TWI701528B - 將游絲附接於機械式時計機芯之方法及利用此方法所附接的游絲 - Google Patents

將游絲附接於機械式時計機芯之方法及利用此方法所附接的游絲 Download PDF

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Abstract

一種將時計游絲(4)的最末外線圈(12)附接在設置於游絲柱(14)中之溝槽(70)內的方法，該方法包括以下步驟：藉由黏滯度包括在200和400毫帕‧秒之間的流體黏著劑，而黏著接合時計游絲(4)的最末外線圈(12)。

Description

將游絲附接於機械式時計機芯之方法及利用此方法所附接的游絲
本發明關於將游絲附接於機械式時計機芯的方法。本發明尤其關於黏著接合游絲的方法。本發明也關於以此種方法所附接的游絲。
於製錶的領域，以平衡輪而言，游絲形成機械式時計的時間基座。游絲廣泛採取極精細彈簧而纏繞成同心線圈的形式，其中第一末端(稱為第一內線圈)連接到環夾，並且第二末端(稱為最末外線圈)連接到游絲柱。
更特定而言，振盪系統包括平衡輪/游絲對和縱擒件。平衡輪包括平衡桿，其藉由徑向臂而連接到輞並且在第一和第二軸承之間樞轉。游絲經由第一內線圈而附接到平衡桿，舉例而言藉由環夾來為之。游絲經由最末 外線圈而附接到附接點，該點由游絲柱所構成而可以由柱持具所承載。縱擒件包括雙重滾子，其由乘載脈衝栓的滾子和當中設有刻痕的安全滾子所構成。縱擒件也包括墊板槓桿，其包括在第一和第二軸承之間樞轉的墊板桿。墊板槓桿所包括的槓桿將叉子連接到進入臂和離去臂。叉子是由進入角和離去角所形成，其間則延伸了防護栓。叉子的行進則受到進入堆靠栓和離去堆靠栓的限制，此二栓可以與墊板旋塞做成單件。進入臂和離去臂分別乘載著進入墊板和離去墊板。最後，墊板槓桿與縱擒輪協同運作，該縱擒輪包括在第一和第二軸承之間樞轉的縱擒輪心軸。
用來製作游絲的材料經常是基於鈷、鎳、鉻的合金。此種合金易於延展並且必須抵抗腐蝕。然而，最近的發展提議由矽所做成的游絲。矽游絲要比其鋼前輩更精確。然而，它們的成本價格較高。然而，由於它們的小尺寸，此種游絲難以組裝。
游絲是阿基米德彈簧，其纏繞於水平面，而僅有一個功能：一旦與平衡輪配對，則它必須在一方向上轉動，然後在另一方向上轉動，亦即針對其平衡位置來振盪。說它是在「呼吸」。然而，每樣事物圖謀避免游絲總是在相同的頻率下振盪。游絲尤其必須抵抗氧化和磁性，後者使線圈彼此黏住而使錶停止。大氣壓力的影響為低。長期以來，溫度是問題的核心，因為熱使金屬膨脹而冷則使之收縮。游絲也必須有彈性以變形而又總是返回其形狀。
尤其，游絲必須是等時的。不管游絲轉動得有多遠，它必須總是花相同的時間來振盪。如果游絲僅收縮幾度，則它沒有累積許多能量並且緩慢返回到它的平衡位置。如果游絲移動得遠離其平衡位置，則它在相反方向上極快速的移動。重要的是這二種移動花相同的時間。背後的想法則是：游絲可用的能量不是恆定的，但儘管如此，它必須操作，而不管錶是否是完全上緊發條或者是在保存動力的最後幾小時。
然而，由於其小尺寸，此種游絲難以組裝。不過，游絲之二個末端的附接方式也對時計機芯的正確性具有巨大的影響。於多數的機械式時計機芯，游絲的二個末端插在刺穿的元件中，並且藉由栓而不動，該栓使用鑷子而手動的用力配入。這可以導致游絲有稍微旋轉，這對於移動速率的正確性是有害的。為了克服這問題，在1960年代，法國製錶業者Lip提議以一點熱熔黏著劑來黏著接合游絲，亦即該黏著劑在室溫下是固體，但在熱的作用下熔化。
然而，即使藉由熱熔黏著劑來接合游絲末端所構成的技術也有其限制。事實上，觀察到因為其黏滯度(當其熔化時)，所以熱熔黏著劑藉由毛細管作用而對游絲施加牽引力，並且可以使游絲末端壓靠著該末端所結合之柱的壁。造成的游絲變形則在當中誘發機械應力，這對其速率的規律性極為有害。
本發明的目的是藉由提供附接游絲的方法，其不在此種游絲中誘發機械應力，並且不使之移動離開其休止位置，而克服前面和其他的缺點。
為此，本發明關於將時計游絲的最末外線圈附接於柱的方法，這方法包括以下步驟：藉由黏滯度包括在200和400毫帕‧秒之間的流體黏著劑，而接合時計游絲的最末外線圈。
根據本發明的補充特色，游絲的最末外線圈乃黏著接合在設置於柱中的溝槽內。
根據本發明的另一特色，流體黏著劑可以藉由紫外光照射而固化(cured)。
由於這些特色的結果，本發明提供附接時計游絲的方法，其中時計游絲的最末外線圈藉由一滴流體黏著劑而黏著接合到柱。因此，即使在沉積該滴黏著劑之時(舉例而言藉由自動黏著劑配送器來為之)，最末游絲線圈的自由末端在黏著劑的重量效應下而稍微變形，這在游絲中誘發不想要的機械應力，但是在硬化之前，黏著劑有充分的流動性而能夠讓最末游絲線圈的自由末端自動返回到其休止位置。沉積該滴黏著劑之時而在游絲中所誘發的應力因此自己就消失，使得游絲速率的規律性不受到附接該彈簧之操作的影響。
流體黏著劑也可以是在接觸空氣時硬化的黏著劑。
本發明也關於用於時計機芯的游絲，其由同心線圈纏繞所形成，並且包括最末外線圈，其結束於板，該板比游絲的其他線圈還厚，該板設置有至少一刻痕以促進黏著劑一旦硬化後的黏著。
1:振盪系統
2:橋接器
4:時計游絲
6:第一內線圈
8:平衡桿
10:環夾
12:最末外線圈
14:游絲柱
16:柱持具或平衡旋塞
18:平衡輪
20:輞
22:徑向臂
24:第一和第二軸承
26:雙重滾子
28:滾子
30:脈衝栓
32:安全滾子
34:刻痕
36:墊板槓桿
38:桿
40:第一和第二樞紐
42:槓桿
44:叉子
46:進入臂
48:離去臂
50:進入角
52:離去角
54:防護栓
56:進入墊板
58:離去墊板
60:縱擒輪
62:心軸
64:第一和第二樞紐
66:可光固化的黏著劑
68:紫外光源
70:溝槽
72:板
74:刻痕
從根據本發明方法之範例性施行的下面詳細敘述(該範例參考附圖而純粹以非限制性示例所給出)，本發明的其他特色和優點將更明顯出現，而在附圖當中：圖1A和1B是適用本發明的時計機芯之振盪系統的一般立體圖；圖2A和2B示意示範游絲，其外末端藉由可光固化的黏著劑而接合到柱；圖3是時計游絲的圖，其最末外線圈結束於板，該板比游絲的其他線圈還厚，並且當中設置了刻痕以促進黏著劑的黏著。
本發明從以下的概括發明性理念來出發：藉由黏滯度包括在200和400毫帕‧秒之間的流體黏著劑，而將游絲的最末外線圈黏著接合到游絲柱上。事實上，觀察到當游絲的最末外線圈做黏著接合時，舉例而言藉由熱熔黏著劑來為之，黏著劑的黏滯度使得它在游絲上施加了毛細管作用力，這傾向於將游絲移動離開其休止位置，並 且在當中誘發機械應力，而這相當的妨礙了其速率正確性。相對而言，以具有充分流動性的黏著劑來說，即使游絲在當沉積黏著劑之時移動離開其休止位置，在黏著劑硬化之前，游絲仍可以自動返回到它的休止位置而無任何應力。因而，游絲的速率正確性不受到將它黏著接合到柱上之操作的影響。
根據本發明的第一變化實施例，所用的黏著劑是流體黏著劑，其在接觸空氣時硬化。根據本發明的第二變化實施例，流體黏著劑是暴露於紫外光照射藉由固化而硬化(hardens by curing)的黏著劑。
「可光固化的黏著劑(photo-curable adhesive)」意謂能夠在紫外光照射之效應下固化的聚合性黏著劑。這就是為何可光固化的黏著劑經常稱為「UV黏著劑」一詞。可光固化的黏著劑具有許多的優點：它們是單份式黏著劑、快速固化、某些情形下沒有溶劑就可以做、它們容易施加、可以產生對熱敏感的接合、沒有鍋中壽命。「鍋中壽命」意謂在完全硬化之前可以使用樹脂的時間，其始自當混合樹脂的二種成分並且發生化學反應之時。
極廣泛而言，可光固化的黏著劑是由基底樹脂、光活化劑、一或更多種添加劑(如果需要的話)所構成。
基底樹脂可以是單體或寡聚物，其具有良好界定的官能基，這在UV固化之後將決定所得聚合物的物理和化學性質。固化反應可以基於自由基的機制(舉例而 言乃丙烯酸成分所接受者)或基於陽離子機制(舉例而言為環氧成分所接受者)。於自由基反應的情形，暴露於UV照射一結束則光固化便立刻停止。進一步而言，丙烯酸型的自由基系統受到氧抑制。相對而言，於陽離子反應的情形，即使在UV照射停止之後，光固化仍繼續，並且不受到氧抑制。進一步而言，有可能以最後熱固化步驟而完成UV固化。
於本發明的情形，我們關心自由基和陽離子二種類型的固化反應。為此，基底樹脂可以選自：環氧化合物，其包括環脂族型環氧化物、環氧丙基型環氧化物、乙烯基醚和富含電子的乙烯基化合物；醇與環氧化合物的組合；以及丙烯酸化合物。
將注意到醇和多元醇都與環氧化物和丙烯酸反應而成鏈轉移劑，其一般而言改善了配方的固化速度。也將注意到環脂族型環氧化物樹脂產生的陽離子固化反應要比環氧丙基型環氧化物樹脂來得快，因為前者具有比後者更高的鏈可撓性。
除了基底樹脂，UV黏著劑的組成還由光起始劑所完成。光起始劑是吸收光並且形成反應性化學物種的分子。這些光起始劑化合物一般而言產生超級酸，其允許陽離子系統做交聯。這些系統因此在鹼性或濕的介質中受到抑制。然而，它們不因氧的存在而受到抑制。習用的陽離子光起始劑著名的是： 二芳基錪鹽；三芳基鋶鹽；二烷苯甲醯鋶鹽。
這些在短波長(200~300奈米)反應的鹽類可以單獨使用或與光敏化劑(亦即能夠吸收光並且將激發轉移到另一分子而有更大效率的分子)組合使用。
光起始劑必須具有優異的反應性、適合的吸收光譜、不會黃化、良好的穩定性、與單體和基質相容、最小的氣味、無毒性。
可光固化的黏著劑之組成可以由一或更多種添加劑來完成，其可以引述如下：共同起始劑(亦即不參與光吸收但有助於產生反應性粒子的分子)、抗氧化劑、UV穩定劑、反應性稀釋劑、黏著促進劑或表面活性劑。
本發明的範例性實施例示範於在此所附的圖1A和1B。這些圖代表用於時計機芯的振盪系統，其整個大致用參考數字1來指示。振盪系統1安裝在時計機芯之主板的橋接器2上，而包括時計游絲4，其由極精細的彈簧而纏繞成同心線圈所形成，並且經由第一內線圈6(圖2B和3)藉著環夾10(圖2A、2B、3)而附接到平衡桿8。游絲4經由最末外線圈12而附接在附接點，該點是由柱持具或平衡旋塞16所乘載之游絲柱14而形成。
振盪系統1也包括平衡輪18，其桿8藉由徑向臂22而連接到輞20。平衡桿8在第一和第二軸承24之間樞轉，而圖中僅看得到其中一軸承，該等軸承則被壓 入時計機芯的橋接器2和主板內。
進一步而言，振盪系統1包括雙重滾子26，其由滾子28(其乘載著脈衝栓30)和安全滾子32(當中設置了刻痕34)所形成。
振盪系統最後包括墊板槓桿36，其具有桿38而在第一和第二樞紐40之間樞轉，而圖1A和1B僅看得到其中一樞紐。墊板槓桿36由槓桿42所構成，其將叉子44連接到進入臂46和連接到離去臂48。叉子44是由進入角50和離去角52所形成，其間則延伸了防護栓54。叉子44的行進受到進入堆靠栓和離去堆靠栓(圖中看不到)所限制，該等堆靠栓可以與墊板旋塞做成單件。進入臂46和離去臂48分別乘載著進入墊板56和離去墊板58。
最後，墊板槓桿36與縱擒輪60協同運作，後者包括縱擒輪60的心軸62而在第一和第二樞紐64之間樞轉。
根據圖2A和2B所示範之本發明的實施例，游絲4的最末外線圈12藉由一滴可光固化的黏著劑66而黏著接合到柱14。這滴黏著劑舉例而言是藉由自動配送裝置(例如配送器)而沉積。該滴可光固化的黏著劑66藉由暴露於紫外光源68所產生的光照射而固化。暴露於紫外光則足以引起黏著劑的完全固化。將注意到游絲4的第一內線圈6也可以藉由與接合游絲4到柱14所相同之傳導UV黏著劑而接合到環夾10。
如審視圖2A和2B所顯露，游絲4的最末外線圈12配置在設置於柱14之上端的溝槽70內。於圖2A，該滴可光固化的黏著劑66已經使用配送器而沉積，並且在黏著劑之突出力的效應下，游絲4之最末外線圈12的末端已經稍微移動離開其休止位置而碰到溝槽70的壁，這對於游絲的速率正確性極為有害。然而，如圖2B所見，在黏著劑固化之前，游絲4之最末外線圈12的末端已經自動返回到其休止位置。這因為以下事實而成為可能：可光固化的黏著劑66極富流動性，其黏滯度包括在200和400毫帕‧秒之間，使得黏著劑不阻礙游絲4的末端自動返回移動到其平衡位置。因而，附接游絲4的操作不在游絲4中誘發任何的機械應力，這對於游絲的速率正確性而言是極有利的。
根據本發明的另一特色，游絲4的最末外線圈12結束於板72，其與最末外線圈12的末端做成單件而要比游絲4的其他線圈還厚。純粹舉例來說，板的截面是0.1×0.1平方毫米，其長度L是0.6毫米。也將觀察到板72設置有至少一(較佳而言為二)刻痕74以促進黏著劑一旦已經硬化後的黏著。最後，將觀察到最末外線圈12不與游絲4的其他線圈成同心。最末外線圈12稍微移動離開游絲4的中央，如此則在它前面的末段線圈68不碰到柱14。
不用說本發明不限於剛才已經描述的實施例，並且熟於此技藝者可以設計出多樣的簡單修改和變 化，而不偏離本發明如所附請求項界定的範圍。尤其，將了解根據本發明的另一變化實施例，游絲4的最末外線圈12可以藉由在接觸空氣時硬化的一滴黏著劑而接合到柱14。用來製作游絲的材料經常是基於鈷、鎳、鉻的合金。此種合金有韌性並且必須抵抗腐蝕。然而，最近的發展提議由矽所做成的游絲。矽游絲要比其鋼前輩正確得多。然而，它們的成本價格大致上高於鋼游絲。「矽游絲」一詞意謂由包括單晶矽、摻雜的單晶矽、多晶矽、摻雜的多晶矽、多孔矽、氧化矽、石英、矽石、氮化矽或碳化矽的材料所做成之游絲。當然，當矽基材料是呈結晶相時，可以使用任何的結晶指向。
4:時計游絲
6:第一內線圈
10:環夾
12:最末外線圈
14:游絲柱
66:可光固化的黏著劑
68:紫外光源
70:溝槽
72:板
74:刻痕

Claims (7)

  1. 一種將時計游絲(4)的最末外線圈(12)附接於游絲柱(14)的方法，該方法包括以下步驟：藉由黏滯度是在200和400毫帕‧秒之間的流體黏著劑(66)，而黏著接合該時計游絲(4)的該最末外線圈(12)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該時計游絲(4)的該最末外線圈(12)黏著接合在設置於該游絲柱(14)中的溝槽(70)內。
  3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該流體黏著劑(66)藉由紫外光照射而固化。
  4. 根據申請專利範圍第2項的方法，其中該流體黏著劑(66)藉由紫外光照射而固化。
  5. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該流體黏著劑是在接觸空氣時硬化的黏著劑。
  6. 根據申請專利範圍第2項的方法，其中該流體黏著劑是在接觸空氣時硬化的黏著劑。
  7. 一種用於時計機芯的游絲，其由同心線圈纏繞所形成，並且包括根據申請專利範圍第1至6項中任一項的方法而附接於游絲柱(14)的最末外線圈(12)，該最末外線圈(12)結束於板(72)，其比該游絲(4)的其他線圈還厚，該板(72)設置有至少一刻痕(74)以促進該流體黏著劑(66)一旦已經固化或硬化後的黏著。
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