KR20170091012A - 타임피스 공명기 메커니즘 - Google Patents

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도메니코 잔니 디
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에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세
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Abstract

본 발명은 가상 축선 (A) 주위에서 선회하는 피벗 추 (2) 를 구비하는 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 에 관한 것으로, 상기 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 은 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 과, 가상 축선 (A) 을 함께 규정하는 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 각각에 의해 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 에 부착되는 제 1 고정 지지부 (11) 및 제 2 고정 지지부 (12) 를 포함하고, 회전 지지부 (3) 는 피벗 추 (2) 를 구비하고, 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 평면이고, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 는, 가상 축선 (A) 의 양측에, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 을 포함하고, 상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 그 각각보다 더 강성인 제 1 중간 스트립 (51) 에 의해 서로에 조인되고 또한 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 제 1 방향 (D1) 을 함께 규정하고, 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 제 2 방향 (D2) 을 규정하는 제 2 가요성 스트립 (62) 을 포함한다.

Description

타임피스 공명기 메커니즘{TIMEPIECE RESONATOR MECHANISM}
본 발명은 가상 피벗 축선 주위에서 회전가능하게 선회하도록 배열되는 피벗 추 (pivoting weight) 를 포함하는 타임피스 공명기 메커니즘에 관한 것으로, 상기 타임피스 공명기 메커니즘은 플렉셔 피벗 (flexure pivot) 메커니즘이 부착되는 제 1 고정 지지부 및 제 2 고정 지지부를 포함하고, 상기 플렉셔 피벗 메커니즘은 제 1 탄성 어셈블리에 의해 상기 제 1 고정 지지부에 연결되고 또한 제 2 탄성 어셈블리에 의해 상기 제 2 고정 지지부에 연결되는 회전 지지부를 포함하고, 상기 제 2 탄성 어셈블리는 상기 제 1 탄성 어셈블리와 상기 가상 피벗 축선을 규정하고, 상기 피벗 추는 상기 회전 지지부에 부착되거나 상기 회전 지지부에 의해 형성된다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 이러한 공명기 메커니즘을 포함하는 타임피스 무브먼트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 유형의 적어도 하나의 무브먼트를 포함하는 시계에 관한 것이다.
본 발명은 타임피스 공명기 메커니즘의 분야에 관한 것이다.
가상 피벗을 갖는 플렉셔 피벗들은 타임피스 공명기들을 실질적으로 향상시킬 수 있다. 일반적으로는 수직하게 교차하는 두 개의 일직선 스트립들로 이루어지는 교차형-스트립 피벗들이 가장 단순하다. 이러한 두 개의 스트립들은 두 개의 상이한 평면들에서 3 차원이거나 동일한 평면에서 2 차원일 수도 있고, 이 경우에 스트립들은 그들의 교차점에서 용접된다.
발진기용의 3 차원의 교차형-스트립 피벗을 최적화하여, 이를 이하의 두 가지 특정 방법들 (독립적으로 또는 결합하여) 로 중력장에서 배향과 무관한 속도에 의해 등시성이 되게 할 수 있다:
- 위치와 무관한 속도를 달성하기 위해 스트립들의 교차 위치를 클램핑 지점에 관해 선택하는 방법; 및
- 등시성 (isochronous) 이 되게 하고 또한 진폭과 무관한 속도를 달성하기 위해 스트립들 간의 각도를 선택하는 방법.
CSEM 의 이름으로 EP 특허 2911012 으로부터 이러한 삼차원 시스템들 또는 적어도 여러 레벨들 상의 시스템들이 공지되어 있고, 이는 타임피스 내에 발진기의 어셈블리를 허용하기 위한 지지 요소, 밸런스 휠, 상기 밸런스 휠에 리턴 토크 (return torque) 를 가할 수 있고 또한 상기 지지 요소를 상기 밸런스 휠에 연결하기 위한 복수 개의 가요성 스트립들, 및 상기 밸런스 휠과 완전하게 탑재된 펠리 (felloe) 를 포함하는 타임피스들 용의 회전 발진기를 개시한다. 복수 개의 가요성 스트립들은, 발진기의 평면에 수직하는 제 1 평면에 배치된 제 1 스트립과, 상기 제 1 평면과 교차하고 또한 발진기의 평면에 수직하는 제 2 평면에 배치된 제 2 스트립을 갖는 적어도 두 개의 가요성 스트립들을 포함한다. 발진기의 진동의 기하학적 축선은 제 1 평면과 제 2 평면의 교차점에 의해 규정되고, 진동의 기하학적 축선은 제 1 스트립과 제 2 스트립을 그 각각의 길이의 7/8 정도에서 교차한다. 이러한 배열체는 플렉셔 피벗들에 대해 1948 년부터 시작된 Wittrick 에 의한 연구로부터 공지되어 있다.
SYSMELEC 의 이름으로 EP 특허 1013949 는 두 쌍의 가요성 암에 의해 상기 베이스와 상기 이동가능한 요소 각각에 연결되는 중간 요소를 갖는 가요성 구조물에 의해 연결되는 이동가능한 부재와 고정된 베이스로 구성되는 피벗을 개시한다. 암들의 각각은 가요성 영역들을 형성하는 반원형 리세스들에 의해 형성된 각각의 단부에서 접합부를 포함한다. 피벗은 중간 요소 및 베이스와 이동가능한 요소를 연결하는 운동학적 제어 회로를 추가로 포함하여, 중간 요소의 각도 운동이 이동가능한 요소의 각도 운동에 상응한다.
하지만, 이러한 공지된 해결책들에는 단점들이 있다:
- 삼차원 교차형 스트립들을 갖는 피벗은 단일 이차원 에치로 에칭될 수 없고, 이는 제조를 복잡하게 한다;
- 교차 지점에서 용접된 스트립들을 갖는 이차원 교차형-스트립 피벗은 등가의 삼차원 피벗보다 4 배 더 강성이고, 이의 허용된 이동은 삼차원 피벗보다 4 배 더 적으며, 또한 이는 위치 및 진폭 모두와 무관한 속도를 달성할 수 없다.
본 발명은 간단하고, 경제적이며, 따라서 이차원 실시형태에서 두 개의 공지된 이차원 및 삼차원 기하학적 형상들의 이점을 추구한다.
그러므로, 본 발명은 청구항 1 에 따른 타임피스 공명기 메커니즘에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 이러한 공명기 메커니즘을 포함하는 타임피스 무브먼트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 유형의 적어도 하나의 무브먼트를 포함하는 시계에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 서로 교차하지 않는 두 개의 스트립들을 구비하는 이차원의 교차형-스트립 피벗이다. 이는 구부러진 얇은 부분들과, 변형이 거의 없거나 전혀 없을 정도로 강성인 넓은 부분들을 포함한다. 넓은 부분들이 스트립들의 플렉셔에 관여하지 않으므로, 이러한 넓은 부분들에 대해 임의의 형상을 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽으면 자명해질 것이다.
도 1 은, 블록 다이어그램의 형태로, 시트의 평면에서 회전 시에 단지 1 도의 자유도를 휠 세트에 허용하기 위하여, 휠 세트가 상이한 방향들로 배열된 두 개의 탄성 어셈블리들에 현수되는 기계식 공명기의 일반적인 원리를 나타낸다.
도 2 는 현수된 회전 지지부를 구비하는 본 발명에 따른 기계식 공명기의 개략적인 평면도를 도시하고, 제 1 탄성 어셈블리는, 가상 피벗 축선의 양측에, 제 1 외부 가요성 스트립 및 제 1 내부 가요성 스트립을 포함하고, 상기 제 1 외부 가요성 스트립 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립은 그 각각보다 강성인 제 1 중간 스트립에 의해 서로 조인되고, 상기 제 1 외부 가요성 스트립 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립은 도면의 일직선 축선에 나타낸 가상 피벗 축선을 통과하는 제 1 방향을 함께 규정하고, 제 2 탄성 어셈블리는 도면의 수평 방향으로 스트립에 의해 형성되고, 이는 가상 피벗 축선을 통과한다.
도 3 은, 도 2 와 유사한 방식으로, 유사한 스트립들의 배열체이지만, 플렉셔 피벗 메커니즘의 평면에서, 이동가능한 회전 지지부를 완전히 둘러싸는 제 1 중간 스트립을 구비하는 배열체를 도시한다.
도 4 는, 도 2 와 유사한 방식으로, 이동가능한 회전 지지부가 제 1 중간 스트립 밖에 있지만, 제 2 탄성 어셈블리는 수평 방향으로 제 2 중간 스트립의 양측에 제 2 외부 가요성 스트립 및 제 2 내부 가요성 스트립을 포함하며, 상기 제 2 중간 스트립은 상기 제 2 외부 가요성 스트립 및 제 2 내부 가요성 스트립 각각보다 강성이고, 상기 제 2 중간 스트립은 가상 피벗 축선을 통과하는 스트립들의 배열체를 도시한다.
도 5 및 도 7 은 도 4 의 기계식 공명기와 유사하지만, 제 1 탄성 어셈블리의 방향 및 제 2 탄성 어셈블리의 방향이 상기 제 1 탄성 어셈블리와 제 2 탄성 어셈블리 사이에 공명기의 등시성에 유리한 특정 각도를 형성하는 기계식 공명기를 각각 나타낸다.
도 6 은 이동가능한 회전 지지부 상에 편심되게 탑재되는 부착된 밸런스를 구비하는 도 5 의 공명기의 사시도이다.
도 8 은, 제 1 중간 스트립과 제 2 중간 스트립이 그들의 관성을 감소시키기 위해 그리고 바람직하지 않은 기본 진동 모드들을 회피하는 골격형인 도 5 의 공명기의 변형예를 나타낸다.
도 9 는, 직렬로 배치된 수개의 플렉셔 피벗 메커니즘들을 포함하는 본 발명에 따른 공명기를 포함하는 무브먼트를 갖는 시계를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 10 은 제 1 탄성 어셈블리 내에 제 1 중간 스트립이 없는 공명기의 기하학적 형상을 평면도로 요약한다.
도 11 은 도 10 과 유사하고 임의의 형상의 제 1 중간 스트립을 포함하며, 이는 플렉셔 피벗 메커니즘의 면에서 이동가능한 회전 지지부를 완전히 둘러싼다.
본 발명은, 가상 피벗 축선 (A) 주위에서 회전가능하게 선회하도록 배열되는 피벗 추 (2) 를 포함하는 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 에 관한 것이다.
이러한 공명기 메커니즘 (1) 은 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 이 부착되는 제 1 고정 지지부 (11) 및 제 2 고정 지지부 (12) 를 포함한다. 이러한 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은, 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 내에 포함된 제 1 탄성 어셈블리 (21) 에 의해 제 1 고정 지지부 (11) 에 연결되고 또한 마찬가지로 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 내에 포함된 제 2 탄성 어셈블리 (22) 에 의해 제 2 고정 지지부 (12) 에 연결되는 이동가능한 회전 지지부 (3) 를 구비한다.
제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 가상 피벗 축선 (A) 을 함께 규정한다.
피벗 추 (2) 는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 회전 지지부 (3) 에 부착될 수도 있거나, 회전 지지부 (3) 에 의해 형성될 수도 있다.
본 발명에 따라, 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 평면이다. 이는, 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 이 평면으로 커트하는 경우, 평면은 상기 메커니즘을 구성하는 요소들의 각각을 커트하고, 또한 적어도 평면으로 투영시 이러한 메커니즘을 같은 형상과 치수들의, 특히 동일한 두 개의 연속 어셈블리들로 분리한다는 것을 의미한다. "평면 메커니즘"은 단일 레벨 상의 메커니즘을 의미하고, 요컨대 이는 양방향성의 기하학적 형상의 압출로부터 얻어진 삼차원 물체이라는 것이 이해되어야 한다. 특히, 이러한 평면 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 LIGA 방법 또는 유사한 방법에 의해 단일 레벨에서 제조될 수 있다.
제 1 탄성 어셈블리 (21) 는 가상 피벗 축선 (A) 의 양측에 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 을 포함하고, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 그 각각보다 더 강성인 제 1 중간 스트립 (51) 에 의해 서로 조인된다. 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 제 1 방향 (D1) 을 규정한다. 더 구체적으로, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 가상 피벗 축선 (A) 의 양측에 배치된다.
제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 제 2 가요성 스트립 (62) 을 포함하고, 상기 제 2 가요성 스트립 (62) 은 바람직하게는 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하고 또한 제 1 방향 (D1) 과는 상이한 제 2 방향 (D2) 을 규정하며, 상기 제 2 방향 (D2) 은 상기 제 2 방향이 제 1 방향 (D1) 을 교차하는 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하고 또한 제 1 방향 (D1) 과 각도 (α) 를 형성한다. 특히 바람직한 배열체에서, 가상 피벗 축선 (A) 은 제 2 가요성 스트립 (62) 의 재료의 중앙을 바로 통과한다.
더 구체적으로, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 서로 접촉하지 않는다.
더 구체적으로, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 제 2 가요성 스트립 (62) 으로부터 각각 떨어져 있다.
더 구체적으로, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 제 1 탄성 어셈블리 (21) 의 최대 가요성 부분들을 형성한다. 특정 변형예에서, 도 1 내지 도 8 에 의해 도시되는 바와 같이, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 는 제 1 중간 스트립 (51), 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 만을 포함한다. 특정 변형예에서, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 동일한 단면을 가진다.
도 2 및 도 3 에서, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 상이한 강성을 가진다. 그들의 강성, 그리고 심지어 그들의 변형을 대칭화시키기 위해, 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 예를 들어 제 1 탄성 어셈블리와 동일한 장소에서 인위적으로 더 두껍게 만들어질 수도 있다.
따라서, 제 2 탄성 어셈블리 (22) 에 관하여, 제 2 가요성 스트립 (62) 이 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같은 단일 스트립이거나, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 와 같이, 상이한 유연성의 교차하는 스트립들의 시리즈일 수도 있다. 따라서, 도 1, 도 4 내지 도 8 에 도시된 변형예에서, 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 제 2 중간 스트립 (52) 의 양측에 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 을 포함하고, 상기 제 2 중간 스트립 (52) 은 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 각각보다 더 강성이고 또한 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 과 함께 제 2 가요성 스트립 (62) 을 형성한다. 특정 배열체에서, 제 2 중간 스트립 (52) 은 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하고, 즉 이는 가상 피벗 축선 (A) 에 의해 중앙을 바로 통과하여 이동된다. 특정 변형에서, 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 은 동일한 단면을 가진다.
바람직하게는, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 제 1 고정 지지부 (11) 및 제 2 고정 지지부 (12) 각각에 단단하게 클램핑된다.
더 구체적으로, 제 2 가요성 스트립 (62) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 에서는 제 2 고정 지지부 (12) 내에 그리고 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 에서는 회전 지지부 (3) 내에 클램핑된다. 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 제 1 탄성 어셈블리 (21) 에 의해 규정된 방향 (D1) 에 평행하고 또한 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 일직선의 양측에 위치된다. 더 구체적으로, 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 가상 피벗 축선 (A) 의 양측에 위치된다. 여전히 더 구체적으로, 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 도면들에 도시된 바와 같이 가상 피벗 축선 (A) 과 정렬된다.
유사하게, 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 제 1 외부 클램핑 지점 (71) 에서 고정 지지부 (11) 내에 클램핑되고, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 은 제 1 내부 클램핑 지점 (81) 에서 회전 지지부 (3) 내에 클램핑된다.
제 1 방향 (D1) 및 제 2 방향 (D2) 이 가상 피벗 축선 (A) 에서 교차하는 곡선으로 이루어진 방향들이라는 것을 상정할 수 있을지라도, 일직선 요소들로 모델링하는 것이 더 쉽다. 따라서, 특정 변형예에서, 제 1 방향 (D1) 은 일직선이다. 다른 특정 변형예에서, 제 2 방향 (D2) 은 일직선이다. 도 2 내지 도 8 에 도시된 추가의 다른 특정 변형예에서, 제 1 방향 (D1) 은 일직선이고, 제 2 방향 (D2) 도 일직선이다.
특히, 제 1 방향 (D1) 이 일직선이고 또한 일직선 스트립인 적어도 하나의 탄성 스트립의 직선 방향을 형성하고, 제 2 방향 (D2) 이 일직선이고 또한 일직선 스트립인 적어도 하나의 탄성 스트립의 직선 방향을 형성한다.
유사하게, 본 발명은 가상 피벗 축선 (A) 및 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 의 플렉셔 피벗을 규정하는 대부분의 가요성 스트립들은 일직선의 가요성 스트립들인 특히 바람직한 경우에서 설명된다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 구불구불하거나 다른 형상의 다른 기하학적 형상들이 상정될 수도 있다.
특정한 방식으로, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 는 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 의 평면에서 제 2 탄성 어셈블리 (22) 를 둘러싼다.
특정한 방식으로, 제 1 중간 스트립 (51) 은 도 3 에 도시된 바와 같이 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 의 평면에서 이동가능한 회전 지지부 (3) 를 완전히 둘러싼다. 반면에, 도 2 및 도 4 내지 도 8 의 변형예들에서, 이동가능한 회전 지지부 (3) 는 제 1 중간 스트립 (51) 의 외부에 있다.
따라서 스트립들의 단부에서 회전 지지부 (3) 는 두 개의 스트립 방향들의 교차점에 있는 가상 피벗 축선 (A) 주위를 선회한다. 중력장의 위치와 무관한 속도를 달성하기 위하여, 양자의 회전 지지부 (3) 와, 상기 회전 지지부가 구비하는 피벗 추 (2) 의 순간적인 회전 중심은 (적용가능한 경우) 회전의 각도로 이동하지 않아야 한다. 따라서, 공명기 메커니즘 (1) 의 최적 작동을 위해, 피벗 추 (2) 와 회전 지지부 (3) 에 의해 형성된 어셈블리의 관성 중심은 가상 피벗 축선 (A) 상에 위치된다. 도 6 은 피벗 추 (2) 가 회전 지지부 (3) 에 편심되어 부착되는 밸런스에 의해 형성되는 이러한 실시예를 도시한다.
유리한 변형예에서, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 관성 효과를 최소화하기 위하여, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및/또는 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 최소 가요성 부분들은 그 질량을 최소화하고 바람직하지 않은 기본 진동 모드를 방지하는 골격형이다. 실제로, 이는 도 8 에 도시된 바와 같이 제 1 중간 스트립 (51) 과 제 2 중간 스트립 (52) 을 본질적으로 의미한다.
유리하게는, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 외부 단부들은 각각 제 1 고정 지지부 (11) 및 제 2 고정 지지부 (12) 에 단단하게 연결되고, 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 내부 단부들은 회전 지지부 (3) 에 단단하게 연결된다.
최적화된 등시성을 갖는 특정 변형예에서, 제 1 방향 (D1) 과 제 2 방향 (D2) 은 도 5 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 70 °~ 87°, 더 구체적으로는 83.65°의 각도를 서로 형성한다. Swatch Group Research & Development Ltd 의 이름으로 본원에서 참조로 인용되는 CH 특허 01979/14 는 교차된 스트립들을 구비하는 타임피스 공명기를 개시하고 또한 이러한 특정 각도의 값의 중요성을 설명한다.
공명기 메커니즘 (1) 의 속도가 중력장에서의 위치와 가능한 한 무관해지기 위해, 클램핑 지점에 대하여 스트립 방향의 교차 위치를 결정하는 것이 중요하다.
특정 변형예에서, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 은 제 1 외부 클램핑 지점 (310) 에서 제 1 중간 스트립 (51) 에 단단하게 연결되고, 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 제 1 내부 클램핑 지점 (410) 에서 제 1 중간 스트립 (51) 에 단단하게 연결된다. 유리한 배열체에서, 제 1 방향 (D1) 으로의 투영시, 제 1 외부 클램핑 지점 (310) 과 제 1 내부 클램핑 지점 (410) 사이의 공간에 의해 규정된 제 1 중간 거리 (d1) 와, 한편으로는 제 1 외부 스트립 (31) 과 제 1 고정 지지부 (11) 사이의 제 1 외부 클램핑 지점 (311) 과 다른 한편으로는 제 1 내부 스트립 (41) 과 회전 지지부 (3) 사이의 제 1 내부 클램핑 지점 (411) 사이의 공간에 의해 규정된 제 1 전체 거리 (L1) 는 0.05 ~ 0.25, 특히 0.20 의 비율 d1/L1 를 규정한다.
여전히 보다 구체적으로, 제 1 방향 (D1) 으로의 투영시, 제 1 내부 클램핑 지점 (411) 과 가상 피벗 축선 (A) 사이의 공간에 의해 규정된 제 1 반경 (r1) 과, 제 1 전체 거리 (L1) 는 0.05 ~ 0.3, 특히 0.185 의 비율 r1/L1 을 규정한다.
유사하게, 특정 변형예에서, 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 에서 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 은 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 에서 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결된다. 유리한 배열체에서, 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 과 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 중간 거리 (d2) 와, 한편으로는 제 2 외부 스트립 (32) 과 제 2 고정 지지부 (12) 사이의 제 2 외부 클램핑 지점 (321) 과 다른 한편으로는 제 2 내부 스트립 (42) 과 회전 지지부 (3) 사이의 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.25, 특히 0.20 의 비율 d2/L2 를 규정한다.
여전히 보다 구체적으로, 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 과 가상 피벗 축선 (A) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 반경 (r2) 과 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.3, 특히 0.185 의 비율 r2/L2 를 규정한다.
특정 변형예에서, 제 1 중간 거리 (d1), 제 1 전체 거리 (L1), 제 2 중간 거리 (d2), 제 2 전체 거리 (L2) 는 d1=d2 및 L1=L2 의 관계에 의해 링크된다.
다른 특정 변형예에서, 제 1 반경 (r1), 제 1 전체 거리 (L1), 제 2 반경 (r2), 제 2 전체 거리 (L2) 는 r1=r2 및 L1=L2 의 관계에 의해 링크된다.
다른 특정 변형예에서, d1=d2, r1=r2, 및 L1=L2 이다.
비율 d1/L1 = d2/L2 의 각각의 값에 대해, 최적의 각도 (α) 와 최적의 비율 r1/L1=r2/L2 은 속도가 중력장에서의 진폭과 배향 모두에 무관하도록 발견될 수 있다. 최적 값들을 결정하기 위해서 모델링이 요구되고, 일직선의 가요성 스트립들의 사용은 또한 계산을 용이하게 한다.
유리하게는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 가상 피벗 축선 (A) 에 대하여, 각각의 클램핑 지점들 (310, 410 및 320, 420) 사이에서 제 1 탄성 어셈블리 (21) 와 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 최대 강성 부분들 (51 및 52) 의 비율은 de/(de+di) = 1/3 및 di/(de+di) = 2/3 이도록 되어 있고, 여기서 "de" 는 축선 (A) 과 클램핑 지점 사이의 외부 측에 대한 거리이고, "di" 는 축선 (A) 과 클램핑 지점 사이의 내부 측에 대한 거리이다.
본 발명은 모놀리식 실시형태에 특히 적절하다. 유리한 실시형태에서, 제 1 고정 지지부 (11), 제 2 고정 지지부 (12) 및 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 일체형 어셈블리를 형성한다. 이러한 일체형 어셈블리는, MEMS 또는 LIGA 유형의 기술들을 이용하여 상기 일체형 어셈블리가 실리콘으로 만들어질 때에, 이러한 목적을 위해 배열된 부분의 일부 영역들에서, 특히 이산화 규소의 특정한 국부적인 성장에 의해, 온도-보상 실리콘 또는 유사물로 만들어질 수 있다.
타임피스 공명기 메커니즘 (1) 는, 전체 각도 이동을 증가시키기 위하여 직렬로 탑재되고, 평행한 면들 내에 그리고 동일 가상 피벗 축선 (A) 주위에 배치되는 복수 개의 이러한 플렉셔 피벗 메커니즘들 (10) 을 포함할 수도 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 이러한 공명기 메커니즘 (1) 을 포함하는 타임피스 무브먼트 (100) 에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 유형의 적어도 하나의 무브먼트 (100) 를 포함하는 시계 (1000) 에 관한 것이다.
본 발명은 수개의 이점들을 제공한다:
- 단일 면에서 기본 요소들의 그룹화로 인해 제조가 용이하다;
- 메커니즘의 두께는 작다;
- 중력장에서 속도는 위치와 무관하다;
- 속도는 진폭과 무관하다.

Claims (26)

  1. 가상 피벗 축선 (A) 주위에서 회전가능하게 선회하도록 배열된 피벗 추 (2; pivoting weight) 를 포함하는 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 으로서,
    상기 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 은 플렉셔 (flexure) 피벗 메커니즘 (10) 이 부착되는 제 1 고정 지지부 (11) 및 제 2 고정 지지부 (12) 를 포함하고, 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 제 1 탄성 어셈블리 (21) 에 의해 상기 제 1 고정 지지부 (11) 에 연결되고 또한 제 2 탄성 어셈블리 (22) 에 의해 상기 제 2 고정 지지부 (12) 에 연결되는 회전 지지부 (3) 를 포함하고, 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 와 상기 가상 피벗 축선 (A) 을 규정하고, 상기 피벗 추 (2) 는 상기 회전 지지부 (3) 에 부착되거나 상기 회전 지지부 (3) 에 의해 형성되고,
    상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 평면이고, 상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 는, 상기 가상 피벗 축선 (A) 의 양측에, 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 을 포함하고, 상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 각각보다 더 강성인 제 1 중간 스트립 (51) 에 의해 서로 조인되고 또한 상기 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 제 1 방향 (D1) 을 함께 규정하고, 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 상기 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 제 2 방향 (D2) 을 규정하는 제 2 가요성 스트립 (62) 을 포함하고, 상기 제 2 가요성 스트립 (62) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 에서 상기 제 2 고정 지지부 (12) 내에 그리고 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 에서 상기 회전 지지부 (3) 내에 클램핑되고, 상기 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 상기 제 1 방향 (D1) 에 평행하고 또한 상기 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 일직선의 양측에 위치되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 상기 가상 피벗 축선 (A) 의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 에 의해 규정된 상기 제 1 방향 (D1) 에 평행하고 또한 상기 가상 피벗 축선 (A) 을 통과하는 일직선의 양측에 위치되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 외부 클램핑 지점 (72) 및 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (82) 은 상기 가상 피벗 축선 (A) 과 정렬되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 상기 제 2 가요성 스트립 (62) 으로부터 각각 멀리 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 피벗 축선 (A) 은 상기 제 2 가요성 스트립 (62) 의 재료를 통과하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 및 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 의 최대 가요성 부분들을 구성하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 는 제 2 중간 스트립 (52) 의 양측에 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 을 포함하고, 상기 제 2 중간 스트립 (52) 은 상기 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 상기 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 각각보다 강성이고 또한 상기 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 및 상기 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 과 함께 상기 제 2 가요성 스트립 (62) 을 형성하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 (D1) 은 일직선인 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 방향 (D2) 은 일직선인 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 (D1) 은 일직선이고 또한 일직선 스트립인 적어도 하나의 탄성 스트립의 직선 방향을 형성하고, 상기 제 2 방향 (D2) 은 일직선이고 또한 일직선 스트립인 적어도 하나의 탄성 스트립의 직선 방향을 형성하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 는 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 의 평면에서 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 를 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 피벗 추 (2) 및 상기 회전 지지부 (3) 에 의해 형성된 어셈블리의 관성 중심은 상기 가상 피벗 축선 (A) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및/또는 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 최소 가요성 부분들이 그 질량을 최소화하고 바람직하지 않은 기본 진동 모드를 방지하는 골격형인 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 외부 단부들은 상기 제 1 고정 지지부 (11) 및 상기 제 2 고정 지지부 (12) 에 단단하게 연결되고, 상기 제 1 탄성 어셈블리 (21) 및 상기 제 2 탄성 어셈블리 (22) 의 내부 단부들은 상기 회전 지지부 (3) 에 단단하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 방향 (D2) 은 일직선이고, 상기 제 1 방향 (D1) 및 상기 제 2 방향 (D2) 은 서로 70 °~ 87° 의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 외부 가요성 스트립 (31) 은 제 1 외부 클램핑 지점 (310) 에서 상기 제 1 중간 스트립 (51) 에 단단하게 연결되고, 상기 제 1 내부 가요성 스트립 (41) 은 제 1 내부 클램핑 지점 (410) 에서 상기 제 1 중간 스트립 (51) 에 단단하게 연결되고, 일직선인 상기 제 1 방향 (D1) 으로의 투영시, 상기 제 1 외부 클램핑 지점 (310) 과 상기 제 1 내부 클램핑 지점 (410) 사이의 공간에 의해 규정되는 제 1 중간 거리 (d1) 와, 한편으로는 상기 제 1 외부 스트립 (31) 과 상기 제 1 고정 지지부 (11) 사이의 제 1 외부 클램핑 지점 (311) 과 다른 한편으로는 상기 제 1 내부 스트립 (41) 과 상기 회전 지지부 (3) 사이의 제 1 내부 클램핑 지점 (411) 사이의 공간에 의해 규정된 제 1 전체 거리 (L1) 는 0.05 ~ 0.25 의 비율 (d1/L1) 을 규정하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 (D1) 으로의 투영시, 상기 제 1 내부 클램핑 지점 (411) 과 상기 가상 피벗 축선 (A) 사이의 공간에 의해 규정된 제 1 반경 (r1) 과 상기 제 1 전체 거리 (L1) 는 0.05 ~ 0.3 의 비율 (r1/L1) 을 규정하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 상기 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 은 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 일직선인 상기 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 상기 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 과 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 중간 거리 (d2) 와, 한편으로는 상기 제 2 외부 스트립 (32) 과 상기 제 2 고정 지지부 (12) 사이의 제 2 외부 클램핑 지점 (321) 과 다른 한편으로는 상기 제 2 내부 스트립 (42) 과 상기 회전 지지부 (3) 사이의 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.25 의 비율 (d2/L2) 을 규정하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 과 상기 가상 피벗 축선 (A) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 반경 (r2) 과 상기 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.3 의 비율 (r2/L2) 을 규정하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 상기 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 은 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 일직선인 상기 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 상기 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 과 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 중간 거리 (d2) 와, 한편으로는 상기 제 2 외부 스트립 (32) 과 상기 제 2 고정 지지부 (12) 사이의 제 2 외부 클램핑 지점 (321) 과 다른 한편으로 상기 제 2 내부 스트립 (42) 과 상기 회전 지지부 (3) 사이의 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.25 의 비율 (d2/L2) 을 규정하고, 상기 제 1 중간 거리 (d1), 상기 제 1 전체 거리 (L1), 상기 제 2 중간 거리 (d2), 및 상기 제 2 전체 거리 (L2) 는 관계 d1=d2 및 L1=L2 에 의해 링크되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 외부 가요성 스트립 (32) 은 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 상기 제 2 내부 가요성 스트립 (42) 은 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 에서 상기 제 2 중간 스트립 (52) 에 단단하게 연결되고, 일직선인 상기 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 상기 제 2 외부 클램핑 지점 (320) 과 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (420) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 중간 거리 (d2) 와, 한편으로는 상기 제 2 외부 스트립 (32) 과 상기 제 2 고정 지지부 (12) 사이의 제 2 외부 클램핑 지점 (321) 과 다른 한편으로는 상기 제 2 내부 스트립 (42) 과 상기 회전 지지부 (3) 사이의 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.25 의 비율 (d2/L2) 을 규정하고, 상기 제 2 방향 (D2) 으로의 투영시, 상기 제 2 내부 클램핑 지점 (421) 과 상기 가상 피벗 축선 (A) 사이의 공간에 의해 규정된 제 2 반경 (r2) 과 상기 제 2 전체 거리 (L2) 는 0.05 ~ 0.3 의 비율 (r2/L2) 을 규정하고, 상기 제 1 반경 (r1), 상기 제 1 전체 거리 (L1), 상기 제 2 반경 (r2), 및 상기 제 2 전체 거리 (L2) 는 관계 r1=r2 및 L1=L2 에 의해 링크되는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 지지부 (11), 상기 제 2 고정 지지부 (12), 및 상기 플렉셔 피벗 메커니즘 (10) 은 일체형의 온도-보상 실리콘 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 타임피스 공명기 메커니즘은, 전체 각도 이동을 증가시키기 위하여 직렬로 탑재되고, 평행한 평면들 내에 그리고 동일한 상기 가상 피벗 축선 (A) 주위에 배치되는 복수 개의 상기 플렉셔 피벗 메커니즘들 (10) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 타임피스 공명기 메커니즘.
  25. 제 1 항에 따른 적어도 하나의 타임피스 공명기 메커니즘 (1) 을 포함하는 타임피스 무브먼트 (100).
  26. 제 25 항에 따른 적어도 하나의 무브먼트 (100) 를 포함하는 시계 (1000).
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