CN101971107B - 包括在超硬材料块中机加成的中框的手表 - Google Patents
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Abstract
一种包括钟表机构和外壳的手表，该外壳特别包括玻璃(2)和中框(4)。中框(4)和玻璃形成了在矿物透明材料块中机加成的整体件。
Description
本发明涉及钟表领域，更确切地说涉及手表的外壳元件或者机械或石英钟表机芯的功能零件。该发明特别涉及在超硬材料中制备整体式复杂钟表部件，以便用于接触界面的物理-化学性能得到改善的外壳功能及机械功能。
珠宝艺术与钟表行业历来都是共生共存的。大量的手表或时钟用附接的合成宝石或天然宝石制成外壳。本发明通过把超硬整体材料实施为静态或动态机械功能的形式而让超硬整体材料具备功能性，从而颠覆一般用途。我们将描述利用在着色或未着色的、透明或不透明的超硬材料中所形成的整体式组件来制造全部或部分外壳或钟表机芯的方法。本发明通过允许摆脱枢转功能所用的称为“宝石”或“蓝宝石”的惯用附接元件而成为原创性的开发。最后，本发明的有利扩展还将允许利用薄层沉积来改造接触界面的物理-化学特性和/或光学特性。
在现有技术中制造由盒构成的表壳是公知的，该盒包括：通常是金属或陶瓷的称为中框(carrure)4的支撑框架；一般由蓝宝石制成的称为玻璃(glace)2的玻璃部分；以及金属壳底或蓝宝石制成的透明壳底3。
金属部分一般是利用机加、模制或烧结操作制成的，这些操作由不同的成形和/或精加工机加操作进行补充。表壳部件如中框4、壳底3等应该具有重要的物理-化学特性，例如：良好的弹性和韧性、非常好的硬度、以及抗紫外线性能，这是符合公认惯例的。因此，钟表元件通常是用金属材料制成的，有时也用陶瓷材料制成。
在现有技术中已知欧洲专利申请EP 1617306中所阐述的一种手表，该手表包括钟表机构以及带有玻璃和中框的表壳。该中框是在超硬材料中机加而成的。
还已知专利EP 0131267描述了一种机械手表，其构成元件安装在支撑框架内，此支撑框架由堆叠的刚玉、尖晶石或石英制成的透明板构成，而且其中的某些具有允许容纳所述元件的切口。
其它文献如英国专利GB 2062909和GB 660365描述了包括几个分离部件的手表。
在现有技术中所公知的这些方案包括大量的具有可变且不同物理-化学特性的零件，尤其是增加了连接界面，这些连接界面本身会造成几何构造、尺寸或位置的不确定性。因此，现有的方案从机械角度来看不是最佳的，而且不能让整个钟表机芯通过其外壳变得可见，也不能使所述外壳纳入到整体式晶体结构中，甚至不能在该同一结构中制成某些零件。
为了克服这些缺点，本发明按照其最广泛的含义涉及，在由透明或不透明的，矿物的或合成的，基于金属氧化物、玻璃或晶体而设计的材料制成的结构中机加成的，通常是分离的并且利用机械方法组装在一起的元件呈整体件形式的组件。因此，通常包括钟表机构和外壳的手表将可以包括以下组合中的至少一种，其中所述外壳至少由中框、玻璃、壳底、主夹板(platine)、以及几个夹板(pont)形成：
| 中框 | 玻璃 | 壳底 | 主夹板 | 夹板 | |
| 中框 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 玻璃 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 壳底 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 主夹板 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 夹板 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
这样，至少由两个部件组合成的组件的材料与构成这两个部件之一的透明或非透明的超硬材料相同，以便让使用者可看到钟表机芯，或是为了受益于材料和/或在内表面或外表面上所进行的沉积的物理-化学特性。
按照一种有利的变型，中框和玻璃形成了在密实坚硬的透明材料块中制成的带有对称轴的或任意的整体件，这种材料例如为陶瓷或任何其它玻璃化的金属氧化物，或者是利用分子焊接组装在一起的不同材料。
按照另一种变型，主夹板和/或夹板也是在透明或不透明的超硬材料块中机加成的。
按照一种特定的实施方式，中框、主夹板和玻璃通过至少两个部件的组合而形成了在透明或非透明的超硬坚固材料块中所制成的单个整体件。
有利的是，至少一部分钟表机芯部件(主夹板，夹板，发条鼓…)是在透明或不透明的超硬坚固材料块中机加成的。按照一种特定的实施方式，在诸如枢轴、滑块、球窝节、点状零件(ponctuelle)、的零件之间的至少一部分接触连接是通过在形成于透明或不透明的超硬材料块中的支撑构件(例如，主夹板或夹板)中直接机加而实现的。直接的优势就是减少了零件的数量以及降低了功能尺寸标注的限制，同时改善了固体摩擦状况。
所用材料的特征在于，利用标准的制造技术不能对其进行机加，或者特征在于，价格非常昂贵或者几种所遇到的机加操作(例如超声钻孔)具有非产业特性。
我们所用材料的特征在于它们的利用至少一种金属氧化物或稀土氧化物所获得的晶体基质，以便得到或多或少致密的着色，从完全透明到全部不透明。优选地，所述透明超硬材料取自以下族群之一(非穷尽的)：
·混合氧化物
·掺杂氧化物
·尘晶石
·钙钛矿
·ZnO
·ZrO2
·Al2O3
·SnO
·羟基磷灰石(HAP)
·加载或未加载的陶瓷纳米材料。
而更具体地说是由以下化合物制成的陶瓷：氧化铝，氮化硅，多铝红柱石，氧化锆，氮化铝，堇青石，氧化镁，氮化硼，块滑石，碳化硅，钙钛矿。
有利的是，所用一种或多种材料都隶属于一种化学式表示，它可以明显的改进尤其是有关界面物理方面(硬度、摩擦学…)的机械特性。因此，本发明可有利地加以改进，方法是通过表面沉积，特别是利用“溶胶-凝胶”方法，该方法利用包含在不同的有机和无机基质中的纳米颗粒，以便制得几十纳米至几微米的、均匀无裂纹的、并且具有良好光学特性的厚层。这些厚层能利用诸如以下的方法进行沉积(非穷尽的)：浸渍，旋转涂覆(tournette)，旋涂(spin coating)，浸涂，丝网印刷，喷雾热解…。在SiO2、TiO2、ZrO2、SiO2-PbO…之类的溶胶母体中沉积胶态金属材料(Ag，Au，Pd，Cu…)并进行热处理和增稠可以得到黄色、蓝色、红色、绿色、灰色、褐色等颜色，其具有很好的耐磨损性或良好的抗紫外辐射性，还具有很高的化学稳定性。以同样的方法，应用例如使用了氧化钛或氧化硅颜料的硅石溶胶可以得到白色调，同时提供很好的机械特性。有利地，使用这类沉积能够得到抗反射涂层或者得到抗静电特性或光学特性，例如色光特性。
通过使用透明或不透明的、按照公知的反应性或非反应性有金属化或无金属化的焊接方法与金属材料联接的超硬材料，本发明的扩展将是恰当的。沉积层将遵循经典模型陶瓷—钨或钼锰—镍—金。其结果将始终是以均匀且不可分离的方式组合了至少两个部件的整体件，所述至少两个部件通常是分离的并通过机械连接(例如玻璃—中框)或者能钻孔—攻丝的蓝宝石主夹板中的金属区域组装在一起的。
阅读下面参照附图进行的说明可更好地理解本发明，在附图中：
-图1示出了根据本发明第一个实施例的手表的仰视立体图；
-图2示出了根据本发明第一个实施例的手表的俯视立体图；
-图3示出了根据本发明第二个实施例的手表的俯视立体图；
-图4示出了根据本发明第三个实施例的手表的俯视立体图。
图1和2所示手表由中框4构成，中框4限定了基本上是圆筒形的内部容积，并带有突角10～13；该零件是在超硬材料块(例如天然晶体块或其它透明超硬材料)中制成的。这个晶体块被机加成形并用两个附加部分即壳底3和玻璃2封闭，其也是在超硬材料块中而且优选地是在与中框4相同的材料中制成的。
按照一种变型，机芯包括也是在超硬材料块中制成的主夹板，它可以是中框4的内部延伸部分。该实施例可避免使用用于活动零件的枢轴的轴承。
图3所示手表是由利用壳底或利用玻璃2延伸的中框4构成的，它们是在一方面用于中框而另一方面用于壳底或玻璃的单一超硬材料的单个块体中形成的。
图4所示手表对应于第一个实施例。该手表具有在天然晶体块或合成晶体块中机加成的主体，所述主体具有利用两个轴对称表面5、6封闭的环形中框4。中框4是由一形状在轴线上挤压成形的。此中框是整体式的并且充当壳底和玻璃。它是用两个垂直于对称轴的壁表面5、6封闭的。
管状中框4围封了包括主夹板的机芯7，该主夹板任选地也是在同一超硬材料中制成的。
整体式组件的形成通过利用研磨或利用烧结的机加技术实现。
第一种制取方法是研磨机加法，此法使用特高频心轴，其以每分钟60000转及以上的速度转动。我们开发了我们自己的工具，所述工具由具有受控粒度并且利用陶瓷粘结剂连接在一起的金刚石颗粒构成。机加质量使材料实际上用眼睛看时是透明的。采用抛光方法实现最后的精加工，该法借助了利用粘性而使金刚石磨粉流动的移动缓冲剂(tampon mobile)。我们能够进行所有机加操作，按照五轴工具动力学的攻丝加工除外。因而该技术应用到翘曲表面以及应用到在钟表制造中非常重要的凹角的精加工。
专用于更大规模成批生产的第二种形成技术采用了一种“凝胶浇铸”(液相材料的模制)烧结技术，该技术比“干式烧结”技术更加有利，干式烧结技术的孔隙率问题难以解决。使用粘性相允许形成界线由模子设定的复杂形状。
Claims (7)
1.一种包括钟表机构和外壳的手表，所述外壳包括玻璃(2)、主夹板和中框(4)，所述手表的特征在于，所述中框(4)、所述主夹板和所述玻璃(2)形成在超硬材料块中机加成的整体件。
2.根据权利要求1所述的手表，其特征在于，所述材料是透明的。
3.根据权利要求1所述的手表，其特征在于，所述中框(4)和所述玻璃(2)形成在超硬材料块中机加成的具有对称轴或对称平面的整体件。
4.根据权利要求1所述的手表，其特征在于，夹板也是在超硬材料块中机加成的。
5.根据权利要求4所述的手表，其特征在于，至少一部分枢转连接是在形成于超硬材料块中的所述主夹板和/或夹板内机加成的。
6.根据权利要求1所述的手表，其特征在于，所述超硬材料是由天然宝石、合成宝石或者在可玻璃化的氧化物经玻璃化之后形成的。
7.根据前一权利要求所述的手表，其特征在于，所述超硬材料利用至少一种金属氧化物或稀土氧化物进行掺杂以便得到所希望的色密度。
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