CN104737080A - 用于钟表擒纵机构的擒纵叉机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于擒纵机构(7000)的擒纵叉机构(3000)，所述擒纵机构包括承载摆轮(2)和擒纵轮(5000)的结构(7)，所述擒纵叉机构(3000)包括与所述擒纵轮(5000)协作的擒纵叉瓦(3002)，以及柔性多稳态元件(5)。所述擒纵叉(3000)与所述摆轮(2)的协作是借助于所述擒纵叉(3000)的第一部分(3100)的角部(3001)实现的，所述第一部分通过柔性元件(5)连接到上述结构(7)或者连接到所述擒纵叉(3000)的承载所述擒纵叉瓦(3002)的第二部分(3200)，所述第二部分通过柔性元件(5)连接到固定结构(7)或者连接到所述第一部分(3100)。柔性元件(5)包括屈曲形成S形或Z形的预应力梁(9)，所述擒纵叉机构(3000)包括枢轴(90)，所述枢轴迫使所述梁(9)在其中部具有节点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于擒纵机构的擒纵叉机构(pallet lever mechanism)，所述擒纵机构包括至少一个固定结构，该固定结构承载一对部件，所述一对部件包括彼此协作的摆轮和擒纵轮，所述擒纵叉机构与所述一对部件协作以限制或传递所述摆轮和/或所述擒纵轮的角行程，所述擒纵叉包括与所述擒纵轮协作的擒纵叉瓦，并且包括至少一个柔性的、多稳态元件。
本发明还涉及一种钟表机芯，其包括至少一个擒纵机构，该擒纵机构具有包括摆轮的调速装置，并且包括至少一个上述类型的擒纵叉机构。
本发明还涉及一种钟表或者手表，其包括至少一个上述类型的机芯，或者至少一个上述类型的擒纵叉机构。
本发明涉及钟表擒纵机构的技术领域。
背景技术
对于机械表设计者来说，改进差率(rate)和寻求改进效率是一直追求的目标，另外还要寻求获得最大可能的能量存储，以及在极端困难的使用条件下的规律性、精确度以及安全性。调速组件以及擒纵机构是该问题的核心。
特别地，在机械表中，擒纵机构需要满足若干安全标准。安全装置之一的防脱扣机构，其设计为防止摆轮运转的角度范围超过正常的旋转角度。
Montres Breguet SA名义下的EP专利No.1801668 B1提出一种机构，其结构的特征在于它包括安装在摆轴上的齿轴。该齿轴与带齿的轮啮合，如果驱动摆轮超过其正常的旋转角度，则所述带齿的轮的至少一个轮辐抵靠一固定的止动件。然而，此机构会影响摆轮的惯性，并且会干扰其振荡。另外，形成该机构的齿轮内存在摩擦，也会影响调速机构。
Montres Breguet SA名义下的EP专利申请No.1666990 A2公开了另外一种基于游丝的膨胀的防脱扣机构：锁定臂，其固定到游丝的外圈，并且***到与摆轮成一体的指状件和与摆轮条夹板成一体的两个柱之间。只有当游丝过度膨胀到超过其正常工作角度的角度以外时，才会发生锁定。此机构仅仅限制在一个旋转方向上的旋转角度。
Nivarox名义下的EP专利申请No.2450756 A1公开了一种用于擒纵机构的防脱扣装置，该装置具有枢转轮副，该枢转轮副承载沿着与摆轮成一体的凸轮路径移动的指状件。该枢转轮副可包括具有双稳态杠杆的臂，特别是弹性双稳态杠杆。
Enzler-Von-Gunten名义下的EP专利申请No.2037335 A2公开了一种擒纵叉，其具有带擒纵叉瓦的两个臂，以及一个擒纵叉头，该组件形成为具有两个柔性固定臂的一体式部件，所述两个柔性固定臂限定了擒纵叉的虚拟枢转轴线，并且当它们弯曲时允许擒纵叉枢转，这两个条带的中间轴线在该虚拟轴线上相交。
Rolex名义下的国际专利申请No.WO2011/120180 A1公开了一种用于锁定擒纵轮的装置，该装置具有包括两个擒纵叉瓦的制动杆，所述两个擒纵叉瓦通过两个弹性元件连接到一框架以限定虚拟枢轴，并且至少一个第三弹性元件沿侧向作用在该制动杆上。
Fragnière名义下的瑞士专利申请No.703333 A2公开了一种擒纵叉，其具有双稳态复位弹簧，该复位弹簧在叉头和枢转轴线之间固定在擒纵叉的臂上。
Nivarox名义下的国际专利No.2013/144236公开了一种具有由双稳态柔性条带承载的移动框架的柔性擒纵机构。
Blancpain名义下的欧洲专利申请No.2431823A1公开了一种具有对置的磁化或带电表面的杠杆式擒纵机构。
FAR名义下的法国专利申请No.2258656A1公开了一种具有棘爪(click)机构的杠杆式擒纵机构，其中，与擒纵叉成一体的柔性元件受到磁场作用。
简而言之，每一种已知的安全机构都具有以下经常发生的缺陷中的至少一种：由于改变调速装置的惯性而对振荡造成破坏，在摩擦作用下对效率造成不利影响，或者仅仅限制在一个旋转方向上的旋转角度。
发明内容
本发明的一个目的在于提高手表的效率并且克服前述问题，其仅仅非常轻微地干扰摆轮的振荡，具有可忽略不计的效率损失或者零效率损失，并且限制摆轮在两个旋转方向上的角行程。
根据本发明的防脱扣机构是基于存储摆轮位置的原理，与瑞士杠杆(Swiss lever)的原理类似：以在瑞士杠杆的情况下限位钉或制动钉经由叉头和角部的进入和退出相同的方式，一个元件在摆轮通过时改变位置并且定位防脱扣止动元件。
为此目的，本发明涉及一种用于擒纵机构的擒纵叉机构，所述擒纵机构包括承载一对部件的至少一个固定结构，所述一对部件包括彼此协作的摆轮和擒纵轮，所述擒纵叉机构与所述一对部件协作以限制或传递所述摆轮和/或所述擒纵轮的角行程，所述擒纵叉包括与所述擒纵轮协作的擒纵叉瓦，并且包括至少一个柔性的多稳态元件，其特征在于，所述擒纵叉与所述摆轮的协作是借助于所述擒纵叉的第一部分的角部实现的，所述第一部分通过至少一个所述柔性元件连接到所述固定结构或者连接到所述擒纵叉的承载与所述擒纵轮协作的擒纵叉瓦的第二部分，所述第二部分通过至少一个所述柔性元件连接到所述固定结构或者连接到所述第一部分，其特征在于，至少一个所述柔性元件包括以第二模式屈曲的至少一个预加应力的梁，在所述第二模式下所述梁呈S形或Z形，所述擒纵叉机构包括一枢轴，该枢轴迫使所述梁在其中部具有节点。
本发明还涉及一种钟表机芯，该钟表机芯包括至少一个擒纵机构，该擒纵机构具有包括摆轮的调速装置，并且包括至少一个上述类型的擒纵叉机构，其特征在于，所述机芯包括一结构，该结构固定到所述擒纵叉机构的至少一个柔性元件上，或者该结构由所述至少一个柔性元件形成。
本发明还涉及一种钟表或手表，其包括至少一个上述类型的机芯，或者至少一个上述类型的擒纵叉机构。
附图说明
通过参考附图阅读如下详细说明，本发明的其他特征和优点将会很明显，其中：
-图1示出根据本发明的钟表限制器或传动机构的示意性正视图，所述钟表限制器或传动机构制成根据本发明的防脱扣机构的形式，其固定在机芯的一个结构上，并且经由其中包含的若干臂(在此图中为两个)之一与摆轮的销钉交替配合。
-图2示出与图1类似的视图，相同的机构添加了减震器机构。
-图3示出嵌入梁的三种状态的示意图：图3A为静止状态，图3B为C形的第一屈曲(buckling)模式，图3C为S形或Z形的第二屈曲模式。
-图4示出在柔性枢轴作用下以图3C的第二模式屈曲的嵌入式预应力梁的示意性正视图。
-图5示出根据图4的原理的本发明的一个实施例的示意性正视图，其中，所述梁被偏心螺钉屈曲和预加应力，并且作为单个部件的实施例。
-图6示出图5的一种变型，其中，预应力通过硅框架内的硅氧化物“袋(袋状结构，pouch)”获得。图6A和6B示出在硅被氧化前后，截面具有很大不同的区域的细节，该区域在二氧化硅形成后发生很大改变，并且使截面较小的直梁受到屈曲应力。
-图7示出另一种预加应力原理，其利用由被氧化的硅制成的平行梁的网络与单个受预应力的屈曲梁之间的屈曲阻力差异。图7A、7B、7C表示用于使梁氧化和屈曲的方法中的连续步骤。
-图8示出包括柔性减震区域的防脱扣止动臂的一个变型。
-图9示出形式为手表的钟表的局部示意图，该手表包括具有根据本发明的防脱扣装置的机芯。
-图10示出一种构型，其中，防脱扣机构的虚拟双稳态枢轴可以平移。
-图11示出防脱扣机构的一个细节，该防脱扣机构包括用于将防脱扣***的臂保持在摆轮销钉的平面内的至少两个层级：第一上部层级具有与所述销钉配合的臂，并且第二下部层级具有与摆轮的凹口配合的叉头钉。
-图12为在图7A的结构的一种变型中，能够通过硅的氧化而变形的结构。
-图13示出单石英晶体结构的截面图，其用于制造根据本发明的防脱扣机构。
-图14示出根据本发明的一种机构，该机构在摆轮销钉和防脱扣机构的臂之间具有排斥作用，这种排斥作用由在沿着虚线的截面内以垂直取向定位的磁体施加。
-图15示出类似的实施例，其在磁场平面内定向。
-图16是与图10类似的示意图，其涉及一种更通用的情况，其中运动可以是任何类型，并且是双稳态的。
-图17A和17B示出由线圈内的氧化物生长(之前和之后)所获得的预应力。
-图18A和18B(及其在图19A和19B中的细节)示出在硅氧化物生长期间(之前和之后)通过打开之字型轮廓的顶角所获得的预应力。
-图20A和20B示出通过在具有很小曲率半径的区域内改变被氧化的壁的曲率半径(之前和之后)所获得的角度变化。
-图21为与单个质量块的两端配合的柔性双稳态条带的示意图。
-图22示出另一种应用的平面图，其中，钟表限制器或传动机构是在摆轮和擒纵轮之间的擒纵叉机构。
-图23示出图22的一种变型，其中，在擒纵叉的两个部分之间的柔性连接条带在自其端部的中点处枢转。
具体实施方式
本发明涉及一种钟表限制器或者传动机构1000，其用于限制或者传递钟表机芯10的轮副2000的角行程，所述轮副2000包括至少一个突出的销钉或者齿4000，特别是径向突出的齿5001或者轴向突出的销钉4。根据本发明，此钟表限制器或者传动机构1000包括限幅或传动装置6000，该装置经由至少一个多稳态柔性元件(特别是双稳态元件5)固定到机芯10的另一部件上或者固定到机芯10的刚性结构元件7上。
在一个特定应用中，此钟表限制器或者传动机构1000为防脱扣机构1，其用于防止钟表摆轮2超速运行。该摆轮包括摆轴3和销钉4或者从所述摆轴3伸出的类似元件。
根据本发明，该防脱扣机构1包括至少一个单件式的柔性的双稳态元件，(其将在下文中称为“柔性双稳态元件5”)，其承载至少一个防脱扣止动元件6，并且经由柔性和弹性连接件固定到钟表机芯10的刚性结构元件7上，例如底板、条夹板等，在该钟表机芯中集成有包括摆轮2的调速装置。
在一个特定变型中，该结构7包含一个与摆轮2的摆轴自对准的***。
该柔性双稳态元件5承载至少一个防脱扣止动元件6，根据摆轮2的角位置，该防脱扣止动元件6的一端63或64可以与销钉4的轨迹干涉，并且在摆轮2超过其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能。
图1表示在一个特定的优选的但非限制性的应用中的流程图，其中，柔性双稳态元件5与所述至少一个防脱扣止动元件6共同形成一体式元件。在此非限制性示例中，防脱扣止动元件6包括两个臂61、62，其相应端部63、64可以根据摆轮2的位置分别与销钉4的轨迹干涉，并且在摆轮2超出其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能。如图所示，带有两个臂的此实施例限制了摆轮2在所述摆轮的两个旋转方向上的旋转角度。图1以虚线示出了与摆轮2的一个干涉位置，其限制摆轮的角行程。
柔性双稳态元件5在这里的特定的非限制性示例中示出为具有柔性和弹性连接件，其由至少两条窄带51、52形成，每一条窄带在第一端处固定在结构7上，并且经由第二端连接到柔性元件的主体上。在图1的特定情况下，两条窄带51、52经由各自的第二端连接到柔性元件的主体上形成“V”形，从而限定了防脱扣止动元件6可绕其枢转的虚拟枢轴50。因此，在图1和2的情况下，根据本发明的柔性双稳态元件5为柔性双稳态枢轴。此实施例并不是唯一的：图10为其中防脱扣止动元件6可以平移的情况的视图。图16表示一种更普遍的情况，其中运动可以是任何类型的，并且是双稳态的。
优选地，至少两个柔性元件5、特别是两个柔性条带51、91、52、92相对于结构7或者相对于柔性双稳态元件5的框架56预加应力地和屈曲地安装。
每个柔性元件5或条带51、52可以根据其所承受的应力而处于若干状态。这些条带中的每一个都经过计算而通过屈曲工作，并且可根据屈曲模式而采用若干几何形状，如图3所示：图3A中是静止的，图3B中为具有C形的凹陷或凸出形状的第一屈曲模式，图3C中为具有S或者Z形状的第二屈曲模式。柔性双稳态元件5可以包括其形状与这里示出的柔性条带51、52不同的柔性元件，而不会偏离本发明。
在一个特定实施例中，柔性双稳态元件5还可以与结构元件7制成单一部件。
在一个特定实施例中，如图8所示，柔性元件65、66可包含在防脱扣机构1的止动元件6的臂61、62中，以防止过度震动。
此柔性双稳态元件5可以采用硅技术、“LIGA”、MEMS等技术制成。它相比于摆轮2具有极低的惯性，并且它的致动几乎不会干扰摆轮2的振荡。
图2示出用于保护柔性双稳态元件5的柔性条带51和52的减震器机构。此机构在以下情况下是有用的或甚至是必要的：防脱扣止动元件6必须限制摆轮2的幅值。其目的在于，在以贴靠方式与臂61、62配合的减震器止动元件81、82中吸收震动，并且不会将这些震动传递给柔性臂51、52以避免破坏所述臂。图5示出与柔性枢轴共轴的减震器止动元件83。在此示例性实施例中，减震器止动元件81和82包括基本为圆柱形的突起，该突起与臂61、62中的基本互补形状的凹槽配合。
柔性双稳态枢轴5可以根据若干原理制成。图3介绍了在此特定情况下所考虑的双稳态状态的原理。利用承受应力的梁9的自然屈曲模式，更特别的是图3C中示出的第二模式。
如图4所示，在一个有利的实施例中，为了迫使梁9屈曲为第二模式，枢轴90对梁9施加作用力以使梁的中部(附加枢轴的旋转中心)具有节点。“中部(middle)”意味着在梁9的端部之间的中间点，而不是严格的几何中部，其仅代表一个特定变型。双稳态枢轴5的旋转中心50因而与附加枢轴90的旋转中心一致。
图5示出根据该原理制成的一个完整的防脱扣机构1。柔性双稳态枢轴5包括至少一个预应力梁9，该梁9以第二模式屈曲，在该第二模式下该梁9具有S或Z形状，枢轴90迫使所述梁9在其中间区域(优选在其中部)具有节点。优选地，在图5的情况下，通过使用两个偏心螺钉94和95向两个梁91和92(其共同形成梁9)施加应力，使两个预应力梁91和92屈曲，从而实现柔性双稳态枢轴5。固定到结构7或者固定到柔性双稳态元件5的框架56的第三梁93迫使由梁91和92形成的梁9以第二模式变形，并且起到图4中的枢轴90的作用。减震器止动元件83位于柔性双稳态枢轴5的旋转中心50处。
图11示出包括至少两个层级的防脱扣止动元件6，用于将防脱扣***的臂61、62保持在摆轮销钉4的平面内：第一上部层级具有与销钉4配合的臂61和62，第二下部层级具有与摆轮2的凹口21配合的叉头钉(dart)67。
为了消除任何接触或者降低任何接触压力，根据本发明的防脱扣机构1还可有利地包括用于在摆轮2与防脱扣机构1的臂61、62之间产生排斥力或力矩的装置。
图14示出这样的情况：其中，这种排斥作用由沿着竖直取向位于销钉4以及臂61、62的端部63、64上的磁体实施。图15示出类似的实施例，其具有在磁场平面内的取向；这些磁体的北极和南极被示出。
在类似的位置，替代磁体或者除了磁体以外，还可使用驻极体(静电电荷)以施加这些排斥力。
这是为了增加防脱扣机构1的效率，以及尽可能少地干扰摆轮2的操作。防脱扣机构1的操作如下：
-当倾侧(tipping)时，在第一阶段，摆轮2向柔性双稳态元件5提供能量；
-一旦越过平衡点，在第二阶段，该机构将部分能量返回摆轮2，引起小的冲击。
该机构以和瑞士杠杆式擒纵叉的角部类似的方式操作:释放，然后冲击。
在一个特定实施例中，摆轮2和/或至少防脱扣止动元件6的臂61、62，或者当作为一体部件时的整个防脱扣机构1(在一个有利的实施例中)使用硅技术用硅晶片制造，其具有或者不具有硅氧化物生长，并且具有表面层，该表面层根据情况含有磁体或磁性颗粒或者含有驻极体。此特定层的获得可以通过电镀(galvanic)方法，或者通过阴极溅射，或者通过其他合适的微技术构造方法。
在柔性双稳态元件5采用硅技术制造的优选情况下，在形成梁91和92的条带内产生应力可以通过硅的氧化作用发生。实际上，当从硅生长时，硅氧化物占据较大的体积，如图6中所示，其中，在硅框架56内形成二氧化硅的“袋”(pocket)54、55。图5或6的示例示出该框架56还可以形成结构7，或者以非常简单的方式通过任何常见的机械固定技术连接到结构7上。
图6A和6B表示在硅的氧化作用之前和之后，截面具有很大不同的一个区域的细节，所述区域在二氧化硅形成后具有很大的改变，使得比直梁形成其延伸部分的头部T具有更小截面的该直梁P承受屈曲应力。
在这些条带中获得屈曲应力的另一种方式是通过氧化具有特定形状的硅结构，如图7所示。硅的氧化作用产生表面应力，其具有增加被氧化梁的长度的效果。图7示出了另一种预加应力原理，其利用平行的经氧化的硅梁的网络和单个预加应力的屈曲梁之间的屈曲阻力差异，并且示出了一种简单的机构，其中，在左侧部分，平行结构94具有一组平行梁95，在氧化作用后(以虚线表示)，所述平行梁95将迫使右侧部分的需要变形的、要被施加应力的柔性元件9(在此情况下为梁9、91、92或类似物)屈曲和弯曲，平行结构94的屈曲阻力比要受到应力的柔性元件96的屈曲阻力要大得多。图7A、7B、7C表示对布置在框架C中的两个孔口F1、F2之间的梁P进行氧化和屈曲的方法的连续步骤。图7A示出在被置于熔炉中的时刻，通过硅蚀刻成型得到的基础结构。图7B表示通过将该结构保持在1100摄氏度若干小时，在孔口F1、F2内部和从而在梁P的侧面上的二氧化硅SiO2的发展；以已知的方式，通过朝向部件外部的硅的局部消耗产生二氧化硅SiO2的生长，随后在细梁P中，在1100摄氏度下的所述处理期间随着时间的经过，硅的比例减小，同时二氧化硅SiO2的比例增加。图7C示出冷却到大约20摄氏度的环境温度之后，该结构的收缩。框架C的侧向元件M1、M2与梁P平行，基本上由硅和少量二氧化硅构成，并且比梁P收缩更多，该梁P因而基本上由膨胀系数低于硅的二氧化硅组成。因此，梁P承受屈曲应力并且处于双稳态。
另一个变型如图12所示。
图17A和17B也示出通过线圈内的氧化物生长所获得的预应力。
图18A和18b(及其在图19A和19B中的细节)示出根据相同的原理通过打开之字形轮廓的顶角所获得的预应力：硅氧化物的生长迫使这些角打开，并且通过结构的Z形或者之字形几何结构使运动放大。图20A和20B示出通过改变具有很小曲率半径的区域内的经氧化的壁的曲率半径所获得的角度变化。
因此，本发明还涉及一种形成柔性双稳态条带的方法。
在第一变型中，如图21所示，柔性双稳态条带5与至少一个质量块(mass)的两端E1、E2配合，特别是与一个单独的质量块MU配合。该方法因而包括如下一系列操作：
-蚀刻硅部件S，在该硅部件中，具有较小截面的细长梁P形成具有较大截面(是所述较小截面的至少十倍以上)的至少一个质量块MU的两端E1、E2之间的连接，所述至少一个质量块MU形成刚性框架C；
–在熔炉中，通过将温度保持在1100摄氏度达数个小时，对该部件S施加已知的二氧化硅SiO2生长方法；
–调整所述数个小时的持续时间，以便由二氧化硅SiO2形成的梁P的截面与由硅形成的梁P的截面之间的第一比率RA大于1；然后硅可以在梁P内完全被氧化，形成柔性元件5。由二氧化硅SiO2构成的质量块MU的截面与由硅构成的质量块MU的截面之间的第二比率RB远远小于第一比率RA。RA/RB的比率在2和1000之间，优选在10和1000之间，并且在一个优选应用中大于100。
-在大约20摄氏度的环境温度下执行冷却，以便在至少一个质量块MU的冷却期间通过屈曲使梁P变形，所述质量块MU在冷却期间的收缩大于梁P的收缩。图7A、7B、7C示出用于形成柔性双稳态条带的方法的第二变型实施方式，其涉及至少两个质量块。此方法包括如下一系列操作：
-蚀刻硅部件S，在该硅部件中，具有较小横截面的细长梁P形成具有较大横截面(是所述较小横截面的至少十倍以上)的至少两个质量块M1、M2之间的连接，所述两个质量块M1、M2共同形成或者与其它结构元件共同形成刚性框架C；
-在熔炉中，通过将温度保持在1100摄氏度达数个小时，对该部件S施加已知的二氧化硅SiO2生长方法；
-调整所述数个小时的持续时间，以便由二氧化硅SiO2形成的梁P的截面与由硅形成的梁P的截面之间的第一比率RA大于1；然后硅可以在梁P内完全被氧化，形成柔性元件5。由二氧化硅SiO2构成的每个质量块M1、M2的截面与由硅构成的相应质量块的截面之间的第二比率RB远远小于第一比率RA。RA/RB的比率在2和1000之间，优选在10和1000之间，并且在一个优选应用中大于100。
-在大约20摄氏度的环境温度下执行冷却，以便在两个质量块M1、M2的冷却期间通过屈曲使梁P变形，所述两个质量块在冷却期间的收缩大于梁P的收缩。
在另一个变型实施例中，防脱扣机构1的结构由单晶体石英制成。如图13所示，中心单晶体石英核的顶面和底面覆盖一层在比环境温度更高的温度下形成的沉积物，其系数α小于石英的系数αx,y。该石英系数αx,y是7.5ppm/℃。
这里所示的防脱扣机构1限制了摆轮沿两个旋转方向的旋转角度。它仅仅非常轻微地干扰摆轮2的振荡。
本发明可以用于没有防脱扣机构的手表机构中。
在另一个特定应用中，所述钟表限制器或者传动机构1000为用于擒纵机构的擒纵叉机构3000，特别但不限于瑞士杠杆式擒纵叉，其具有相同的原理，用于与摆轮2和擒纵轮5000配合。该擒纵叉3000包括擒纵叉瓦3002，该擒纵叉瓦与擒纵轮5000的齿5001配合，并且该擒纵叉3000包括至少一个柔性多稳态特别是双稳态的元件5。根据本申请人的EP专利申请No.12183559.9，所述擒纵叉可以制成为具有恒定力的柔性杠杆实施例。借助于与上述防脱扣止动元件6的臂61、62的两端63、64类似的角部3001，实现擒纵叉3000与摆轮2之间的配合。角部3001由擒纵叉3000的第一部分3100承载。该第一部分3100通过至少一个柔性元件5、特别是柔性多稳态(尤其是双稳态)条带5连接到固定结构7上，或者优选地连接到擒纵叉的承载擒纵叉瓦3002的第二部分3200上，其中所述擒纵叉瓦3002与擒纵轮5000的齿5001配合。类似地，这些擒纵叉瓦3002有利地以类似于臂61、62的方式形成，并且通过至少一个柔性多稳态特别是双稳态条带5连接到固定结构7上，或者优选地连接到擒纵叉的包括角部3001的第一部分3100上。在此变型中，第一部分3100和第二部分3200均具有各自的运动，它们的运动连接有利地限于一个或多个柔性元件5。
在一个特别有利的方式中，为了改进差率和效率，在没有接触或者弱接触的情况下实现一方面角部3001和摆轮2之间的相互作用，和/或另一方面擒纵叉瓦3002和擒纵轮5000之间的相互作用，为了这一目的，使角部3001和/或擒纵叉瓦3002的受影响的表面磁化或者带电，以使所述表面以排斥方式与摆轮和/或擒纵轮的相对表面配合，所述相对表面由适当材料制成和/或有利地以互补方式磁化或带电。斯沃琪集团研究与发展公司名下的专利申请No.PCT/EP2011/057578公开了这种类型的非接触或者弱接触式传动，其与具有柔性多稳态条带的机构(特别是擒纵叉)的结合提供了所需的优点。
更特别地，此擒纵叉机构300是用于擒纵机构7000，其包括承载一对部件7100的至少一个固定结构7，所述一对部件7100包括彼此协作的摆轮2和擒纵轮5000。所述擒纵叉机构3000与所述一对部件7100协作以限制或传递摆轮2和/或擒纵轮5000的角行程。
根据本发明，此擒纵叉3000包括至少一个柔性的多稳态元件5。擒纵叉3000与摆轮2的协作是借助于擒纵叉3000的第一部分3100的角部3001实现的。第一部分3100通过上述类型的柔性元件5连接到固定结构7或者连接到擒纵叉3000的第二部分3200，该第二部分3200包括与擒纵轮5000协作的擒纵叉瓦3002。第二部分3200通过上述类型的柔性元件5连接到固定结构7或者连接到第一部分3100，其中，所述柔性元件5可以与第一部分3100的柔性元件相同或者是另一种柔性元件。
在一个特定方案中，以一种有利的方式，角部3001与摆轮2之间的相互作用和/或擒纵叉瓦3002与擒纵轮5000之间的相互作用是在没有接触或者弱接触的情况下实现的。在一个有利的变型中，角部3001和/或擒纵叉瓦3002的第一表面发生磁化或带电，以便以排斥方式与摆轮2和/或擒纵轮5000的第二相对表面协作，所述第二相对表面由合适的材料制成，和/或以互补方式发生磁化或带电。
在一个特定变型中，角部3001与摆轮2之间的相互作用和/或擒纵叉瓦3002与擒纵轮5000之间的相互作用是在没有接触的情况下实现的。
在一个特定变型中，所述角部3001的和/或所述擒纵叉瓦3002的所述第一表面发生磁化，以便以排斥方式与所述摆轮2的和/或所述擒纵轮5000的相对的第二表面协作，所述第二表面以互补的方式被磁化。
在一个特定变型中，所述角部3001的和/或所述擒纵叉瓦3002的所述第一表面带电，以便以排斥方式与所述摆轮2的和/或所述擒纵轮5000的相对的第二表面协作，所述第二表面以互补的方式带电。
在一个特定变型中，至少一个柔性的多稳态元件5相对于所述结构7被预加应力和屈曲地安装。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5包括以第二模式屈曲的至少一个预加应力的梁9，在所述第二模式下所述梁9呈S形或Z形，所述擒纵叉机构3000因而包括枢轴90，所述枢轴90迫使所述梁9在所述梁的中部具有节点，如图23所示。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5包括两个预加应力的屈曲的梁91,92。固定到所述结构7的第三梁93迫使由所述两个梁91,92形成的所述梁9以所述第二模式变形，所述第三梁93形成枢轴90。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5由硅制成，并且包括框架56，所述框架具有二氧化硅SiO2形成的“袋”54，55，所述“袋”对所述两个梁91,92预加应力。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5包括至少一个以第二模式屈曲的预应力梁9,91,92，在所述第二模式下所述梁9,91,92呈S形或Z形。所述柔性双稳态元件5由硅制成，并且具有包括一组平行的梁95的平行结构94，所述一组平行的梁被氧化(即，已经由于硅的氧化作用而发生鼓胀)并确保由至少一个梁9,91,92形成的要被预加应力的柔性元件96的弯曲和屈曲，所述平行结构94的屈曲阻力比所述要被预加应力的柔性元件96的屈曲阻力要大得多。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5与结构元件7制成为单一部件。
在一个特定变型中，至少一个柔性元件5是柔性条带。
在一个特定变型中，所述擒纵叉3000的第一部分3100的和/或第二部分3200的结构包括中心单晶体石英核，所述核的顶面和底面覆盖一层沉积物，所述沉积物的系数α小于石英的系数αx,y，所述石英的系数αx,y是7.5ppm/℃。
本发明还涉及一种钟表机芯10，其包括至少一个具有摆轮2的调速装置，并且包括至少一个根据本发明的钟表限制器或传动机构1000，特别是擒纵叉机构3000。根据具体情况，机芯10所包括的结构7固定到所述钟表限制器或传动机构1000的柔性双稳态元件5上，或者所述柔性双稳态元件5实际形成所述结构7。
本发明还涉及一种钟表100，特别是手表，其包括至少一个上述类型的机芯10，或者至少一个上述类型的钟表限制器或传动机构1000，特别是擒纵叉机构3000。
基于与柔性双稳态枢轴相对应的传统枢轴和弹簧的等效机构被认为构成本发明的一部分。
用于制造所述装置的技术不限于硅技术，而是还可以包括“LIGA”、“DRIE”、“MEMS”以及其他微加工方法。
Claims (14)
1.一种用于擒纵机构(7000)的擒纵叉机构(3000)，所述擒纵机构包括承载一对部件(7100)的至少一个固定结构(7)，所述一对部件包括彼此协作的摆轮(2)和擒纵轮(5000)，所述擒纵叉机构(3000)与所述一对部件(7100)协作以限制或传递所述摆轮(2)和/或所述擒纵轮(5000)的角行程，所述擒纵叉(3000)包括与所述擒纵轮(5000)协作的擒纵叉瓦(3002)，以及至少一个柔性的多稳态元件(5)，其特征在于，所述擒纵叉(3000)与所述摆轮(2)的协作是借助于所述擒纵叉(3000)的第一部分(3100)的角部(3001)实现的，所述第一部分(3100)通过至少一个所述柔性元件(5)连接到所述固定结构(7)或者连接到所述擒纵叉(3000)的承载所述擒纵叉瓦(3002)的第二部分(3200)，所述第二部分(3200)通过至少一个所述柔性元件(5)连接到所述固定结构(7)或者连接到所述第一部分(3100)，其特征在于，所述柔性元件(5)包括以第二模式屈曲的至少一个预加应力的梁(9)，在所述第二模式下所述梁(9)呈S形或Z形，所述擒纵叉机构(3000)包括枢轴(90)，所述枢轴迫使所述梁(9)在所述梁的中部具有节点。
2.根据权利要求1所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述角部(3001)与所述摆轮(2)之间的相互作用和/或所述擒纵叉瓦(3002)与所述擒纵轮(5000)之间的相互作用是在没有接触或者弱接触的情况下实现的；以及，所述角部(3001)的和/或所述擒纵叉瓦(3002)的第一表面发生磁化或带电，以便以排斥方式与所述摆轮(2)的和/或所述擒纵轮(5000)的相对的第二表面协作，所述第二表面由合适的材料制成和/或以互补的方式发生磁化或带电。
3.根据权利要求2所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述角部(3001)与所述摆轮(2)之间的相互作用和/或所述擒纵叉瓦(3002)与所述擒纵轮(5000)之间的相互作用是在没有接触的情况下实现的。
4.根据权利要求2或3所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述角部(3001)的和/或所述擒纵叉瓦(3002)的所述第一表面被磁化，以便以排斥方式与所述摆轮(2)的和/或所述擒纵轮(5000)的相对的第二表面协作，所述第二表面以互补的方式被磁化。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述角部(3001)的和/或所述擒纵叉瓦(3002)的所述第一表面带电，以便以排斥方式与所述摆轮(2)的和/或所述擒纵轮(5000)的相对的第二表面协作，所述第二表面以互补的方式带电。
6.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，至少一个所述柔性的多稳态元件(5)相对于所述结构(7)被预加应力和屈曲地安装。
7.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，至少一个所述柔性元件(5)包括两个预加应力的屈曲的梁(91,92)，并且固定到所述结构(7)的第三梁(93)迫使由所述两个梁(91,92)形成的所述梁(9)以所述第二模式变形；以及，所述第三梁(93)形成所述枢轴(90)。
8.根据前一项权利要求所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述至少一个柔性元件(5)由硅制成并且包括框架(56)，所述框架具有二氧化硅SiO2形成的袋(54，55)，所述袋对所述两个梁(91,92)预加应力。
9.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述柔性元件(5)包括至少一个根据第二模式屈曲的预加应力的屈曲的梁(9,91,92)，在所述第二模式下所述梁(9,91,92)呈S形或Z形；以及，所述柔性双稳态元件(5)由硅制成，并且具有包括一组平行的梁(95)的平行结构(94)，所述一组平行的梁被氧化并确保由至少一个所述梁(9,91,92)形成的要被预加应力的柔性元件(96)的弯曲和屈曲，所述平行结构(94)的屈曲阻力比所述要被预加应力的柔性元件(96)的屈曲阻力要大得多。
10.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述至少一个柔性元件(5)与所述结构元件(7)制成为单一部件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，至少一个所述柔性元件(5)是柔性条带。
12.根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述擒纵叉(3000)的所述第一部分(3100)的和/或所述第二部分(3200)的结构包括中心单晶体石英核，所述核的顶面和底面覆盖一层沉积物，所述沉积物的系数α小于石英的系数αx,y，所述石英的系数αx,y是7.5ppm/℃。
13.一种钟表机芯(10)，包括至少一个擒纵机构(7000)，所述擒纵机构包括具有摆轮(2)的调速装置，并且包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的擒纵叉机构(3000)，其特征在于，所述机芯(10)包括结构(7)，所述结构(7)固定到所述擒纵叉机构(3000)的所述至少一个柔性元件(5)，或者所述结构(7)由所述至少一个柔性元件(5)形成。
14.一种钟表(100)或手表，包括至少一个根据前一项权利要求所述的机芯(10)，或者至少一个根据权利要求1-12中任一项所述的擒纵叉机构。
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