CN101551637B - 用于表的打点机件或闹钟的音簧 - Google Patents

Abstract

用于表的打点机件或闹钟的音簧被如此配置，以便当其被至少一个音锤打击时，产生在可听频率范围内的声音。该音簧由这样的材料制成，其中所述材料的弹性模量被所选择的材料的体积质量除的比值的平方根小于3300m/s，以允许音簧产生在可听频率范围内包括大量分音的丰富声音。所选择的材料可以是例如金。

Description

用于表的打点机件或闹钟的音簧

技术领域

本发明涉及一种用于表的打点机件或闹钟的特定几何结构的音簧(gong)。

背景技术

在钟表领域中，将常规结构用于制造机芯，这些机芯装配有诸如三问报时(minute repeater)的打点机构。在这样的具体装置中，所使用的音簧是金属丝，该金属丝可具有圆形状。该金属丝被设置在表框架中的机芯周围。例如通过硬焊接，将音簧固定在音簧载体上，该音簧载体本身固定到表盘(watch plate)上。通过通常在音簧载体附近的至少一个音锤的撞击来产生音簧振动。该振动由多个固有频率(或分音(partial))构成，固有频率(或分音)特别是在可听范围内的固有频率(或分音)的数量和强度取决于音簧的几何结构以及音簧材料的物理特性。

通常，为了产生其音调在整个声谱中固定的乐音，存在基频以及一个或多个谐波，其中基频也被称为一次谐波，谐波是基频的整数倍。在其他情况下，其中高于基频的频率不再是最低频率的整数倍，这样的频率被称为分音。关于本发明，在打击乐器或一些弦乐器中，或者在诸如音锤打击或撞击表打点机件的音簧的打点瞬时期间，通常遇到具有多个分音的声音。

当音锤打击音簧时，分音的某些部分是在1kHz到20kHz频率范围内的可听分音(下限由表的播送能力给出，而上限是人耳的听觉额量)。在该频率范围内，分音的数量越多，认为所产生的声音越丰富。当使用一种类型的音簧材料时，仅仅可能通过改变音簧的几何结构，即，例如通过制成下反角(cathedral)型音簧，来提高声音的这种丰富度。这种类型的音簧包括在表的机芯周围的两根发条，而不是单根发条，这会在表壳内引起空间的问题。

如上所述，用于表的打点机件的音簧可包括在表的机芯的一部分周围的圆形金属丝，如在WO专利No.2006/095244中部分所示。该金属丝可以由例如钢制成，以产生振动，该振动因此包括可听频率范围内的多个分音。然而，已经观察到，利用给定几何结构的钢制音簧，在可听频率范围内的分音的数量不足以使振动的音簧产生丰富的声音，特别是处于低频的声音。

因此，本发明的一个目的是，通过提供用于表的打点机件或闹钟的音簧，克服现有技术状态的缺点，该用于表的打点机件或闹钟的音簧可产生具有在可听频率范围内的大量分音的丰富声音。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于表的打点机件或闹钟的上述音簧，其包括在独立权利要求1中限定的特征。

在从属权利要求2-4中限定用于表的打点机件或闹钟的音簧的具体实施例。

由其中弹性模量与体积质量(volumic mass)之间具有特定关系的材料制成的根据本发明的音簧的一个优点在于，与以前使用的诸如钢的材料相比，对于给定尺寸的所述音簧，所产生的声音更丰富。可以通过在表壳中使用单根金属丝发条，而不是像现有技术状态中的两根发条，产生下反角型声音。由于向位于音簧下游的表部件的传输系数的提高，声强得到改善。通过选择诸如贵金属的材料类型，由音簧产生的声音的质量得到改善，这是因为可以朝向表的播送部件传播的分音的数量较大。

附图说明

在下面的具体参考附图的说明中，用于表的打点机件或闹钟的音簧的目的、优点和特征将更加显而易见，在附图中：

图1示出由在可听频率范围内振动的钢制音簧发出的声音的谱密度曲线，以及

图2示出由在可听频率范围内振动的根据本发明的金制音簧发出的声音的谱密度曲线。

具体实施方式

本发明的音簧由这种类型的材料制成，该材料提高由所述音簧的具有大量可听分音的振动产生的声音的丰富度。确定该大量分音在可听频率范围内，即1kHz至20kHz。

除了良好限定的几何形状，所选择的材料必须由此能够控制和最优化在可听频率范围内的模密度η。该模密度受到各种参数的影响，这些参数主要包括所选择的材料的特性。根据下式，模密度η与材料的弹性模量E除以所述材料的体积质量ρ的商的平方根成反比：

1/ηα(E/ρ)^1/2[m/s]

然而，由该音簧产生的声音的速度与以m/s为单位定义的弹性模量E除以体积质量ρ的商的平方根成正比。

例如，用于制造表音簧的材料的类型可以有利地选自诸如黄金(yellowgold)、灰金(grey gold)、红金(red gold)、铂、钯和银的贵金属。对于黄金，弹性模量E除以体积质量ρ的商的平方根的值为2222m/s；对于标准几何结构的音簧，最高可具有11个可听分音。对于灰金，该值为2606m/s，具有约10个可听分音。对于红金，该值为2556m/s，具有约10个可听分音。对于铂，该值为2822m/s，具有9至10个可听分音。对于钯，该值为3172m/s，具有约9个可听分音。对于银，该值为2813m/s，具有9至10个可听分音。

由上述数值可以看出，对于所有这些贵金属，弹性模量E除以体积质量ρ的商的平方根的值小于3300m/s。比较而言，如果以常规方式由20AP的钢或钢琴丝制成音簧，则该值高于5000m/s，在可听频率范围内具有7个分音。如果使用金刚石作为音簧材料，则该值高于16850m/s，仅具有4个可听分音。这清楚表明用贵金属制造标准几何结构的音簧可确保振动的音簧产生具有大量可听分音的丰富声音而不产生刺耳的声音。

还应注意，有利地，尤其在1kHz至10kHz这一人耳最敏感的范围内，相对于钢制音簧的分音数量，利用由诸如金的贵金属制成的音簧，分音的数量更大。

用于表的打点机件或闹钟的特定几何结构的音簧可以是矩形或圆形截面的金属丝，其直径小于1mm，例如约为0.6mm。该金属丝被固定到连接至表盘的音簧载体，并且部分包围表的机芯，该机芯可具有约为12”’1/2的直径。因此，音簧的金属丝描述了具有角度的环形部分的形式的单根发条，该角度例如在180°或更低的角度与360°之间，优选为约330°。

因此，具有上述形状的音簧可以有利地由这样的材料制成，其中弹性模量E除以体积质量ρ的商的平方根小于3300m/s。该材料优选为容易加工而获得所述音簧的黄金、灰金或红金，并且具有主要在1kHz至10kHz范围内的大量分音。利用由此由贵金属丝的单根发条形成的音簧，可以产生“下反角”型声音，这使得音簧更紧凑，以安装在表壳中。利用钢制音簧，必须要有两根金属丝发条，才能实现相同类型的声音。

为了很好地证明使用诸如金的材料替代常规的钢来制造上述形状的音簧的优点，图1和图2示出了由在1kHz至20kHz频率范围内振动的音簧所发出的声音的谱密度的两条曲线。图1示出了由钢制成的音簧，而图2示出了由金制成的音簧。这些图示出了与由振动的音簧产生的声音中的可听分音对应的峰。峰或分音的数量越多，就会有越丰富的声音被人耳的听觉所感知。

在图1中，对于给出模密度η＝0.37kHz^-1的钢制音簧，有7个可听分音。然而，在图2中，对于给出模密度η＝0.47kHz^-1的金制音簧，通常可观测到至少9个可听分音。除了朝向较低频率偏移(对于给定的几何结构)之外，与常规钢制音簧相比，利用金制音簧可以观测到约30％的增益。

应注意，除了所选择的诸如贵金属的材料，必须考虑所述音簧的几何结构，以避免使得在可听频率范围内两个峰彼此太靠近，这是因为，在这种情况下，会感知到刺耳的声音。因此，必须最优化音簧的几何结构，以防止在可听频率范围内出现这样的双峰。例如，可在靠近固定音簧的位置处进行锉削。

通过刚给出的说明，本领域技术人员可以使用除了贵金属之外的满足上述条件的多种材料，制成用于表的打点机件的特定几何结构的音簧，而不脱离由权利要求所限定的本发明的范围。这些所选择的材料必须允许在可听频率范围内可感知至少8个分音。所选择的材料可以是满足上述条件的非贵合金。应注意，其他特性，特别是固有品质因子，控制着用于制造音簧的材料的选择。

Claims (5)

1.一种用于表的打点机件或闹钟的特定几何结构的音簧，所述音簧为将被固定到链接到表盘的音簧载体上的金属丝，其特征在于，所述音簧由这样的材料制成，其中弹性模量被体积质量除的比值的平方根小于3300m/s，以允许在所述音簧被表的撞击锤撞击时振动的音簧产生包括在1kHz至20kHz的可听频率范围内的多个可听分音的丰富声音。

2.根据权利要求1的音簧，其特征在于，所使用的材料是贵金属或贵金属的合金，所述贵金属或所述贵金属的合金选自黄金、灰金、红金、铂、钯或银。

3.根据权利要求2的音簧，所述金属丝的一部件限定角度在180°与360°之间的圆形的部分，以被设置在表壳内部的表机芯周围，其特征在于，其被设计为具有直径小于等于1mm的截面，以使由振动的音簧产生的声音包括大于或等于8个的多个可听分音。

4.根据权利要求2的音簧，其特征在于，所述音簧具有圆形截面并且直径小于1mm，所述金属丝限定将围绕表壳内的表的机芯的一个部件的角度为330°的圆形部分。

5.根据权利要求2的音簧，其特征在于，所述音簧具有圆形截面并且直径等于0.6mm，所述金属丝限定将围绕表壳内的表的机芯的一个部件的角度为330°的圆形部分。

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