TWI531880B - 包括高頻機械式機芯之時計 - Google Patents

Description

包括高頻機械式機芯之時計

本發明有關時計，其時刻測定性能被改良，且更特別地是，其機械式機芯係能夠在每小時72,000次振盪、亦即在10Hz之頻率下運轉。

製造在5Hz下操作以便改善時計之精確度之機芯係習知的。然而，因為所產生之擺輪速率與將造成之徹底的改變，其變得很難以開發能夠振盪超出此頻率之機件。

歐洲專利文件第EP 2 075 651號提出製造在超過5Hz下運轉之機芯，同時觀察到擒縱輪齒的數目及該頻率間之比率等於5。此專利文件如此揭示對於10Hz機芯使用具有五十個齒部之擒縱輪的必然性，同時仍然保持相同之直徑。具有相同直徑的五十個齒部之製造構成一顯著之限制，即造成齒輪系之實施及開發困難。

本發明之一目的係藉由提出一時計克服所有或部份該等前述缺點，該時計之擒縱系統允許藉由變更該機芯的有限數目之零件來增加該擺輪振盪頻率，並因此改良該機芯之時刻測定性能。

因此，本發明有關包括機芯之時計，該機芯具有擺輪與擺輪游絲型諧振器、及擒縱輪-瑞士槓桿擒縱系統。其特徵為該擺輪在每小時超過36,000次振盪下擺動，且其中該擒縱系統係至少局部穿孔的，以便減少其慣性，及包括具有少於25齒部之擒縱輪。

如此，藉由減少該擒縱系統之慣性，其係可能保存“傳統”機芯結構，亦即，譬如，具有20齒部及/或通常數目之輪組的擒縱輪，甚至當該擺輪在每小時72,000次振盪下擺動時。

按照本發明之其他有利的特色：-　該擺輪在每小時72,000次振盪下擺動；-　該擒縱系統之擒縱輪包括其表面密度為少於0.7毫克/平方毫米之突出主面；-　該擒縱輪係在其齒部及/或輪緣被穿孔；-　該被穿孔的擒縱輪形成實質上為三角形的構架，每一構架承載一齒部，該底邊係藉由該輪緣之內徑所形成，並藉由二側邊連接與該底邊有關聯之齒部；-　該每一構架係以其他二鄰接構架疊蓋；-　每一構架之二側邊的第一側邊係以該前一構架之第二側邊正割，且該第二側邊係以該後一構架之第一側邊正割；-　該前一構架之第二側邊實質上在該構架之底邊的中間接合該後一構架之第一側邊；-　每一構架圍繞實質上四邊形之凹部及二個實質上三角形的穿孔部；-　該擒縱系統之擒縱輪包括二十個齒部；-　該擒縱輪係由塗以二氧化矽之單晶矽所形成；-　該擒縱系統之瑞士槓桿包括其表面密度為少於1毫克/平方毫米之突出主面；-　該瑞士槓桿被穿孔並形成蜂巢狀結構，以便保存其機械阻力；-　該瑞士槓桿之擒縱叉瓦係由紅寶石所形成；-　該瑞士槓桿係由塗以二氧化矽之單晶矽所形成；-　該擒縱系統之至少一部分包括外部塗層，以改變其磨潤學及/或機械式特色；-　該擺輪為可變慣性型；-　該機芯之第二擒縱輪被安裝至在30秒中完成一周轉，以簡化該機芯之齒輪系。

如圖1所說明，大致上加註為1之時計能被看出。其包括錶殼3，該錶殼包括藉由背蓋(未示出)及石英玻璃4所封閉之中間部件2，且意欲承納時計1的背蓋與該錶面6間之機械式機芯5。如於圖1中可看見，時計1包括數個錯綜複雜部。

如此，手錶機芯5係能夠顯示該現在時間(位於9點鐘之時針、分針、小秒針，而在30秒中完成一周轉，及一指示器，其指示該等小秒針是否在0及30秒之間或於30及60秒之間之，位在12點鐘之處)，而且顯示日曆(位於6點鐘之處)、時區(位於6點鐘之時間)、該現在時間之24小時顯示(位於3點鐘之處)、及微時計(中心秒針於30秒中完成錶面6的一周轉，且中心分針於60分鐘內完成錶面6的一周轉)。

有利地是，該微時計及現在時間秒針係藉由在30秒中完成該錶面6的一周轉來顯示，以便提供十之一秒的微時計測量精確度。此精確度係由於手錶機芯5之高頻而成為可能的。

再者，此種秒針顯示、亦即在30秒中達成機芯5之秒輪的一完整旋轉亦簡化該齒輪系。實際上，該秒輪及該擒縱輪間之比率如此被除以二，其避免額外輪組之加入。

有利地是，根據本發明，手錶機芯5係能夠耐得住超過5Hz之頻率，及尤其超過10Hz之頻率。為達成此結果，根據本發明，機芯5較佳地係包括擒縱系統7，其慣性係藉由減少其質量而變小。

於圖2及3所說明之範例中，其能被看出該機芯5包括具有擺輪8及擺輪游絲10的諧振器9之型式與具有擒縱輪11及瑞士槓桿13的擒縱系統7之型式。這些相同之圖2及3顯示該可變慣性型式之擺輪8，亦即可在該輪緣之周邊看見的四個慣性塊件40可被分別移動，以順應該擺輪之慣性，且最後調整機芯5。當作範例，擺輪8可為由銅鈹合金所製成。

擺輪游絲10較佳地係呈具有該嵌座41之單一元件，該嵌座被裝至該擺輪小軸桿12上。於圖2及3所說明之範例中，擺輪游絲10之外部線圈42譬如被用針釘至機芯5的固定不動零件上之柱螺栓、諸如橋接件上。如在圖3中看出，擺輪游絲10之內部線圈43包括格羅斯曼(Grossmann)曲線，以補償嵌座41之使用。當作範例，擺輪游絲10可為由單晶矽所形成及塗以二氧化矽。

以常見之方式，諧振器9通過安裝在擺輪小軸桿12上之板件與擒縱系統7配合。在圖4至6中更清楚地看出之擒縱系統7包括藉由突出主面所形成之瑞士槓桿13(看圖6)。瑞士槓桿13主要係藉由連接該叉件15及該等托架支臂16、17之槓桿14所形成。叉件15包括面朝彼此之二角狀部18、19，保險針20被安裝在其下邊，用於分別與固定至擺輪小軸桿12之板件的栓銷及該板件之下部配合。

槓桿14於該二托架支臂16、17之間承納軸桿21，而意欲用於在機芯5的橋接件及該底板之間可旋轉地安裝瑞士槓桿13。最後，意欲與擒縱輪11造成接觸之擒縱叉瓦22、23被安裝在每一支臂16、17。當作範例，擒縱叉瓦22、23可為由人工紅寶石所形成。

較佳地是，根據本發明，槓桿14及支臂16、17被穿孔，以便減少擒縱系統7之慣性。較佳地是，該突出面(在圖6中看出)被穿孔，以獲得少於1毫克/平方毫米之表面密度，且視所使用之材料而定，表面密度被減少至0.18毫克/平方毫米。為達成此後一值，當作範例，瑞士槓桿13可為由塗以二氧化矽之單晶矽所形成。

其充分清楚的是當瑞士槓桿13被完全地配備好、亦即顯著地具有紅寶石擒縱叉瓦22、23時，如果支臂16、17及/或該槓桿之厚度為0.1毫米之矽，未配備瑞士槓桿13的慣性可為低到0.75毫克‧平方毫米及高達2.85毫克‧平方毫米。

額外之塗層亦可被預見的，諸如至少在叉件15上之類鑽碳(DLC)形式中的結晶化碳，以便變更該磨潤學及/或其機械式特色。

最後，於圖4至6所說明之範例中，槓桿14及支臂16、17之穿孔部較佳地係形成蜂巢狀結構，以便保存瑞士槓桿13之機械阻力，同時很可觀地減少其質量。

擒縱系統7另包括亦藉由突出主面(在圖5中看出)所形成之擒縱輪11。擒縱輪11係形成在板件25中，副齒輪27係經由心軸24加至該板件25。心軸24及副齒輪27可被一體成形。如圖4及5所說明，副齒輪27包括八個對稱式葉片部44，該等葉片部當它們變得較接近板件25時逐漸地向外張開，以使得其更易於將副齒輪27驅動進入擒縱輪11。副齒輪27及心軸24可譬如為由金屬或像鋼之金屬合金所形成。

板件25包括被五支臂28連接至輪緣29之輪轂26，該輪緣包括二十個脈衝齒部30。當然，支臂28及/或齒部30之數目可有不同變化。然而，有利地是根據本發明，手錶機芯5能在高頻、亦即譬如在10Hz以包括二十個齒部30之擒縱輪完美地運轉。

根據本發明，輪緣29及/或齒部30被穿孔，以減少擒縱系統7之慣性。較佳地是，該突出主面(在圖5中看出)之穿孔部提供少於0.7毫克/平方毫米之表面密度，且視所使用之材料而定，提供低到0.16毫克/平方毫米之表面密度。為達成此後一值，當作範例，板件25可為由單晶矽所形成並塗以二氧化矽。

其如此充分清楚的是，如果板件25之厚度為0.12毫米，擒縱輪11之慣性可為低至1.59毫克‧平方毫米。

額外之塗層亦可被預見的，諸如至少用於齒部30之類鑽碳(DLC)形式中的結晶化碳，以便變更該磨潤學及/或其機械式特色。

於圖5所說明之範例中，齒部30之凹部31實質上為三角形，然而其當然係可能使該凹部具有不同的形狀。

輪緣29被以齒部30間之空間32穿孔，該等齒部被放大，以形成銳角α。再者，由每一齒部30朝向輪轂26，輪緣29包括四邊形凹部33，且於每一凹部33之間，實質上三角形的穿孔部34。

如圖5中之虛線中所示，承載每一齒部30之構架35如此為三角形的，其底邊36係藉由輪緣29之內徑所形成，且經由二實質上線性的側邊37、38連接與該底邊有關聯之齒部30。

於圖5所說明之範例中，每一構架35如此包括凹部33及二穿孔部34。再者，每一構架35係與其他二鄰接構架35疊蓋。如此，每一構架35包括以該前一構架之側邊38正割的側邊37、及以該下一構架之側邊37正割的側邊38。最後，該前一構架之側邊38實質上於構架35的底邊36之中間接合該下一構架之側邊37。板件25之結構顯著地減少其質量，同時維持其機械性質。

因此，有利地係根據本發明，因為其擒縱系統7之前述修改，手錶機芯5係能夠耐得住超過5Hz之頻率與顯著地超過10Hz之頻率。

當然，本發明不被限制於所示範例，但係能夠有對於那些熟練於該技藝者將為明顯之各種變型及修改。特別地是，板件25或瑞士槓桿13中所製成之穿孔部31、32、33、34的每一者可視該應用而定被設計成不同形狀及/或不同地分佈及/或非為一通過穿孔部及/或不被設計成特定形狀。

明顯地，譬如至少一元件11、13之基本表面可為在非完全相同之厚度中突出，亦即譬如，板件25之厚度每一支臂16、17或槓桿14能為可變的或與其他者非完全相同的。

再者，當作用於每一元件之範例所引用之材料可按照該應用被修改及/或如果新的或其他材料係特別很好地匹配者。

1．．．時計

2．．．中間部件

3．．．錶殼

4．．．石英玻璃

5．．．機芯

6．．．錶面

7．．．擒縱系統

8．．．擺輪

9．．．諧振器

10．．．擺輪游絲

11．．．擒縱輪

12．．．小軸桿

13．．．瑞士槓桿

14．．．槓桿

15．．．叉件

16．．．托架支臂

17．．．托架支臂

18．．．角狀部

19．．．角狀部

20．．．保險針

21．．．軸桿

22．．．擒縱叉瓦

23．．．擒縱叉瓦

24．．．心軸

25．．．板件

26．．．輪轂

27．．．副齒輪

28．．．支臂

29．．．輪緣

30．．．齒部

31．．．凹部

32．．．空間

33．．．凹部

34．．．穿孔部

35．．．構架

36．．．底邊

37．．．側邊

38．．．側邊

40．．．慣性塊件

41．．．嵌座

42．．．外部線圈

43．．．內部線圈

其他特色及優點將由通過非限制性指示並參考該等附圖所給與之以下敘述清楚地顯現，其中：

-　圖1係根據本發明之時計的前視圖；

-　圖2係根據本發明之諧振器及擒縱系統的立體圖；

-　圖3係圖2之俯視圖；

-　圖4係根據本發明之擒縱系統的立體圖；

-　圖5係根據本發明之擒縱輪的俯視圖；

-　圖6係根據本發明之瑞士槓桿的俯視圖。

7．．．擒縱系統

43．．．內部線圈

5．．．機芯

40．．．慣性塊件

12．．．小軸桿

9．．．諧振器

41．．．嵌座

10．．．擺輪游絲

42．．．外部線圈

8．．．擺輪

13．．．瑞士槓桿

11．．．擒縱輪

Claims (18)

1. 一種時計(1)，包括機芯(5)，該機芯具有一種設有擺輪(8)與擺輪游絲(10)之諧振器(9)、及一種設有擒縱輪(11)與瑞士槓桿(13)之擒縱系統(7)，其特徵為該擺輪(8)在每小時超過36,000次振盪下擺動，且該擒縱系統(7)係至少局部穿孔的，以便減少其慣性及包括具有少於25齒部之擒縱輪。
2. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擺輪(8)在每小時72,000次振盪下擺動。
3. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱系統(7)之擒縱輪(11)包括其表面密度為少於0.7毫克/平方毫米之突出主面。
4. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱輪(11)之齒部(30)係設有穿孔部(31)。
5. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱輪(11)之輪緣(29)係設有穿孔部(32、33、34)。
6. 如申請專利範圍第5項之時計(1)，其中該被穿孔的擒縱輪(11)形成構架(35)，每一構架承載一齒部(30)，且實質上為三角形的，該底邊(36)係藉由該輪緣(29)內徑所形成，並藉由二側邊(37、38)連接與該底邊有關聯之齒部(30)。
7. 如申請專利範圍第6項之時計(1)，其中該每一構架(35)係以其他二鄰接構架(35)疊蓋。
8. 如申請專利範圍第7項之時計(1)，其中每一構架(35)之二側邊的第一側邊(37)係以該前一構架之第二側邊正割，且其第二側邊(38)係以該後一構架之第一側邊正割。
9. 如申請專利範圍第8項之時計(1)，其中該前一構架之第二側邊實質上在該構架(35)之底邊(36)的中間接合該後一構架之第一側邊。
10. 如申請專利範圍第6項之時計(1)，其中每一構架(35)圍繞實質上四邊形之凹部(33)及二個實質上三角形的穿孔部(34)。
11. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱系統(7)之擒縱輪(11)包括二十個齒部(30)。
12. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱輪(11)係由塗以二氧化矽之單晶矽所形成。
13. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱系統(7)之瑞士槓桿(13)包括其表面質量為少於1毫克/平方毫米之突出主面。
14. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該瑞士槓桿(13)被穿孔並形成蜂巢狀結構，以便保存其機械阻力。
15. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該瑞士槓桿(13)係由塗以二氧化矽之單晶矽所形成。
16. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擒縱系統(7)之至少一部分(15、30)包括外部塗層，以便改變其磨潤學及/或機械式特色。
17. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該擺輪(8)為可變慣性型。
18. 如申請專利範圍第1項之時計(1)，其中該機芯(5)之第二擒縱輪被安裝至在30秒中完成一周轉，以便簡化該機芯之齒輪系。