CN106919035A - 非接触式工字轮式擒纵机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非接触式工字轮式擒纵机构(1)，包括与擒纵轮(3)协作的调节轮副(5)，擒纵轮在第一盘(30)的外周包括致动器(6)，每个致动器都包括第一冲击部分(61)和第二止挡部分(62)，第一冲击部分和第二止挡部分产生或引导平行于枢转轴线的磁场且设置成经由第一盘以与第二不充磁的软铁磁性盘(7)相吸引的方式工作，该第二不充磁的软铁磁性板与调节轮副成一体，所述机构包括位于第一盘下方但不与其接触的传导性铁磁性板(8)，该板包括利用可变气隙(E)以非接触方式包围第二盘的外周(70)的切口(80)，且闭合包括致动器、第一盘、第二盘和结构(34)的磁路，擒纵轮在该结构中枢转并且该结构承载所述板。

Description

非接触式工字轮式擒纵机构
技术领域
本发明涉及一种钟表擒纵机构，其设置成与用于提供转矩的装置协作并且包括与擒纵轮协作的调节轮副/调速轮副。
本发明还涉及一种包括这种擒纵机构的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机芯的手表。
本发明涉及钟表擒纵机构的领域，更具体地涉及非接触式擒纵机构的领域。
背景技术
本发明涉及一种工字轮式擒纵机构(圆柱形擒纵机构，cylinder escapement)。
Nivarox-FAR S.A.名下的WO专利申请2015/096973 A2公开了一种磁性工字轮式擒纵机构，其中，圆形磁体与调节构件/调速构件(regulating member)成一体。然而，难以制造与游丝摆轮同心的完美圆形磁体。此外，游丝摆轮上的该磁性元件对外部场敏感，所述外部场因此可能干扰手表的操作。
发明内容
本发明提出通过降低同一发明人的磁性工字轮式擒纵机构对外部场的敏感度并且通过使其简单并且制造起来不昂贵来改善所述磁性工字轮式擒纵机构。
为此，本发明涉及根据权利要求1所述的钟表擒纵机构。
本发明还涉及一种包括这种擒纵机构的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机芯的手表。
附图说明
在参考附图阅读下文的详细描述后，本发明的其它特征和优点将显而易见，在附图中：
-图1至4是形成基本构建模块的元件的示意性透视图，并且示出了本发明的原理。
-图5和6在截面图和透视图中示出按该原理构建的根据本发明的钟表擒纵机构。
-图7至21表示各个相继的操作步骤，而图22涉及例如在冲击的情况下施加过高转矩的情形以及根据本发明的机构中所包括的机械止挡部的作用。
-图23是表示包括钟表机芯——该钟表机芯又包括这种类型的擒纵机构——的手表的框图。
具体实施方式
本发明涉及钟表擒纵机构的领域，更具体地涉及非接触式擒纵机构的领域。
机械工字轮式擒纵机构具有在转矩过大的情况下、尤其在冲击的情况下确保安全性的优点，但它们的高摩擦水平显著损害擒纵机构的效率。
本发明使用与基于磁性排斥系统的国际专利申请WO 2015/096973 A2相同的操作序列，但却基于磁性吸引系统。
基于磁性吸引的“基本构建模块”原理在图1至4中示出。
图1示出两块金属板A和B上方的圆柱形磁体M。磁体M通过磁性吸引力FA而被吸向搁置该磁体的金属板A。
该磁体通过未示出的外力而被从右至左、即从板A朝板B推动；箭头F示出磁体M将采取的路径。
在该外力的作用下，磁体M滑动并且移动靠近板A的边缘A1，如图2所示。它不会进一步移动，因为板A的边缘A1与板B的第一边缘B1之间存在过宽的中间空间E：磁体M遇到“空隙”，并且因为它被吸向板A，所以该磁体不会越过/通过中间空间E的空隙。
如果板B如图3所示通过倾向于以第二边缘B2替换板B的第一边缘B1的移动T而移动靠近板A，则从磁体M的角度看两块板A和B之间的空间大幅缩小。
磁体M不再遇到“空隙”并且因此可继续从板A朝板B的由右至左的移动，从而通过缩小的残余空间ER。
图4示出板B上方的磁体M，磁体M通过磁性吸引力FB而被吸向板B。
本发明涉及钟表擒纵机构1，其设置成与诸如发条盒或类似物的用于提供转矩的装置、尤其是驱动马达装置2协作。
擒纵机构1包括与擒纵轮3协作的调节轮副5。
根据本发明，擒纵机构1是磁性工字轮式擒纵机构。擒纵轮3在第一盘30的外周包括致动器6。在本发明的一个特定实施例中，第一盘30由软铁磁性材料制成。
每个致动器6都包括第一冲击部分61和第二止挡部分62。致动器6由磁性部分组成，所述磁性部分可采用两种方式形成：
-利用磁体；
-或作为用于来自磁体的磁场的引导件，所述磁体配置在由可供用于此目的的空间(例如接近擒纵轮的旋转轴线)组成的区域中，这些磁场因此被引导到希望致动器所处的无论何处。
这些第一冲击部分61和第二部分62因此是充磁的或铁磁性的磁场导体，并且设置成各自都引导平行于枢转轴线的磁场，并且设置成经第一盘30以与调节轮副5成一体的第二软铁磁性盘7相吸引的方式工作，所述盘7不被充磁。
这些第一和第二部分61和62在以下说明中被称为第一磁性部分61和第二磁性部分62，不论它们的实施方式如何。
机构1包括位于第一盘30下方且不与其接触的传导性铁磁性板8，其包括利用可变气隙E以非接触方式包围第二盘7的外周70的切口80。板8使包括致动器6、第一盘30、第二盘7和结构34的磁路闭合，擒纵轮3在所述结构34中枢转，并且板8由所述结构34承载。
更具体地，擒纵机构1包括至少一个擒纵轮3，所述擒纵轮在这种用于提供转矩的装置的作用下承受围绕第一枢转轴线D1的旋转转矩，所述旋转转矩的力矩低于或等于名义力矩。
该擒纵机构1包括与调节轮副5成一体的调节构件或谐振器4，所述调节轮副5优选安装成围绕第二真实或虚拟枢转轴线D2枢转。该调节部件或谐振器4尤其属于游丝摆轮类型等。
根据本发明，擒纵机构1形成磁性工字轮式擒纵机构，并且如图5和6所示，擒纵轮3包括多个这样的致动器6，其围绕第一盘30的外周规则地间隔开，特定地但非限制性地，所述第一盘30是与擒纵轮3一体地枢转的软铁磁性磁场导体。这些致动器6中的每一个都包括磁性部分，并且设置成经第一盘30以与至少一个被包括在调节轮副5中并且与其一体地枢转的第二盘7相吸引的方式工作。
该第二盘7是软铁磁性的但不被充磁。
优选地，在附图所示的非限制性的实施例中，各致动器6至少包括：称为冲击磁体的第一磁性部分61，和称为止挡磁体的第二磁性部分62，其产生或引导方向和矢量指向(sense)大致相同且大致平行于擒纵轮3的第一枢转轴线D1的磁场。
更具体地，这些致动器6还包括机械止挡部9。第一磁性部分61、第二磁性部分62和机械止挡部9在关于第一枢转轴线D1的大致相等的半径上彼此跟随/相继地布置。
大致在与第二盘7相同的平面中，擒纵机构1包括配置在第一盘30下方并且不与其接触的传导性铁磁性板8。优选地，板8包括切口80，其以非接触方式包围第二盘7的外周70，以便提供板8与第二盘7之间的气隙。
擒纵轮3包括在结构34的轴承32和33中枢转的轴状部分31。第一盘30、致动器6、第二盘7、板8和结构34的相对布置是这样的，即磁路能以在图5中由附图标记B用虚线示意性地表示的环路的形式闭合。
当致动器6包括机械止挡部9时，调节轮副5包括形成互补机械止挡部的截顶式非铁磁性冠部。
根据本发明，第二盘7包括第一外周区域71，其与板8一起限定出第一气隙E1，该第一气隙E1大于存在于板8与邻近第一区域71的第二外周区域72之间的第二气隙E2。致动器6以及第一气隙E1和第二气隙E2按照上述基本构建模块原理而将尺寸确定为使得第一磁性部分61仅可通过第二气隙E2，而由第一气隙E1阻挡。
更具体地，并且如在附图的非限制性的实施例中可见的，第一区域71是围绕第二枢转轴线D2的具有第一半径R1的圆柱形部段，其与作为具有第二半径R2的圆柱形部段的第二区域72共轴。
优选地但非限制性地，截顶形冠部50与第一区域71重叠并且其开口对应于第二区域72。
调节构件4不包含磁体。
运动学结构通过简化的图7至21示出，图7至21未示出摆轮或游丝，而是仅示出直接与擒纵轮3一起工作的那些构件。
在图7中，系统的状态如下：承受通过发条盒传递的转矩的擒纵轮3将沿顺时针方向旋转，但在此处将停止。摆轮也在游丝的复位作用下沿顺时针方向旋转。
第一致动器6的第一磁性冲击部分61看上去在第一气隙E1处与第二盘7的第一区域71相对，因为它由擒纵轮3迫使离开铁磁性板8的上游部8A。
形成第二磁性止挡部分62的同一第一致动器6的较大部分具有较强磁力并且不离开铁磁性板8。
在该位置，第一磁性冲击部分61处于其已穿透而第二磁性止挡部分62未穿过的最宽的第一气隙E1处。相关的致动器6因此被止挡在气隙E的边缘处。
图8示出正时冲击(time impulse)的开始：摆轮从中性点通过，在此游丝的复位转矩为零，并且第一磁性冲击部分61将开始通过第二盘7的磁吸引而向摆轮施加冲击。擒纵轮3仍然停止。摆轮的顺时针移动通过箭头DB示出。可见第二盘71的第二区域72移动靠近第一磁性冲击部分61。
图9示出正时冲击的结束：第一磁性冲击部分61吸引摆轮并且通过与第二区域72和第二气隙E2协作来关闭气隙，并且因此开放用于可通过第二气隙E2的第二磁性止挡部分62的路径。擒纵轮3仍被止挡，但因此将要开始沿顺时针方向旋转。
通过磁性吸引的冲击F1与恒力相似。
在各图中，箭头DB和F分别表示已经由摆轮和擒纵轮覆盖的路径。
图10示出摆轮的振动和擒纵轮的旋转的开始：摆轮旋转并且擒纵轮3在冲击的作用下向前移动。已通过气隙E的第一致动器6现在叠覆在第二盘70上，而事先叠覆在第二盘70上的第二致动器6现在看上去接近气隙E，但位于第二盘7与铁磁性板8的下游部8B之间。
图11示出摆轮在冲击作用下的旋转，以及通过在冠部50内的第二致动器6的第二磁性止挡部62止挡的擒纵轮3，其中，该致动器6的第一磁性冲击部分61在下游部8B侧覆盖第一气隙E1。应理解的是，每个致动器6都起到与常规机械擒纵机构中的擒纵轮齿相似的作用。
图12对应于摆轮的最大振幅，其中擒纵轮3仍被止挡。
图13示出摆轮的逆时针旋转，其中擒纵轮仍被止挡。
图14示出摆轮的持续逆时针旋转，该旋转倾向于使第二盘7的第二区域72移动靠近第二致动器6，该第二致动器仍等待朝下游部8B穿过。
图15示出在冲击开始之前的时刻的状况，其中第二盘7的第二区域72到达第二致动器6的第一磁性冲击部分61。擒纵轮仍被止挡。
图16示出由第二致动器6的第一磁性冲击部分61施加的冲击的结束。擒纵轮3开始旋转。
图17示出在已转动之后被止挡的擒纵轮3。第二致动器6已通过第二盘7与下游部8B之间的通路，该第二致动器现在位于所述通路上方，并且第三致动器6出现在上游部8A与第二盘7之间的界面处，并且被止挡，仅其第一磁性冲击部分61位于气隙E1上方，而其第二磁性止挡部分62无法通过。
图18示出摆轮的逆时针旋转的结束，其中擒纵轮3仍被止挡。
图19示出摆轮在方向逆转之后的顺时针旋转，擒纵轮仍被止挡，且由第三致动器6阻挡。
图20示出摆轮的持续顺时针旋转，第二区域72移动靠近第三致动器6，并且擒纵轮3被止挡。
图21示出由第三致动器6的第一磁性冲击部分61施加的正时冲击的开始。擒纵轮再次被止挡。
该循环通过回到图7而继续。
显然，在这种非常示意性的说明中，冲击并未完全针对板的同一角位置提供，本领域的技术人员了解如何实现适于擒纵机构的路径以使它们同步。
在转矩过高的情况下，图22示出机械止挡部9和互补止挡部50吸收施加给擒纵轮的转矩的作用。
本发明还涉及一种包括这种擒纵机构的钟表机芯100。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机芯100的手表200。
根据本发明的利用磁性吸引的工字轮式擒纵机构代表相对于利用磁性排斥的工字轮式擒纵机构的进展，因为它对外部磁场不敏感并且制造起来更简单。

Claims (9)

1.一种钟表擒纵机构(1)，其设置成与用于提供转矩的装置(2)协作并且包括至少一个擒纵轮(3)，所述擒纵轮在所述用于提供转矩的装置(2)的作用下承受围绕第一枢转轴线(D1)的旋转转矩，所述旋转转矩的力矩低于或等于名义力矩，并且所述钟表擒纵机构包括与安装成绕第二枢转轴线(D2)枢转的调节轮副(5)成一体的调节构件(4)，所述钟表擒纵机构的特征在于，所述钟表擒纵机构(1)构成磁性工字轮式擒纵机构，并且所述擒纵轮(3)包括多个致动器(6)，所述多个致动器围绕与所述擒纵轮(3)一体地枢转的第一盘(30)的外周规则地间隔开，所述致动器(6)各自都包括充磁的或铁磁性的磁场导体部分，并且各自都设置成经由所述第一盘(30)以与至少一个被包括在所述调节轮副(5)中且与所述调节轮副一体地枢转的第二盘(7)相吸引的方式工作，所述第二盘(7)是软铁磁性的并且不被充磁，每个所述致动器(6)都至少包括：产生或引导方向和矢量指向大致相同且大致平行于所述擒纵轮(3)的所述第一枢转轴线(D1)的磁场的第一磁性冲击部分(61)和第二磁性止挡部分(62)，并且所述钟表擒纵机构(1)在大致与所述第二盘(7)相同的平面中包括布置在所述第一盘(30)下方并且不与该第一盘接触的传导性铁磁性板(8)，所述传导性铁磁性板(8)包括切口(80)，所述切口以非接触方式包围所述第二盘(7)的外周(70)，以便在所述传导性铁磁性板(8)与所述第二盘(7)之间提供可变气隙(E)，并且所述传导性铁磁性板(8)设置成确保由至少一个所述致动器(6)、所述第一盘(30)、所述第二盘(7)和结构(34)形成的磁路的闭合，所述擒纵轮(3)在所述结构(34)中枢转并且所述结构(34)承载所述传导性铁磁性板(8)，并且所述第二盘(7)包括第一外周区域(71)，所述第一外周区域与所述传导性铁磁性板(8)一起限定出第一气隙(E1)，所述第一气隙(E1)大于存在于所述传导性铁磁性板(8)与邻近所述第一外周区域(71)的第二外周区域(72)之间的第二气隙(E2)，并且所述致动器(6)以及所述第一气隙(E1)和所述第二气隙(E2)的尺寸确定为使得，所述第一磁性冲击部分(61)仅能通过所述第二气隙(E2)并且被所述第一气隙(E1)阻挡。
2.根据权利要求1所述的钟表擒纵机构(1)，其特征在于，所述第一外周区域(71)是绕所述第二枢转轴线(D2)的具有第一半径(R1)的圆柱形部段，所述具有第一半径(R1)的圆柱形部段与作为具有第二半径(R2)的圆柱形部段的所述第二外周区域(72)共轴。
3.根据权利要求1所述的钟表擒纵机构(1)，其特征在于，每个所述致动器(6)都在所述第一磁性冲击部分(61)和所述第二磁性止挡部分(62)之后包括机械止挡部(9)，所述机械止挡部设置成在转矩过高的情况下与包括在所述调节轮副(5)中并且形成互补的机械止挡部的非铁磁性的截顶形冠部(50)协作。
4.根据权利要求3所述的钟表擒纵机构(1)，其特征在于，所述截顶形冠部(50)重叠在所述第一外周区域(71)上，并且该截顶形冠部的开口对应于所述第二外周区域(72)。
5.根据权利要求3所述的钟表擒纵机构，其特征在于，所述第一磁性冲击部分(61)、所述第二磁性止挡部分(62)和所述机械止挡部(9)在关于所述第一枢转轴线(D1)的大致相等的半径上一个跟着一个地布置。
6.根据权利要求1所述的钟表擒纵机构(1)，其特征在于，所述调节构件(4)不包含磁体。
7.根据权利要求1所述的钟表擒纵机构(1)，其特征在于，所述第一盘(30)由软铁磁性材料制成。
8.一种钟表机芯(100)，包括根据权利要求1所述的钟表擒纵机构(1)。
9.一种手表(200)，包括至少一个根据权利要求8所述的钟表机芯(100)。
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