的盘形成。所述两个磁性轨道基本上是连续的，并且均包括具有高导磁率的晶片，该晶片形成磁性区域，该磁性区域以给定的角周期有规律地布置，第一轨道的晶片相对于第二轨道的晶片位移或偏置半周期。在晶片之间设置有非磁性区域，换句话说，具有低导磁率的区域。因此得到具有高导磁率的区域，该区域交替地分布在对应于由和音型谐振器的一个分支的端部支承的至少一个磁体的休息位置的圆形的两侧。谐振器的磁体磁耦合到所述两个偏置轨道上，从而所述磁体交替地被第一轨道和第二轨道的磁性区域吸收。擒纵轮因此以一转速转动，使得在谐振器的每次振荡时，所述轮前进这两个轨道的一个角周期。在这种系统中值得注意的是，在磁性擒纵机构中没有机械摩擦力，以及擒纵轮沿着一个转动方向具有基本上连续的转动。 [0007] 将观察到，为对于进行谐振运动的各部分仅具有一个自由度的谐振器提供上述类型的磁性调节装置。通常，谐振器布置成使得由进行谐振运动的部件支承的磁体沿着基本上径向(换句话说，基本上与两个环形磁性轨道正交)的方向振荡。在这种情况下，所述现有技术的产品具有一优点，即，在谐振器的振荡频率和支承磁性结构的擒纵轮的转动频率(圈/秒)之间具有频率降低。没有枢转的运动件以谐振频率数量级的频率转动或振荡。通过环形磁性轨道的角周期数提供该降低因数。 [0008] 然而，由谐振器的振荡和擒纵轮的转动之间的频率降低带来的优点具有一个必然结果，考虑到传统的钟表机芯的尺寸，其对磁耦合力提出了问题。原因在于，为了增加频率降低，必须增加磁性轨道的周期数。对于给定的擒纵轮直径，增加周期数导致减小环形轨道的磁性区域的表面积。由于谐振器的磁体基本上延伸在小于环形轨道的半周期的角距离，因此当频率降低增加时，也必须减小所述磁体的尺寸。因此，将理解，谐振器和擒纵轮之间的磁性相互作用力减小，这限制了可以向擒纵轮施加的力矩，因此增大了所述谐振器和所述擒纵轮之间失去同步性(也称作使调节系统不同步)的风险。同步性在这里是指谐振器频率和擒纵轮的转动频率之间的给定的比例关系。 发明内容[0009] 本发明的目的是，提供一种用于调节钟表机芯的运动的新型调节装置，在该钟表机芯中，谐振器的谐振模式可以具有比所述钟表机芯的运动件的转动频率或振荡频率更高的频率，并且在该钟表机芯中，全部运动部分沿着相同的方向连续运动。 [0010] 因此，本发明涉及一种用于调节机械钟表机芯的运动的调节装置，所述调节装置包括： [0012] -谐振器，该谐振器附装在基座上并且包括环形的周期性的第一磁性结构，该第一磁性结构具有第一整数N1个角周期并且限定第一中心轴线，所述第一磁性结构形成所述谐振器的惯性部分； [0013] -环形的周期性的第二磁性结构，该第二磁性结构具有第二整数N2个角周期并且限定第二中心轴线，该第二整数N2与第一整数N1不同，所述第二磁性结构布置成能够围绕所述第二中心轴线相对于所述基座转动，所述第二中心轴线相对于所述基座具有确定的位置。 [0014] 所述第一磁性结构和所述第二磁性结构中的至少一个磁性结构在其每个角周期中具有磁化材料。所述谐振器布置成具有谐振模式，在该谐振模式下，所述第一磁性结构相对于所述基座以谐振频率F1围绕所述第二中心轴线进行曲线平移，特别是基本上圆形的轨迹，而所述第一磁性结构相对于所述基座不在自身上转动(换句话说，第一磁性结构围绕第二中心轴线进行曲线平移)。所述第一磁性结构和所述第二磁性结构布置成在它们之间具有磁性相互作用，使得通过施加在有用力矩范围内的力矩产生第二磁性结构的上述相对转动，该相对转动激发所述谐振模式，并且所述第二磁性结构的所述相对转动的频率F2和所述谐振频率F1在它们之间具有给定的关系RFr，即RFr＝F1/F2，该关系RFr等于所述第二整数N2除以所述第二整数N2和第一整数N1之差ΔN，即，ΔN＝N2-N1，RFr＝N2/ΔN。在一个具体变型方案中，所述至少一个磁性结构的所述磁化材料被轴向磁化。 [0015] 在一个主实施例中，谐振器包括将第一结构连接到基座上的弹性结构，所述弹性结构布置成使得第一磁性结构具有休息位置，在该休息位置，所述第一中心轴线和所述第二中心轴线基本上重合，并且所述弹性结构布置成基本上沿着所述第二中心轴线的方向施加回复力(向心力)，而不论所述第一磁性结构相对于所述第二中心轴线的角位置如何。在一个优选变型方案中，所提供的弹性结构的回复力是基本上各个方向相同的并且与所述第一中心轴线和所述第二中心轴线之间的距离基本上成比例。因此得到基本上同步的系统。 [0016] 在一个改进的实施例中，本发明的调节装置还包括在所述第一磁性结构和所述第二磁性结构之间的机械抗不同步系统，该机械抗不同步系统由行星齿轮形成，该行星齿轮的行星轮设置有第一组齿并且在冠状件内部转动，该冠状件在内部设置有第二组齿。所述行星轮与所述第一磁性结构和所述第二磁性结构中的具有较少数量的角周期的那个结构相关联，所述冠状件与具有较多数量的角周期的另一结构相关联。接下来，与所述第二磁性结构相关联的那个结构刚性连接到所述第二磁性结构上而与之一起转动。所述第一组齿和所述第二组齿至少在所述有用力矩范围的上部区域至少部分地插入彼此，该上部区域的较大值限定所述有用范围的最大值。所述第一组齿和所述第二组齿相对于彼此构造和布置成这样：在所述有用范围内，所述组齿彼此不接触，所述第一磁性结构和所述第二磁性结构之间的耦合在所述有用范围内是纯磁性的。 [0017] 在一个主变型方案中，所述冠状件的所述组齿的齿数Z1和所述行星轮的所述组齿的齿数Z2之间的关系RZ等于所述较多数量的角周期和所述较小数量的角周期之间的关系RM*。 [0018] 根据上述改进实施例的一个具体变型方案，所述有用范围是所述第一磁性结构和所述第二磁性结构的纯磁耦合的第一有用范围，所述第一有用范围的最大值小于所述纯磁耦合的不同步值。所述调节装置还在第二有用力矩范围内工作，该第二有用力矩范围比第一有用范围大并且与其相连，该第二有用力矩范围对应于磁-机械耦合的有用范围，在该第二有用力矩范围内，所述第一组齿和所述第二组齿彼此啮合，以便一个齿向另一齿施加机械驱动力矩。所述第一组齿和所述第二组齿相对于彼此构造和布置成这样：至少在所述第二有用范围的下部区域(该下部区域的较小值限定所述第二有用范围的最小值)中，所述第一组齿和所述第二组齿具有一些径向游隙，从而允许在力矩增大期间增大在激发的所述谐振模式下产生的曲线平移的幅值。最后，所述弹性结构布置成在向所述调节装置施加的力矩的所述第一有用范围和所述第二有用范围内具有基本上弹性的变形，优选纯弹性变形。 [0019] 根据一个改进变型方案，所述行星轮的所述第一组齿相对于所述冠状件的所述第二组齿布置成这样：在所述第一组齿和所述第二组齿无接触地插入的有用力矩范围的区域中，在所述第一组齿和所述第二组齿径向最靠近的区域中，位于所述第二组齿的相应的空间中的所述第一组齿的一些齿基本上在给定的总切向游隙内居中，以在由在所述有用力矩范围内的力矩改变限定的相对角偏置的范围内，在第一磁性结构的角周期和第二磁性结构的角周期之间进行中间相对角偏置。 [0022] 下面将参考附图通过完全非限制性的示例描述本发明，其中： [0023] -图1以透视图示出根据本发明的调节装置的第一实施例； [0024] -图2示出图1的调节装置的谐振器的俯视图； [0025] -图3A至3D分别是第一实施例的一个变型方案中的调节装置的四个连续位置的四个图示说明； [0026] -图4以透视图示出根据本发明的调节装置的第二实施例； [0027] -图5是从图4的调节装置上方观察的视图； [0028] -图6是沿着图5的线VI-VI的横截面图； [0029] -图7是第三实施例的第一变型方案的示意性俯视图； [0030] -图8是第三实施例的第二变型方案的示意性俯视图； [0031] -图9是第三实施例的第三变型方案的示意性俯视图； [0032] -图10是第三实施例的第四变型方案的示意性俯视图； [0033] -图11以透视图示出根据本发明的调节装置的第四实施例； [0034] -图12是图11沿着包含中心转动轴线的剖切面的横截面图； [0035] -图13A和13B示出处于两个连续位置的第四实施例的调节装置。 具体实施方式[0036] 下面将参考图1、2和3A至3D描述本发明的第一实施例。调节装置2包括： [0037] -基座4； [0038] -谐振器6，该谐振器6附装在该基座上，并且包括环形的周期性的第一磁性结构8，该第一磁性结构8具有第一整数N1个角周期P1并且限定第一中心轴线10，所述第一磁性结构形成所述谐振器的惯性部分； [0039] -环形的周期性的第二磁性结构14，该第二磁性结构14具有第二整数N2个角周期P2并且限定第二中心轴线16，该第二整数N2与第一整数N1不同。 [0040] 以通常的方式，N1·P1＝N2·P2＝360°，因此N1/N2＝P2/P1。在图1和2所示的变型方案中，N1＝15，N2＝14。第二磁性结构14布置成能够围绕第二中心轴线16相对于基座4转动，该第二中心轴线16相对于所述基座具有确定的固定位置。第一磁性结构8包括环形的非磁性支承件，该支承件具有中心开口9，第一整数N1个磁体12有规律地以圆形分布在所述支承件上或所述支承件内。第二磁性结构14由连接到轴17上的非磁性盘支承，并且包括第二整数N2个磁体18，该磁体18有规律地以圆形分布在所述盘上或所述盘内。 [0041] 在所述第一实施例中，第一和第二磁性结构布置在两个不同的平行的总平面内。接下来，所述多个磁体12和所述多个磁体18被轴向磁化，并且布置成彼此排斥。 [0042] 谐振器6包括弹性结构，在所示的变型方案中，该弹性结构由三个弹性条状件20、21和22形成，该弹性条状件20、21和22将第一磁性结构8连接到基座4上。可以说结构8通过弹性结构悬挂在基座上。每个弹性条状件具有第一折叠端20A和第二折叠端20B，第一折叠端20A锚固在基座4的槽中，第二折叠端20B锚固在谐振磁性结构8的环形支承件的槽中。所述弹性结构布置成使得第一磁性结构具有休息位置，在该休息位置，第一和第二中心轴线 10和16重合或几乎重合，并且所述弹性结构布置成基本上沿着第二中心轴线16的方向施加回复力，而不论第一磁性结构相对于所述第二中心轴线的角位置如何。优选地，弹性结构的回复力基本上与第一和第二中心轴线之间的距离成比例，换句话说，与围绕中心轴线16的圆形谐振运动的幅值A(见图3D)成比例。 [0043] 图3A至3D示出第一和第二磁性结构在所提供的谐振运动期间的四个对应的角位置，如图3A至3D所示意性示出的那样，谐振器6布置成具有谐振模式，在该谐振模式下，第一磁性结构相对于基座以给定的谐振频率F1围绕第二中心轴线16进行基本上圆形的平移。第一和第二磁性结构布置成使得其对应两组多个磁体在它们之间具有磁性相互作用，以便通过施加在对于包括这种调节装置的钟表机芯的正常工作有用的力矩范围内的力矩，使得第二磁性结构围绕第二中心轴线16相对转动，该相对转动激发上述谐振模式，并且第一和第二磁性结构布置成使得第二磁性结构的相对转动的频率F2和谐振频率F1在它们之间在上述有用力矩范围内具有确定的关系RFr，即RFr＝F1/F2。所述关系RFr等于第二整数N2除以第二整数N2和第一整数N1之差ΔN，即，ΔN＝N2-N1，RFr＝N2/ΔN。 [0044] 在图1、2和3A至3D所示的两个变型方案中，第二整数N2和第一整数N1之差的绝对值|ΔN|等于1，即，|ΔN|＝1。接下来，优选地，如在所述两个变型方案中一样，关系RFr大于5，即，RFr＞5。 [0045] 将观察到，优选地通过轴17向第二磁性结构14施加力矩。然而，在包含这种调节装置的钟表机芯的变型方案中，磁性结构14是固定的，力矩驱动基座4围绕中心轴线16转动。将注意到，在另一变型方案中，这两个结构可以围绕轴线16转动，分别向基座和向第二磁性结构施加的力矩之差限定向调节装置施加的有用力矩。然而，不论考虑哪种变型方案，都可以说是磁性结构14相对于基座4的转动以及因此所述磁性结构14的相对转动，因此将所述磁性结构称作“转动磁性结构”。 [0046] 根据本发明的调节装置尤其是值得注意的，因为它分别包括摆线增速齿轮或摆线减速齿轮。更具体地，如图3A至3D所示意性示出的，谐振器的第一磁性结构8与第二磁性结构14构造和相对于彼此布置成使得谐振磁性结构限定摆线磁性齿轮的第一运动件，而致动谐振运动的磁性结构(或激发谐振模式的磁性结构，下文也称作转动磁性结构)限定所述摆线磁性齿轮的第二运动件。当转动磁性结构的磁体围绕所述转动磁性结构的中心轴线相对于谐振磁性结构的基座转动时，谐振磁性结构的磁体跟随摆线轨迹。为此，本发明选择特殊的摆线齿轮，其中，与谐振器相关联的第一运动件围绕第二运动件的中心轴线16进行具有两个自由度的谐振运动，该谐振运动跟随基本上曲线的轨迹，优选地是基本上圆形的轨迹，但该第一运动件自身不相对于基座转动，并且其中，第二运动件用于激发和维持相应的谐振模式，换句话说，用于通过相对于基座致动第一运动件来产生谐振运动，所述第一运动件通过弹性结构连接到该基座上。换句话说，当谐振运动被致动和稳定时，所述第一运动件进行围绕轴线16的曲线平移，并且优选地是以所述轴线16为中心的基本上圆形的平移，该轴线16的位置相对于基座是固定且确定的。在图3A至3D中，选取具有圆形平移的最理想的情况。因此，可以说是一种具有摆线谐振运动的调节装置，或更简单地说是摆线调节装置。 [0047] 通过与机械的情况进行类比，当所述谐振模式被致动并且所述两个结构之间的磁性相互作用足以在第二结构的上述相对转动和第一磁性结构的基本上圆形的平移之间提供磁性同步耦合时，两个磁性结构磁性啮合，使得第一磁性结构8的基圆26以几乎没有滑动的方式在第二磁性结构14的相应的基圆28上滚动。在本文中，同步总体上是指所存在的转动频率之间(即谐振频率和第二磁性结构的转动频率之间)的给定的基本上固定的关系。基圆是限定虚拟滚动路径的几何圆。基圆26和28的各自的半径R1和R2的关系R由两个磁性结构的各自的磁体数量N1和N2的关系RM确定，即，R＝R1/R2＝RM＝N1/N2＝P2/P1。另外，在为本发明设置的摆线齿轮的具体情况下，与谐振器的谐振频率对应的围绕轴线16的圆形平移的频率F1是第二磁性结构围绕所述轴线16相对于基座的转动频率F2的函数，所述函数通过数学关系F2·N2＝F1·(N2-N1)给出。从所述数学关系可以推导出频率F1和F2的关系RFr，该关系RFr通过RFr＝F1/F2＝N2/ΔN给出，其中，ΔN＝N2-N1。因此，在关系RFr与R或RM之间得到下列数学关系：RFr＝1/(1-R)＝1/(1-RM)。因此，可以看到，第二磁性结构的转动频率由谐振器的谐振频率确定；这允许调节装备有计数轮系的钟表机芯的运动，该计数轮系联接到限定擒纵轮的调节装置的一部分上。 [0048] 将注意到，根据角周期的数量N1和N2的关系RM大于或小于1，频率的关系可以是正的或负的。负的关系RFr表示谐振磁性结构的圆形平移方向关于激发期望的谐振模式的磁性结构(转动磁性结构)的相对转动方向相反；这是图3A至3D所示的示例中的情况，其中，谐振磁性结构8比转动磁性结构14具有更多的磁体。将观察到，在不同的变型方案中，在基圆26和28的各自的半径R1和R2的关系R不改变的情况下，磁体可以布置在不同的径向位置。本领域技术人员将会优化所述径向位置，以在向本发明的调节装置施加的有用力矩范围内优化两个磁性结构之间的磁耦合。磁性结构首先是指形成该磁性结构的磁性部分或元件(参与所讨论的磁性相互作用的磁体或具有高磁导率的材料)，所述磁性部分或元件的支承件是非常必须的，但是对于磁耦合来说是次要的。“环形磁性结构”因此是指磁性部分或元件以环形、特别是圆形的方式布置。在图3A至3D中仅示出两个磁性结构的磁体。 [0049] 图3A从一个相对位置开始，在该相对位置，两个磁性结构8和14的相应的两个磁体12A和18A在竖直轴线30以及两个相应的中心轴线10和16上对齐。在图3A至3D所示的变型方案中，结构8包括8个磁体12，结构14包括7个磁体18。如图1所示，两个磁性结构布置在远离彼此的平行的总平面内，多个磁体12和18被轴向磁化并且布置成相排斥。将理解，两个竖直对齐的磁体彼此排斥，并且在直径上相对的区域中的磁体根据所提供的布置方式一个磁体插在另两个磁体之间并且不那么强烈地彼此排斥或甚至彼此吸引。因此，将注意，在磁体之差|ΔN|＝1的情况下存在这样的径向磁力：该径向磁力使得产生在调节装置的休息状态下以及因此在磁性结构14开始相对转动时的轴线10相对于轴线16的初始偏心。该偏心可以允许两个磁性结构之间有足够的磁耦合，以激发开始时的谐振模式。将观察到，弹性结构的弹性模量和谐振器的惯性质量基本上确定谐振频率。当存在谐振时，在没有其它伴生力的情况下，弹性结构的回复力对应于使结构8产生圆形平移所需的向心力，因此不需要径向磁力。谐振运动的幅值取决于所施加的力矩，也取决于产生向心力的回复力的值，但是如果在没有其它伴生力的情况下存在谐振，则所述两种力保持相等。因此，可以提供两个磁性结构的一种特殊布置，在谐振运动期间，至少对于在期望的有用范围内的力矩值来说，取消径向磁力。优选地，所述特殊布置使得，对于整个有用力矩范围，径向磁力具有较低的值，尤其是基本上是零，以在所述整个有用范围内实现调节装置的最可能同步的工作。还将观察到，幅值A(中心轴线10和16之间的距离)的增加使两个磁性结构的磁体产生更深的插入。 [0050] 图3B和3C示出两个磁性结构在激发所提供的谐振模式期间的两个相对位置，该谐振模式使谐振磁性结构8围绕磁性结构14的中心轴线16产生圆形平移。当所述结构14相对于结构8的基座沿着逆时针方向转动角度α时，所述结构8沿着顺时针方向圆形平移角距离β。因此，中心轴线10沿圆形轨迹围绕中心轴线16转动。角度β比角度α大，并且与角度α成比例。所述角度α和β与两个频率F1和F2成如下比例：β/α＝RFr＝F1/F2＝N2/ΔN＝7。将看到，所考虑的磁体12A和中心轴线10在竖直线上保持对齐。在图3D中，可以看到，当结构14已经转动半个周期P2(α＝P2/2)时，角度β等于180°(β＝180°)。对于结构14转动其角周期P2，谐振结构的中心轴线10转动一圈(在ΔN＝1的情况下)。 [0051] 图4至6示出第二实施例。调节装置32与第一实施例具有相同的元件，在这里将不再描述这些元件。所述调节装置32以与上述装置2相似的方式工作。不同之处在于它包括第三磁性结构34，该第三磁性结构34与第二磁性结构14具有相似的构型，并且刚性连接到该第二磁性结构14上。这两个相似的磁性结构14和34在由第二中心轴线16限定的方向对齐，并且以距磁性结构8基本上相同的距离布置在磁性结构8的两侧。谐振磁性结构8和将所述磁性结构连接到基座的板4上的弹性结构与上述的那些结构相同。谐振磁性结构分别相对于磁性结构14或34的定位也与第一实施例的定位相同。在图5中，谐振器8被致动，结构8处于圆形轨迹的一个位置，所述结构在所激发的谐振模式下跟随该圆形轨迹。基座包括下板36和上板37，轴17A安装在该下板36和上板37中并借助于两个球轴承围绕中心轴线16转动。 在一个变型方案中，所述轴17A可以在传统的轴承或磁性轴承中枢转。板4、36和37通过螺钉 38附装在一起，并且通过间隔件39和40保持固定在总体上平行的平面内，螺钉穿过间隔件 39和40。图中示意性地示出板及其组件，每个所述板可以形成钟表机芯的基板或桥夹板，调节装置32布置在该钟表机芯中。 [0052] 磁性结构14和34附装在轴17A上，并且通过力矩被同时驱动而转动。所述两个相似的结构具有轴向对齐的磁体18和19，并且沿着相同的方向被轴向磁化，而谐振磁性结构8的磁体12沿着相反的方向被轴向磁化。因此，每个磁性结构14和34的磁体相对于中间结构8的磁体布置成相排斥。这是所述第二实施例的主要优点，因为谐振磁性结构8受到的轴向磁力被全部抵消。在一个变型方案中，两个相似的结构安装在两个同轴的轴上，并且至少一个所述轴接受力矩。在第一具体变型方案中，第一轴接受力矩，而第二轴通过谐振磁性结构以与第一轴的转动频率相同的频率驱动而转动。在第二具体变型方案中，两个轴均接受力矩，以激发和维持谐振模式。谐振器使两个轴的转动频率同步。 [0053] 在未示出的另一实施例中，谐振磁性结构8是加倍的，换句话说，谐振器包括刚性连接在机芯中的两个相似的谐振磁性结构。两个谐振磁性结构沿着轴向对齐，并且以距激发期望的谐振模式的磁性结构(与上述结构14相似)基本上相同的距离布置在该磁性结构的两侧。两个谐振磁性结构可以通过相同的中间弹性结构或通过两个分别在所述两个谐振磁性结构的平面内延伸的弹性结构连接到基座上。在后一种情况的一个变型方案中，两个谐振磁性结构是独立的，并且布置成具有基本上相同的谐振频率。 [0054] 参考图7至10，将描述根据本发明的调节装置的第三实施例的四个变型方案。将立刻看到，第一变型方案在其工作原理上对应于上文所描述的第一和第二实施例，在这两个实施例中，基座相对于钟表机芯是固定的。因此，对调节装置工作给出的一般说明和各种数学关系也适用于所述第三实施例。 [0055] 第三实施例与第一实施例的区别主要在于，调节装置的第一和第二磁性结构布置在相同的总平面内，所述第一磁性结构和所述第二磁性结构中的一个位于另一个内；并且形成两个磁性结构中的至少一个的磁化材料被径向磁化。在下文描述的变型方案中，两个磁性结构均包括多个径向磁化的磁体。在第一和第二变型方案中，一个结构的磁体布置成与另一结构的磁体相排斥。在第三和第四变型方案中，一个磁性结构的磁体布置成吸引另一磁性结构的磁体。在第一种情况下，谐振磁性结构的圆形运动使得其磁体跟随摆线轨迹，从而所述谐振磁性结构的径向最靠近转动磁性结构(该转动磁性结构相对于基座进行转动)的磁体的一个磁体或两个磁体基本上偏置。在第二种情况下，谐振磁性结构的径向最靠近转动磁性结构的磁体的一个磁体或两个磁体基本上与之对齐。 [0056] 还将观察到，在下文描述的变型方案中，内部磁性结构具有18个磁体，外部磁性结构具有20个磁体。因此，磁体之差ΔN＝+/-2。因此，谐振频率F1＝+/-F2·N2/2，其中，根据先前给出的说明，F2和N2分别是转动磁性结构的转动频率和磁体数量。因此，当转动磁性结构进行对应于其磁性角周期P2的转动时，谐振磁性结构圆形平移通过+/-180°的角度，因为P2·N2＝360°。因此，在磁体之差的绝对值大于1时，即|ΔN|＞1，当两个磁性结构的中心轴线重合时，总的来说没有径向磁力，设置有机械装置来使谐振磁性结构相对于转动磁性结构初始偏心，以便在两个磁性结构之间产生初始的磁耦合，该磁耦合足以允许通过转动磁性结构的相对转动启动调节装置，并因此激发期望的谐振模式，然后所述谐振模式通过所述转动磁性结构的所述相对转动维持在有用力矩范围内。在对应于上述四种变型方案的第三实施例的其它变型方案中，磁体之差的绝对值设置成等于1，即，|ΔN|＝1，磁体布置成相排斥或相吸引。最后将观察到，下文描述的第三实施例的不同变型方案也可以适用于本发明的其它实施例，特别是适用于在本发明的上文中给出的其它实施例，换句话说，适用于谐振磁性结构和转动磁性结构布置在不同的总平面内并且尤其是所述磁性结构的磁体被轴向磁化的实施例。 [0057] 图7的调节装置42包括： [0059] -环形谐振磁性结构8A，该谐振磁性结构8A在其内周处包括布置成圆形的多个磁体12A并限定中心轴线10； [0060] -转动运动件，该转动运动件在其外周处包括布置成圆形的多个磁体18A并限定转动磁性结构14A，所述运动件布置在结构8A内部，并且包括安装在轴17A上的中心非磁性盘50，该轴17A的转动轴线与转动磁性结构的中心轴线16重合； [0061] -由四个相同的弹簧46、47、48和49形成的弹性结构，这些弹簧46、47、48和49成对地布置在两个正交的几何轴线上(特别是当中心轴线10和16重合时)，每对弹簧在基座和谐振磁性结构上的锚固件在直径上相对。 [0062] 当谐振模式被激发和稳定时，通过具有角速度ω的力矩驱动磁性结构14A转动，该角速度ω取决于谐振频率。所述磁性结构因此形成调节装置42的擒纵轮，所提供的力矩施加到该擒纵轮上。为了具有由弹性结构产生的各个方向相同的回复力，当中心轴线10和16重合时，对于四个弹簧，每个弹簧的两个锚固件之间的距离相同。所述弹簧均由在俯视图中具有弯弯曲曲的轮廓的弹性条状件形成。本领域技术人员可以设想不同的变型方案。 [0063] 图8的调节装置52包括： [0064] -环形磁性结构14B，该磁性结构14B在其内周处包括布置成圆形的多个磁体18B并限定中心轴线16A，所述磁性结构刚性连接到包含有调节装置的钟表机芯上(通过与质量块56的材料连接示意性地示出)； [0065] -由中心轴54形成的基座，该中心轴54的转动轴线与中心轴线16A重合，并且布置在结构14B内部； [0066] -环形谐振磁性结构8B，该谐振磁性结构8B在其外周处包括布置成圆形的多个磁体12B并限定中心轴线10，所述谐振磁性结构布置在结构14B内部，中心轴54位于结构8B内部； [0067] -由四个相同的弹簧46、47、48和49形成的弹性结构，这些弹簧46、47、48和49成对地布置在两个正交的几何轴线上(特别是当中心轴线10和16A重合时)，每对弹簧在基座和谐振磁性结构上的锚固件在直径上相对。 [0068] 当谐振模式被激发和稳定时，通过具有角速度ω的力矩驱动中心轴54转动，该角速度ω取决于谐振频率。该基座因此形成擒纵轮，向调节装置52提供的力矩施加到该擒纵轮上。为了具有由弹性结构产生的各个方向上相同的回复力，当中心轴线10和16A重合时，对于四个弹簧，每个弹簧的两个锚固件之间的距离相同。所述弹簧均由在俯视图中具有弯弯曲曲的轮廓的弹性条状件形成。本领域技术人员可以设想不同的变型方案。将注意，尽管磁性结构14B相对于钟表机芯被固定，但是该磁性结构14B围绕其中心轴线16A关于基座54相对转动，该中心轴线16A相对于基座具有确定的固定位置。因此，在所使用的术语中，结构14B在联接到基座的参考系统中限定转动的磁性结构。 [0069] 图9的调节装置62包括： [0070] -刚性连接到包含有调节装置的钟表机芯上的基座(通过与质量块56的材料连接示意性地示出)，所述基座由中心方块64和具有圆形开口的外部支承件66形成； [0071] -环形转动磁性结构14C，该转动磁性结构14C在其内周处包括布置成圆形的多个磁体18C并限定中心轴线16，所述结构14C具有圆形的外表面，并且围绕其中心轴线16在外部支承件66内部转动，该外部支承件66通过球轴承68引导所述结构转动； [0072] -环形谐振磁性结构8B，该谐振磁性结构8B在其外周处包括布置成圆形的多个磁体12B并限定中心轴线10，所述结构8B布置在结构14C内部，中心方块64位于所述结构8B内部； [0073] -由四个相同的弹簧46、47、48和49形成的弹性结构，这些弹簧46、47、48和49成对地布置在两个正交的几何轴线上(特别是当中心轴线10和16重合时)，每对弹簧在基座和谐振磁性结构上的锚固件在直径上相对。 [0074] 当谐振模式被激发和稳定时，通过具有角速度ω的力矩驱动磁性结构14C转动，该角速度ω取决于谐振频率。该磁性结构14C因此形成调节装置62的擒纵轮。弹簧46、47、48和49与上文的变型方案(图8)中的弹簧相似，并且以相似的方式布置。 [0075] 图10的调节装置72包括： [0076] -中心磁性结构14D，该磁性结构14D在其外周处包括布置成圆形的多个磁体18A并限定中心轴线16A，所述中心磁性结构刚性连接到包含有调节装置的钟表机芯上(通过与质量块56的材料连接示意性地示出)； [0077] -外部支承件66，该外部支承件66具有圆形开口，并且也刚性连接到包含有调节装置的钟表机芯上； [0078] -由环形转动支承件74形成的基座，该环形支承件74的转动轴线与中心轴线16A重合，并且该环形支承件74布置在外部支承件66内部，所述环形支承件74具有圆形的外表面并且在外部支承件66内部转动，该外部支承件66通过球轴承68引导所述支承件转动； [0079] -环形谐振磁性结构8B，该谐振磁性结构8B在其内周处包括布置成圆形的多个磁体12B并限定中心轴线10，所述结构8B布置在环形转动支承件74内部，并且中心磁性结构14D位于所述结构8B内部； [0080] -由四个螺旋形的弹性条状件77、78、79和80形成的弹性结构，这些弹性条状件77、78、79和80相同并且布置在谐振磁性结构8B和环形转动支承件74之间，所述四个弹性条状件在其两端处分别附装到该谐振磁性结构8B和该环形转动支承件74上。 [0081] 当谐振模式被激发和稳定时，通过具有角速度ω的力矩驱动环形转动支承件74转动，该角速度ω取决于谐振频率。所述支承件因此形成调节装置72的擒纵轮。四个螺旋形的弹性条状件偏置90°的角度，并且彼此交错但不接触。在所示的变型方案中，每个弹性条状件基本上限定一螺旋(该螺旋基本上延伸360°的角距离)。因此，每个弹性条状件在谐振磁性结构和环形转动支承件上的两个锚固件分别在所述环形转动支承件的径向方向上基本上对齐。将观察到，螺旋形的弹性条状件可以具有各种长度，特别是转动一圈半(540°)，以便每个弹性条状件的两个锚固件相对于中心轴线10和16A在直径上基本上相对。该变型方案是有利的。 [0082] 参考图11、12、13A和13B，下面将描述本发明的第四实施例。根据所述第四实施例的调节装置是改进的装置，该装置将谐振磁性结构和转动磁性结构之间的耦合的机械抗不同步系统与上述任一实施例相关联，以在更加扩展的力矩范围内保证包含有调节装置的钟表机芯的工作，并且防止该耦合在成角度的冲击或加速运动(其产生比所设想的有用范围更大的力矩)的情况下产生上述不同步。在这里将不再描述已经描述过的各种元件和调节装置的磁性系统的工作。“机械抗不同步系统”以一般的方式是指这样一种系统：该系统在纯磁耦合可能不再足够或可能不能足够精确地或可靠地执行其功能的力矩范围内以及在由于冲击或高加速运动瞬间产生的更大力矩的情况下保证谐振磁性结构和转动磁性结构之间的同步。因此，优选地在所述两个结构之间的磁性相互作用不再足以提供所述同步之前，换句话说，在达到导致纯磁耦合不同步的力矩量之前，所述系统可能已经干预。在一个变型方案中，因此可以设置这种系统作为本发明的调节装置的磁性系统的补充机械系统，所述补充机械系统仅在设想用于所述调节装置工作的总力矩范围的上部干预，然而，所述总力矩范围的较大值小于使纯磁耦合产生不同步的力矩。在所述最后一种情况下，补充机械系统具有安全功能，保证瞬间比正常工作范围大的力矩量不会导致不同步。在另一变型方案中，机械抗不同步系统可以设置成基本上仅在达到和然后超过不同步力矩时干预。 [0083] 图中所示的第四实施例的变型方案基于本发明的第二实施例。基座、弹性结构和安装在轴17A上的两个转动磁性结构(磁性结构14和34分别支承数量为N2的磁体18和相同数量N2个磁体19)与图4至6所示的第二实施例的变型方案的对应部分相同。谐振磁性结构包括数量为N1的磁体，如已经说明的那样，N1与N2不同。以一般的方式，机械抗不同步系统由行星齿轮形成，该行星齿轮具有行星轮86，该行星轮86设置有第一组齿88并且在冠状件84内部转动，该冠状件84在内部设置有第二组齿90。接下来，行星轮与第一和第二磁性结构 8和14中的具有较少数量的角周期(两个数量N1和N2中的数量较少的磁体)的结构14相关联，冠状件与具有较多数量的角周期(两个数量N1和N2中的数量较多的磁体)的另一结构8相关联。为了提供抗不同步功能，行星轮的与第二磁性结构14相关联的部分应当刚性连接到所述第二结构上而与之一起转动。 [0084] 第一和第二组齿设置成至少在纯磁耦合所期望的有用力矩范围的上部区域至少部分地彼此插入，所述上部区域的较大值限定所述有用范围的最大值。最后，第一和第二组齿88和90相对于彼此构造和布置成使得在纯磁耦合的有用范围内，所述第一和第二组齿彼此不接触。 [0085] 在一个主变型方案中，冠状件的齿90的数量Z1和行星轮的齿88的数量Z2之间的关系RZ等于角周期的较多数量和较少数量之间的关系RM*。因此，RZ＝Z1/Z2＝RM*＝Sup(N1,N2)/Inf(N1,N2)，其中，Inf(N1,N2)是数量N1和N2中的较小值，Sup(N1,N2)是所述数量N1和N2中的较大值。 [0086] 在图中所示的具体变型方案中，行星轮86的齿88的数量Z2等于磁性结构14、34的各自的磁体的数量N2。类似地，冠状件84的齿90的数量Z1等于磁性结构8的磁体的数量N1。 [0087] 在图中所示的变型方案中，冠状件84形成谐振磁性结构8的非磁性支承件。所述两个元件因此刚性连接并一起形成单个构件。在所述变型方案中，冠状件的齿90的数量Z1优选地与谐振磁性结构的磁体12的数量N1相等，如图所示，磁体基本上对齐在齿上。接下来将看到，在一个改进的变型方案中，齿的角位置可以相对于磁体的角位置偏置，以增加纯磁耦合的有用范围。为此，将观察到，齿和磁体可以设置在它们一起形成的构件的两个不同区域，尤其是以允许齿的设计与磁体及其在所述构件上的布置无关。在其它变型方案中，冠状件和行星轮在与谐振磁性结构的总平面不同的总平面内，冠状件和所述结构尤其是由两个不同的元件形成。在第一变型方案中，冠状件和谐振磁性结构通过单个弹性结构刚性连接并一起附装在基座上。在第二变型方案中，冠状件和谐振磁性结构也刚性连接且形成两个不同的元件，但是设置两个分别附装到所述两个不同元件上的弹性结构。在第三变型方案中，冠状件和谐振磁性结构形成两个不同的元件，并且不直接彼此刚性连接(从彼此附装的意义上说)，但是每个元件通过其各自的弹性结构附装到基座上。然而，在所述第三变型方案中，冠状件和谐振磁性结构彼此相关联，因为具有第一弹性结构的冠状件布置成具有与具有第二弹性结构的谐振磁性结构的谐振频率基本上相同的谐振频率。 [0088] 在图中所示的变型方案中，行星轮是与磁性结构14和34不同的元件。然而，在其它变型方案中，行星轮可以与所述两个磁性结构中的一个(换句话说，与转动磁性结构)形成同一构件。因此，转动磁性结构的多个磁体包含在行星轮内或上。优选地，行星轮的齿88的数量Z2与转动磁性结构14的磁体18的数量N2相同，磁体基本上对齐在齿上。所述情况还发生在这两组多个磁体布置成相吸引的变型方案中。在一个改进的变型方案中，下面将看到，齿的角位置可以相对于磁体的角位置偏置，以增加纯磁耦合的有用范围。在其它的上述变型方案中，可以从根本上区分两个主变型方案。在第一主变型方案中，冠状件和行星轮在与谐振磁性结构的总平面不同的总平面内，转动磁性结构也布置在所述不同的总平面内。在如图中那样存在两个转动磁性结构的情况下，在一个具体的变型方案中，可以使行星齿轮加倍，并且将所述两个相似的行星齿轮布置在所述转动磁性结构的两个总平面内。第二主变型方案基于上述第三实施例。在这种情况下，冠状件和具有较大的直径的磁性结构一起形成第一构件，行星轮和具有较小的直径的磁性结构一起形成第二构件，第一和第二构件基本上位于相同的总平面内。然而，将注意到，齿和磁体可以设置在两个不同的区域，尤其是以允许齿的设计与磁体及其在相应构件中的布置无关。 [0089] 图13A和13B分别示出在向轴17A施加力矩力而使磁性结构14和34以及行星轮86转动时在板4的区域中的处于两个连续位置的调节装置82。行星齿轮限定机械摆线齿轮，该摆线齿轮以与磁性摆线齿轮相似的方式工作。在图13A和13B所示的示例中，所施加的力矩在纯磁耦合所期望的有用范围内。在这种情况下，通过磁性相互作用的作用，冠状件84实际上围绕行星轮86滚动，而不滑动且不与行星轮86接触。换句话说，在上述有用范围内，冠状件和行星轮的基圆具有与磁性结构8和14的关系相同的关系，但是行星齿轮的基圆的大小被选择成并且所述组齿88和90的设计被设想成使得所述组齿彼此不接触。在图13A所示的行星轮86和冠状件84的第一相对位置中，冠状件的齿91A在行星轮的齿89A和89B之间的空间的中央。将观察到，在齿91A的每侧设置有切向游隙，这也适用于相邻的齿(例如齿91B)，该相邻的齿通常具有至少同样多的切向游隙。另外，设置有径向游隙，该径向游隙允许增加谐振运动的幅值。所示的情况尤其是对应于比纯磁耦合所期望的有用范围的最大值小的力矩。在行星轮继续转动时，观察到两组齿在不滑动且不接触的情况下的实际滚动，并且得到图13B的第二相对位置，其中，冠状件(该冠状件具有中心轴线10)已经围绕行星轮的轴线16进行圆形平移。在所述第二相对位置，发现与第一相对位置相同的情况，但是该情况具有与两个磁体或冠状件84的两个相邻的齿之间的角偏置相对应的角偏置。因此，齿91B在行星轮的齿89B和89C之间的空间的中央，并且切向游隙以及径向游隙与第一相对位置的游隙相似。 [0090] 在第一变型方案中，第一和第二组齿至少在所述力矩的所述有用范围的大部分中插入彼此。在第二变型方案中，第一和第二组齿在所述整个有用范围内插入彼此，最后，在与图中所示的示例相对应的第三变型方案中，第一和第二组齿在不向所述调节装置施加力矩时也插入彼此。所述最后一种变型方案可以是有利的，因为行星齿轮的与转动磁性结构相关联的第一部分的那组齿因此使谐振磁性结构产生初始的偏心，因为行星齿轮的与谐振磁性结构相关联的第二部分的齿基本上与行星齿轮的第一部分的少量齿对齐。这因此允许在差值的绝对值|ΔN|＝|N1-N2|大于1、即|ΔN|＞1时致动调节装置，如上所述。 [0091] 在一个具体变型方案中，调节装置设置成在第一有用力矩范围内通过纯磁耦合工作，并且然后在第二有用力矩范围内以磁-机械耦合工作，该第二有用范围比第一有用范围大并且与其相连。第一有用范围的最大值设置为小于纯磁耦合的不同步值。在第二有用范围中，冠状件和行星轮的两组相应的齿彼此啮合，从而一个齿向另一齿施加机械驱动力矩，该机械驱动力矩添加到磁性驱动力矩上。两组齿相对于彼此构造和布置成使得至少在第二有用范围的下部区域中(该下部区域的较小值限定所述第二有用范围的最小值)，所述两组齿具有径向游隙，以允许在力矩增大期间增大谐振运动的基本上圆形的平移的幅值。最后，弹性结构布置成在向调节装置施加的力矩的第一和第二有用范围内具有基本上弹性的变形，优选地是纯弹性变形。 [0092] 在所述第四改进的实施例的上下文中，为了优化调节装置，使得纯磁耦合随着力矩变化是很重要的。对于第一较小的力矩量，磁性相互作用使得在第一磁性啮合区域(谐振磁性结构的磁体径向最靠近转动磁性结构的磁体的区域)中，在两个磁性结构的磁体之间(例如相对于转动磁性结构的转动轴线)存在第一位移(也称作角偏置)。通过增加该力矩，所述位移改变，并且对于比第一力矩更大的第二力矩量，得到与第一位移不同的第二位移。更具体地，当所述力矩增加时，两个磁性结构的磁体之间在所施加的力矩方向上的角偏置减小，并且对于接近但是小于磁耦合的不同步力矩的力矩，所述角偏置(该角偏置尤其是靠近用于小力矩的磁性半周期)可能变得较小。如果如图11所示两个磁性结构的磁体与行星齿轮的分别刚性连接到所述两个磁性结构上的两个部分的齿径向对齐，则产生下列问题。 两组齿将接触，换句话说，对于还远不足以导致磁耦合不同步的力矩，每组齿的各齿的侧面将彼此接触并且发生机械驱动；其结果是限制了纯磁耦合的有用范围。然而，在纯磁耦合的情况下，在所述组齿的区域内没有接触，因此没有摩擦力且没有机械相互作用力。所述机械相互作用力不仅可能导致能量输出问题，而且可能导致谐振器的谐振模式的工作问题和调节装置的精度问题。这是由于谐振器的弹性结构和包含有所讨论的调节装置的钟表机芯的工作状况可能产生不跟随真正的圆形轨迹的自然谐振运动，并且这适用于由所提供的磁耦合产生的谐振运动。因此希望具有尽可能宽的纯磁耦合的有用范围，以使钟表机芯在扩展的有用范围内正确工作，因此能够在所述组齿不接触且不经由接触导致的机械耦合传递机械力矩的情况下，尽可能地接近导致磁耦合不同步的力矩量。 [0093] 在上面的观察之后，提出第四实施例的一种改进的变型方案。其中，行星轮的第一组齿相对于冠状件的第二组齿布置成使得：在有用力矩范围的使所述第一和第二组齿无接触地插入的有用力矩范围的区域中，在第一和第二组齿径向最靠近的区域中，位于第二组齿的相应的空间中的第一组齿的齿基本上在给定的总切向游隙量内居中，以在由在所述有用范围内的力矩改变限定的相对位移范围(角偏置)内，在第一磁性结构的角周期和第二磁性结构的角周期之间进行相对的中间位移(角偏置)。 [0094] 在机械行星齿轮位于与磁性摆线齿轮的总平面不同的总平面内的变型方案中，完全可以彼此独立地构造两个齿轮和最佳地产生上述改进的变型方案。在一个磁性结构设置在与机械齿轮相同的总平面内，但是另一磁性结构在没有所述机械齿轮的任何部分的总平面内的情况下，可以通过相对于机械齿轮的刚性连接到所述另一磁性结构上的那部分的齿的最佳的角距离使所述另一磁性结构的磁体容易地角偏置。在第三实施例的情况下，有利地将机械齿轮布置在与磁体的区域不同的区域，每个磁性结构和机械行星齿轮的相应部分一起形成具有两个啮合区域的紧凑构件。然而，如果仅一个区域将设置有布置成相排斥的磁体，则所述组齿的齿头部或半齿可以由磁化材料制成。在磁体布置成相吸引的变型方案中，多个磁体可以设置在由相应组齿的空间的底部限定的圆形内部；这使得所述多个磁体可以与所述组齿的空间基本上径向对齐。 |
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