CN110928170B

CN110928170B - 优化的磁-机械钟表擒纵机构

Info

Publication number: CN110928170B
Application number: CN201910884458.0A
Authority: CN
Inventors: G·迪多梅尼科; J·法夫尔; D·莱乔特; B·伊诺; O·马泰; P·温克勒; M·斯特兰策尔; M·维勒明; A·乌达
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: JP6796697B2; US20200089168A1; EP3627242B1; EP3627242A1; CN110928170A; JP2020046426A; US11567456B2

Abstract

本发明涉及一种具有谐振器(100)的振荡器(300)，其具有由弹性返回装置(2)返回的惯性质量块(1)并且承载与擒纵轮(20)的端齿(22)配合的进入叉(PE)和出口叉(PS)，每个端齿(22)都设置有磁体(23)，其中进入叉(PE)和出口叉(PS)均包括磁性装置(30)，其具有环形扇区，该环形扇区以谐振器(100)的振荡轴线(OR)为中心并限定出第一磁屏障区域(Z1)，该第一磁屏障区域在补充圆弧期间在进入叉(PE)或出口叉(PS)的机械擒纵叉瓦(16)上方和/或下方沿用于端齿(22)的支承件的该机械擒纵叉瓦的整个长度延伸，以便形成磁性圆柱体擒纵机构。

Description

优化的磁-机械钟表擒纵机构

技术领域

本发明涉及一种钟表振荡器，其包括至少一个谐振器，所述谐振器具有由弹性返回装置相对于固定结构返回的惯性质量块，所述谐振器围绕振荡轴线振荡，所述惯性质量块承载进入叉和出口叉，所述振荡器包括擒纵机构，所述擒纵机构包括擒纵轮，该擒纵轮设置成绕旋转轴线旋转并且包括端齿，每个端齿设置成与所述进入叉或所述出口叉配合以维持所述谐振器机构的振荡。

本发明还涉及一种包括至少一个这种振荡器的钟表机芯。

本发明还涉及一种包括至少一个这样的钟表机芯和/或至少一个这种振荡器的表。

本发明涉及钟表振荡器机构的领域。

背景技术

挠性轴承的使用使得可以制造具有高品质因数的高频谐振器，例如THE SWATCHGROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名下的欧洲专利申请号EP2908184、EP2908185、EP30350126、EP3035127、NIVAROX-FAR名下的EP2891929、ETA名下的EP3054357、CSEM名下的EP2911012、AUDEMARS PIGUET名下的EP3182214和LVMH名下的WO2017157870中的高频谐振器。

无摩擦磁性擒纵机构非常适合于维持这种类型谐振器的振荡，如在SWATCH GROUPRESEARCH&DEVELOPMENT名下的专利申请号EP141999882.3或DI DOMENICO名下的US9715217中所说明的，因为它们使得可以获得高效率。增加防止振动解耦的机械装置确保了磨损期间的稳固性，如SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名下的欧洲专利申请号EP16195405.2中那样，但它使自启动功能变得困难。

NIVAROX-FAR名下的欧洲专利号EP2889704B1公开了一种擒纵机构，其承受比标称力矩低的力矩的枢转转矩的擒纵轮包括规则地分布在其周边上的致动器，每个致动器设置成至少与调节轮副的第一轨道、特别是圆柱形轨道直接配合。每个致动器包括第一磁性止动装置，该第一磁性止动装置形成屏障并且设置成与该第一轨道配合，该第一轨道是带磁的或铁磁的，以在第一轨道上施加力矩大于标称力矩的转矩。每个致动器还包括第二止动装置，该第二止动装置设置成形成行程终止止动件，该止动件设置成构成自主擒纵机构，其中在调节轮副中至少包括第一互补止挡表面。

NIVAROX-FAR名下的欧洲专利申请号EP2894522中公开了将高效磁性擒纵机构与具有自启动和安全特征的机械擒纵机构组合的一般建议。

发明内容

本发明提出制造一种用于维持高频、高品质因数谐振器的振荡的稳健且自启动的擒纵机构。

为此，本发明涉及钟表振荡器机构。

具体地，提供一种包括至少一个谐振器的钟表振荡器，具有在弹性返回装置作用下而相对于固定结构返回的惯性质量块，所述谐振器围绕振荡轴线振荡，所述惯性质量块承载进入叉和出口叉，所述振荡器包括擒纵机构，所述擒纵机构包括擒纵轮，所述擒纵轮布置成围绕旋转轴线旋转并且包括端齿，每个所述端齿布置成与所述进入叉或所述出口叉配合以维持所述谐振器的振荡，其特征在于，所述擒纵机构是磁-机械擒纵机构，所述擒纵轮在每个所述端齿的端部处包括至少一个磁体，所述端齿布置成轮流地与所述进入叉和出口叉作用，其中所述进入叉包括第一磁性装置，所述出口叉包括第二磁性装置，所述第一磁性装置和所述第二磁性装置各自都包括环形扇区，所述环形扇区以所述谐振器的所述振荡轴线为中心并且限定出第一磁屏障区域，所述第一磁屏障区域相对于所述振荡轴线的方向而在所述进入叉或所述出口叉的所述机械擒纵叉瓦的上方和/或下方沿所述机械擒纵叉瓦的整个长度延伸，所述机械擒纵叉瓦能够在补充圆弧期间用作所述端齿的支承件，以便形成磁性圆柱体擒纵机构。

优选地，所述第一磁性装置和/或所述第二磁性装置在所述进入叉和/或所述出口叉上包括用于改善自启动功能的至少一个磁垫，所述磁垫包括至少一个磁体，并且所述磁垫延伸到第二自启动改善区域中，所述第二自启动改善区域是以所述擒纵轮的所述旋转轴线为中心的环形扇区，并且所述第二自启动改善区域关于所述进入叉基本上沿进入点处的切向方向延伸，所述进入点处的切向方向与所述擒纵轮相切并且相对于所述振荡轴线的方向通过所述进入叉的所述机械擒纵叉瓦的上方和/或下方，和/或所述第二自启动改善区域关于所述出口叉基本上沿退出点处的切向方向延伸，所述退出点的切向方向与所述擒纵轮相切并且相对于所述振荡轴线的方向通过所述出口叉的所述机械擒纵叉瓦的上方和/或下方，以便覆盖所述进入叉和/或所述出口叉的端部中所包括的至少一个冲击面。

优选地，所述磁垫通过磁性尾部扩展，所述磁性尾部从磁屏障并沿与所述擒纵轮相切且沿着所述擒纵轮的旋转方向的方向扩展，所述磁性尾部基本上与所述磁垫对齐，所述磁性尾部布置成向所述擒纵轮的所述磁体施加力，该力倾向于切向地驱动所述磁体，并且配置成抵抗所述进入叉或出口叉的在所述擒纵轮侧的远侧端部处的摩擦力。

优选地，所述磁性尾部布置成，沿远离所述磁垫的方向，距离所述旋转轴线的半径不断增加。

优选地，所述磁性尾部由一组逐渐降低的台阶制成。

优选地，所述磁垫和扩展所述磁垫的任何磁性尾部的总曲线长度接近限定所述擒纵轮的所述端齿的轨迹的包络线的圆上的所述端齿的端部的半节距。

优选地，磁垫的长度大于所述磁性尾部的长度，以便产生第一冲击。

优选地，所述磁垫和所述磁性尾部设置成在它们布置在其上的曲线圆弧上限定连续磁场。

优选地，所述磁垫在其与磁屏障相反的远侧端部处包括磁性凸耳，所述磁性凸耳位于所述磁垫的与所述擒纵轮相反的一侧上并扩展所述第二自启动改善区域。

优选地，所述第一磁性装置和所述第二磁性装置均包括第三等时校正区域，所述第三等时校正区域从所述擒纵轮的所述端齿的角度来看在所述第一磁屏障区域的上游延伸，并且关于所述擒纵轮的所述旋转轴线延伸超出所述机械擒纵叉瓦的远侧端部之外，在进入叉处，所述第三等时校正区域沿与所述擒纵轮的旋转方向相反的进入点处的切向方向和远离所述擒纵轮的旋转轴线的进入点处的径向方向延伸，在所述出口叉处，所述第三等时校正区域沿与所述擒纵轮的旋转方向相反的退出点处的切向方向和远离所述擒纵轮的旋转轴线的退出点处的径向方向延伸，以便相对于所述振荡轴线的方向在所述进入叉或所述出口叉的所述机械擒纵叉瓦的上方和/或下方覆盖在补充圆弧期间搁靠在所述进入叉或出口叉上的所述擒纵轮的所述磁体。

优选地，所述第三等时校正区域相对于所述擒纵轮的所述旋转轴线位于所述第二自启动改善区域之外，所述第二自启动改善区域与所述第一磁屏障区域一起界定所述第三等时校正区域。

优选地，所述第三等时校正区域是与所述磁体弱磁吸引相互作用或弱磁排斥相互作用的区域，所述第三等时校正区域的磁相互作用低于所述第三等时校正区域形成其一部分的磁性装置的其它磁相互作用的区域。

优选地，所述第三等时校正区域包含铁或磁体，所述铁或磁体在补充圆弧期间与所述磁体具有磁吸引相互作用或磁排斥相互作用。

优选地，每单位表面的铁或磁体的平均数量在与所述擒纵轮相切的方向上是恒定的，并且在与所述进入叉或出口叉相切的方向上变化，以便表现出与所述磁体的磁相互作用，所述磁相互作用根据所述惯性质量块相对于其休止位置的角度而变化。

优选地，所述第三等时校正区域包含铁或磁体的牺牲多余物，所述牺牲多余物布置成根据完整的所述振荡器的不等时性的测量结果而至少部分被选择性地去除，以恢复所述振荡器的等时性。

优选地，所述惯性质量块包括至少一个摆轮。

本发明还涉及一种包括至少一个这样的振荡器的钟表机芯。

本发明还涉及一种包括至少一个这样的钟表机芯和/或至少一个这样的振荡器的手表。

附图说明

在阅读下文参照附图的详细说明后，本发明的其它特征和优点将显而易见，在附图中：

-图1示出振荡器的示意性顶视图，该振荡器包括具有由磁-机械擒纵机构维持的柔性条带的摆轮。

-图2示出图1的振荡器的示意性透视图。

-图3以与图1类似的方式示出根据本发明的磁-机械擒纵机构的特定几何形状。

-图4示出了由图3的擒纵轮承载的磁体与包括在图3的谐振器中的进入叉/出口叉之间的排斥相互作用的沿着垂直于图1至3的平面的平面的示意性剖视图。

-图5至10中的每一幅图以与图3类似的方式公开了擒纵机构对出口叉的一系列操作中的步骤：

-图5：无摩擦补充圆弧；

-图6：进入叉上的解锁；

-图7：擒纵轮的前移和对出口叉的冲击；

-图8：对出口叉的影响；

-图9：擒纵轮的轻微后坐；

-图10：无摩擦补充圆弧；

-图11至16中的每一幅图以与图5至10类似的方式描述了擒纵机构对进入叉的一系列操作中的步骤：

-图11：无摩擦补充圆弧；

-图12：出口叉上的解锁；

-图13：擒纵轮的前移和对进入叉的冲击；

-图14：对进入叉的影响；

-图15：擒纵轮的轻微后坐；

-图16：无摩擦补充圆弧；

-图17以与图3类似的方式示出谐振器参考系中的擒纵轮磁体的轨迹。

-图18以与图3类似的方式示出磁进入叉的机械功能区域。

-图19以与图3类似的方式示出磁进入叉的机械功能区域。

-图20以与图3类似的方式示出磁出口叉的机械功能区域。

-图21以与图3类似的方式示出磁出口叉的机械功能区域。

-图22以与图3类似的方式示出安全特征、深度、磁垫和自启动功能。

-图23以与图3类似的方式示出等时性校正器的一个变体。

-图24以与图23类似的方式示出等时性校正器的另一变型。

-图25是以与图3类似的方式示出进入点和退出点的示意图，所述进入点和退出点由以谐振器的轴线为中心并且后接谐振器的进入叉和出口叉的磁屏障的第一圆与以擒纵轴线为中心的擒纵轮的第二包络圆之间的交点限定，谐振器的进入叉和出口叉分别在该进入点和退出点处行进，且其示出了在该进入点和该退出点定向与该第一圆和该第二圆的切线处的基本方向的定义。

-图26是示出包括机芯的表的框图，该机芯包括具有摆轮的振荡器，该摆轮具有柔性带，其振动由根据本发明的磁-机械擒纵机构维持。

具体实施方式

本发明提出了一种用于维持高频和高品质因数谐振器的振荡的稳健且自启动的擒纵机构，其具有防止振荡解耦的特征。

本发明是磁-机械擒纵机构的实践应用，如在NIVAROX-FAR名下的欧洲专利申请号EP2894522中所描述的，其结合了高效率、高稳健性和自启动的优点。

如NIVAROX-FAR名下的欧洲专利号EP2889704B1中那样，本发明以大幅提高的效率适应机械圆柱体擒纵机构的原理，其具有在过大转矩的情况下确保安全性的优点，特别是在冲击之后，但是其高摩擦水平明显损害了擒纵机构的效率。效率的提高是来源于对圆柱体擒纵机构中的接触和摩擦的消除，而这样消除是通过排列在小心放置时形成磁或静电排斥的磁体或驻极体等而实现的，这消除了该机械圆柱体擒纵机构中的摩擦并因此消除了主要瑕疵。放置在擒纵轮上的磁体或类似物用作无接触止挡构件。增设机械止挡构件以防止擒纵轮在发生冲击时急转/猛转(race)。

在磁替代方案中更具体地描述了本发明。本领域技术人员将在前述现有技术中发现用于使本发明适用于静电版本或混合磁/静电版本的方式。

完整的振荡器300包括至少一个谐振器100，特别是但不限于具有至少一个惯性质量块1(特别是摆轮)的谐振器，所述惯性质量块直接或间接从固定结构3悬置，固定结构3用于固定到板或类似物上。该至少一个惯性质量块1通过弹性返回装置返回。在一特定实施例中，这些弹性返回装置包括柔性条带2，如图1和2所示，并且谐振器100的振荡由磁-机械擒纵机构200维持。在另一些未示出的变型中，这些弹性返回装置可以包括至少一个游丝等。

至少一个惯性质量块1承载进入叉PE和出口叉PS。

振荡器300包括擒纵机构200。擒纵机构200是间歇操作机构，并且以传统方式包括至少一个擒纵轮20，其设置成绕旋转轴线OE旋转，且其包括设有机械端齿22的臂21，端齿22设置成与进入叉PE和出口叉PS交替地相互作用。这些端齿22中的每一个设置成与进入叉PE或出口叉PS配合以维持谐振器100的振荡。

根据本发明，该擒纵机构200是磁-机械擒纵机构。擒纵轮20包括在每个端齿22的端部处的至少一个磁体23。端齿22设置成在谐振器100的补充圆弧(supplementary arc)期间搁靠/休止在机械擒纵叉瓦16上，该机械擒纵叉瓦16包括在进入叉PE或出口叉PS中。进入叉和出口叉均包括磁性装置30。进入叉PE包括第一磁性装置，出口叉PS包括第二磁性装置。该第一磁性装置和该第二磁性装置各自包括环形扇区，其以谐振器100的振荡轴线OR为中心并限定第一磁屏障区Z1。该第一磁屏障区Z1在机械擒纵叉瓦16的上方和/或下方(参考振荡轴线OR的方向)在该机械擒纵叉瓦的整个长度上延伸，该机械擒纵叉瓦能够在补充圆弧期间用作用于端齿22的支承，以形成磁性圆柱体擒纵机构。

在所示的特别的且非限制性的变型中，这种惯性质量块1包括特别是由钛合金制成的摆轮11，其包括惯性块101。该惯性质量块1固定到由硅或硅和二氧化硅等制成的两个板12、13上，每个板都包括柔性条带2。这里示出的两个柔性条带2在惯性质量块1的基本上在振荡轴线上的投影中交叉。两个板的与固定到摆轮11的端部相反的端部形成单个质量块4或两个不同的质量块4，每个质量块4由横向柔性条带7和/或至少一个刚性梁6悬挂到中间体5上，中间体5本身通过纵向柔性条带8和/或在至少一个刚性梁9悬挂在固定结构3上。这种特殊的布置形成有效的抗冲击台，用于保护由柔性条带2形成的挠性枢轴。

用于保护谐振器条带的这种抗冲击装置尤其描述于ETA名下的瑞士专利申请号CH00518/18和THE SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT名下的CH00540/18中。有利地，这些装置包括平移台以及止挡构件，平移台允许谐振器100的惯性质量块1(特别是摆轮11)在冲击的情况下移动，止挡构件以该惯性质量块的旋转轴线为中心，用以在不作用于枢轴的条带上的情况下保持所述质量块。这些止挡构件在图中不可见，并且可以由附接到板或条夹板上的销组成，一个是上部销，其有游隙地与惯性质量块1中的上部内孔18接合，并且在冲击的情况下限制其位移，另一个是下部销，其有游隙地与惯性质量块1中的下部内孔19接合，并且在冲击的情况下限制其位移。在图2中，该内孔19穿过上凸缘15和下凸缘17两者，与惯性质量块1一体化的机械擒纵叉瓦16围绕该上凸缘15和该下凸缘17。

因此，谐振器100包括具有进入叉PE和出口叉PS的止挡装置，每个止挡装置都能够在谐振器100的振荡期间与擒纵轮20配合。这些进入叉PE和出口叉PS可以是不同的，或者形成一体式组件，进入叉PE和出口叉PS各自设置成固定在惯性质量块1上，并且进入叉PE和出口叉PS中的每一者的远侧端部均设置成与擒纵轮20的端齿22配合。进入叉PE和出口叉PS中的每一者均包括设置用于与端齿22机械接触的机械擒纵叉瓦16，并且机械擒纵叉瓦16有利地但不是必须地在擒纵轮20侧终止于相关的进入叉/出口叉的远侧端部处的冲击面中。

根据本发明，至少一个擒纵轮20在每个端齿22的端部包括至少一个磁体23。并且振荡器300包括用于进入叉PE的第一磁性装置和用于出口叉PS的第二磁性装置，其不一定相同，如下面将看到的。每个磁性装置30设置成放置在进入叉/出口叉上，或者至少在上凸缘15和/或下凸缘17上形成为进入叉/出口叉的一体部分，从而围绕机械擒纵叉瓦16，并且分别布置在擒纵轮20的上方或下方；这些上方和下方布置指的是谐振器100的振荡轴线OR以及与其平行的擒纵轮20的旋转轴线OE的方向。

简而言之，进入叉PE或出口叉PS包括机械擒纵叉瓦16以及磁性装置30(第一磁性装置和第二磁性装置)，机械擒纵叉瓦设置成与擒纵轮20的端齿22配合，磁性装置30的磁场效应与机械擒纵叉瓦16的潜在机械相互作用表面叠加。该磁性装置30可以制造在不同的表面上，特别是机械擒纵叉瓦16的表面上，更具体地在与擒纵轮20的端齿22的机械相互作用的区域的边缘处或超出该区域/在该区域之外。更具体地，至少一个这样的磁性装置30定位在进入叉PE和出口叉PS之一的上凸缘15下面和/或下凸缘17上面。更具体地，至少一个这样的磁性装置30定位在进入叉PE和出口叉PS之一的上凸缘15下面和下凸缘17上面。再更具体地，这种磁性装置30定位在进入叉PE和出口叉PS中的每一者的上凸缘15下面和下凸缘17上面。

在附图所示的变型中，谐振器100配备有进入叉PE和出口叉PS，进入叉PE和出口叉PS均包括大致管状的机械擒纵叉瓦16，并且在机械擒纵叉瓦的上方和下方增加了磁体，如图3和4中可见，以形成这些磁性装置30。在一个变型中，整个磁体或部分磁体可以由至少一个连续磁化或像素化表面代替。

磁-机械擒纵机构的几何形状在图3中更详细地示出。

擒纵轮20的磁体23与由谐振器承载的磁体具有排斥相互作用，所述由谐振器承载的磁体设置在至少一个层级/高度上，更具体地，根据图4的图示设置在擒纵轮20的上方和下方的两个层级/高度上。

图5至10所示的顺序描述了擒纵机构的功能。

在无摩擦补充圆弧之后，在位于图的左侧部分的进入叉PE上(如图5所示)，在进入叉PE上有解锁(如图6所示)。

接下来，如图7所示，擒纵轮20在维持转矩的作用下开始沿箭头方向转动，并且通过磁性排斥将其冲击传递到位于图的右侧部分的出口叉PS。

接下来，在一特定变型中，如图8所示，擒纵轮20与出口叉PS之间的冲击类型的机械接触衰减回弹。这种冲击是有用的，但对于擒纵机构的正确操作不是必不可少的。实际上，可以制造其中不会发生冲击的类似擒纵机构。这种小的受控冲击提供的优点是它消散一部分能量并限制擒纵轮20的后坐。还应注意，这种冲击具有允许声学测量操作的优点，因为，在正常操作中，它是擒纵机构操作期间唯一可听到的机械接触。限制轮的后坐提供了另一个优点，即可以在相同空间内增加擒纵轮20的齿数。

在这种可能的机械接触之后，如图9所示，擒纵轮20的磁体23与磁性进入叉/磁性出口叉之间的磁性排斥产生擒纵轮20的轻微后坐，使得图10所示的出口叉PS上的补充圆弧以无摩擦的方式发生。“无摩擦”在此意味着在擒纵轮20与谐振器100之间没有任何机械接触，因为显然与空气的摩擦仍然存在。

在解锁出口叉之后，在进入叉上发生类似的顺序，如图11至16所示：

-图11：无摩擦补充圆弧；

-图12：出口叉PS上的解锁；

-图13：擒纵轮的前移和对进入叉PE的冲击；

-图14：对进入叉的影响；

-图15：擒纵轮的轻微后坐；

-图16：无摩擦补充圆弧。

为了理解可称为磁性进入叉/磁性出口叉的进入叉/出口叉的磁性装置30的设计，有用的是在谐振器100的参考系中表示由擒纵轮20的端齿22承载的优选圆柱形磁体23的轨迹T，如图17所示，其从数值模拟得到的曲线相对于相应进入叉PE或出口叉PS回扫磁体23的中心的精确轨迹T。

考虑进入叉PE，图17中轨迹T左侧的最低点对应于图13的相对位置，其中磁体23穿过向右上方弯曲的曲线，然后到达对应于图14的冲击的极值；向左上方弯曲对应于图15的后坐，向上的轨迹与进入叉/出口叉本身一样并且与机械擒纵叉瓦16一样以谐振器10的振荡轴线OR为中心，其对应于图16的无摩擦补充圆弧，并且该补充圆弧尤其可以比图中所示的更长，高位置对应于图5，之后向下返回而在进入叉PE上的右侧解锁(如图6所示)。轨迹关于出口叉PS当然是类似的。图17示出了磁体23，其与包括在磁性装置30中的磁垫32排斥配合，以给它一个冲击。

这使得可以识别根据图18至21的磁性进入叉/出口叉的功能区域。

在图18中的进入叉PE或图20中的出口叉PS上，可以区分以下内容：

-第一冲击区域ZP；

-冲击区域ZC；

-无摩擦补充圆弧区域ZA；

-解锁和第二冲击区域ZD。

这些图18和20示出了磁性装置30必定包括磁屏障31，其围绕谐振器10的振荡轴线OR、与进入叉PE或出口叉PS及其机械擒纵叉瓦16基本上同心。在轨迹T的对应于补充圆弧的部分与该磁屏障31或在存在多个的情况下每个磁屏障31之间存在一定的恒定距离。每个这样的磁屏障31连同擒纵轮20的磁体23一起可以避免端齿22与有关的进入叉PE或出口叉PS之间在正常操作中的任何接触和因此任何摩擦。自然地，在(例如手表掉落时的)冲击的情况下，在一方面的进入叉PE或出口叉PS的机械擒纵叉瓦16与另一方面的端齿22之间可能发生机械接触，机械擒纵叉瓦16与端齿22共同提供了安全停止功能。

在这些相同附图的变型中，磁性装置30包括完整的非限制性布置结构，因为根据本发明的振荡器300可以与全部或部分下面描述的磁体或磁化区域一起操作，只要它们至少包括磁屏障31即可；

-至少一个磁屏障31，其包括围绕谐振器10的振荡轴线OR的至少一个基本上圆柱形的磁体；

-至少一个磁垫32，其优选地由磁尾尾部33补充，

-用于校正等时性的至少一个铁磁或轻微磁化区域34。

图25是以与图3类似的方式示出进入点E和退出点S的状况图，所述进入点E和退出点S由以谐振器的轴线OR为中心并且后接谐振器3的进入叉PE和出口叉PS的磁屏障31的第一圆CO与形成擒纵轮20的包络线并以擒纵轴线OE为中心的第二圆CE之间的交点限定。谐振器3的进入叉PE和出口叉PS分别在进入点E和退出点S处移动。图25定义了基本方向，其在进入点E和退出点S处定向在与该第一圆CO和该第二圆CE的切线处：

D1+：进入叉在进入点处的切线，指向擒纵轮的轴线OE；

D1-：进入叉在进入点处的切线，在D1+的反方向上；

D2+：擒纵轮20在进入点处的切线，指向擒纵轮20的旋转方向；

D2-：擒纵轮20在进入点处的切线，在D2+的反方向上；

D3+：出口叉在退出点处的切线，指向擒纵轮的轴线OE；

D3-：出口叉在退出点处的切线，在D3+的反方向上；

D4+：擒纵轮20在退出点处的切线，指向擒纵轮20的旋转方向；

D4-：擒纵轮20在退出点处的切线，在D4+的反方向上。

根据本发明的这种擒纵机构的布置结构限定了一个或多个功能区域：

-在所有情况下都存在的第一磁屏障区域Z1，围绕磁屏障31，或者在有多个的情况下围绕每个磁屏障31；

-第二自启动改善区域Z2，围绕磁垫32，或者在有多个的情况下围绕每个磁垫32；

-产生冲击的区域，与第二自启动改善区域Z2(当它存在时)以及第一磁屏障区域Z1或每个第一磁屏障区域Z1紧邻或与之至少部分叠加；

-第三等时校正区域Z3，其是用于校正谐振器100的等时性的区域。

对于进入叉PE，优选但非排他性地如图所示：

-第一磁屏障区域Z1是以谐振器100的旋转轴线OR为中心的环形扇区，其在机械擒纵叉瓦的上方和/或下方在机械擒纵叉瓦的整个长度上延伸，擒纵轮20的端齿22在补充圆弧期间搁靠在机械擒纵叉瓦上，如图19所示；

-第二自启动改善区域Z2是以擒纵轮20的旋转轴线OE为中心的环形扇区，其基本上沿方向D2+和D2-延伸，且其通过机械擒纵叉瓦的端部的上方和/或下方以便至少覆盖机械擒纵叉瓦的冲击面；

-第三等时校正区域Z3由第一磁屏障区域Z1和第二自启动改善区域Z2界定，且其沿方向D2-和D1-延伸，以便在上方和/或下方覆盖在补充圆弧期间搁靠在进入叉上的擒纵轮20的端齿22的磁体23。

同样，对于出口叉PS：

-第一磁屏障区域Z1是以谐振器100的旋转轴线OR为中心的环形扇区，其在机械擒纵叉瓦的上方和/或下方在机械擒纵叉瓦的整个长度上延伸，擒纵轮20的端齿22在补充圆弧期间搁靠在机械擒纵叉瓦上，如图21所示；

-第二自启动改善区域Z2是以擒纵轮20的旋转轴线OE为中心的环形扇区，其基本上沿方向D4+和D4-延伸，且其通过机械擒纵叉瓦的端部的上方和/或下方以便至少覆盖机械擒纵叉瓦的冲击面；

-第三等时校正区域Z3由第一磁屏障区域Z1和第二自启动改善区域Z2界定，且其沿方向D4-和D3-延伸，以便在上方和/或下方覆盖在补充圆弧期间搁靠在出口叉上的擒纵轮20的端齿22的磁体23。

第一磁屏障区域Z1是必不可少的并且具有排斥擒纵轮20的端齿22的功能，因此消除了机械接触，从而在没有摩擦的情况下发生补充圆弧。该第一磁屏障区域Z1可以或多或少地强烈但它必须顺循以谐振器10的振荡轴线OR为中心的圆的圆弧。如果希望避免擒纵轮20的端齿与进入叉PE和出口叉PS的机械擒纵叉瓦16之间的机械冲击，则可以增加屏障的强度。或者，相反，如果希望最大限度地减少擒纵轮20在撞击之后的后坐，则可以降低屏障的强度。仅包括该磁屏障31的机构是磁性圆柱体擒纵机构的一个变型，其代表了对NIVAROX-FAR的欧洲专利号EP2889704B1的改进。

第二自启动改善区域Z2的磁垫32是任选的。有利地增设它以在借助于磁排斥启动时减小擒纵轮20与进入叉PE或出口叉PS的机械擒纵叉瓦16的端部之间的摩擦。这显著改善了自启动功能。调节磁垫32的长度和形状两者以优化自启动功能。

该磁垫32还具有另一效果。当擒纵轮20的磁体经过磁垫附近时，存在磁排斥，其将冲击传递到谐振器100并且大幅提高了效率。

优选地，磁垫32包括至少一个磁体，并且基本上垂直于磁屏障31的最靠近擒纵轮20的远侧端部延伸，并且在磁体23与相关的进入叉PE或出口叉PS的磁性装置30之间在配合进入侧延伸，从而与磁屏障31一起形成反写的大写字母L。该磁垫32不一定是直的，它也可以是略微弯曲的。

在一未示出的变型中，它可以在其与磁屏障31相反的远侧端部处包括磁性凸耳，该磁性凸耳位于与擒纵轮相反的一侧，并且扩展产生冲击的区域。更具体地，该磁性凸耳在关于进入叉PE的方向D2-上位于远侧端部处，并且在关于出口叉PS的方向D4-上位于远侧端部处。再更具体地，该磁性凸耳沿关于进入叉PE的方向D1-和关于出口叉PS的方向D3-延伸。在另一未示出的变型中，磁垫32分别沿方向D2+、D4+延伸。

应当注意，第二自启动改善区域Z2不一定与产生冲击的区域相同，这意味着可以在不影响自启动功能的情况下调节冲击。

关于进入叉PE，图18示出了擒纵轮20的磁体23与磁垫32相互作用两次：首先，当磁体23移动到第一冲击区域ZP中时，它排斥磁垫32，从而将第一冲击传递到谐振器100；然后，当磁体23移动到解锁和第二冲击区域ZD中时，由于排斥，磁垫32形成一种待被穿过的通道，并且磁体23在其轨迹T上的高速度使其能够容易地穿过该通道。紧接在穿过该通道之后，擒纵轮20开始旋转，然后第二冲击传递到谐振器100。关于出口叉PS，在图20的第一冲击区域ZP的位置，磁体23与磁垫32之间的排斥为谐振器100提供第一冲击；以与进入叉上发生的方式类似的方式，第二冲击在穿过该通道之后传递到解锁和第二冲击区域ZD中。

在一个有利的变型中，磁垫32由磁性尾部33补充，磁性尾部33基本上与磁垫对齐，并且关于磁屏障位于磁垫的相反侧，即在关于进入叉PE的方向D2+上和在关于出口叉PS的方向D4+上。该磁性尾部33使来自轴线的力转向并且倾向于切向地驱动擒纵轮20的磁体23并抵抗摩擦力，其确保排斥继续到进入叉/出口叉的端部。该磁性尾部33在整个运动学中也是有用的，因为位于出口叉PS上的磁性尾部33确保了擒纵轮20的下一个臂21与进入叉PE的磁性装置30配合地充分接合而不是在其移动到该区域的入口期间受到要克服的门槛。

有利地，磁垫32和扩展所述磁垫的磁性尾部33的总长度接近圆CE上的端齿22的端部的半节距，圆CE是擒纵轮20的轨迹的包络线。

在一特定实施例中，磁性尾部33布置成，沿远离所述磁垫32方向，距离旋转轴线OE的半径不断增加。

在一特定实施例中，磁性尾部33以逐渐降低的台阶的形式制成，如图18和20所示。

更具体地，磁垫32的总曲线长度大于磁性尾部33的总曲线长度，以便给出第一冲击：磁垫/磁性尾部组件在方向D2-上比在方向D2+上延伸的更长，并且对于出口叉，磁垫/磁性尾部组件在方向D4-上比在方向D4+上延伸的更长。

将这样的磁垫32增加到磁屏障31对于自启动功能是有利的：如果没有磁垫，则擒纵轮在某些构型中可能移动成机械靠接在进入叉PE或出口叉PS的机械擒纵叉瓦16的远端上，并且擒纵轮20中可获得的低转矩不足以克服摩擦。因此，磁垫32的优点是在自启动期间减小机械擒纵叉瓦16的端部处的摩擦力，这允许正常的自启动。

数值模拟表明，如果需要的话，可以通过在第二自启动改善区域Z2附近增加磁体来进一步提高效率。

但是，当达到标称振幅时，不再需要提高效率。因此，优化冲击所需的磁体数量取决于所使用的谐振器100及其品质因数。如果品质因数低，则增加更多磁体。如果品质因数高，则增加较少磁体。

由于补充圆弧除了第一次冲击之外在没有摩擦的情况下出现，机械擒纵叉瓦16的形状可以被优化以使损失最小化并且还支持自启动。特别是，进入叉/出口叉的端部(冲击面)被优化以支持自启动功能，但所选择的角度不再允许冲击在静止操作中传递。此外，进入叉/出口叉的机械擒纵叉瓦16不必是以谐振器的旋转轴线为中心的圆弧。对图18至21的检查表明，在机械接触区域ZC中，进入叉/出口叉的机械擒纵叉瓦16已经在轮廓301上被修改，以使冲击对摆轮的影响最小化。必须调整该区域的角度，使得接触力支承件从旋转中心通过。也可以使该接触区域倾斜，使得冲击将能量传递到惯性质量块1，从而提高效率。该轮廓301可以是倾斜平面，或如图中的锥形中空轮廓，并且使得可以使得在图示中示出的向下施加在进入叉/出口叉上的应力偏离，使得形成这种应力的两个力的合力以及进入叉/出口叉上的向上切向摩擦力通过谐振器10的振荡轴线OR。同样，磁屏障31可以包括磁化的类似变型。

同样任选地但有利地，在第三等时校正区域Z3中增加小磁体(低相互作用)，以便调整由擒纵机构引起的谐振器100的等时性。目标是通过谐振器100的等时性补偿这种感应的等时性，使得总振荡器300是完全等时的。迭代地调节这些磁体的数量和位置，直到获得所需的效果。在一个变型中，简单的铁磁表面也可以与擒纵轮20的端齿22的磁体23弱配合。该第三等时校正区域Z3从擒纵轮20的端齿22的角度在第一磁屏障区域的上游延伸：换句话说，该第三等时校正区域Z3相对于谐振器的振荡轴线OR延伸超出磁屏障区域Z1之外，并且相对于擒纵轮20的旋转轴线OE延伸超出进入叉/出口叉的远侧端部之外；当磁性装置30包括限定第二自启动改善区域Z2的磁垫32以及相关的冲击区域时，第三等时校正区域Z3相对于擒纵轮20的旋转轴线OE位于第二自启动改善区域Z2之外/外侧。

为了确保机械安全功能，当谐振器100处于其休止位置时，由谐振器100承载的机械擒纵叉瓦16进入擒纵轮20的端齿。深度p1和p2的值在

图22中示出。该图示出了圆CE，其是擒纵轮20的轨迹的包络线。出于安全原因，需要从来自谐振器10的振荡轴线OR的径向线测定的深度p1和p2，因为它们在发条盒完全松开时防止擒纵轮20的任何不受限制的旋转。例如，40微米的深度值确保了这种安全功能，同时吸收了误差或仅仅是制造公差对谐振器10的振荡轴线OR与擒纵轮20的轴线OE之间的中心距离的影响。

考虑到深度p1和p2，在启动时，施加到擒纵轮20的转矩必须足以将谐振器100推出其休止位置，以便端齿可以通过。当谐振器安装在挠性轴承上时，这会使自启动功能变得困难。由于两个原因，对进入叉/出口叉增加磁垫32显著改善了自启动功能。首先，磁性排斥具有减小端齿和进入叉/出口叉的端部之间的摩擦的作用。另一方面，这种排斥使谐振器的休止位置在适当的一侧移动，使得端齿可以通过。结果，振荡器在大部分有用的转矩范围内自启动。

第三等时校正区域Z3的磁体的作用是产生惯性质量块1的低扰动，以便调整擒纵机构的不等时性，从而利用谐振器100的不等时性来实现补偿。这种不等时校正不是必不可少的，但是根据所使用的谐振器的类型可以证明是有利的。

为了制造这种铁磁性或弱磁化区域34，代替如图1至22的不等时校正器那样以规则方式布置磁体像素，可以设想一种变型，其中在第三等时校正区域Z3中布置有非常薄的连续磁体层，其厚度通过激光或其它方式调整。

图23中示出了另一变型，其中在第三等时校正区域Z3中，在磁屏障31上仅存在两个小的突起341，其足以产生不等时校正所需的干扰。

图24中示出了另一变型，其中仅在进入叉PE上布置了不等时校正器。还可以将不等时校正器放置在出口叉PS上。

在另一变型中，不等时校正器可以仅放置在上凸缘15的磁性进入叉/出口叉上，或者仅放置在下凸缘17的磁性进入叉/出口叉上。或者，不等时校正器可以仅放置在磁性进入叉/出口叉的上凸缘15上，或者仅放置在磁性进入叉/出口叉的下凸缘17上。

还可以设想一种变型，其中可以通过改变第三等时校正区域Z3的上部磁体与第三等时校正区域Z3的下部磁体之间的距离来调节不等时性，这具有改变擒纵轮20的磁体23在它们位于第三等时校正区域Z3时经历的磁场强度的效果。

在一个变型中，第三等时校正区域Z3包含铁或磁体的牺牲多余物，该牺牲多余物布置成根据完整振荡器300的不等时性的测量结果被至少部分选择性地去除，以便恢复其等时性。

更具体地，磁性装置30被制造成在第三等时校正区域Z3中具有多余的磁体像素，然后一旦已测出不等时性，就可以通过选择性激光烧蚀来去除多余的磁体。

在于第三等时校正区域Z3中包括可变厚度的铁磁板的变型中，相互作用发生在吸引时而不是排斥时。

因此，本发明可以以各种构型实现，但总是具有第一磁屏障区域Z1，并且特别地但非排他地：

-第一磁屏障区域Z1和第二自启动改善区域Z2，仅具有一个磁垫32；

-第一磁屏障区域Z1和第二自启动改善区域Z2，具有磁垫32和磁性尾部33；

-第一磁屏障区域Z1和第三等时校正区域Z3；

-第一磁屏障区域Z1、第二自启动改善区域Z2和第三等时校正区域Z3，仅具有一个磁垫32，

-第一磁屏障区域Z1和第二自启动改善区域Z2，以及第三等时校正区域Z3，具有磁垫32和磁性尾部33。

当然可以对如上所述的发明进行技术反转，其包括将单独的磁体放置在谐振器100的进入叉/出口叉上，并且在擒纵轮20上布置更复杂的磁性结构，以便产生上述相同的磁屏障效果、磁垫、冲击和不等时校正器。

应注意，在擒纵轮上具有隔离的磁体的前述和图示的版本具有使擒纵轮20的惯性最小化的优点。这对于确保擒纵机构在振荡器300承受外部加速度(这在手表的正常使用过程中很常见)时的正确操作并确保在佩戴时具有出色的阻力而言是重要的。

本发明涉及一种包括至少一个这样的振荡器300的钟表机芯500。

本发明还涉及一种手表1000，其包括至少一个这样的机芯500和/或一个这样的振荡器300。

Claims

1.一种包括至少一个谐振器(100)的钟表振荡器(300)，具有在弹性返回装置(2)作用下而相对于固定结构(3)返回的惯性质量块(1)，所述谐振器(100)围绕振荡轴线(OR)振荡，所述惯性质量块(1)承载进入叉(PE)和出口叉(PS)，所述振荡器(300)包括擒纵机构(200)，所述擒纵机构(200)包括擒纵轮(20)，所述擒纵轮布置成围绕旋转轴线(OE)旋转并且包括端齿(22)，每个所述端齿布置成与所述进入叉(PE)或所述出口叉(PS)配合以维持所述谐振器(100)的振荡，其特征在于，所述擒纵机构(200)是磁-机械擒纵机构，所述擒纵轮(20)在每个所述端齿(22)的端部处包括至少一个磁体(23)，所述端齿(22)布置成轮流地与所述进入叉(PE)和出口叉(PS)作用，其中所述进入叉(PE)包括第一磁性装置，所述出口叉(PS)包括第二磁性装置，所述第一磁性装置和所述第二磁性装置各自都包括环形扇区，所述环形扇区以所述谐振器(100)的所述振荡轴线(OR)为中心并且限定出第一磁屏障区域(Z1)，所述第一磁屏障区域(Z1)相对于所述振荡轴线(OR)的方向而在所述进入叉(PE)或所述出口叉(PS)的机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方沿所述机械擒纵叉瓦的整个长度延伸，所述机械擒纵叉瓦能够在补充圆弧期间用作所述端齿(22)的支承件，以便形成磁性圆柱体擒纵机构。

2.根据权利要求1所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第一磁性装置和/或所述第二磁性装置在所述进入叉(PE)和/或所述出口叉(PS)上包括用于改善自启动功能的至少一个磁垫(32)，所述磁垫包括至少一个磁体，并且所述磁垫延伸到第二自启动改善区域(Z2)中，所述第二自启动改善区域是以所述擒纵轮(20)的所述旋转轴线(OE)为中心的环形扇区，并且所述第二自启动改善区域关于所述进入叉(PE)基本上沿进入点处的切向方向(D2+，D2-)延伸，所述进入点处的切向方向与所述擒纵轮(20)相切并且相对于所述振荡轴线(OR)的方向通过所述进入叉(PE)的所述机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方，和/或所述第二自启动改善区域关于所述出口叉(PS)基本上沿退出点处的切向方向(D4+，D4-)延伸，所述退出点的切向方向与所述擒纵轮(20)相切并且相对于所述振荡轴线(OR)的方向通过所述出口叉(PS)的所述机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方，以便覆盖所述进入叉(PE)和/或所述出口叉(PS)的端部中所包括的至少一个冲击面。

3.根据权利要求2所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁垫(32)通过磁性尾部(33)扩展，所述磁性尾部从磁屏障(31)并沿与所述擒纵轮(20)相切且沿着所述擒纵轮(20)的旋转方向的方向扩展，所述磁性尾部(33)基本上与所述磁垫(32)对齐，所述磁性尾部布置成向所述擒纵轮(20)的所述磁体(23)施加力，该力倾向于切向地驱动所述磁体(23)，并且配置成抵抗所述进入叉或出口叉的在所述擒纵轮(20)侧的远侧端部处的摩擦力。

4.根据权利要求3所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁性尾部(33)布置成，沿远离所述磁垫(32)的方向，距离所述旋转轴线(OE)的半径不断增加。

5.根据权利要求3所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁性尾部(33)由一组逐渐降低的台阶制成。

6.根据权利要求2所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁垫(32)和扩展所述磁垫(32)的任何磁性尾部(33)的总曲线长度接近限定所述擒纵轮(20)的所述端齿(22)的轨迹的包络线的圆(CE)上的所述端齿(22)的端部的半节距。

7.根据权利要求3所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁垫(32)的长度大于所述磁性尾部(33)的长度，以便产生第一冲击。

8.根据权利要求3所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁垫(32)和所述磁性尾部(33)设置成在它们布置在其上的曲线圆弧上限定连续磁场。

9.根据权利要求3所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述磁垫(32)在其与磁屏障(31)相反的远侧端部处包括磁性凸耳，所述磁性凸耳位于所述磁垫的与所述擒纵轮(20)相反的一侧上并扩展所述第二自启动改善区域(Z2)。

10.根据权利要求1所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第一磁性装置和所述第二磁性装置均包括第三等时校正区域(Z3)，所述第三等时校正区域从所述擒纵轮(20)的所述端齿(22)的角度来看在所述第一磁屏障区域(Z1)的上游延伸，并且关于所述擒纵轮(20)的所述旋转轴线(OE)延伸超出所述机械擒纵叉瓦(16)的远侧端部之外，在进入叉处，所述第三等时校正区域沿与所述擒纵轮(20)的旋转方向相反的进入点处的切向方向(D2-)和远离所述擒纵轮(20)的旋转轴线(OE)的进入点处的径向方向(D1-)延伸，在所述出口叉处，所述第三等时校正区域沿与所述擒纵轮(20)的旋转方向相反的退出点处的切向方向(D4-)和远离所述擒纵轮(20)的旋转轴线(OE)的退出点处的径向方向(D3-)延伸，以便相对于所述振荡轴线(OR)的方向在所述进入叉(PE)或所述出口叉(PS)的所述机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方覆盖在补充圆弧期间搁靠在所述进入叉或出口叉上的所述擒纵轮(20)的所述磁体(23)。

11.根据权利要求10所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第三等时校正区域(Z3)相对于所述擒纵轮(20)的所述旋转轴线(OE)位于第二自启动改善区域(Z2)之外，所述第二自启动改善区域是以所述擒纵轮(20)的所述旋转轴线(OE)为中心的环形扇区，并且所述第二自启动改善区域关于所述进入叉(PE)基本上沿进入点处的切向方向(D2+，D2-)延伸，所述进入点处的切向方向与所述擒纵轮(20)相切并且相对于所述振荡轴线(OR)的方向通过所述进入叉(PE)的所述机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方，和/或所述第二自启动改善区域关于所述出口叉(PS)基本上沿退出点处的切向方向(D4+，D4-)延伸，所述退出点的切向方向与所述擒纵轮(20)相切并且相对于所述振荡轴线(OR)的方向通过所述出口叉(PS)的所述机械擒纵叉瓦(16)的上方和/或下方，以便覆盖所述进入叉(PE)和/或所述出口叉(PS)的端部中所包括的至少一个冲击面，所述第二自启动改善区域与所述第一磁屏障区域(Z1)一起界定所述第三等时校正区域(Z3)。

12.根据权利要求10所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第三等时校正区域(Z3)是与所述磁体(23)弱磁吸引相互作用或弱磁排斥相互作用的区域，所述第三等时校正区域的磁相互作用低于所述第三等时校正区域形成其一部分的磁性装置的其它磁相互作用的区域。

13.根据权利要求10所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第三等时校正区域(Z3)包含铁或磁体，所述铁或磁体在补充圆弧期间与所述磁体(23)具有磁吸引相互作用或磁排斥相互作用。

14.根据权利要求13所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，每单位表面的铁或磁体的平均数量在与所述擒纵轮(20)相切的方向上是恒定的，并且在与所述进入叉或出口叉相切的方向上变化，以便表现出与所述磁体的磁相互作用，所述磁相互作用根据所述惯性质量块(1)相对于其休止位置的角度而变化。

15.根据权利要求10所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述第三等时校正区域(Z3)包含铁或磁体的牺牲多余物，所述牺牲多余物布置成根据完整的所述振荡器(300)的不等时性的测量结果而至少部分被选择性地去除，以恢复所述振荡器(300)的等时性。

16.根据权利要求1所述的钟表振荡器(300)，其特征在于，所述惯性质量块(1)包括至少一个摆轮。

17.一种钟表机芯(500)，包括至少一个根据权利要求1所述的钟表振荡器(300)。

18.一种表(1000)，包括至少一个根据权利要求17所述的机芯(500)和/或至少一个根据权利要求1所述的钟表振荡器(300)。