CN111771169B

CN111771169B - 机械表振荡器

Info

Publication number: CN111771169B
Application number: CN201980011895.XA
Authority: CN
Inventors: 沃特·约翰内斯·本雅明·于普马; 西布伦·伦纳德·威克
Original assignee: Flexible Mechanism Ip Private Ltd
Current assignee: Flexible Mechanism Ip Private Ltd
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN111771169A; JP7213270B2; JP2021514476A; NL2020384B1; EP3750009A1; WO2019156552A1

Abstract

一种机械表振荡器(100)包括平台(2)，该平台(2)设置有悬挂在平台(2)上的至少两个振动质量件(11、12、13)，其中，质量件(11、12、13)中的每个质量件通过至少一个挠曲构件(21、31；22、32；23、33)独立地悬挂在平台(2)上，并且其中，至少两个振动质量件(11、12、13)通过两个平行的挠曲梁(41‑48)互连以在至少两个振动质量件(11、12、13)之间提供直接的扭转刚性连接，并且其中，至少两个质量件(11、12、13)中的第一质量件(11)和提供第一质量件(11)与平台(2)的连接的至少一个挠曲构件(21或31)相对于至少两个质量件(11、12、13)中的第二质量件(12)和提供第二质量件(12)与平台(2)的连接的至少一个挠曲构件(22或32)镜像对称，其中，所述镜像对称应用于穿过振荡器(100)的中心的对称线(A)。

Description

机械表振荡器

技术领域

本发明涉及机械表振荡器。

背景技术

从WO2016/062889、WO2017/068538、EP 2 273 323、EP 3 035 126和EP 3 035 127已知机械表振荡器，仅举几例。

WO2016/062889公开了一种机械表机芯调节构件，其包括擒纵轮和振动振荡器，该振动振荡器设置有至少两个振动臂和牢固地连结至所述振动臂的擒纵叉，并且该机械表运动调节构件包括布置成与擒纵轮的齿直接相互作用的两个构件，从而保持振动振荡器的周期性交替并使擒纵轮随着每次振荡交替而前进。WO2016/062889中的振动质量件不是在几何学上互连的，这意味着这些质量件的振荡幅度和相位在冲击、加速和/或取向改变期间不保持同相，这又造成了计时不准确。

WO 2017/068538公开了一种用于调节机械钟表机芯的振荡器，该振荡器包括擒纵轮和形成该振荡器的时间基准的谐振器，该谐振器包括通过至少两个振动元件而保持处于振荡的质量件元件；所述质量件元件包括至少一个锚定部分，所述至少一个锚定部分刚性地连接至质量件元件并且构造成与擒纵轮直接接合，以保持谐振器的振荡并允许擒纵轮随着振荡的每次交替而移动。WO 2017/068538的装置的缺点在于，如果具有两个挠曲件或弹性悬挂件落在地面上，则装置会对平面外冲击(即，垂直于工作平面的冲击)具有很高的敏感性。这种具有两个挠曲件的装置的质心无法固定。如果具有多于两个的挠曲件，则该装置不可能在保持等时性(即计时精度)的同时经受很大的变形。

EP 2 273 323公开了一种振荡器，该振荡器包括设计成紧固至钟表的框架的紧固部分以及将轮缘和紧固部分彼此连接的多个弹性系统，其中，每个弹性系统包括串联布置并通过框架彼此连接的两个返回机构，其中，弹性系统中的至少一些弹性系统相对于框架悬挂且是自由的。EP 2 273 323的振荡器包含具有多个自由度的串联的挠曲件，并因此具有较低的抗冲击性。此外，这种已知的振荡器被制造成具有分布在多个平面中的特征，从而增加了制造和组装难度。

EP 3 035 126公开了一种具有振荡重锤的钟表谐振器，其中，该谐振器可以安装在钟表上，其中，该重锤通过在平行平面中彼此间隔一定距离延伸的交叉弹性条悬挂，其中，该谐振器是具有以对称的方式振荡的至少两个重锤的音叉类型。具有两个基本挠曲件的该已知装置将对平面外的冲击(即垂直于工作平面的冲击)有很低的抵抗力。此外，该振荡器制造有分布在多个平面中的特征，从而增加了制造和组装难度。

EP 3035127公开了一种带有音叉型谐振器的钟表振荡器，该钟表振荡器包括至少两个可移动的振荡部分，所述至少两个可移动的振荡部分利用挠性元件固定至包括在振荡器中的连接元件，其中，各个可移动部分绕虚拟枢轴振荡，并且其中，可移动部分的质心在其静止位置与虚拟枢轴重合，并且其中，至少一个可移动部分的挠性元件由相交的弹性条形成。在该已知的装置中，振动质量件不是在几何学上相互连接的，这意味着这些质量件的振荡在冲击、加速和/或取向改变期间不保持同相，从而最终造成计时不准确。此外，该已知的振荡器制造有分布在多个平面中的特征，从而增加了制造和组装难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种对于因振荡器的不同取向而引起的引力变化影响具有较高抵抗力的机械表振荡器。

本发明的另一目的是提供一种具有高抗冲击性的机械表振荡器。

本发明的又一目的是提供一种尺寸可能比现有技术的振荡器更小的机械表振荡器。

本发明的这些和其他目的通过根据本申请的机械表振荡器来实现，本发明的这些和其他目的会根据以下公开内容而变得明显。

在本发明的第一方面，机械表振荡器包括平台，该平台设置有悬挂在该平台上的至少两个振动质量件，其中，质量件中的每个质量件各自通过至少一个挠曲构件悬挂在平台上，并且其中，至少两个振动质量件通过至少两个平行的挠曲梁相互连接，所述至少两个平行的挠曲梁在所述至少两个振动质量件之间提供直接的扭转刚性连接，并且其中，所述至少两个质量件中的第一质量件和提供第一质量件与平台的连接的所述至少一个挠曲构件相对于所述至少两个质量件中的第二质量件和提供第二质量件与平台的连接的所述至少一个挠曲构件大致镜像对称，并且其中，所述镜像对称适用于穿过振荡器的中心的对称线。前一句中的词语“大致”表示：关于质量件的重量或形状以及关于提供质量件与平台的连接的挠曲构件的取向的预期的和非预期的误差都包括在本发明的范围内。从工程的观点来看，在不脱离本发明的范围的情况下，最大为标称值的10％的误差是可容许的。就挠曲构件的取向而言，在不脱离本发明的范围的情况下，360°整圈的10％的取向差异是可容许的。当然，在镜像对称完美的情况下并且在质量件具有完全相等的重量和形状的情况下获得最佳结果。

前述的特征相结合地实现：本发明的机械表振荡器高度抵抗可能发生的与振荡器的不同取向有关的引力影响。

在本发明的能够适于独立使用、或者与根据本发明的上述第一方面的特征结合使用、或者与将在下文中讨论的以下特征中的任何特征结合使用的第二方面，机械表振荡器包括平台，该平台设置有悬挂在该平台上的至少两个振动质量件，其中，质量件中的每个质量件各自通过至少一个挠曲构件悬挂在平台上，并且其中，至少两个振动质量件通过至少两个平行的挠曲梁相互连接，以在所述至少两个振动质量件之间提供直接的扭转刚性连接，并且其中，所述两个平行的挠曲梁仅关于振荡器的整圈或半圈旋转而旋转对称。维基百科定义了旋转对称、在生物学中也被认为是径向对称、即被认为是形状所具有的下述特征：该形状在旋转了部分转后看起来相同。物体的旋转对称的程度是指该物体看起来相同的不同取向的数目。因此在本发明中，特征“仅关于振荡器的整圈或半圈旋转而旋转对称”意味着：需要使振荡器旋转完整的360°或旋转180°，直到振荡器再次具有与在振荡器转动了0°时、即在振荡器尚未转动时相同的形状或外观。所述组合特征使得振荡器可以被更小且更便宜地制造，或者替代性地使得振荡器为其他特征提供空间，其他特征举例来说比如是由振荡器的振动质量件提供的圆周内的擒纵轮。由于尺寸可能减小，振荡器还可以是更高能效的或耗能较低的，并且振荡器因降低的质量而提供了更好的耐久性和更好的抗冲击性。

以下特征可以与本发明的根据上述第一方面的机械振荡器一起应用，或者可以与本发明的根据上述第二方面的机械振荡器结合使用。本文中讨论的所有特征也可以累加地应用。

优选地，所述至少两个质量件通过两个组的两个平行的挠曲梁相互连接，所述两个组串联安置并且优选地具有相等的长度。单独的每组挠曲梁允许每组挠曲梁的两个端部之间的相对平移。由于这两组挠曲梁串联布置，因此各组挠曲梁的两个端部可以沿两个平移方向移动，从而跨越一表面，但是避免了各组挠曲梁的两个端部之间的旋转。通过将这两组平行挠曲梁安装在所述两个质量件之间，在所述两个质量件之间在几何学上确保具有零相移的相等振幅的振动，这有利于保持振荡器的质心的稳定性，并有利于提高振荡器的抗冲击性。

在优选实施方式中，质量件中的至少一个质量件利用两个挠曲构件独立地悬挂在平台上。这也增加了振荡器的抗冲击性。优选地，振荡器的所有质量件各自通过两个挠曲构件悬挂在平台上，以进一步提高振荡器的抗冲击性。

在质量件的数目计为n的实施方式中，优选的是，所有质量件通过这些质量件之间的至少n-1组互连件彼此连接，其中，每组互连件包括至少两个平行挠曲件。这完全限制了质量件相对于彼此的旋转。

本发明的目的中的至少一些目的在下述实施方式中被进一步推进：在该实施方式中，所述至少两个质量件中的第一质量件和提供第一质量件与平台的连接的所述两个挠曲构件和所述至少两个质量件的第二质量件和提供第二质量件与平台的连接的所述两个挠曲构件根据彼此正交的两条对称线镜像对称。

优选地，供质量件中的每个质量件独立地悬挂在平台上的所述至少一个挠曲构件和在所述至少两个振动质量件之间提供直接的扭转刚性连接的所述至少两个平行的挠曲梁具有刚性部段。该特征增加了挠曲构件和挠曲梁发生弯曲时的冲击水平。

抗冲击性进一步通过下述布置来提高：所述至少两个振动质量件具有第一机械止动件，该第一机械止动件布置成限制振动质量件相对于平台的移位。

在这方面，进一步有利的是，所述至少两个振动质量件具有第二机械止动件，该第二机械止动体布置成限制振动质量件相对于彼此的移位。

如前两段所述的对相对运动的机械阻挡减小了挠曲构件和梁中的应力并降低了断裂的风险。

附图说明

在下文中将参照根据本发明的钟表振荡器的若干示例性实施方式的附图来进一步说明本发明。

在附图中：

-图1A和图1B分别以平面图和等距视图示出了根据本发明的钟表振荡器的第一实施方式；

-图2A和图2B分别以平面图和等距视图示出了根据本发明的钟表振荡器的第二实施方式；

-图3A和图3B分别以平面图和等距视图示出了根据本发明的钟表振荡器的第三实施方式；

-图4以平面图示出了根据本发明的钟表振荡器的第四实施方式；以及，

-图5以平面图示出了根据本发明的钟表振荡器的第五实施方式。

每当在附图中应用相同的附图标记时，这些附图标记表示相同的部分。

具体实施方式

首先转向图1A、图1B、图2A和图2B，其示出了两个不同的实施方式，其中，振荡器100具有两个质量件11、12，这两个质量件11、12利用薄的挠性元件21、31和22、32而被弹性地悬挂至平台2。

参照图1A、图1B、图2A和图2B的两个实施方式，振荡器100的平台2设置有螺孔61、62，振荡器100能够利用螺孔61、62连接至钟表的其余部分。

当质量件11、12振动时，这些质量件11、12的延伸部51、52交替地释放擒纵轮53以及阻挡擒纵轮53，从而允许擒纵轮逐步地旋转。振荡器100凭借从擒纵轮53输入的能量而保持处于振荡性运动。

图1A、图1B以及图2A和图2B中所示的实施方式之间的区别在于，在图1A和图1B的实施方式中，平台2置于振荡器100的中心，而在图2A和图2B的实施方式中，平台2置于振荡器100的周缘。

值得注意的是，虽然质量件11、12各自示出为分别使用两个挠性元件21、31和两个挠性元件22、32与平台2单独连接，这代表了为振荡器100提供了最佳抗冲击性的最优选实施方式，在本发明的范围内，质量件11、12各自利用单个挠性元件单独连接至平台2就足够了。作为示例：对于质量件11，仅应用挠性元件21或仅应用挠性元件31就足够了，并且对于质量件12，仅应用挠性元件22或仅应用挠性元件32就足够了。

然而，根据本发明的第一方面，必要的是，至少两个质量件中的第一质量件11和提供第一质量件11与平台2的连接的至少一个挠曲构件21、31相对于所述至少两个质量件中的第二质量件12和提供第二质量件12与平台2的连接的至少一个挠曲构件22、32是镜像对称的，其中，所述镜像对称关于穿过振荡器100的中心的对称线A而应用。这提供了对因本发明的振荡器100的取向变化而引起的对例如振荡频率的引力影响的高抵抗力。

如果如图1A、图1B以及图2A和2B中所示的实施方式设置有各自分别使用两个挠性元件21、31和两个挠性元件22、32与平台2连接的质量件11、12，则优选的是，所述至少两个质量件中的第一质量件11和提供第一质量件11与平台2的连接的两个挠曲构件21、31与所述至少两个质量件中的第二质量件12和提供第二质量件12与平台2的连接的两个挠曲构件22、32根据彼此正交的对称线A和对称线B这两者镜像对称。这进一步提高了振荡器100对因本发明的振荡器100的不同取向而引起的引力影响的不敏感性。

在图1A、图1B以及图2A和图2B的两个实施方式中进一步示出，代表这些实施方式中的所有质量件的两个质量件11、12优选地通过下述两组平行的挠曲梁而相互连接：分别为一组长度相等的两个平行的挠曲梁41、42和一组长度相等的两个平行的挠曲梁43、44。单独的一组挠曲梁41、42和单独的一组挠曲梁43、44各自仅允许在各组挠曲梁的两个端部之间的相对平移。因为这两组挠曲梁串联布置，因此该组挠曲梁的两个端部可以沿两个平移方向移动，从而跨越一表面，但是避免了各组挠曲梁的两个端部之间的旋转。

通过将平行挠曲梁41、42组和平行挠曲梁43、44组安装在两个质量件11、12之间，于两个质量件11、12之间在几何学上保证了具有零相移的相等振幅的振动，这对保持振荡器100的质心的稳定性且对提高振荡器的抗冲击性是有益的。

根据本发明的第二方面，图1A、图1B以及图2A和2B的实施方式中的平行挠曲梁41-44仅关于振荡器100的整圈或半圈旋转而旋转对称，从而为擒纵轮53和振动延伸部51、52提供了空间。所述空间当然也可以根据需要用于其他特征。

本发明的振荡器100的第三实施方式在图3A和图3B中示出，其中，与图1A和图1B的实施方式相比，图3A和图3B的振荡器100设置有额外的质量件13。根据本发明的第一方面的关于质量件11和12及质量件11和12的镜像对称以及将质量件11和12连接至平台2的挠曲件的前述说明也适用于图3A和图3B的该实施方式。确切地说：同样在图3A和图3B中示出，第一质量件11和提供第一质量件11与平台2的连接的至少一个挠性构件21或31相对于第二质量件12和提供第二质量件12与平台2的连接的至少一个挠性构件22或32镜像对称，其中，所述镜像对称应用于穿过振荡器100的中心的对称轴线A。同样，本发明的涉及平行的挠曲梁41-48在旋转方面非对称并且仅关于振荡器100的整圈旋转而对称的第二方面也适用在该实施方式中，从而在该实施方式中也提供用于擒纵轮53和振动延伸部51、52的空间。

类似于图3A和图3B中所示的第三实施方式，图4中所示的第四实施方式设置有第一质量件11、第二质量件12和额外的质量件13。与先前讨论的实施方式相比，该第四实施方式的不同之处在于，其示出了将质量件彼此连接的另一可能，其中，两个平行的挠曲梁41、42将两个振动质量件11和13连接，并且两个平行的挠曲梁47、48将两个振动质量件12、13连接。进一步根据本发明的第一方面，在该实施方式中，第一质量件11和提供第一质量件11与平台2的连接的挠曲件31相对于第二质量件12和提供第二质量件12与平台2的连接的挠曲构件22大致镜像对称，其中，所述镜像对称应用于穿过振荡器100的中心的对称线A。同样，根据本发明的第二方面，图3A、图3B的实施方式中的平行的挠曲梁41-48被实施为仅关于振荡器100的整圈或半圈旋转而旋转对称。

最后，图5中示出了具有增强的面内冲击鲁棒性的第五实施方式，其中，至少一个挠曲构件21、31；22、32和至少两个平行的挠曲梁41-44具有刚性部段21a、31a；22a、32a；41a-44a，其中，质量件11、12中的每一者通过所述至少一个挠曲构件21、31；22、32被单独地悬挂在平台2上，所述至少两个平行的挠曲梁41-44在至少两个振动质量件11、12之间提供直接的扭转刚性连接。这些刚性部段增加了挠曲构件和挠曲梁弯曲时的冲击水平。

进一步示出，所述至少两个振动质量件11、12具有第一机械止动件11a、12a，第一机械止动件11a、12a布置成限制振动质量件11、12相对于平台2的移位，并且所述至少两个振动质量件11、12具有第二机械止动件11b、12b，第二机械止动件11b、12b布置成限制振动质量件11、12相对于彼此的移位。对所述相对运动的机械阻挡减小了挠曲构件和梁中的应力，并降低了挠曲构件和梁断裂的风险。尽管前面已经参照本发明的振荡器的几个示例性实施方式讨论了本发明，但是本发明不限于这些特定的实施方式，这些特定的实施方式可以在不脱离本发明的情况下以许多方式进一步变化。因此，所讨论的示例性实施方式不应严格地据此用于解释所附权利要求。相反，实施方式仅意在解释所附权利要求的措词，而无意将权利要求限制于这些示例性实施方式。因此，本发明的保护范围应仅根据所附权利要求来解释，其中，权利要求的措词中可能存在的歧义应利用这些示例性实施方式解决。

Claims

1.一种机械表振荡器(100)，所述机械表振荡器(100)包括平台(2)，所述平台(2)设置有悬挂在所述平台(2)上的至少两个振动质量件(11、12、13)，其中，所述质量件(11、12、13)中的每个质量件通过至少一个挠曲构件(21、31；22、32；23、33)独立地悬挂在所述平台(2)上，并且其中，至少两个振动质量件(11、12、13)通过至少两个平行的挠曲梁(41-48)互连，所述至少两个平行的挠曲梁(41-48)在所述至少两个振动质量件(11、12、13)之间提供直接的扭转刚性连接，并且其中，所述至少两个质量件(11、12、13)中的第一质量件(11)和提供所述第一质量件(11)与所述平台(2)的连接的至少一个挠曲构件(21或31)相对于所述至少两个质量件(11、12、13)中的第二质量件(12)和提供所述第二质量件(12)与所述平台(2)的连接的至少一个挠曲构件(22或32)大致镜像对称，其中，所述镜像对称为根据穿过所述振荡器(100)的中心且正交于所述振荡器(100)的中心轴线的对称线(A)的镜像对称。

2.根据权利要求1所述的机械表振荡器(100)，其中，所述两个平行的挠曲梁(41-48)仅关于所述振荡器(100)的整圈或半圈旋转而旋转对称。

3.一种机械表振荡器(100)，所述机械表振荡器(100)包括平台(2)，所述平台(2)设置有悬挂在所述平台(2)上的至少两个振动质量件(11、12、13)，其中，所述质量件(11、12、13)中的每个质量件通过至少一个挠曲构件(21、31；22、32；23、33)独立地悬挂在所述平台(2)上，并且其中，至少两个振动质量件(11、12、13)通过至少两个平行的挠曲梁(41-48)互连，所述至少两个平行的挠曲梁(41-48)在所述至少两个振动质量件(11、12、13)之间提供直接的扭转刚性连接，并且其中，所述两个平行的挠曲梁(41-48)仅关于所述振荡器(100)的整圈或半圈旋转而旋转对称，其特征在于，用于使所述质量件(11、12、13)中的每个质量件独立地悬挂在所述平台(2)上的所述至少一个挠曲构件(21、31；22、32)和在所述至少两个振动质量件(11、12)之间提供直接的扭转刚性连接的所述两个平行的挠曲梁(41-44)具有刚性部段(21a、31a；22a、32a；41a-44a)。

4.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述至少两个质量件(11、12)通过两个组的两个平行的挠曲梁(41-48)相互连接，所述两个组的两个平行的挠曲梁串联安置。

5.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述质量件(11、12、13)中的至少一个质量件通过两个挠曲构件(21、31；22、32；23、33)独立地悬挂在所述平台(2)上。

6.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述振荡器(100)的所有质量件(11、12、13)通过两个挠曲构件(21、31；22、32；23、33)独立地悬挂在所述平台(2)上。

7.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，如果质量件的数目计为n，则所有质量件(11、12、13)通过所述质量件(11、12、13)之间的至少n-1组互连件彼此连接，其中，每组互连件包括至少两个平行的挠曲梁(41-48)。

8.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述至少两个质量件(11、12、13)中的所述第一质量件(11)以及提供所述第一质量件(11)与所述平台(2)的连接的两个挠曲构件(21、31)和所述至少两个质量件(11、12、13)中的所述第二质量件(12)以及提供所述第二质量件(12)与所述平台(2)的连接的两个挠曲构件(22、32)根据彼此正交的两条对称线(A、B)镜像对称。

9.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，用于使所述质量件(11、12、13)中的每个质量件独立地悬挂在所述平台(2)上的所述至少一个挠曲构件(21、31；22、32)和在所述至少两个振动质量件(11、12)之间提供直接的扭转刚性连接的所述两个平行的挠曲梁(41-44)具有刚性部段(21a、31a；22a、32a；41a-44a)。

10.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述至少两个振动质量件(11、12)具有第一机械止动件(11a、12a)，所述第一机械止动件(11a、12a)布置成限制所述振动质量件(11、12)相对于所述平台(2)的移位。

11.根据权利要求1或3所述的机械表振荡器(100)，其中，所述至少两个振动质量件(11、12)具有第二机械止动件(11b、12b)，所述第二机械止动件(11b、12b)布置成限制所述振动质量件(11、12)相对于彼此的移位。

12.根据权利要求4所述的机械表振荡器(100)，其中，所述两个组的两个平行的挠曲梁具有相等的长度。