本發(fā)明涉及一種包括設(shè)置成圍繞虛擬樞轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)擺陀的鐘表諧振器機(jī)構(gòu)，所述諧振器機(jī)構(gòu)包括柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)附接在其上的第一固定支承件和第二固定支承件，所述柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括通過第一彈性組件與所述第一固定支承件連接的旋轉(zhuǎn)支承件和通過第二彈性組件與所述第二固定支承件連接的旋轉(zhuǎn)支承件，所述第二彈性組件與所述第一彈性組件一起限定出所述虛擬樞轉(zhuǎn)軸線，所述樞轉(zhuǎn)擺陀附接在所述旋轉(zhuǎn)支承件上或由所述旋轉(zhuǎn)支承件形成。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)這樣的諧振器機(jī)構(gòu)的鐘表機(jī)芯。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)這種機(jī)芯的表。

本發(fā)明涉及鐘表諧振器機(jī)構(gòu)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

具有虛擬樞軸的柔性樞轉(zhuǎn)可大幅改善鐘表諧振器。最簡單的是由交叉的兩個(gè)直的、大體垂直的帶形成的交叉帶樞軸。這兩個(gè)帶可在兩個(gè)不同平面中是三維的，或在同一平面中是二維的，這種情況下它們在它們的交叉點(diǎn)被焊接。

可以優(yōu)化用于振蕩器的三維交叉帶樞軸，從而以特定方式(獨(dú)立地，或組合)使其以獨(dú)立于其在重力場中的取向的快慢率等時(shí)：

-選擇帶關(guān)于它們的夾持點(diǎn)的交叉位置以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于位置的快慢率；

-將帶之間的角度選擇成等時(shí)的，并且實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于振幅的快慢率。

從csem名下的歐洲專利2911012得知此類三維系統(tǒng)或至少處于若干層次的系統(tǒng)，該歐洲專利公開了一種用于鐘表的旋轉(zhuǎn)振蕩器，該旋轉(zhuǎn)振蕩器包括允許將振蕩器組裝在鐘表中的支承元件、擺輪、將支承元件與擺輪連接并且能夠在擺輪上施加復(fù)位力矩的多個(gè)柔性帶、和與擺輪一體地安裝的外輪。多個(gè)柔性帶包括至少兩個(gè)柔性帶，其包括設(shè)置在垂直于振蕩器的平面的第一平面中的第一帶和設(shè)置在垂直于振蕩器的平面并且與第一平面正割的第二平面中的第二帶。振蕩器的幾何振蕩軸線由第一平面和第二平面的交點(diǎn)限定，該幾何振蕩軸向與在它們各自的長度的7/8處與第一帶和第二帶交叉。從wittrick自1948年開始對柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究得知這種布置結(jié)構(gòu)。

sysmelec名下的歐洲專利1013949公開了一種由通過柔性結(jié)構(gòu)連接的固定基部和可移動(dòng)部件形成的樞軸，其中中間元件通過兩對柔性臂分別與基部和可移動(dòng)元件連接。每個(gè)臂都在每一端包括由半圓形凹部形成的接頭，從而形成柔性區(qū)域。該樞軸還包括運(yùn)動(dòng)控制回路，其將基部和可移動(dòng)元件與中間元件連接，使得中間元件的角運(yùn)動(dòng)對應(yīng)于可移動(dòng)元件的角運(yùn)動(dòng)。

然而，這些已知方案具有以下缺點(diǎn)：

-無法在單次二維蝕刻中蝕刻具有三維交叉帶的樞軸，這使制造復(fù)雜；

-在交叉點(diǎn)焊接有帶的二維交叉帶樞軸比相當(dāng)?shù)娜S樞軸硬四倍，其容許行程比三維樞軸小四倍，且其不能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于位置和振幅兩者的快慢率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在簡單、經(jīng)濟(jì)和因此二維的實(shí)施例中探索兩種已知的二維和三維幾何形狀的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明因此涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐘表諧振器機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)這樣的諧振器機(jī)構(gòu)的鐘表機(jī)芯。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)這種機(jī)芯的表。

因此，本發(fā)明是一種具有不彼此交叉的兩個(gè)帶的二維交叉帶樞軸。其包括彎曲的薄部和足夠硬以便變形小或不變形的寬部。由于寬部不參與帶的撓曲，所以可對此類寬部選擇任何形狀。

附圖說明

在閱讀下文參考附圖的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，在附圖中：

-圖1以框圖形式表示機(jī)械諧振器的一般原理，在該諧振器中輪副懸掛在設(shè)置于不同方向上的兩個(gè)彈性組件上，以便允許輪副在圖面中僅有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。

-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械諧振器的示意性平面圖，該諧振器具有懸掛的旋轉(zhuǎn)支承件，并且其中第一彈性組件在虛擬樞轉(zhuǎn)軸線的任一側(cè)包括第一外柔性帶和第一內(nèi)柔性帶，這些柔性帶通過比它們各者硬的第一中間帶彼此接合，共同限定出從在圖的豎直軸線上示出的虛擬樞轉(zhuǎn)軸線通過的第一方向，而第二彈性組件由圖的水平方向上的帶形成，且其從虛擬樞轉(zhuǎn)軸線通過。

-圖3以與圖2相似的方式在柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的平面中表示類似的帶的布置結(jié)構(gòu)，但具有完全包圍可移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)支承件的第一中間帶。

-圖4以與圖2相似的方式表示帶的布置結(jié)構(gòu)，其中可移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)支承件位于第一中間帶的外部，但其中水平方向上的第二彈性組件在第二中間帶的任一側(cè)包括第二外柔性帶和第二內(nèi)柔性帶，所述第二中間帶比各所述柔性帶硬，該第二中間帶從虛擬樞轉(zhuǎn)軸線通過。

-圖5和7各自都表示與圖4相似的機(jī)械諧振器，但其中第一彈性組件和第二彈性組件的方向在它們之間形成有利于諧振器的等時(shí)性的特定角度。

-圖6是圖5的諧振器的透視圖，該諧振器具有偏心地安裝在可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承件上的附接擺輪。

-圖8表示圖5的諧振器的變型，其中第一和第二中間帶是鏤空/骨架型(skeletal)的以減小它們的慣性并且避免非期望的基本振動(dòng)模式。

-圖9是表示具有結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的諧振器的機(jī)芯的手表的框圖，所述諧振器包括串聯(lián)設(shè)置的若干柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

-圖10在平面圖中歸納了缺少第一彈性組件中的第一中間帶的諧振器的幾何形狀。

-圖11與圖10相似并且包括任何形狀的第一中間帶，該第一中間帶在柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的平面中完全包圍可移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)支承件。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及包括樞轉(zhuǎn)擺陀2的鐘表諧振器機(jī)構(gòu)1，樞轉(zhuǎn)擺陀2設(shè)置成圍繞虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a可旋轉(zhuǎn)地樞轉(zhuǎn)。

該諧振器機(jī)構(gòu)1包括柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10附接在其上的第一固定支承件11和第二固定支承件12。該柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10包括可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承件3，該旋轉(zhuǎn)支承件3通過柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10中包括的第一彈性組件21與第一固定支承件11連接并且通過柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10中包括的第二彈性組件22與第二固定支承件12連接。

第一彈性組件21和第二彈性組件22共同限定出虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a。

樞轉(zhuǎn)擺陀2可如圖6所示附接在旋轉(zhuǎn)支承件3上，或由旋轉(zhuǎn)支承件3形成。

根據(jù)本發(fā)明，柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10是平坦的。這意味著，如果柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10被一平面切割，則該平面切割形成它的每個(gè)元件，并且至少在平面投影中將該機(jī)構(gòu)分離成形狀和尺寸相同并且特別是等同的兩個(gè)連續(xù)組件。應(yīng)理解，“平坦機(jī)構(gòu)”指單個(gè)層面上的機(jī)構(gòu)，簡言之，它是從雙向幾何結(jié)構(gòu)的擠出獲得的三維物體。特別地，該平坦柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10可通過liga法或類似方法在單個(gè)層面上制造。

第一彈性組件21在虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的任一側(cè)包括第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41，這些柔性帶通過比它們各者硬的第一中間帶51彼此接合。第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41共同限定出經(jīng)過虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的第一方向d1。更具體地，第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41配置在虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的任一側(cè)。

第二彈性組件22包括優(yōu)選地從虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a經(jīng)過并且限定出與第一方向d1不同的第二方向d2的第二柔性帶62，第二方向d2在虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a處與第一方向d1交叉并且與其形成角度α。在一優(yōu)選布置結(jié)構(gòu)中，虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a剛好從第二柔性帶62的材料中間通過。

更具體地，第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41不彼此接觸。

更具體地，第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41各自都遠(yuǎn)離第二柔性帶62。

更具體地，第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41形成第一彈性組件21的最柔韌部分。在一特定變型中，如圖1至8所示，第一彈性組件21僅包括第一中間帶51、第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41。在一特定變型中，第一外柔性帶31和第一內(nèi)柔性帶41具有同樣的截面。

在圖2和3中，第一彈性組件21和第二彈性組件22具有不同硬度。為了使它們的硬度和甚至它們的變形對稱，例如，第二彈性組件22可被人為地制造成在與第一彈性組件相同的位置較厚。

因此，關(guān)于第二彈性組件22，第二柔性帶62可以是單個(gè)帶，如圖2和3所示，或與第一彈性組件21相似是交替的一系列具有不同柔性的帶。因此，在圖1和4至8所示的變型中，第二彈性組件22在第二中間帶52的任一側(cè)包括第二外柔性帶32和第二內(nèi)柔性帶42，第二中間帶比各柔性帶硬并且與其一起形成第二柔性帶62。在一特定布置結(jié)構(gòu)中，第二中間帶52從虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a通過，即虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a正好橫穿其中間。在一特定變型中，第二外柔性帶32和第二內(nèi)柔性帶42具有同樣的截面。

優(yōu)選地，第一彈性組件21和第二彈性組件22分別被剛性地夾持在第一固定支承件11和第二固定支承件12中。

更具體地，第二柔性帶62在第二外夾持點(diǎn)72處被夾持在第二固定支承件12中并且在第二內(nèi)夾持點(diǎn)82處被夾持在旋轉(zhuǎn)支承件3中。第二外夾持點(diǎn)72和第二內(nèi)夾持點(diǎn)82位于與由第一彈性組件21限定的方向d1平行并從虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a通過的直線的任一側(cè)。更具體地，第二外夾持點(diǎn)72和第二內(nèi)夾持點(diǎn)82位于虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的任一側(cè)。再更具體地，第二外夾持點(diǎn)72和第二內(nèi)夾持點(diǎn)82如圖所示與虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a對齊/共線。

類似地，第一內(nèi)柔性帶41在第一外夾持點(diǎn)71處被夾持在固定支承件11中，并且第一外柔性帶31在第一內(nèi)夾持點(diǎn)81處被夾持在旋轉(zhuǎn)支承件3中。

盡管可以設(shè)想第一方向d1和第二方向d2是在虛擬軸線a處交叉的彎曲方向，但使用直線方向建模更容易。因此，在一特定變型中，第一方向d1是直的。在另一特定變型中，第二方向d2是直的。在圖2至8所示的又一特定變型中，第一方向d1是直的，且第二方向d2是直的。

特別地，第一方向d1是直的并且形成至少一個(gè)彈性帶——其是直帶——的直線方向，并且第二方向d2是直的并且形成至少一個(gè)彈性帶——其是直帶——的直線方向。

類似地，在限定出柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10的柔性樞軸和虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的最柔韌的帶是直的柔性帶的特別優(yōu)選的情形中說明本發(fā)明。但是可設(shè)想其它幾何形狀，例如曲折形式或其它形式。

以特定方式，第一彈性組件21在柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10的平面中包圍第二彈性組件22。

以特定方式，第一中間帶51在柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10的平面中完全包圍可移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)支承件3，如圖3所示。然而，在圖2和圖4至8的變型中，可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)支承件3位于第一中間帶51的外部。

帶的端部處的旋轉(zhuǎn)支承件3因此圍繞兩個(gè)帶方向的交叉處的虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a樞轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于在重力場中的位置的快慢率，旋轉(zhuǎn)支承件3和其承載的樞轉(zhuǎn)擺陀2(如果適用的話)兩者的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心一定不能隨旋轉(zhuǎn)角度移動(dòng)。因此，對于諧振器機(jī)構(gòu)1的最佳操作，由樞轉(zhuǎn)擺陀2和旋轉(zhuǎn)支承件3形成的組件的慣性中心位于虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a上。圖6示出這種例子，其中樞轉(zhuǎn)擺陀2由偏心地附接在旋轉(zhuǎn)支承件3上的擺輪形成。

在一有利變型中，為了使第一彈性組件21和第二彈性組件22的慣性效應(yīng)最小化，第一彈性組件21和/或第二彈性組件22的最不柔性部分是鏤空的以使它們的質(zhì)量最小化并且防止非期望的基本振動(dòng)模式。事實(shí)上，這本質(zhì)上指如圖8所示的第一中間帶51和第二中間帶52。

有利地，第一彈性組件21和第二彈性組件22的外端分別與第一固定支承件11和第二固定支承件12剛性地連接，而第一彈性組件21和第二彈性組件22的內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)支承件3剛性地連接。

在具有優(yōu)化的等時(shí)性的特定變型中，第一方向d1和第二方向d2彼此形成介于70°與87°之間且更具體地83.65°的角度，如圖5至7所示。通過引用并入本文的swatchgroupresearch&developmentltd名下的瑞士專利01979/14公開了一種具有交叉帶的鐘表諧振器并且說明了該特定角度值的重要性。

為使諧振器機(jī)構(gòu)1的快慢率/振蕩頻率盡可能獨(dú)立于其在重力場中的位置，重要的是確定帶方向關(guān)于它們的夾持點(diǎn)的交叉位置。

在一特定變型中，第一外柔性帶31在第一外夾持點(diǎn)310處與第一中間帶51剛性地連接，第一內(nèi)柔性帶41在第一內(nèi)夾持點(diǎn)410處與第一中間帶51剛性地連接。在一有利的布置結(jié)構(gòu)中，在沿第一方向d1的投影中，由第一外夾持點(diǎn)310與第一內(nèi)夾持點(diǎn)410之間的空間限定出的第一中間距離d1以及由一方面第一外帶31與第一固定支承件11之間的第一外夾持點(diǎn)311和另一方面第一內(nèi)帶41與旋轉(zhuǎn)支承件3之間的第一內(nèi)夾持點(diǎn)411之間的空間限定出的第一總距離l1限定出介于0.05與0.25之間且尤其等于0.20的比率d1/l1。

再更具體地，在沿第一方向d1的投影中，由第一內(nèi)夾持點(diǎn)411與虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a之間的空間限定出的第一半徑r1與第一總距離l1限定出介于0.05與0.3之間且尤其等于0.185的比率r1/l1。

類似地，在一特定變型中，第二外柔性帶32在第二外夾持點(diǎn)320處與第二中間帶52剛性地連接，第二內(nèi)柔性帶42在第二內(nèi)夾持點(diǎn)420處與第二中間帶52剛性地連接。在一有利的布置結(jié)構(gòu)中，在沿第二方向d2的投影中，由第二外夾持點(diǎn)320與第二內(nèi)夾持點(diǎn)420之間的空間限定出的第二中間距離d2以及由一方面第二外帶32與第二固定支承件12之間的第二外夾持點(diǎn)321和另一方面第二內(nèi)帶42與旋轉(zhuǎn)支承件3之間的第二內(nèi)夾持點(diǎn)421之間的空間限定出的第二總距離l2限定出介于0.05與0.25之間且尤其等于0.20的比率d2/l2。

再更具體地，在沿第二方向d2的投影中，由第二內(nèi)夾持點(diǎn)421與虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a之間的空間限定出的第二半徑r2與第二總距離l2限定出介于0.05與0.3之間且尤其等于0.185的比率r2/l2。

在一特定變型中，第一中間距離d1、第一總距離l1、第二中間距離d2、第二總距離l2通過關(guān)系d1＝d2且l1＝l2相互關(guān)聯(lián)。

在另一特定變型中，第一半徑r1、第一總距離l1、第二半徑r2、第二總距離l2通過關(guān)系r1＝r2且l1＝l2相互關(guān)聯(lián)。

在另一特定變型中，d1＝d2，r1＝r2，且l1＝l2。

對于比率d1/l1＝d2/l2的各值而言，可找到最佳角度α和最佳比率r1/l1＝r2/l2，以使得快慢率獨(dú)立于振幅且獨(dú)立于在重力場中的取向。需要建模以確定最佳值，并且直柔性帶的使用也有利于計(jì)算。

有利地，如圖7所示，第一彈性組件21和第二彈性組件22的最硬部分51和52在相應(yīng)夾持點(diǎn)310、410和320、420之間相對于虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a的比例——其中“de”是軸線a與夾持點(diǎn)之間在外側(cè)的距離，并且其中“di”是軸線a與夾持點(diǎn)之間在內(nèi)側(cè)的距離——為這樣：de/(de+di)＝1/3且di/(de+di)＝2/3。

本發(fā)明特別適合于整體的實(shí)施例。在一有利的實(shí)施例中，第一固定支承件11、第二固定支承件12和柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10形成一體的組件。該一體的組件可利用mems或liga技術(shù)或類似技術(shù)實(shí)現(xiàn)，由溫度補(bǔ)償?shù)墓杌蝾愃莆镏瞥?，?dāng)所述一體的組件由硅制成時(shí)，其在為此目的設(shè)置的部分的一些區(qū)域中尤其通過二氧化硅的特定局部生長制成。

鐘表諧振器機(jī)構(gòu)1可包括設(shè)置在平行的平面中且在同一虛擬樞轉(zhuǎn)軸線a周圍的多個(gè)連續(xù)安裝的柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10，以增加總角行程。

本發(fā)明還涉及包括至少一個(gè)這樣的諧振器機(jī)構(gòu)1的鐘表機(jī)芯100。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)這種鐘表機(jī)芯100的手表1000。

本發(fā)明提供了若干優(yōu)點(diǎn)：

-由于很多功能元件處于單個(gè)平面中而容易制造；

-機(jī)構(gòu)的厚度小；

-獨(dú)立于在重力場中的位置的快慢率；

-獨(dú)立于振幅的快慢率。