CN103097965B - 具有弹性枢轴的振荡机构和用于传递能量的可动元件 - Google Patents
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Abstract
一种用于计时器机芯（1000）的振荡机构（1），包括第一刚性元件（200）和第二刚性元件（600），每一个刚性元件都被固定在所述机芯（1000）的不同元件上并且其中的至少一者相对于另一者是可动的并绕枢转轴线（D）枢转。所述机构（1）是整体和柔性的、具有可变几何形状、包括在所述第一刚性元件（200）与中间刚性元件（400）之间产生弹性连接的第一弹性回复装置（300）以及在所述中间元件（400）与所述第二刚性元件（600）之间产生弹性连接的第二弹性回复装置（500），所述第一弹性回复装置（300）和所述第二弹性回复装置（500）在一个平面（P）上是共面的并且被设计成在所述平面（P）上变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于计时器机芯的振荡机构，所述振荡机构包括第一刚性元件和第二刚性元件，每一个刚性元件都被设计成被固定在所述机芯的不同元件上并且其中的至少一者相对于另一者是可动的并且绕理论枢转轴线枢转。
本发明还涉及一种用于计时器机芯的用于传递能量的可动元件，所述可动元件在所述机芯的至少一个第一发射器可动元件与所述机芯的至少一个第二接收器可动元件之间包括这种振荡机构，所述振荡结构通过绕所述理论枢转轴线枢转而允许至少一个自由度。
本发明还涉及一种包括这种振荡机构的计时器机芯。
本发明还涉及一种包括这种振荡机构的计时器。
本发明还涉及使用这种用于传递能量的可动元件以便减弱计时器机芯中的轮系的一部分的惯性的用途，所述计时器机芯一方面包括擒纵机构且另一方面包括第二可动元件，所述第二可动元件的惯性大于所述擒纵机构的惯性，通过将所述用于传递能量的可动元件直接或者在轮系中插置在所述擒纵机构与所述第二可动元件之间以便允许所述擒纵机构在所述第二可动元件由于每一次冲击被拨动之前快速枢转来实现所述惯性的减弱。
本发明涉及微机械领域且更具体而言涉及钟/表制造领域。
背景技术
用于微机械且特别是用于钟/表制造的振荡机构的制造常常借助于一般由游丝形成的弹性回复装置。在实施起来复杂的同时，这些构件还难以定位并需要有资格的劳动力或/和昂贵的设备。此类游丝一般由钢制成以便具有长的使用寿命并同时具有大的回复力矩。其制造在很大程度上取决于所使用的初始材料的品质，而且还取决于所实现的热处理。为此，游丝的制造非常不易复制并且所有加入它们的机构都必须进行调整或调节。
形状记忆材料类型的弹性回复装置也是已知的，诸如硫化橡胶或某些弹性体。这种类型的弹性块的使用在重型机械工程中是已知的，常常与消音块功能结合或者更一般而言用于减振。除它们难以在微机械中使用的事实外，观察到如果相反地希望在减振最小的情况下维持振荡，则这些缓冲振动和因此缓冲振荡的特性与目标完全背道而驰。
已开发一些带有弹性轮的装置，例如，根据申请人为Rolex的文献CH343 897，手表机构的轮系的可动元件包括弹性连结装置，当擒纵轮静止时或者在其减弱前稍微向后移动期间，所述弹性连结装置在游丝马达的影响下变得绷紧，并在减弱时变松弛以便以作用在具有恒力的一组擒纵叉上，从而减小擒纵轮的齿与一组擒纵叉的擒纵叉瓦的冲击平面之间在每一次冲击移动开始时的减弱。
从申请人为Lambert的文献CH 6659获知带有S形的臂的弹性轮；或者还从申请人为Beiter的文献DE 271 4020获知带有螺旋臂的弹性轮；或者还从申请人为Pierre Kunz的文献EP 1 580 624获知具有可动元件的弹性轮，所述可动元件充分有弹性以经历移位而不改变其轴线中心差异且不改变其啮合比；或者还从申请人为Pierre Kunz的文献EP 1 457 844获知使用由弹性泡沫制成的垫片代替上述案例的弹性臂的弹性轮。还从申请人Alcatel为的文献FR 2 641 351获知带有弹性结构的抗噪音齿轮，并且还从申请人为Siemens的文献EP 1 253 275中获知包括一体的减震器的轮。
发明内容
本发明提出为微机械和钟/表制造领域提供使用传统游丝作为用于维持振荡的装置的可靠替代方案。该替代方案是对于将纳米技术用于微机械生产而言非常有用。
为此，本发明涉及一种用于计时器机芯的振荡机构，所述振荡机构包括第一刚性元件和第二刚性元件，每一个刚性元件都被设计成被固定在所述机芯的不同元件上并且其中的至少一者相对于另一者是可动的并绕理论枢转轴线枢转，其特征在于，所述振荡机构是柔性的，具有可变的几何形状，同时以整体方式生产，并且包括第一弹性回复装置，所述第一弹性回复装置在所述第一刚性元件与中间刚性元件之间产生直接或间接弹性连接，并且包括至少一个第二弹性回复装置，所述第二弹性回复装置在所述中间刚性元件与所述第二刚性元件之间产生直接或间接弹性连接，并且其特征还在于，所述第一刚性元件、所述第一弹性回复装置、所述中间刚性元件、所述第二弹性回复装置和所述第二刚性元件在同一平面上是共面的，并且被设计成在所述平面上变形。
根据本发明的一个特征，所述振荡机构采用蝴蝶型构造，包括由至少一个刚性臂形成的至少一个中间刚性元件，所述刚性臂在配置在所述枢转轴线附近的所述第一刚性元件与形成外围部分的所述第二刚性元件之间延伸，由至少一个第一弹性叶片形成的所述第一弹性回复装置和由至少一个第二弹性叶片形成的所述第二弹性回复装置分别连接到所述臂，所述刚性部分形成基本通过绕所述枢转轴线枢转而可动的中间块。
根据本发明的另一个特征，所述振荡机构采用带有四个颈部的RCC枢轴型构造，包括形成两个未对齐的臂的两个所述刚性中间元件，每一个中间元件都在配置在所述枢转轴线附近的所述第一刚性元件与形成外围部分的所述第二刚性元件之间延伸，由至少一个第一弹性叶片形成的所述第一弹性回复装置和由至少一个第二弹性叶片形成的所述第二弹性回复装置分别连接到所述臂。
根据一个特定特征，所述第一刚性元件或所述第二刚性元件包括用于接收与所述第一弹性回复装置和所述第二弹性回复装置反向施加的冲击的装置，所述第一弹性回复装置和所述第二弹性回复装置共同形成被设计成使所述第一弹性元件绕所述枢转轴线振荡的弹性回复装置，所述弹性回复装置形成将所述振荡机构从柄轴或枢轴上的任何固定件释放的虚拟弹性枢轴，并且所述弹性回复装置包括用于平衡施加在所述第一刚性元件上的力以便保持其瞬时枢转轴线尽可能接近所述枢转轴线的装置。
本发明还涉及一种用于计时器机芯的用于传递能量的可动元件，所述可动元件在所述机芯的至少一个第一发射器可动元件与所述机芯的至少一个第二接收器可动元件之间包括这种振荡机构，所述振荡机构通过绕所述理论枢转轴线枢转而允许至少一个自由度，其特征在于，所述第一弹性回复装置和所述第二弹性回复装置共同形成在第一轴向部分与第二外围部分之间产生直接或间接弹性连接的弹性回复装置，所述第一轴向部分位于所述枢转轴线附近并与所述第一发射器可动元件或第二接收器可动元件协作，并且所述第二外围部分与所述枢转轴线径向隔开并与所述第二接收器可动元件或所述第一发射器可动元件协作，并且所述弹性回复装置根据情况被设计成通过在所述第一轴向部分与所述第二外围部分之间绕与所述枢转轴线平行或重合的第二轴线枢转从而在角偏转期间吸收、储存或释放能量。
根据本发明的一个特征，所述第一轴向部分和所述第二外围部分在自由状态下是共轴的，并且所述弹性回复装置被设计成在所述弹性回复装置的形变期间保持所述第一轴向部分和所述第二外围部分共轴。
本发明还涉及一种包括这种振荡机构的计时器机芯。
本发明还涉及一种包括这种振荡机构的计时器。
本发明还涉及使用这种用于传递能量的可动元件以便减弱计时器机芯中的轮系的一部分的惯性的用途，所述计时器机芯一方面包括擒纵机构且另一方面包括第二可动元件，所述第二可动元件的惯性大于所述擒纵机构的惯性，通过将所述用于传递能量的可动元件直接或者在轮系中插置在所述擒纵机构与所述第二可动元件之间以便允许所述擒纵机构在所述第二可动元件由于每一次冲击被拨动之前快速枢转来完成所述惯性减弱。
附图说明
在阅读以下参照附图的描述后，将更好地理解本发明的其他特征和优点，在附图中：
图1示意性地并根据垂直于理论枢转轴线的平面在剖面图中示出了适合于产生调整机芯的元件的第一实施例中根据本发明的振荡机构；
图2以与图1相似的方式示出了具有比图1大的枢转幅度的形式的该第一模式的一变型；
图3与前图相似地示意性地示出了适合于计时器的擒纵元件、特别是产生一组擒纵叉的第二实施例中根据本发明的振荡机构；
图4与前图相似地示意性地示出了以第一和第二实施例的组合形式的适合于被设计成调整计时器的计时的擒纵机构-振荡器组件的根据本发明的振荡机构；
图5示意性地并在透视图中示出了称为“蝴蝶”的形状的第一变型中结合了这种振荡机构的根据本发明的用于传递能量的可动元件；
图6示意性地并在透视图中示出了称为“带有四个颈部的RCC”的形式的第二变型中结合了这种振荡机构的根据本发明的用于传递能量的可动元件；
图7示意性地并在透视图中示出了简化表示的结合了这种振荡机构的根据本发明的用于传递能量的可动元件；
图8示意性地并在透视图中示出了另一个变型的简化表示的结合了这种振荡机构的根据本发明的用于传递能量的可动元件；
图9以框图的形式示出了结合了机芯的计时器，所述机芯本身包括这种用于传递能量的可动元件和这种振荡的可动元件。
具体实施方式
本发明涉及微机械领域且更具体而言涉及钟/表制造领域。
本发明涉及用于计时器机芯1000的振荡机构1。该振荡机构1包括第一刚性元件200和第二刚性元件600，每一个刚性元件都被设计成被固定在机芯1000的不同元件上且其中的至少一者相对于另一者是可动的并绕理论枢转轴线D枢转。
根据本发明，该振荡机构1是柔性的，具有可变几何形状，同时以整体方式生产。其包括在第一刚性元件200与中间刚性元件400之间产生直接或间接弹性连接的第一弹性回复装置300。其包括在该中间刚性元件400与第二刚性元件600之间产生直接或间接弹性连接的至少一个第二弹性回复装置500。
此外，第一刚性元件200、第一弹性回复装置300、中间刚性元件400、第二弹性回复装置500和第二刚性元件600在平面P上是共面的，并且被设计成优选地在平面P上变形。
在一优选实施例中，如图中可见，第一弹性回复装置300包括至少一个弹性叶片301，并且第二弹性回复装置500包括至少一个弹性叶片501。
在一实施例变型中，第一弹性回复装置300包括相对于枢转轴线D大致呈放射状的多个弹性叶片301，并且第二弹性回复装置500包括相对于枢转轴线D大致呈放射状的多个弹性叶片501。
在本发明的一有利实施方案中，第一弹性回复装置300或/和第二弹性回复装置500包括多个弹性叶片，其形成具有相对于枢转轴线D大致呈放射状的V形的二面角（dihedron），且其V形的尖端指向枢转轴线D。
在图8中可见的一变型中，第一弹性回复装置300或/和第二弹性回复装置500包括被夹置在两个弹性元件800之间的至少一个刚性元件700。
优选而言，振荡机构1相对于通过枢转轴线D且垂直于平面P的对称平面PS是对称的。
如图1至5中可见，本发明的一有利实施例在于，在振荡机构1采用蝴蝶型构造的情况下，包括由在配置在枢转轴线D附近的第一刚性元件200与形成外围部分6的第二刚性元件600之间延伸的至少一个刚性臂12形成的至少一个中间刚性元件400，由至少一个第一弹性叶片8形成的第一弹性回复装置300和由至少一个第二弹性叶片9形成的第二弹性回复装置500分别连接到所述刚性元件，刚性部分12形成基本通过绕枢转轴线D枢转而可动的中间块。
图6中可见的另一有利实施例在于，在振荡机构1采用带有四个颈部的RCC枢轴型构造的情况下，包括形成两个未对齐的臂7的两个这种中间刚性元件400，每一个刚性元件都在配置在枢转轴线D附近的第一刚性元件200与形成外围部分6的第二刚性元件600之间延伸，由至少一个第一弹性叶片8形成的第一弹性回复装置300和由至少一个第二弹性叶片9形成的第二弹性回复装置500分别连接到所述刚性元件。
优选而言，第一弹性回复装置300或/和第二弹性回复装置500具有由用于限制角偏转的装置限制的角偏转。
在另一实施方案中，如图1至4中可见，第二刚性元件600形成相对于底板或包括机芯1000的夹板固定不动的锚固部。当然，第一刚性元件200也可以形成该锚固部。
在该实施方案中，未形成锚固部的刚性元件，在附图中的情况下为第一刚性元件200，包括用于接收与第一弹性回复装置300和第二弹性回复装置500反向的施加的冲击的装置。所述第一弹性回复装置300和第二弹性回复装置500共同形成被设计成使第一刚性元件200绕枢转轴线D振荡的弹性回复装置10。弹性回复装置10形成将振荡机构1从在柄轴或枢轴上的任何固定释放的虚拟弹性枢轴。优选而言，弹性回复装置10包括用于平衡施加在第一刚性元件200上、或/和中间刚性元件400上、或/和第二刚性元件600上的力以便保持其瞬时枢转轴线尽可能靠近枢转轴线D的装置。
有利地，振荡机构1包括止挡装置或至少一个卡爪，以便将其保持在与其平衡位置相距一定距离的位置，其全部或一部分元件组成弹性回复装置10、或/和第一刚性元件200、或/和第二刚性元件600。
优选而言且允许非常精确且同时经济的工业生产，振荡机构1是整体的并由可微加工的材料、或硅、或二氧化硅、或石英、或它们的化合物之一、或源自MEMS技术的合金、或诸如通过“LIGA”工艺而获得的合金、或这些材料的结合制成。优选而言，所选择的材料是杨氏模量大于80,000MPa的刚性材料。这些可微加工的材料使它们自身特别适合诸如上述分层生产，具有至少两层，例如弹性回复装置10的各种构件分布在其上并彼此连结的两层或三层。
在一特定应用中，诸如图1、2和4中可见，由第一构件3形成的中间刚性元件400是调整计时器的组件的具有其弹性中心的机械回转振荡器的摆轮边缘。在此实施例中，有利地，第一刚性元件200或第二构件5是摆轮板并且包括被设计成与诸如图4中可见的一组擒纵叉协作的冲击销22。
在诸如图3中可见的另一特定应用中，第二刚性元件600与计时器的擒纵机构的具有弹性枢轴的一组擒纵叉、或瑞士擒纵叉、或棘爪擒纵叉的擒纵叉轴23一体形成。因此擒纵叉轴被替代。
在这两种特定应用的特别有利且图4中可见的组合形式中，振荡机构1形成被设计成调整计时器的计时的擒纵机构-振荡器组件。因此，其有利地包括用于使被设计成提供维持振荡所需的能量的擒纵轮确定中心的钻孔，这在由可微加工的材料制成的优选实施例中可以保证可动元件彼此之间的相对定位的极高精度。
这种情况下，有利地，振荡机构1由“SOI”晶片的两部分、也就是用于一组擒纵叉及其弹性枢轴并用于回转机械振荡器及其弹性中心的“器件”以及用于锚固一组擒纵叉和机械振荡器并用于擒纵轮的确定中心钻孔的“手柄”制成。
在图中未示出的另一应用中，振荡机构1形成用于计时器的环机构擒纵机构。
在图中未示出的另一应用中，振荡机构1形成可动擒纵元件，该可动擒纵元件在用于计时器的擒纵机构的小齿轮和擒纵轮之间的分界面高度处位于发条盒（spring barrel）与一组擒纵叉之间。
在图中未示出的另一应用中，振荡机构1形成用于计时器的定时器机构的联接器。
在图1至4所示的特定实施例中，振荡机构1包括带有外部装置、特别是机芯1000的底板或夹板的至少一个锚固部。该锚固部形成第二刚性元件600。在这些相似的实施例中，振荡机构1的中间刚性元件400包括至少可在理论枢转轴线D附近绕第一瞬时枢转轴线枢转的第一可动构件3，该第一可动构件3具有相对于该锚固部2或者根据情况与示出了两个锚固部2的图1至3的情况下一样在存在多个锚固部的情况下相对于这些锚固部2确定和固定的位置。振荡机构1的第一刚性元件200在该轴线D附近包括第二构件5。第一构件3和第二构件5彼此直接或间接连接，并且其中之一（第一构件3或第二构件5）包括用于接收由在振荡机构1的外部或内部的马达装置产生的冲击的装置。该冲击被施加以抵抗振荡机构1包括的弹性回复装置10，且弹性回复装置10其被设计成使第一构件3绕第一瞬时枢转轴线振荡。振荡机构1是整体的，并且将振荡机构固定至外部装置的唯一装置由该锚固部2或根据情况多个锚固部2形成。由此，弹性回复装置10形成将振荡机构1从在柄轴或枢轴上的任何固定释放的虚拟弹性枢轴。有利地，这些弹性回复装置10包括用于平衡施加在第一构件3上的力以便保持第一瞬时枢转轴线尽可能接近理论枢转轴线D的装置。
在图1至4的这些特定实施例中，弹性回复装置10包括至少一个第一弹性元件11，其角偏转被限制为第一构件3的一次枢转移动的值。第一构件3的这种枢转移动本身由用于限制相对于源自轴线D的每一条射线的角偏转17并接合每一个锚固部的第一装置决定。优选而言，每一个第一弹性元件11都具有比第一构件3低很多的刚性，其相对于第一构件3的刚性比率小于0.30。在该特定实施例的一优选实施方案中，如图1和2中可见，至少一个且优选每一个第一弹性元件11都相对于轴线D径向地延伸并从锚固部2向上延伸到第一构件3，如图1中可见，或者向上延伸到直接或间接连接到第一构件3的第三构件6，如图2中可见。
在图1至4的该特定实施例和图5的实施例且特别对于由交替的变形产生的应力具有抵抗力的一有利实施例中，第一弹性元件11具有二面角的形式并且形状为V形或截顶V形。该V形的尖端指向轴线D。第一弹性元件11包括第一弹性臂12，该第一弹性臂12相对于轴线D从锚固部2朝轴线D径向地向上延伸到位于第二构件5附近的连接表面7。该连接表面7可以缩减为其最简单的表现方式，也就是点状。第一弹性元件11还包括第二弹性臂13，该第二弹性臂13相对于轴线D从连接表面7径向地向上延伸到第一构件3或者向上延伸到直接或间接连接到第一构件3上的第三构件6，如图2中可见。在一特别优选的实施例中，第一弹性臂12和第二弹性臂13是等同的。优选而言，它们相对于源自理论轴线D的径向射线是对称的。
在图2的变型中，在具有较大枢转幅度的形式中，弹性回复装置10包括直接或间接插置在第一弹性元件11与第一构件3之间的至少一个第二弹性元件14。第二弹性元件14的角偏转并不被限定成一方面由用于限制角偏转17的装置决定的第一构件3的枢转移动与另一方面弹性元件11所允许的角间隙之间的差异。应理解，就第一构件3的枢转角偏转而言，其基本等于关联在一起的第一弹性元件11和第二弹性元件14的角偏转的总和。在附图的示例中，该第一元件11和该第二元件14具有相似的几何形状和刚性特征，具有约+/-15°的偏转，因此，第一构件3具有约+/-30°的偏转。关于第一弹性元件，每一个第二弹性元件14都有利地具有比第一构件3低很多的刚性，其相对于第一构件3的刚性比率小于0.30。在图2的实施例中，振荡机构1包括至少一个第三构件6，该第三构件6通过至少一个第一弹性元件11连接到锚固部2并通过至少一个第二弹性元件14连接到第一构件3。
优选而言，相同振荡机构1的所有第一弹性元件11都是等同的。优选而言，同一振荡机构1的所有第二弹性元件14都是等同的。优选而言，当振荡机构1包括第三构件6时，同一振荡机构1的所有第三构件6都是等同的。
回到与第一弹性元件11相似的第二弹性元件14，其优选相对于轴线D径向地延伸并从第一弹性元件11或插置在第二构件6与第一构件3之间的第三构件6向上延伸到第一构件3。
在图2的变型中，称为二面角的第二弹性元件14呈V形或截顶V形的形式。该V形的尖端指向轴线D。第二弹性元件14包括第一弹性臂15，该第一弹性臂15相对于轴线D从第一弹性元件11或第三构件6朝轴线D径向地向上延伸到位于第二构件5附近的连接平面7A。且其还包括第二弹性臂16，该第二弹性臂16相对于轴线D从连接表面7A径向地向上延伸到第一构件3或者向上延伸到直接或间接连接到第一构件3的另一个构件。该连接表面7A也可以缩减为其最简单的表现方式，也就是点状。在一特别优选的实施例中，第一弹性臂15和第二弹性臂16是等同的。优选而言，它们相对于源自轴线D的射线是对称的。
在图2中可见的一有利实施例中，第一弹性元件11的第一弹性臂和第二弹性臂13以及第二弹性元件14的第一弹性臂15和第二弹性臂16彼此全部是等同的。优选而言，它们相对于源自轴线D的射线两个两个地对称。
优选而言，第一构件3通过至少一个臂8且优选通过多个臂8刚性地连接到第二构件5。优选而言，每个臂8都具有大于各弹性回复装置10的刚性。
总之，将在图2的该变型中，振荡机构1包括至少一个第三构件6，该第三构件6通过至少一个第一弹性元件11连接到锚固部2并通过至少一个第二弹性元件14连接到第一构件3。第三构件6通过至少一个刚性臂8刚性地连接到第二构件5。因此，第二构件5与第三构件6或根据情况多个第三构件6并且与臂8或根据情况多个臂8形成第二刚性可动元件9，该第二刚性可动元件9可通过绕非常接近轴线D的第二瞬时枢转轴线枢转而移动。弹性回复装置10包括用于平衡施加在第二可动元件9上的力以便保持第二瞬时枢转轴线尽可能接近理论枢转轴线D的装置。
以优选方式，如图1至3中可见，振荡机构1包括两个带外部装置、例如带底板的固定点或其他装置的锚固部2、2A。这两个锚固部2、2A优选相对于轴线D是对称的。
有利地，为了补偿所有的力，以便使第一构件的第一瞬时枢转轴线尽可能接近轴线D，振荡机构1在处于自由状态且静止时相对于垂直于轴线D并通过至少一个锚固装置2的对称平面PS（这里为P1）是对称的。
本着相同的目的，振荡机构1在处于自由状态且静止时优选相对于垂直于轴线D并在其包括以此方式配置的两个锚固部时垂直于连接两个锚固部2；2A的直线的另一个对称平面PS（这里为平面P2）是对称的。
在一结合这两种对称的优选实施例中，振荡机构1在处于自由状态且静止时相对于轴线D是对称的。
更一般而言，振荡机构1可以包括带有外部装置的多个锚固部2，其多组擒纵叉彼此之间且相对于轴线D是等距的。
优选地，如图1至4中可见，振荡机构1包括在每一个锚固部2的两侧成对地分组的多个第一弹性元件11。
优选地，如图2中可见，振荡机构1包括在至少一个支承区19的两侧成对分组的多个第二弹性元件14，这些第二弹性元件14经由所述支承区19附接到第一构件3。
当振荡机构1包括通过至少一个第一弹性元件1连接到锚固部2并通过至少一个第二弹性元件14连接到第一构件3的至少一个第三构件6时，其有利地在第一构件3的高度处包括用于限制第三构件6的角偏转的第二装置18。且锚固部2同样形成用于在侧面6A、6B的高度处限制第三构件6的角偏转的其他装置。
优选地，第一构件3相对于轴线D的惯性范围大于第二构件5相对于同一轴线的惯性范围。
在一有利、刚性实施例中，第一构件3和第二构件5以薄叶片或薄柔性叶片的晶格形式生产。
在一有利、刚性实施例中，第三构件6以薄叶片或薄柔性叶片的晶格形式生产。
第一构件3和第三构件6也可以较重，根据这些构件所需的惯性水平而定。
在图中所示的优选实施例中，振荡机构1的构件的弹性变形基本是平面的，所有构件都根据同一平面或者根据彼此平行的平面弹性地变形。在与运动学相关的特定要求的情况下，同时保持基本平坦的第三构件3，在附图未示出的一实施例变型中，可以将振荡机构1设计成使得其一些构件的弹性变形构成根据第一构件3的平面P的法线的构件。
在一特定实施例中，在附图未示出的一实施例中，弹性回复装置10分布在多个平行层上，并且组成它们的元件设置且彼此结合成允许第一可动构件3的角偏转具有比由构件的偏转以及它们可以彼此提供的支承位置所允许的幅度大的幅度。因此可以产生任何幅度，特别是大于第一构件3的一次360°回转。
对于某些特定应用，振荡机构1包括止挡装置或至少一个卡爪以便将组成弹性回复装置10的所有或部分元件保持在距其平衡位置一定距离的位置，或者还将第一可动构件3保持在距其平衡位置一定距离的位置，或者还将第二可动元件9保持在距其平衡位置一定距离的位置。
本发明涉及这种振荡机构1用于生产用于传递能量的可动元件100以便减弱计时器机芯1000或机芯10000中的轮系的一部分的惯性的用途。
本发明特别涉及这种可动元件用于向具有恒力的机构传递能量的应用，其中用于传递能量的可动元件100在计时器的发条盒和擒纵机构之间形成称为“缓冲器”的蓄能器，从而允许将恒定力矩传递到擒纵机构。本领域技术人员将易于能够使用根据本发明的可动元件以便将其一体形成在诸如文献“Théorie générale de l’horlogerie,de Léopold Defossez,ChambreSuisse de l’Horlogerie,La Chaux-de-Fonds”，（钟/表制造的一般理论），volume II,page129中所述的Jeanneret型的具有恒力的装置中。
本发明还允许轮系的一部分的惯性的减弱：在陶比伦旋转机构的情况下，例如，待通过每一次冲击被拨动的轮系的惯性大并且损害擒纵机构的效率。插置在具有大惯性的元件与擒纵机构之间的根据本发明的柔性轮使擒纵机构可以在大惯性运动前快速移位，这样，实际上提高了擒纵机构的效率。本申请特别新颖并且有利地利用了根据本发明的可动元件的紧凑性。
如果本发明对于蓄能有用，则在正确时刻将其输送到接收器可动元件前，其对于保护机芯的易碎元件免受冲击或者更一般而言免受高加速度而言也是完全有利的。特别地，其用于保护易碎的擒纵机构免受冲击的应用是有效的。事实上，在停止期间或者在指针上的冲击期间，传递到轮副中的力矩会瞬间比发条盒的力矩大很多。如果可动元件典型地具有由易碎材料诸如硅或通过MEMS技术获得或者通过“LIGA”工艺获得的另一种材料等制成的擒纵机构，其可能是极端骨骼化的以便将其减轻，则存在断裂的风险。被小心地放入轮系中的根据本发明的可动元件100的柔性可以吸收一部分冲击能量。发现根据专利OMEGA EP1870784的轮提供了对这种情况的类似保护，但是差别在于，本发明可以使用刚性、不可变形的外围部分，这在涉及装齿的情况下是有利的，如图5和6中可见。
所开发的最有利的功能是：
-在冲击期间或者在正常操作中摩擦联接器的保护；
-由于与以上要点相同的原因，摩擦联接器在冲击期间可以瞬时地滑动：外部冲击或擒纵机构的停止。例如在计时器的情况下，轮副中的柔性可以减小经联接器传递的瞬时力矩峰值；
-无游隙的传动装置：通过角向回复游丝而彼此连接的两个面的叠加，以便夹置小齿轮的齿。
所使用的装置可以包括在小齿轮的轴线上自由枢转的面，或在该面的轴线上枢转的小齿轮，回复游丝（螺旋游丝或螺线游丝）位于小齿轮与该面之间。
可以采用多种类型的柔性引导器，引导和柔性因此被结合：
-柔性臂
-蝴蝶形式的弹性系统，如图5中可见；
-带有四个颈部的RCC（间接中心顺从性）枢轴，诸如图6中可见。
在一优选应用中，如附图且特别是图5至9中可见，本发明涉及一种用于计时器机芯1000的用于传递能量的可动元件100，并且该用于传递能量的可动元件100在一方面所述机芯1000的至少一个第一发射器可动元件2E与另一方面机芯100的至少一个第二接收器可动元件3R之间包括这种振荡机构1。可动元件1通过绕理论枢转轴线D枢转而包括至少一个自由度。
根据本发明，第一弹性回复装置300和第二弹性回复装置500共同形成在第一轴向部分200与第二外围部分600之间产生直接或间接弹性连接的弹性回复装置10。第一轴向部分200位于枢转轴线D附近并与第一发射器可动元件2E或第二接收器可动元件3R协作，并且第二外围部分600与枢转轴线D径向隔开并与第二接收器可动元件3R或第一发射器可动元件2E协作。这些弹性回复装置10被设计成根据情况通过在第一轴向部分200与第二外围部分600之间绕与枢转轴线D平行或一致的第二轴线D1枢转而吸收、储存或释放角偏转期间的能量。优选而言，第一轴向部分200和第二外围部分600在自由状态下是共轴的，并且弹性回复装置10也被设计成在弹性回复装置10的变形期间保持第一轴向部分200和第二外围部分600共轴。
根据本发明的一特征，第二外围部分600是刚性且不可变形的。
根据本发明的一特征，由弹性回复装置10产生的弹性连接在垂直于理论枢转轴线D的平面内基本是共平面的。
根据本发明的一特征，由于第二外围部分600的枢转的角偏转为数度或数十度。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10包括在所述第一轴向部分200与所述第二外围部分600之间延伸的至少一个臂70，并且该臂70包括至少一个弹性部分。
根据本发明的一特征，臂70是弹性的。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10包括至少一个臂70，该臂70包括在第一轴向部分200与第二外围部分600之间延伸的至少一个刚性部分120，至少一个第一弹性叶片80和至少一个第二弹性叶片90分别连接到所述臂70。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10包括多个这种臂70，所述臂70位于彼此平行或重合的平面内并且全部垂直于理论枢转轴线D。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10包括至少一个臂70，该臂70包括在第一轴线部分200与第二外围部分600之间延伸的多个刚性部分120，第一刚性部分120A的至少一个第一弹性叶片80A和第二刚性部分120B的至少一个第二弹性叶片90B分别连接到所述臂70，这些刚性部分120仅通过弹性部分130彼此连接。
根据本发明的一特征，该弹性部分130包括至少一个弹性叶片140。
根据本发明的一特征，如图5中可见，用于传递能量的可动元件100采用包括至少一个臂70的蝴蝶型构造，所述臂70包括在所述第一轴向部分200与所述第二外围部分600之间延伸的至少一个刚性部分120，至少一个第一弹性叶片80和至少一个第二弹性叶片90分别连接到所述臂70，刚性部分120形成基本通过绕理论枢转轴线D枢转而移动的中间块。
根据本发明的一特征，如图6中可见，用于传递能量的可动元件100采用带有四个颈部的RCC枢轴型构造，包括未对齐的两个臂70，每一个臂都包括在第一轴向部分200与第二外围部分600之间延伸的至少一个刚性部分120，至少一个第一弹性叶片80和至少一个第二弹性叶片90分别连接到所述臂70。
根据本发明的一特征，两个臂70之间形成大致在理论枢转轴线D上确定中心并且接近90°的角度。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10具有被限制为第一部分200相对于第二部分600的枢转移动，所述枢转移动由用于限制角偏转的装置决定。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10具有比第一部分200和第二部分600的刚性小很多的刚性，其相对于第一部分200或第二部分600的刚性中的最低者的刚性比率小于0.30。
根据本发明的一特征，弹性回复装置10由相对于理论枢转轴线D基本呈放射状的叶片形成。
在图中未示出的本发明的一变型中，弹性回复装置中的至少一个以螺旋游丝的形式产生。在一特定实施例中，振荡机构1是由硅等制成的整体螺旋摆轮。
根据本发明的一特征，用于传递能量100的可动元件由可微加工的材料、或硅、或石英或它们的混合物之一、或源自MEMS技术的合金、或诸如通过“LIGA”工艺的合金、或至少部分为非晶态的材料制成。在一特定实施例中，其由这些材料中的一部分的结合制成，该材料为杨氏模量大于80,000MPa的刚性材料。
本发明还涉及一种包括至少一个这种用于传递能量的可动元件100的计时器机芯1000。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机芯、或/和至少一个这种用于传递能量的可动元件100、或/和至少一个这种振荡机构1的计时器10000。
应理解的是，本发明的应用领域极广。
本发明可以避免制造和调节或甚至与诸如螺旋游丝的某些构件相关的装配和连接的难度。其提供了生成质点游丝型机械振荡器的问题的一种很紧凑的解决方案。本发明可以生产厚度很低的机构并且容许计时器中的新设备的可能性，特别是对于一直以来与消费者有关的体积复杂性。不设置枢轴的可能性代表钟/表制造的重大技术进步。
由于可微加工的材料、特别是硅或二氧化硅等的使用，制造精度很高。对质量且尤其是惯性的控制是彻底的。这标志着使用本发明的直接结果是计时器上的调节的极大简化，也就是调节的减少。
当然，该技术可以在纳米技术的领域中直接用于生产回转致动器、振荡器等。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于减弱计时器机芯中的轮系的一部分的惯性的用途，所述计时器机芯一方面包括擒纵机构且另一方面包括第二可动元件，所述第二可动元件的惯性大于所述擒纵机构的惯性，通过将所述用于传递能量的可动元件直接或者在轮系中插置在所述擒纵机构与所述第二可动元件之间以便允许所述擒纵机构在所述第二可动元件由于每一次冲击被拨动之前快速枢转来完成所述惯性减弱。
本发明还涉及用于传递能量的可动元件100在所述第二可动元件是陶比伦旋转机构或转盘式旋转机构（carousel）的情况下的用途。
本发明还涉及用于传递能量的可动元件100在所述擒纵机构包括由这种用于传递能量的可动元件100形成的擒纵轮的情况下的用途。
本发明还涉及使用这种用于传递能量的可动元件100以便通过产生计时器机芯的轮系的元件中形式为所述用于传递能量的可动元件100的至少一个元件从而在冲击或高加速度或者在擒纵机构的停止期间传递至所述轮系的力矩瞬时地比为所述机芯馈送能量的发条盒的力矩高很多时吸收所述轮系中的过剩能量的用途。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于包括擒纵机构的所述计时器机芯的用途，其特征在于，所述擒纵机构包括由所述用于传递能量的可动元件100形成的擒纵轮。
本发明还涉及使用这种用于传递能量的可动元件100以便通过产生计时器机芯的轮系的所述元件中形式为所述用于传递能量的可动元件100的至少一个元件从而在由于冲击或高加速度或者在擒纵机构的停止期间传递至所述轮系的力矩瞬时地比为所述机芯馈送能量的发条盒的力矩高很多时吸收包括所述轮系和至少一个摩擦联接器的计时器机芯中的过剩能量、从而减小经所述摩擦联接器传递的瞬时力矩峰值的用途。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于包括至少一个摩擦联接器的计时器的所述计时器机芯的用途。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于计时器机芯的用途，所述计时器机芯在用于蓄能的发条盒与擒纵机构之间包括轮系，所述轮系包括至少一个所述用于传递能量的可动元件100以便在所述发条盒与所述擒纵机构之间形成蓄能缓冲器，从而向所述擒纵机构传递恒定力矩。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于计时器机芯的用途，所述计时器机芯包括通过由所述用于传递能量的可动元件100形成的角向回复游丝彼此连接的两个面，以便夹置小齿轮的齿并在无游隙的情况下形成啮合机构。
本发明还涉及将这种用于传递能量的可动元件100用于计时器机芯中的用途，其中所述机芯1000的所述第一发射器可动元件2E或所述第二接收器可动元件3R被保持相对于所述计时器机芯所包括的底板或夹板固定在固定部中。
当然，本发明并不限于所说明的示例，而是能够具有对于本领域技术人员而言将显而易见的各种变型和改型。
Claims (23)
1.一种用于计时器机芯(1000)的振荡机构(1)，所述振荡机构(1)包括第一刚性元件(200)和第二刚性元件(600)，每一个刚性元件被设计成被固定在所述计时器机芯(1000)的不同元件上并且刚性元件中的至少一者相对于另一者是可动的并绕理论枢转轴线(D)枢转，所述振荡机构(1)是柔性的、具有可变的几何形状、同时以整体方式生产，并且所述振荡机构(1)包括第一弹性回复装置(300)，所述第一弹性回复装置(300)在所述第一刚性元件(200)与中间刚性元件(400)之间产生直接或间接弹性连接，并且所述振荡机构(1)包括至少一个第二弹性回复装置(500)，所述第二弹性回复装置(500)在所述中间刚性元件(400)与所述第二刚性元件(600)之间产生直接或间接弹性连接，并且，其特征在于，所述第一刚性元件(200)、所述第一弹性回复装置(300)、所述中间刚性元件(400)、所述第二弹性回复装置(500)和所述第二刚性元件(600)在一个平面(P)上是共平面的并且被设计成在所述平面(P)上变形，所述振荡机构(1)采用蝴蝶型构造，包括由至少一个刚性臂(12)形成的至少一个中间刚性元件(400)，所述刚性臂(12)在配置在所述枢转轴线(D)附近的所述第一刚性元件(200)与形成外围部分(6)的所述第二刚性元件(600)之间延伸，由至少一个第一弹性叶片(8)形成的所述第一弹性回复装置(300)和由至少一个第二弹性叶片(9)形成的所述第二弹性回复装置(500)分别连接到所述臂，所述刚性臂(12)形成基本通过绕所述枢转轴线(D)枢转而运动的中间块。
2.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述第一弹性回复装置(300)包括多个弹性叶片(301)，所述多个弹性叶片(301)相对于所述枢转轴线(D)呈放射状，并且所述第二弹性回复装置(500)包括相对于所述枢转轴线(D)呈放射状的多个弹性叶片(501)。
3.根据权利要求2所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述第一弹性回复装置(300)的多个弹性叶片(301)和所述第二弹性回复装置(500)的多个弹性叶片(501)形成相对于所述枢转轴线(D)呈V形放射状的二面角并且所述V形的尖端指向所述枢转轴线(D)。
4.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述第一弹性回复装置(300)和/或所述第二弹性回复装置(500)具有由用于限制角偏转的装置限制的角偏转。
5.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述第二刚性元件(600)形成相对于底板或者相对于包括所述计时器机芯(1000)的夹板固定不动的一组锚固部，并且所述第一刚性元件(200)或所述第二刚性元件(600)包括用于接收与所述第一弹性回复装置(300)和所述第二弹性回复装置(500)反向的施加的冲击的装置，所述第一弹性回复装置(300)和所述第二弹性回复装置(500)共同形成被设计成使所述第一弹性元件(200)绕所述枢转轴线(D)振荡的弹性回复装置(10)，所述弹性回复装置(10)形成将所述振荡机构(10)从柄轴或枢轴上的任何固定件释放的虚拟弹性枢轴，并且所述弹性回复装置(10)包括用于平衡施加在所述第一刚性元件(200)上的力以便保持其瞬时枢转轴线尽可能接近所述枢转轴线(D)的装置。
6.根据权利要求5所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述振荡机构(1)包括止挡装置，以便将其保持在与其平衡位置相距一定距离的位置，其全部或一部分元件组成弹性回复装置(10)、或/和第一刚性元件(200)、或/和所述第二刚性元件(600)。
7.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述振荡机构(1)由可微加工的材料制成，所述材料是杨氏模量大于80,000MPa的刚性材料。
8.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述中间刚性元件(400)是调整所述计时器的组件的具有其弹性中心的机械回转振荡器的摆轮边缘，并且所述第一刚性元件(200)是所述摆轮的主夹板，并且包括被设计成与一组擒纵叉协作的冲击销(22)。
9.根据权利要求8所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述振荡机构(1)形成被设计成调整计时器的计时的擒纵机构-振荡器组件。
10.根据权利要求1所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述第二刚性元件(600)与所述计时器的擒纵机构的具有弹性枢轴的一组擒纵叉的擒纵叉轴(23)一体形成。
11.根据权利要求8所述的振荡机构(1)，其特征在于，所述振荡机构(1)包括用于将被设计成提供维持振荡所需的能量的擒纵轮确定中心的钻孔，并且，所述振荡机构(1)由“SOI”晶片的两部分制成、也就是由用于所述一组擒纵叉及其弹性枢轴并用于所述机械回转振荡器及其弹性中心的“器件”以及用于固定所述一组擒纵叉和所述机械回转振荡器并用于擒纵轮的所述确定中心的钻孔的“手柄”制成。
12.一种包括至少一个用于传递能量的可动元件(100)的计时器机芯(1000)，所述可动元件(100)在所述计时器机芯(1000)的至少一个第一发射器可动元件(2E)与所述计时器机芯(1000)的至少一个第二接收器可动元件(3R)之间包括根据权利要求1所述的振荡机构(1)，所述振荡机构(1)通过绕所述理论枢转轴线(D)枢转而允许至少一个自由度，其特征在于，所述第一弹性回复装置(300)和所述第二弹性回复装置(500)共同形成在第一轴向部分与第二外围部分之间产生直接或间接弹性连接的弹性回复装置(10)，所述第一轴向部分位于所述枢转轴线(D)附近并与所述第一发射器可动元件(2E)或所述第二接收器可动元件(3R)协作，并且所述第二外围部分与所述枢转轴线(D)径向隔开并与所述第二接收器可动元件(3)或所述第一发射器可动元件(2E)协作，并且所述弹性回复装置(10)根据情况被设计成通过在所述第一轴向部分与所述第二外围部分之间绕与所述枢转轴线(3R)平行或重合的第二轴线(D1)枢转从而在角偏转期间吸收、储存或释放能量。
13.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述第一轴向部分和所述第二外围部分在自由状态下是共轴的，并且所述弹性回复装置(10)也被设计成在所述弹性回复装置(10)的形变期间保持所述第一轴向部分和所述第二外围部分共轴。
14.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述计时器机芯(1000)的所述第一发射器可动元件(2E)或所述第二接收器可动元件(3R)被保持成相对于所述计时器机芯(1000)的底板或者夹板固定在一组擒纵叉中。
15.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述第二刚性元件(600)形成相对于底板或者相对于包括所述计时器机芯(1000)的夹板固定不动的一组擒纵叉。
16.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，所述计时器机芯(1000)包括轮系以及擒纵机构和第二可动元件，所述第二可动元件的惯性大于所述擒纵机构的惯性，并且所述用于传递能量的可动元件(100)被直接或者在轮系中插置在所述擒纵机构与所述第二可动元件之间，从而允许所述擒纵机构在所述第二可动元件由于每一个冲击被拨动之前快速枢转以便减弱所述轮系的一部分的惯性。
17.根据权利要求16所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述擒纵机构包括由所述振荡机构(1)形成的擒纵轮。
18.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述计时器机芯(1000)包括擒纵机构和轮系，通过产生所述轮系的元件中形式为所述振荡机构(1)的至少一个元件以便当由于冲击或高加速度或者在擒纵机构的停止期间传递至所述轮系的力矩瞬时地比为所述计时器机芯馈送能量的发条盒的力矩大很多时吸收所述轮系中的过剩能量。
19.根据权利要求18所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述擒纵机构包括由所述振荡机构(1)形成的擒纵轮。
20.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述计时器机芯(1000)包括轮系、擒纵机构和至少一个摩擦联接器，通过产生所述轮系的元件中形式为所述振荡机构(1)的至少一个元件以便吸收所述计时器机芯(1000)中的过剩能量，从而当由于冲击或高加速度或者在擒纵机构的停止期间传递至所述轮系的力矩瞬时地比为所述计时器机芯馈送能量的发条盒的力矩高很多时减小经所述摩擦联接器传递的瞬时力矩峰值。
21.根据权利要求20所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述计时器机芯(1000)是包括至少一个摩擦联接器的计时器的机芯。
22.根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)，其特征在于，所述计时器机芯在用于蓄能的发条盒与擒纵机构之间包括轮系，所述轮系包括至少一个所述振荡机构(1)以便在所述发条盒与所述擒纵机构之间形成蓄能缓冲器，从而向所述擒纵机构传递恒定力矩。
23.一种计时器(10000)，包括至少一个根据权利要求1所述的振荡机构(1)或根据权利要求12所述的计时器机芯(1000)。
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