CN108139712B - 用于机械钟表机芯的振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节机械钟表机芯的振荡器，该振荡器（1）包括擒纵轮（5）和形成振荡器（1）的时基的共振器（3）；共振器（3）包括由至少两个振动元件（31）保持振荡的质量元件（32）；所述质量元件（32）包括刚性地连接至所述质量元件（32）的至少一个锚定部分（4），并且该至少一个锚定部分构造成与所述擒纵轮（5）直接接合以便保持所述共振器（3）的振荡，并且允许所述擒纵轮（5）随着每次振荡的交替而移动；所述第一共振器（3）还包括基座（2），所述基座旨在以静止或可移动的方式安装在所述钟表机芯上；所述质量元件（32）仅通过所述振动元件（31）由所述基座（2）支撑。

Description

用于机械钟表机芯的振荡器

技术领域

本发明涉及一种用于控制钟表机芯的振荡器，该振荡器允许振荡频率高达5kHz，并且该振荡器在佩戴时具有更好的稳定性和运行精度。该振荡器还允许更高的品质因数Q，同时减少调谐需求。该振荡器被设计成替代常规的振荡器，该振荡器尤其包括游丝摆轮组件和在其自身轴线上枢转的其锚定擒纵机构。本发明还涉及包括这种振荡器的钟表机芯。

背景技术

在钟表装置机芯中，擒纵机构的功能是将其自身由主发条驱动的齿轮系接收的能量传递到由游丝摆轮组件构成的共振器。该擒纵机构通常包括围绕在板中枢转的轴线振荡的独立锚定件。由承载与锚定件的每个角紧靠的销的板构成的在锚定件与共振器之间的机械连接相对复杂。此外，游丝摆轮组件需要微妙的调节。最后，这种共振器通常最多限制于10Hz的振荡频率。

US3440815公开了一种擒纵装置，该擒纵装置包括与振动构件一体的锚定件，其中，该锚定件以其垂直于擒纵轮的平面振荡的方式布置。通过嵌入或焊接将锚定件固定在通过其端部嵌入在刚性支撑件中的振动叶片的端部处。可以使用音叉或从音叉得到的共振器来代替振动叶片，其中一个分支承载锚定件并且另一个分支与第一分支同步地自由振荡。

文献CH442153描述了一种擒纵机构，该擒纵机构包括充当主共振器的音叉和充当次级共振器的振动叶片，其端部固定有设置有相对于擒纵轮的中心直径相对的两个棘爪石的锚定件。在擒纵轮的齿部抵抗一个提升件的冲击的作用下，振荡叶片振荡，其振荡的幅度允许该锚定件轻轻地敲击音叉的一个分支的端部，该端部又以其自己的频率振荡。

文献WO2013045573描述了一种机械共振器，该机械共振器包括与可移动地安装以旋转并且其角位置可以锁定和解锁擒纵轮的锚定件协作的音叉振荡器。该共振器的缺点在于，安装在音叉的分支上的构件与该锚定件的元件（在这种情况下为音叉）之间的所谓自由操作所需的间隙在振荡器的每次交替时产生失相。这些相位在制表领域被已知为丢失路径。另一方面，部件的数量及其设置使该系统的实施非常纤细易碎。

在文献EP2645189中提出的上述文献的改进变型中，特别是在图11中，锚定件可移动地安装在弹性臂上并且以常规方式与摆轮协作以计数后者的振荡。为了尽可能少地干扰共振器的振荡，特别是在垂直位置，锚定部件应尽可能轻。支撑锚定件的臂可以具有双稳态类型的行为，在每次交替时具有非常高能量密度的构造，并且当从齿轮接收到的能量小于从一个双稳态传递到另一个双稳态所需的能量时，这不会允许保持钟摆的振荡。

文献EP2911012公开了一种通过机芯上的固定基座在柔性叶片上保持振荡的机械共振器，其中柔性叶片允许共振器围绕虚拟旋转点振荡。该文献提供了为活动部件配备具有板销的常用功能以与擒纵机构协作的构件的可能性。因此，本发明的构造总是包括与共振器分开的锚定件，这不会减少部件的数量和部件之间每次接触时的破坏性摩擦的数量。

发明内容

本发明涉及一种用于调控机械钟表机芯的振荡器，该振荡器包括擒纵轮和构成振荡器时基的共振器；其中，所述共振器包括通过至少两个振动元件保持振荡的质量元件；其中，所述质量元件包括至少一个锚定部件，所述至少一个锚定部件与所述质量元件成一体并且被构造成直接与所述擒纵轮协作以保持所述共振器的振荡并且使得所述擒纵轮在每次振荡交替时移动；其中，所述第一共振器还包括设计成可固定或可移动地安装在所述钟表机芯上的基座；其中，所述质量元件仅通过振动元件由所述基座支撑。

机械机芯意指使用调控机构、特别是钟表机芯的主轮的任何制表机构，而且还意指使用这种调控装置的任何附加轮或模块，不管它是否使用相同的时基，例如计时码表、例如在警报或微小重复的机构中遇到的敲击机构、天文系，但不限于这些机构。

根据本发明的振荡器允许高的振荡频率并且在佩戴时振荡器的更好的稳定性和运行精度。

在本发明的振荡器中，所述锚定部分与所述质量元件形成一体。因此与常规的振荡器相比，本发明的振荡器占用面积小并且需要较少数量的部件，特别是与配备有常规游丝摆轮、锚定件和擒纵轮的振荡器相比。

附图说明

本发明的实施例在附图所示的描述中指出，其中：

图1表示根据一个实施例的包括具有振动元件的共振器的振荡器的透视图；

图2示出根据一个实施例的共振器；

图3示出根据另一个实施例的共振器；

图4示出根据又一个实施例的共振器；

图5示意性地示出振动元件的不同形态；

图6示出根据一个实施例的具有振动元件的共振器；

图7示出根据另一个实施例的具有振动元件的共振器；

图8、9a、10和11示出根据各种实施例的具有振动元件的共振器；

图9b示出根据一个实施例的与擒纵轮协作的共振器；

图10示出根据另一个实施例的振荡器；

图11示出图10的振荡器的共振器的细节；

图12a至图12d示出根据其他实施例的振荡器；

图13示出振荡器的另一种构造；

图14表示根据另一个实施例的振荡器；

图15a和15b示出图14的振荡器的底视图；

图16表示根据另一个实施例的振荡器；

图17a和17b示出图16的振荡器的视图；

图18a至18d示出根据其他实施例的振荡器；

图19示出根据又一实施例的振荡器；

图20示出根据一个实施例的振荡器的开/关机构；

图21示出根据一个实施例的振荡器的擒纵轮的齿部的细节图；

图22和23示出根据其他实施例的共振器；以及

图24示出根据一个实施例的振荡器的截面图。

具体实施方式

图1示出根据一个实施例的振荡器1的透视图。振荡器1包括擒纵轮5和构成振荡器时基的共振器3。共振器3包括通过至少两个振动元件31保持振荡的质量元件32。质量元件32包括锚定部分4，该锚定部分4被构造成直接与擒纵轮5协作以保持第一共振器3的振荡并且允许擒纵轮5随着所述振荡的每次交替而移动。

特别地，共振器3由三个振动元件31形成，该三个振动元件从平面P中的中心12径向延伸。对于剩余的描述，我们将以非限制性方式采用横向取向“x”和纵向取向“y”和垂直于该纵向取向和横向取向的轴线“z”，如附图中所示的坐标系统所示，该横向取向“x”和纵向取向“y”限定参考平面P，振荡器1在该参考平面P中延伸。

振动元件31彼此成角度地隔开约120°。每个振动元件31在其近端（靠近中心12）处被固定到基座2，该基座被设计成安装在钟表装置机芯的板10或任何其他固定部件上或安装在自身安装在所述钟表机芯上的中间框架上。每个振动元件31的远端35被紧固到质量元件32。因此每个振动元件31可以在其远端和近端之间自由振动或振荡。总体上，并且与振动元件31的布置无关，质量元件32仅通过振动元件31由基座2支撑。

根据一个实施例，安装装置20可以设置在基座2中以便将基座2固定到框架10。框架10可以包括如图12中所示的保持架。框架10被设计为固定地或可移动地安装在钟表机芯（未示出）上。另选地，基座2直接安装在钟表机芯上，例如在板或桥上。

框架10具有便于在振荡器1的售后服务的框架内组装、拆卸、调节以及专用操作的优点。框架10可以采用保持架（如图1所示）或胶囊的形式。框架10可以在机芯的一部分（例如板）上安装和调节，以便与其调控的齿轮协作。仍然根据图1中所示的实施例，擒纵轮为围绕轴54枢转地安装的擒纵轮5，轴54自身安装在具有基座2的固定桥21中。所述桥可以包括上桥21和下桥21'。

图2示出未示出振动元件31的共振器3的另一示例。在该示例中，基座2延伸以形成下桥21'，轴54的下枢轴可以安装在该下桥中。

图3示出另一个示例，其中共振器3的基座2延伸以形成下桥21'，该下桥21'包括用于接收轴54的下枢轴的引导石55。

因此轴54的枢轴可以直接安装（图2）或者通过引导石55安装（图3）。因此在图2和3的示例中，桥21、21'可以看作构成共振器3的一部分的框架10的元件。另一方面，框架还可以包括共振器3的基座2，基座在平面P中延伸以接收共振器3和擒纵轮5的轴54的枢轴中的一个。换句话说，根据本发明安装有振荡器1的框架10可以与共振器3部分地成一体。再者，在图15和13中所示的示例中，擒纵机构5的轴54的枢轴中的一个可以安装在桥21'上，而另一个枢轴被保持在将要组装在钟表机芯上的框架10的部件中。

质量元件32包括也从基座2在平面P中径向地延伸的质量元件32'的三个部分，该基座居中于中心12上。部分32'彼此成角度地间隔约120°。在这种构造中，质量元件32通过共振器3（在这里为振动元件31）固定到基座2，并且因此在振荡器1被安装在机芯中时固定到所述机芯的固定部件。因此当它们振荡时，振动元件31使得质量元件32也振荡。

在图1的示例中，质量元件32的三个部分32'由所谓的骨架式透孔结构构成。该骨架结构包括多个凹部36。因此质量元件32的质量或惯性主要由部分32'的壁33确定。如图1中所示，每个振动元件31可以被容纳在每个部分32'的内部，例如容纳在壁33中形成的壳体38中。每个振动元件31包括振动叶片。

锚定部分4由在两个相邻部分32'之间形成的圆形节段和由每个相邻部分32'承载的构件40构成。在该构造中，擒纵轮5被容纳在由锚定部分4限定的内部空间11中以便与锚定部分4协作。

在操作期间，振动元件31的振荡使部分32'和包括构件40的锚定部分4振荡。振动元件31、部分32'和锚定部分4围绕中心12在同一平面P内振荡。锚定部分4的构件40与擒纵轮5的齿部50协作，以保持共振器3的振荡并且在每次振荡交替时使擒纵轮5前进一个齿部50。特别地，构件40交替地接收来自擒纵轮5的齿部50的脉冲，以交替锁定和释放擒纵轮5并且保持共振器3的周期性振荡。因此，振荡器1允许齿部50的连续逸出，使得擒纵轮5在锚定部件4的前后运动中前进。擒纵轮5在第一共振器3和锚定部件4在其中振荡的相同平面P中枢转。

图4示出根据另一个实施例的共振器3，其中，构件40被布置在部分32'的端部处。每个部分32'包括构件40，使得在这种构造中，擒纵轮5可以安装在由两个相邻部分32'中的每者之间的每个锚定部分4限定的内部空间11中的一个或另一个中。

通常，共振器3的振动元件31可以采取各种形式，包括梁的形状、振动叶片或具有高的质量因素的任何其他形状，其促进包括在10Hz到5000Hz的期望范围内的频率的共振，并满足适于应用的占用面积要求。

如图5中示意性示出的，振动元件31可以以限制应力的方式构成，特别是在它们的端部（近端和远端）。这可以使用分布式负载梁（图5中的（b））、多叶振动元件（图5中的（a）和图5中的（d））或通过局部开口（图5中的（e））、例如孔改变梁的局部截面来完成。也可以通过产生“蜿蜒”型结构（图5中的（c））在不增加振动构件的长度的情况下来延长叶片的有效长度，这使得有可能以非常显著的方式减小负荷。最后，可以通过软化锐角来降低嵌入处破裂的风险，锐角通常表示断裂或疲劳的来源。

另一方面，我们从振动现象知道沿着振动结构的节点的存在，并且其间距是共振频率的直接函数。因此，我们可以改变沿叶片的截面（图5中的（b）），以便有利于某些频率和/或消除谐波，并从而最大化共振器的能量和质量因数。明显的是，为了结合其优点，也可以考虑上述几种手段的组合。

通过例示而不是限制性的，在质量共振器M（以g表示）并且包括由刚度k（以mN.m/rad表示）的简单梁形成的并且通过高度h和厚度e表征的多个振动元件31的情况下，在0.1和1.0之间的比率k/M和在3和20之间的比率h/e给出特别令人满意的结果。

例如，在图1的示例中，振动元件31为叶片。根据图6和7中所示的另一个实施例，每个振动元件31包括具有例如曲折或蜿蜒类型的折叠部分31'的叶片。在图6的示例中，折叠部分31'包括沿径向方向取向的折叠，而在图7的示例中，折叠部分31'包括相对于中心12在角度方向上取向的折叠。

图8、9a、9b、10和11中示出共振器3的其他示例。根据图8和9a中所示的实施例，质量元件32包括两个径向相对的部分32'。每个部分32'包括图8中单个叶片形式的两个振动元件31，并具有图9a中的折叠部分31'。

图9b示出通过两个锚定部分构件40与擒纵轮5协作的共振器。擒纵轮5被安装在与共振器3一体的桥21中。

图10示出根据另一实施例的振荡器1，其中共振器3的质量元件32包括彼此成约90°角度间隔的四个部分32'，其中每个部分包括振动元件31。所述共振器被示为通过两个锚定部分构件40与擒纵轮5协作。共振器3被安装在框架10上，框架10包括形成用于振荡器1的保持架的上部部件14。图11示出图10（其中未示出振动元件31）的振荡器的共振器的细节。

仍然根据图12a至图12d中所示的另一个实施例，共振器包括具有大致环形形状32的质量元件32a。锚定部分4包括固定在质量元件32上的两个构件40。在所示的示例中，擒纵机构（轮）5可枢转地安装在共振器3下方平行于第一共振器3振荡的平面P的平面P'中。因此锚定部分4的构件40被布置成与位于下部平面P'中的擒纵轮5的齿部50协作，例如通过相对于质量元件轴向向下延伸。在操作中，擒纵轮5在平行于质量元件32a的振荡平面P的平面P'中枢转。

在图12a的示例中，振动元件31具有拱形的形状。图12b示出包括两对振动元件31的图12a的共振器，其中每对包括两个振动元件31，两个振动元件31在圆弧中彼此面对从而引起圆柱形的形状。图12c示出根据图12b的包括三对振动元件31的图12a的共振器。图12d示出图12a的共振器，其中，每个振动元件31包括径向布置的两个平行叶片31'。共振器3包括与轮缘32a同心设置但直径小于后者的节段39。在共振器3的振荡期间，节段39在共振器3的枢转方向上抵靠叶片31'中的一个进行按压。叶片31'的回复力沿相反方向推动节段39，从而允许共振器3振荡。

在迄今所描述的振荡器1的各种实施例中，共振器3的质量元件32以旋转运动的方式振荡而被驱动，即围绕其中心12进行枢转运动。

共振器3根据旋转运动在振动中被驱动的这些构造的优点包括在重力场或冲击期间保持振荡器1的不同位置之间的运行距离。

图13表示振荡器1的另一构造，其中，质量元件32包括两个部分32'，其通常在相同的平面P中相对于中心12以半圆形延伸。擒纵轮5被布置在由质量部分32'限定的内部空间11中，每个质量部分32'承载锚定部分4的构件40。擒纵轮5围绕中心12可枢转地安装，使得擒纵轮5的齿部（未示出）与构件40协作。擒纵轮5与擒纵轮5位于同一平面P内，后者与由质量部分32'内切的圆同心。振动元件31包括以星形布置并且在近端处固定到具有圆形节段的形状的基座2的叶片31'（这里三个叶片成角度地间隔约120°）。叶片31'的远端35通过脚部9被固定到质量元件32。如由图13中的箭头90所示，在操作期间，叶片31'的振荡在平面P中给出振荡运动。

图13的振荡器1的共振器3的回转中心和质量中心的叠加进一步使系统对其可能经受的加速度的敏感性最小化。

然而，本发明的振荡器1也可以包括共振器，其中质量元件32可以根据平移运动而保持振荡。

图14中示出这种实施例：共振器包括由在其近端处附接到基座2的两个叶片31'形成的振动元件31。两个叶片31'中的每个叶片在其远端35处承载包括锚定部分4的构件40的质量部分32'。擒纵轮5被放置在两个质量部分32'之间以便与构件40协作。振动元件31从它们的近端振荡，在来回运动中以平移的方式驱动两个质量部分32'。特别地，构件40交替地接收来自擒纵轮5的齿部（未示出）的脉冲，以交替锁定和释放擒纵轮5并且保持共振器3的周期性振荡。

共振器3的效率可能被以不同频率共振的振动元件31干扰。共振器3的效率也可能被振动元件31的共振干扰，该振动元件被其端中的一个紧固到相同的基座2并且在另一端处紧固到同一质量元件32，但振荡幅度不同。因此有利的是，振动元件31基本上以基本上相同的幅度（径向或横向）共振。

在图14的示例中，两个质量部分32'刚性连接，使得叶片31'和质量部分32'基本上以相同的频率和相同的振幅振荡。

基本上以相同频率振荡的振动元件31使得可以吸收由于振动元件31中的一个或另一个的异步运动而引起的任何损失。因此，为了获得最佳质量因子，至关重要的是，所有的振动机件以相同的频率共振。

虽然可用于制造振荡器1的大多数制造工艺原则上使得可以确保振动元件31的几何形状的完美复制，但是使用具有各向异性结构的材料，例如某些类型的单晶二氧化硅取向{001}将不允许完美的尺寸复制。在这种情况下，在具有不是全部在相同的结晶轴线中分布的多个振动元件的构造中，几何校正可以允许补偿尺寸变化并且确保所有的振动元件的独特的共振频率。

在由具有至少部分糊状结构的材料（例如某些玻璃）制成的共振器1的情况下，可以通过用飞秒激光照射局部地通过暴露来使用材料的结构修改。

本发明的振荡器1特别设计用于范围从10Hz到5000Hz的高频，其理想的频率范围在10Hz和400Hz之间。

图15a和15b示出图14的振荡器1的底视图，示出质量元件32的往复平移运动，其中锚定部分4的每个构件40与擒纵轮5的齿部接合或者与其脱离。

在图16中所示的另一个实施例中，振荡器1包括擒纵轮5，该擒纵轮在与第一共振器3、质量元件32和锚定部分4在其中振荡的平面P基本上垂直的平面中枢转。

特别地，共振器3包括围绕平面P中的轴线91扭转振荡的两个叶片31'。叶片31'中的每者的远端35以轮缘形式紧固到质量元件32。例如，锚定部分4的构件40被附接在质量元件32的内周上。擒纵轮5可以被容纳在质量元件32内部，以便与锚定部分4的构件40协作。在该构造中，由两个叶片31'和质量元件32形成的振动元件像扭摆一样振荡。叶片31'可以由在模式不对称的频率下激励并在平面P外面激励的双叶片组成。

图17a和17b示出图16的振荡器1的侧面的视图，示出质量元件32的围绕与Y轴重合的轴线91的振荡机芯，其中，锚定部分4的每个构件40与擒纵轮5的齿部接合或与其脱离。

虽然设置有两个构件40的锚定部分4使得可以在每次交替时离开齿部50，但是也可以为锚定部分4配备更多数量的构件40，并且通过改变构件40之间的间隔，使得擒纵轮5以不同的速度前进。

根据图18a和18b中所示的实施例，每个锚定部分4设置有四个构件40而不是两个，其以在每次振荡时四个构件中的仅一个构件40与擒纵轮5的齿部50协作的方式分布。这样的构造使得可以交替地获得半个齿部的前进，即一个齿部针对两个交替而前进。

以相同的方式，通过每个锚定件4、4'增加多于两个构件40可以进一步降低旋转的频率。在这种情况下，很容易修改构件40的功能，使得一些仅参与轮5的释放，而另一些参与释放和脉冲、即保持共振器3，从而获得所谓的失控擒纵机构，其性能通常较高，如同止动擒纵机构的情况。

明显的是，这种擒纵机构的变型同样可以适用于除图1和18中所示的那些擒纵机构之外的任何其他类型的擒纵机构，例如但不限于锚定件、止动器、汽缸或切线式擒纵机构或无接触式擒纵机构，例如磁性擒纵机构。

振荡器1可以由一种优选非磁性材料的单一衬底或彼此组合并且其最终材料优选为非磁性的基础材料由减去和/或添加微制造工艺或其组合制造。所选材料可以为金属或非金属或两者的组合。

非磁性金属材料包括至少部分金属材料，例如金属合金、包含至少一种金属的复合材料以及至少部分非晶的金属合金。

选择的非金属、非磁性材料包括玻璃（包括石英）、陶瓷、玻璃陶瓷、准金属（例如硅）以及非金属复合材料。

优选地，振荡器1由单个衬底制成，优选为玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷或硅衬底，后者优选以晶片的形式或以衬底的形式进行选择，这适合高精度和/或重复性微制造操作，例如DRIE或称为ISLE（体积选择性刻蚀）的选择性体积刻蚀微制造，并且该操作结合了飞秒激光照射和化学刻蚀并且特别适用于某些玻璃族。

一些非金属材料更易碎，可以在成品部件的表面上至少部分涂覆一层保护材料，例如金刚石，其提供硬质保护层并且还具有有利的摩擦学特性。金刚石特别用于涂覆某些硅组分。

有利地，可以通过改变振动元件31的尺寸和/或质量元件32的尺寸来控制振荡器1的频率。

各种振荡模式的振荡频率取决于振荡器1的几何形状并且可以通过改变质量元件32的惯性矩来调节。为了这个目的，而且为了改变其惯性与其体积之间的比率并且取决于用于制造共振器3的衬底的性质，可能有必要改变共振器并且更特别地其质量元件32的惯性。

质量元件32的较高的惯性矩导致振荡器1的较低的振荡频率和较长的振荡时间（较小快速的振荡阻尼）。

质量元件32的惯性矩可以通过在质量元件32上增加或移除惯性块来改变。返回到图1，这样的惯性块34被容纳在凹部36中。惯性块或惯性块34可以从质量元件32添加和分离，以便能够修改质量元件32的惯性矩。惯性块或惯性块34使得有可能修改质量元件32的惯性矩并且因此修改共振器3的惯性矩而基本上不增加振荡器1的体积。

因此，可以使用永久附接的惯性块34，该惯性块34可以通过适合于所选材料和所需定位和尺寸公差的方式组装。可以根据需要在用合适的层已经覆盖衬底或者已经处理其表面以优化粘合性或甚至增强局部分散度之后，可以通过粘合、钎焊、焊接或者粘合工艺将惯性块34连接到质量元件32。

也可以通过在共振器3的一个或多个面上（例如，质量元件32）增加材料，例如通过电流生长、通过烧结或适用于微型部件的其他添加工艺，来修改共振器3的惯性矩。也可以使用机械装配方法，例如拧紧、卷边或铆接，通过夹紧将其钉住或安装在弹性结构中。

惯性块34有利地以具有比用于共振器3的其余部分的密度更高的密度的材料制成。例如，惯性块34可以由金或任何其他致密金属或合金制成。根据要修改的惯性量，也可以使用密度等于或甚至小于共振器材料密度的惯性块，然后改进调节细度。

如果所需的惯性块34具有与基础材料相同的密度，则它们可以由相同的材料制成，即使是一件，同时仍将它们视为惯性块，因为它们的尺寸将被选择为满足上述功能。

为了调节共振器3制造之后的频率，特别是为了匹配与之协作的机构，例如其调控的钟表机芯，可以修改质量元件32和/或惯性块34的惯性。特别地，频率可以通过烧蚀质量元件32和/或惯性块34上的材料而增加。

材料的烧蚀可以通过加工（机械、激光、化学或其他）、通过破坏可拆卸元件（例如文献CH656044中所述）或通过任何其他适当的方法来执行。如果使用可拆卸元件，则可以在与共振器3的制造操作相同的操作中制造它们。

惯性块34均可以具有相同的大小和相同的质量。另选地，为了获得更大范围的更精细的调节，可以使用具有不同质量的惯性块34。举例来说，惯性块34的尺寸可以确定为五个不同的质量，以便分别对应于以下校正：1s/d、2s/d、4s/d、8s/d和16s/d。通过这种方式，可以通过分离适当元件的组合来从1到31s/天进行校正。

修改共振器3的振荡频率的另一种方式在于修改振动元件31的刚性，优选通过修改它们的二次矩和/或材料的局部刚度来修改。

图19示出根据另一个实施例的振荡器1。振荡器1包括以类似于图14中所示的方式构造的第一共振器3。振荡器1还包括第二共振器7。第二共振器7没有锚定部分4并且不与擒纵轮协作（图19中未示出）。第二共振器7被构造成能够自由振荡，即，不受第一共振器3的锚定部分4的干扰。

第二振荡器7可以通过共振联接到振荡器1的第一共振器3的振荡。因此，第二振荡器7使得可以减少在振荡器1的操作期间由锚定部分4引起的干扰，例如由于擒纵轮5的齿部50在锚定部分4的构件40上的冲击而引起的干扰。

与擒纵轮5协作的第一共振器3和第二共振器7之间的振动的传输和联接可以借助于支撑结构（机械共振）、环境流体（声学共振）或通过磁联接来完成。在通过环境流体联接的情况下，调控构件1的表面可以被修改（例如通过纳米结构化），以便增加位移波的压力并因此促进质量同步。另选地或组合地，可以修改振荡器1的几何形状。在磁联接的情况下，第二自由共振器7可以被安装在受控气氛下，例如可透磁胶囊（未示出）中，以改善调控构件1的品质因数。通常，第二振荡器7有助于改善共振器3的品质因数。

在图20中所示的实施例中，振荡器1包括开/关机构60，该开/关机构60包括杆61，该杆61由时间设定机构的拉片62致动并被构造成通过使振荡器1的振动元件31停止在对应于处于正常工作模式的共振器3的两个极限位置（或相对于擒纵轮5的偏心位置）中的一个位置的不平衡位置，停止并保持在振荡器1的关闭状态，以便提供钟表机芯的自启动功能。优选地，振荡器1在第一振荡模式下开启。为了避免碰撞时共振器的过度位移，可以构造止动件（未示出），以便在显著冲击的情况下限制振荡器1沿“x”、“y”和“z”轴的移动。

通过在共振器的锚定部分4的构件和擒纵轮50的齿部上产生特定的几何形状，还可以有利地促进自启动功能，其组合除了满足所需的擒纵功能之外，将促使振荡器的不稳定位置，特别是当共振器不与任何机件协作时，迫使两个元件从共振器平衡位置一起位移。

图21中的（a）和（b）示出根据一个实施例的擒纵轮5的齿部50的细节图。擒纵轮5的每个齿部50包括脉冲平面51的倾斜平面和安设平面52。每个提升件40还包括倾斜的安设平面41，但不包括脉冲平面，提升件40的顶部42具有相当尖的形状，其端部可具有或多或少明显的倒圆。在该实施例中，擒纵轮5和提升件40的齿部50的构造允许提升件40接收来自齿部50的脉冲，并且在推进擒纵轮5的同时保持共振器3的振荡。

为了在擒纵轮5的齿部50上的脉冲期间限制提升件40的可能的回弹，后者可以设置有弹性臂53以便吸收齿部50上的提升件40的冲击。

振荡器1可以包括热补偿装置，该热补偿装置包括补偿涂层、具有零热弹性系数的材料、局部修改的结构材料，以及最后与在摆轮上使用的装置类似的其他装置，例如双金属结构或其他。

例如，如果振荡器1由硅制成，则其可以包括沉积在其表面的至少一部分上的二氧化硅涂层。另选地，由硅制成的调控构件1的热补偿装置可以为在申请人的文献CH699780中描述的装置之一。

在另一个实施例中，所述调控构件由来自玻璃族中的材料制成，并且热补偿通过基于热弹性系数与衬底的热弹性系数符号相反的氧化铝的涂层获得。

在又一个实施例中，共振器由具有第一热弹性系数的玻璃质材料制成，并且热补偿通过局部修改构件的一部分而获得，以便为该部分给予第二热弹性系数来补偿第一热弹性系数，该修改优选通过照射获得。

共振器3可以由硅制成，并且热补偿通过添加热弹性系数与硅的热弹性系数符号相反的材料获得，并且在振动元件31的表面上和/或部件材料内均匀或不连续地分布。

热补偿材料可以为二氧化硅（SiO₂）。

在这里描述的共振器3中，锚定部分4整体地固定到质量元件32。锚定部分4通过任何适当的装置与质量元件32成一体。例如，锚定部分4通过粘合、焊接或将锚定部分4固定到质量元件32的其他装置与质量元件32制成一体。特别是在制造共振器1期间，锚定部分4也可以与质量元件32一体地形成。因此共振器3不需要添加单独的锚定件，从而有利地减少部件的数量和部件之间每次接触时的破坏性摩擦的量。

为了减少齿轮系中部件的数量和/或简化它的数量，这确定了齿轮系的与其协作的运动轮之间的齿轮比，例如为了显示特定周期的信息，振荡器的尺寸可以设计成向其擒纵轮给予单一的旋转速度。例如，擒纵轮可以在一秒内旋转，或者以整数或分数倍数旋转。

振荡器1可以这样设计，使得其擒纵轮5根据多种模式与其共振器3协作，特别是在共振器3与擒纵轮5之间进行配对。为了这个目的，图22示出类似于图11的共振器的共振器3，其配备有三个锚定部分4，每个锚定部分包括设置在两个相邻质量部分32'的端部处的构件40（仅一个锚定部分4完全可见）。例如，这种布置可以包括每个内部空间11的锚定部分4。这种布置使得可以将共振器3相对于擒纵轮5定位在3个不同的角度位置，以使其与锚定部分4协作，这对于达到期望的性能是最合适的。

以相同的方式，图23示出具有四个锚定部分4的共振器3，每个锚定部分4被设计成根据四种不同模式与擒纵轮5协作。

尽管这些变型已经提供了有利的配对可能性，但还存在其他方式将两个构件配对在一起以使振荡器可更广泛地用于广泛范围的钟表机芯，例如在具有近对的但其距离不允许使用相同的振荡器的量器的情况下。

因此，擒纵轮5自身的尺寸可以根据几种变型确定，这使得可以将配对延伸到更多种类的振荡器。

另一方面，图24示出根据一个实施例的振荡器1的截面图，该振荡器1面对穿过与擒纵轮5协作的锚定部分4的两个构件40的平面。共振器3在其高度上包括具有不同几何形状的多个锚定部分4，但该锚定部分可以与相同的擒纵轮5协作。通过改变擒纵轮5在共振器3的Z平面中的定位，因此可以获得额外的变型，该变型在特殊情况下也可以允许钟表的运转适应来自其拥有者的佩戴条件。

与擒纵轮5协作的共振器3的平台8的选择可以以不同的方式进行，其中图24示出具有柔性安装板的擒纵轮，其被支撑在其轴中切割的多个座上，这些座中的每个座具有一个或多个小平面或平坦部件，该小平面或平坦部件被设计成确保两者的旋转驱动而不滑动。在这种情况下，擒纵轮的小齿轮将直接安装在轮上并且将被固定，同时钟表制造者可以适当地移动擒纵轮5的板以与适当的锚定部分4协作。

该解决方案在处理和灵活性方面的易于实施（不需要组装/拆卸）特别旨在用于这些操作会是不利的操作（工业化、售后服务等）。

另一方面，再次参考图24，擒纵轮5可以与位于共振器3的中间平面外侧的锚定部分4、40协作，锚定部分4、40限定离开共振器的中间平面的第一平面。共振器3然后包括用于位于该中间平面外的第一平面上的每个锚定部分4、40的第二锚定部分4、40，其中锚定部分4、40被放置成反向对称（以确保当构件不允许可逆功能时的相同功能）。然后所述配对通过反转共振器3和擒纵轮5的安装方向来完成，其中擒纵机构有利地安装在其轴54上的中心。

上面提出的所有配对解决方案当然可以被组合以便进一步延伸配对范围，变型擒纵轮5和共振器3的适当锚定部分4、40的组合使得可以获得传递到擒纵轮5的相同频率范围的可变转矩。

在共振器3具有多个锚定部分4的情况下，所述多个锚定部分4可以不同（在配对的情况下）或相同。后一种变型具有能够使用相同的共振器3来调控几个单独的齿轮的优点，其中振荡器1在这种情况下包括多个擒纵轮5，每个擒纵轮与专用齿轮系协作。

不言而喻，本发明不限于已经描述的实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设想各种简单的修改和变型。

例如，振荡器1的几何形状，并且特别是振动元件31的几何形状可以以不同的方式改变。例如，每个共振器3、每个质量元件32和/或每个锚定部分4可以一起被吸收为振荡器的单个元件或振动元件。

而且，适于与擒纵轮5的齿部50协作的锚定部分4的构件40可以采取不同的形式。

在未示出的另一个替代实施例中，止动件限制平面P中的横向运动。这种止动件可以在垂直于擒纵机构平面的轴线上取向，并被安装在设计用于接收振荡器1的框架上。止动件也可以直接集成到共振器3的几何结构中，优选地集成到其移动部件，即质量元件32或锚定部分件4，而不排除其他解决方案。

本发明的调控构件和擒纵机构还具有新颖的美感，并且它们可以以使其对钟表的佩戴者可见的方式有利地结合在钟表的钟表机芯中。例如，调控构件和擒纵机构可以安装在机芯的驱动构件的上方或下方。为了给出秒数的指示，擒纵轮可以适应于以每分钟一转的速度旋转。

附图中使用的附图标号

1 振荡器

10 框架

11 内部空间

12 中心

14 框架的上部

2 基座

20 装配装置

21 桥，上桥

21' 下桥

3 第一共振器

31 振动元件

31' 折叠部分，叶片

32 质量元件

32' 质量部分

33 壁

34 惯性块

35 远端

36 凹部

37 可移动元件

37' 可移动元件的减少部分

38 壳体

39 节段

4 锚定部分

40 提升件

41 提升件的安设平面

42 齿部的顶部

5 擒纵机构轮，擒纵轮

50 擒纵轮的齿部

51 齿部的脉冲平面（plan d'impulsion）

52 齿部的安设平面

53 擒纵轮的臂

54 轴

6 止动件

60 开/关机构

61 杆

62 拉片

7 第二共振器

8 平台

9 脚部

90 振荡的方向

91 轴线

P 平面

P' 平行平面

Claims (32)

1.一种用于调控机械钟表机芯的振荡器，所述振荡器（1）包括擒纵轮（5）和构成所述振荡器（1）的时基的第一共振器（3）；所述第一共振器（3）包括由至少两个振动元件（31）保持振荡的质量元件（32）；所述质量元件（32）包括至少一个锚定部分（4），所述锚定部分与所述质量元件（32）成一体并被构造成与所述擒纵轮（5）直接协作以保持所述第一共振器（3）的振荡并且让所述擒纵轮（5）随着每次振荡的交替而移动；

所述第一共振器（3）还包括被设计成在所述钟表机芯上固定或可移动的基座（2）；以及

所述质量元件（32）仅通过所述振动元件（31）由所述基座（2）支撑。

2.如权利要求1所述的振荡器，其中，所述至少两个振动元件（31）具有基本相同的固有频率和/或以相同的振幅振荡。

3.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述至少两个振动元件（31）从所述基座（2）在平面（P）中径向延伸，其中每个振动元件（31）的至少一个远端（35）被附接到所述质量元件（32）。

4.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述至少一个锚定部分（4）包括至少两个构件（40），所述至少两个构件被设计成与所述擒纵轮（5）协作。

5.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述擒纵轮（5）基本上在所述第一共振器（3）在其中振荡的平面相同的平面（P）中或在与所述第一共振器（3）在其中振荡的平面平行的平面（P'）中枢转。

6.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述擒纵轮（5）在基本上垂直于所述第一共振器（3）振荡的平面（P）的平面中枢转。

7.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述第一共振器（3）包括从所述基座（2）在平面（P）中延伸的至少两个振动元件（31）；其中每个所述振动元件（31）的远端（35）被附接到所述质量元件（32）。

8.如权利要求5所述的振荡器，其中，所述质量元件（32）包括在所述基座（2）与所述振动元件（31）的远端（35）之间径向延伸的至少两个部分（32'）。

9.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述锚定部分（4）包括至少两个构件（40）。

10.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个所述振动元件（31）包括振动板或梁。

11.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个所述振动元件（31）包括曲折类型的折叠部分（31'）。

12.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个所述振动元件（31）具有弓形的形状。

13.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个所述振动元件（31）具有圆柱形的形状。

14.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个所述振动元件（31）包括径向布置的至少两个平行叶片（31'）。

15.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述至少一个锚定部分（4）被构造成与所述擒纵轮（5）的齿部（50）直接协作，以使所述擒纵轮（5）随着每次振荡的交替而旋转。

16.如权利要求15所述的振荡器，其中，所述锚定部分（4）包括至少两个构件（40），所述至少两个构件（40）被布置成使得在每次振荡时仅一个构件（40）与所述擒纵轮（5）的齿部（50）协作，使得所述擒纵轮（5）随着每次振荡的交替而枢转半个齿部（50）。

17.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，每个振动元件（31）包括振动叶片，所述振动叶片为矩形截面，其刚度与质量之比在0.1和1.0之间，并且其高度与厚度之比在3和20之间。

18.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述第一共振器（3）以10Hz至与5000Hz之间的频率振荡。

19.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述质量元件（32）包括至少一个惯性块（34），所述惯性块能够加入所述质量元件（32）或从其分离，以便能够修改所述质量元件（32）的惯性矩。

20.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，还包括框架（10），所述框架被布置成接纳所述振荡器（1）并且被设计为固定或可移动地安装在所述钟表机芯上。

21.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述第一共振器（3）为热补偿的。

22.如权利要求21所述的振荡器，其中，所述第一共振器（3）由硅制成，并且所述热补偿通过提供具有与硅的热弹性系数符号相反的热弹性系数的热补偿材料来获得。

23.如权利要求22所述的振荡器，其中，所述热补偿材料为二氧化硅。

24.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，通过改变所述质量元件（32）的质量，能够调节所述振荡器（1）的振荡频率。

25.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述第一共振器（3）在所有位置平衡，以在不同位置之间具有不超过2秒钟的运行变化。

26.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，还包括第二共振器（7），所述第二共振器（7）通过共振与所述第一共振器（3）的振荡联接并且以所述第一共振器（3）的频率多倍、等于或小于所述第一共振器（3）的频率振荡。

27.如权利要求26所述的振荡器，其中，联接至所述振荡包括磁联接；并且其中，所述第二共振器（7）在受控气氛下安装。

28.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，还包括开/关机构，所述开/关机构被构造为停止所述第一共振器（3）并将所述第一共振器（3）保持在不平衡位置并且提供所述振荡器（1）的自启动功能。

29.如权利要求28所述的振荡器，其中，所述锚定部分（4）和/或所述擒纵轮（5）的几何形状选择成以在所述擒纵轮经受转矩时提供自启动。

30.如权利要求1或2所述的振荡器，其中，所述第一共振器包括旨在与多个擒纵轮协作的多组构件。

31.一种具有包括如前述权利要求中任一项所述的振荡器（1）的至少一个齿轮的钟表机芯。

32.一种包括如权利要求1至30中任一项所述的振荡器（1）的钟表机芯，其中，所述振荡器与多个擒纵轮协作，每个擒纵轮旨在与单独的齿轮协作。

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