CN110632838B - 包括具有长角向行程的柔性轴承的钟表振荡器 - Google Patents

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CN110632838B CN201910550073.0A CN201910550073A CN110632838B CN 110632838 B CN110632838 B CN 110632838B CN 201910550073 A CN201910550073 A CN 201910550073A CN 110632838 B CN110632838 B CN 110632838B
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Abstract

本发明涉及一种机械钟表振荡器(100)，包括在第一元件(4)和第二惯性元件(5)之间的两个或以上不同的柔性条带(31；32)，其将惯性元件(5)返回到振荡平面中的休止位置，其中这些条带的投影在交叉点(P)处彼此交叉，第二惯性元件(5)的枢转轴线穿过该交叉点，并且对于每个条带(31；32)，高度与厚度的纵横比小于10。

Description

包括具有长角向行程的柔性轴承的钟表振荡器
技术领域
本发明涉及一种机械钟表振荡器，其包括刚性支承元件、厚重惯性元件(solidinertial element)、以及在所述刚性支承元件和所述厚重惯性元件之间的至少两个第一柔性条带，所述至少两个第一柔性条带支承所述厚重惯性元件并且被布置成使所述厚重惯性元件返回到休止位置，其中，所述厚重惯性元件被布置成围绕所述休止位置在一振荡平面中角向振荡，所述两个第一柔性条带彼此不接触，并且它们在振荡平面上的投影在所述休止位置在交叉点处相交，所述厚重惯性元件的垂直于所述振荡平面的转动轴线紧邻该交叉点或穿过该交叉点，并且所述第一柔性条带在所述刚性支承元件和所述厚重惯性元件中的嵌入点限定了平行于所述振荡平面的两个条带方向。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机械振荡器的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括这种钟表机芯的手表。
本发明涉及用于钟表的机械振荡器的领域，该机械振荡器包括具有柔性条带的柔性轴承(flexure bearing)，所述柔性条带执行保持和返回可运动元件的功能。
背景技术
在机械钟表振荡器中使用柔性轴承、尤其是具有柔性条带的柔性轴承可通过诸如MEMS、LIGA等类似的工艺实现，以用于开发微机械加工材料，例如硅和氧化硅，这些材料允许高度可再现地制造随着时间的推移具有恒定的弹性特性并且对外部因素如温度和湿度具有高度不敏感性的部件。柔性枢轴、例如由同一申请人的欧洲专利申请EP1419039或EP16155039中公开的那些枢轴尤其可以代替传统的摆轮枢轴以及通常与其相关联的游丝。消除枢轴摩擦也显著增加了振荡器的品质因数。但是，柔性枢轴通常具有大约10°至20°的有限的角向行程，这与摆轮/游丝的通常300°振幅相比非常低，这意味着它们不能与传统的擒纵机构直接组合，特别是不能与通常的止动构件例如瑞士杠杆或类似部件直接组合，这些止动构件需要大的角向行程以确保正确的操作。
在2016年9月28日和29日在瑞士蒙特勒举行的国际钟表学大会上，M.H.Kahrobaiyan团队首次在文章“Gravity insensitive flexure pivots for watchoscillators”中提出了这种角向行程的增加，所设想的复杂解决方案不是等时的。
同一申请人SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT Ltd名下的EP专利申请No3035127A1公开了一种钟表振荡器，包括具有至少一个由音叉形成的谐振器的时基，该音叉包括至少两个振荡运动部件，其中，所述运动部件通过柔性元件固定到包括在所述振荡器中的连接元件，所述柔性元件的几何形状确定一相对于所述连接元件具有确定位置的虚拟枢轴线，所述相应的运动部件围绕所述虚拟枢轴线振荡，并且所述运动部件的质心在休止位置与所述相应的虚拟枢轴线重合。对于至少一个所述运动部件而言，所述柔性元件由在两个平行平面中彼此间隔一定距离延伸的交叉弹性条带形成，并且其在所述平行平面之一上的投影的方向在所涉及的运动部件的所述虚拟枢轴线处相交。
GRIB名下的美国专利申请No.3628781A公开了一种音叉，其形式为双悬臂结构，用于使一对可运动元件相对于一静止参考平面具有突出的转动运动，该静止参考平面包括：第一弹性可变形主体，其具有至少两个类似的细长弹性可弯曲部分，每个所述可弯曲部分的端部分别与所述元件的扩大刚性部分成为一体，所述刚性部分中的第一个被固定以限定一参考平面，而第二个被弹性支承以相对于第一个具有突出的转动运动；第二弹性可变形主体，其与第一弹性可变形主体基本相同；以及用于将所述弹性可变形主体的所述相应的刚性部分中的第一个以间隔关系刚性地固定以提供音叉结构的装置，其中音叉的每个尖齿包括所述弹性可变形主体之一的自由端部。
CSEM名下的EP专利申请No 2911012A1公开了一种用于钟表的旋转式振荡器，其包括用于允许将振荡器装配在钟表中的支承元件、摆轮、将支承元件连接到摆轮并且能够在摆轮上施加复位转矩的多个柔性条带、以及与摆轮一体安装的轮辋。所述多个柔性条带包括至少两个柔性条带，第一条带设置在垂直于振荡器平面的第一平面中，第二条带设置在垂直于振荡器平面并与第一平面相交的第二平面中。第一和第二条带具有相同的几何形状，振荡器的几何振荡轴线由第一平面和第二平面的交点限定，该几何振荡轴线与第一和第二条带在其各自长度的7/8处相交。
PATEK PHILIPPE名下的EP专利申请No.2998800A2公开了一种具有柔性枢轴的钟表部件，包括限定了通过至少一个第一弹性条带相连接的第一刚性部分和第二刚性部分的第一整体部件、以及限定了通过至少一个第二弹性条带相连接的第三刚性部分和第四刚性部分的第二整体部件，其中第一和第二整体部件彼此组装成使得第一和第三刚性部分彼此成一体并且第二和第四刚性部分彼此成一体。所述至少一个第一弹性条带和所述至少一个第二弹性条带无接触地交叉并且相对于第一和第三刚性部分限定了用于第二和第四刚性部分的虚拟转动轴线。该钟表部件包括轴承，该轴承与第二和第四刚性部分成一体并且用于引导一元件的转动，该元件围绕不同于虚拟转动轴线且基本上平行于虚拟转动轴线的轴线运动。
瑞士ETA Manufacture Horlogère名下的欧洲专利申请No.EP3130966A1公开了一种机械钟表机芯，其包括至少一个发条盒、一端由发条盒驱动的一组齿轮、以及具有摆轮/游丝形式的谐振器的本地振荡器的擒纵机构和用于钟表机芯的反馈***。擒纵机构在该组齿轮的另一端被驱动。反馈***包括与速率比较器组合以比较两个振荡器的速率的至少一个精确基准振荡器，以及用于根据速率比较器的比较结果来调节本地振荡器谐振器以减慢或加速谐振器的机构。
ETA SA Manufacture Horlogère Suisse名下的瑞士专利申请No.CH709536A2公开了一种钟表调速机构，其包括：安装成相对于机板至少进行枢转运动的擒纵轮，该擒纵轮设置成通过齿轮系接收驱动转矩；以及包含第一刚性结构的第一振荡器，第一刚性结构通过第一弹性复位装置连接到所述机板。该调速机构包括第二振荡器，其包括通过第二弹性复位装置连接到所述第一刚性结构的第二刚性结构，并且包括承载装置，该承载装置设置成与包含在所述擒纵轮中的互补承载装置配合，从而利用所述齿轮系使所述第一振荡器和所述第二振荡器同步。
通过引用并入到本文中的同一申请人的欧洲专利申请No.EP17183666公开了一种具有大角向行程的枢轴。通过使用大约25°至30°的条带之间的角度和位于其长度的大约45％处的交叉点，并且通过相对于转动轴线偏移谐振器的质心，可以在大角度行程(达到40°或更大)上同时获得良好的等时性和位置不敏感性。为了在保持良好的平面外刚度的同时使角向行程最大化，条带被制造得更薄但具有更大的高度。使用高纵横比值——即带材的高度与其厚度的比率——在理论上是有利的，但在实践中，在具有大的角向振幅的情况下，会观察到对于反背曲率(anticlastic curvature)的抑制，这损害了谐振器的等时性特性。
发明内容
本发明提出开发一种具有柔性轴承的机械振荡器，该柔性轴承的角向行程与现有的擒纵机构兼容，并且该柔性轴承的行为特性以规则的方式表现而不管发生任何变形。
具有旋转式柔性轴承的这种谐振器必须具有以下特性：
-高的品质因数；
-大的角向行程；
-良好的等时性；
–高的空间位置不敏感性。
考虑到具有在平行于振荡平面的平面中的投影相交叉的条带的柔性轴承的特定情况，其中所述条带连接一静止质量块和一运动质量块，枢轴的可能的角向行程θ取决于关系式X＝D/L，其中一方面D是条带在静止质量块中的嵌入点与交叉点的距离，另一方面L是同一条带沿其伸长方向在其两个相对的嵌入点之间的总长度L。M.H.Kahrobaiyan团队的前述工作表明，对于在交叉点具有给定顶角α(这里是90°)的给定条带对，所述可能的角向行程θ在X＝D/L＝0.5时是最大的，并且以基本对称的曲线快速地远离该值减小。然而，在X＝D/L＝0.5和α＝90°时，这种交叉条带枢轴不是等时的。
因此，本发明探索了条带交叉点处的顶角α的值与比率X＝D/L的值之间的有利组合的范围，以获得等时枢轴以及每个条带的纵横比的最佳值。
为此，本发明涉及机械振荡器，其包括在刚性支承元件和厚重惯性元件之间的柔性轴承，所述柔性轴承包括支承所述厚重惯性元件并且布置成使所述厚重惯性元件返回休止位置的至少两个第一柔性条带，其中，所述厚重惯性元件布置成围绕所述休止位置在振荡平面中沿角向振荡，所述至少两个第一柔性条带不相互接触，并且它们在所述振荡平面上的投影在所述休止位置于交叉点处相交，所述厚重惯性元件的垂直于所述振荡平面的转动轴线邻近所述交叉点或穿过所述交叉点，并且所述第一柔性条带在所述刚性支承元件和所述厚重惯性元件中的嵌入点限定了平行于所述振荡平面的第一条带方向和第二条带方向，每个所述条带具有纵横比RA＝H/E，其中H是所述条带垂直于所述振荡平面且垂直于所述条带沿长度L的伸长方向的高度，E是所述条带在所述振荡平面中且垂直于所述条带沿长度L的伸长方向的厚度，其特征在于，对于每个所述条带，所述纵横比RA＝H/E小于10。
特别地，本发明表明，可以获得具有同时满足两个不等式的枢轴的等时振荡器：0.15≤(X＝D/L)≤0.85且α≤60°。
当然，排除了其中α＝0°的配置，因为条带在投影中不再相交，而是彼此平行。
本发明还涉及一种包括至少一个这种机械振荡器的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括这种钟表机芯的手表。
附图说明
参考附图阅读以下详细描述后，本发明的其他特征和优点将显现出来，其中：
-图1表示机械振荡器的第一变型的示意性透视图，该机械振荡器包括细长形状的刚性支承元件，用于将机械振荡器附接到机芯的机板或类似部件，厚重惯性元件通过两个不连接的柔性条带悬挂在该刚性支承元件上，这些柔性条带在所述第二惯性元件的振荡平面上的投影相交，所述第二惯性元件与具有标准擒纵轮的传统瑞士杠杆式擒纵机构配合。
-图2表示图1的振荡器的示意性透视图。
-图3表示图1的振荡器的穿过条带的交叉轴线的示意性横截面图。
-图4表示图2的细节的示意图，示出了条带的交叉点与谐振器的质心的投影之间的偏移，该偏移的细节可以相同的方式适用于以下描述的不同变型。
-图5是曲线图，横坐标是一方面条带在静止质量块中的嵌入点和交叉点的距离D与另一方面同一条带在其两个相对嵌入点之间的总长度L之间的比率X＝D/L，纵坐标是柔性条带的交叉点的顶角，该曲线图以虚线限定了上下两条曲线，其界定了这些参数为了确保等时性的可接受域。实线曲线显示了有利的值。
-图6以与图1类似的方式表示机械振荡器的第二变型，其中细长形状的刚性支承元件也可相对于静止结构运动，并借助于第二组柔性条带由第三刚性元件承载，该第二组柔性条带以与第一柔性条带类似的方式布置，第二惯性元件也布置成与传统的擒纵机构(未示出)配合。
-图7表示图6的振荡器的示意性平面图。
-图8表示图1的振荡器的穿过条带的交叉轴线的示意性横截面图。
-图9是表示手表的方框图，该手表包括具有这种谐振器的机芯。
-图10以示意性透视方式表示在静止结构和惯性元件之间具有投影相交的柔性条带的轴承。
-图11以与图10类似的方式表示理论柔性轴承，其中每个条带具有比图10的条带更高的纵横比。
-图12以与图10类似的方式表示根据本发明的柔性轴承，其在弹性复位方面与图11的理论轴承相当，但是具有更多数量的条带，其中每个条带具有小于10的纵横比。在此变型中，两个第一类型的基本条带在第一方向上重叠，并且投影与两个第二类型的基本条带相交，所述两个第二类型的基本条带也是重叠的且沿第二方向延伸。
-图13以与图12类似的方式表示根据本发明的另一柔性轴承，其中四个条带交替布置。
-图14以与图12类似的方式表示根据本发明的又一柔性轴承，其中四个条带包括沿第一方向的两个第一类型的基本条带，其位于重叠的且沿第二方向延伸的两个第二类型的基本条带的两侧。
-图15以与图12类似的方式表示根据本发明的另一柔性轴承，其包括六个条带，其中每三个相重叠。
-图16以与图13类似的方式表示根据本发明的另一柔性轴承，其中六个条带交替布置。
-图17以与图14类似的方式表示根据本发明的另一柔性轴承，其中八个条带包括沿第一方向的两个第一类型的基本条带的第一和第二叠加，其位于重叠的且沿第二方向延伸的四个第二类型的基本条带的两侧。
-图18以与图12类似的方式表示根据本发明的又一柔性轴承，其具有奇数个条带，其中五个条带包括沿第一方向的两个第一类型的基本条带，其位于重叠的且沿第二方向延伸的三个第二类型的基本条带的两侧。
具体实施方式
因此，本发明涉及一种机械钟表振荡器100，其包括至少刚性支承元件4和厚重惯性元件5。该振荡器100包括在刚性支承元件4和厚重惯性元件5之间的至少两个第一柔性条带31、32，它们支承厚重惯性元件5，并且布置成使其返回到休止位置。该厚重惯性元件5布置成围绕所述休止位置在振荡平面中角向振荡。
两个第一柔性条带31和32彼此不接触，在休止位置，它们在振荡平面上的投影在交叉点P处相交，厚重惯性元件5的垂直于振荡平面的转动轴线紧邻该交叉点或穿过该交叉点。除非另有说明，否则下文中描述的所有几何元素应被认为处于被止动的振荡器的休止位置。
图1至图4示出了第一变型，其具有通过两个第一柔性条带31、32连接的刚性支承元件4和厚重惯性元件。
第一柔性条带31、32在刚性支承元件4和厚重惯性元件5中的嵌入点限定了两个条带方向DL1、DL2，这两个条带方向平行于振荡平面并且它们在振荡平面上的投影之间形成顶角α。
交叉点P的位置由比率X＝D/L定义，其中D是第一条带31、32在刚性支承元件4内的其中一个嵌入点在振荡平面上的投影与交叉点P之间的距离，L是相关条带31、32在振荡平面上的投影的总长度。比率D/L的值在0和1之间，并且顶角α小于或等于70°。
有利地，顶角α小于或等于60°，同时，对于每个第一柔性条带31、32，嵌入点比率D1/L1、D2/L2在0.15和0.85之间，包括端值。
特别地，如图2至图4所示，处于其休止位置的振荡器100的质心与交叉点P分开一偏移量ε，该偏移量ε占条带31、32在振荡平面上的投影的总长度L的10％至20％。更特别地，偏移量ε占条带31、32在振荡平面上的投影的总长度L的12％至18％。
更具体地，如图所示，第一条带31、32与其嵌入点一起限定了枢轴1，该枢轴1在振荡平面上的投影关于穿过交叉点P的对称轴线AA是对称的。
更具体地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，在休止位置，厚重惯性元件5的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上。在投影中，该质心可与交叉点P重合或者不重合。
更特别地，厚重惯性元件5的质心位于距交叉点P的非零距离处，该交叉点P对应于厚重惯性元件5的转动轴线，如图2至图4所示。
特别地，厚重惯性元件5的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上，并且位于距交叉点P的非零距离处，该距离介于条带31、32在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍与0.2倍之间。
更具体地，第一条带31和32是直条带。
更特别地，顶角α小于或等于50°，或者小于或等于40°，或者小于或等于35°，或者小于或等于30°。
更具体地，嵌入点比率D1/L1、D2/L2在0.15和0.49之间(包括端值)，或者在0.51和0.85之间(包括端值)，如图5所示。
在一变型中，更具体地根据图5的实施例，顶角α小于或等于50°，并且嵌入点比率D1/L1、D2/L2在0.25和0.75之间，包括端值。
在一变型中，更具体地根据图5的实施例，顶角α小于或等于40°，并且嵌入点比率D1/L1、D2/L2在0.30和0.70之间，包括端值。
在一变型中，更具体地根据图5的实施例，顶角α小于或等于35°，并且嵌入点比率D1/L1、D2/L2在0.40和0.60之间，包括端值。
有利地，如图5所示，顶角α和比率X＝D/L满足以下关系：
h1(D/L)<α<h2(D/L)，其中，
对于0.2≤X<0.5：
h1(X)＝116-473*(X+0.05)+3962*(X+0.05)3-6000*(X+0.05)4，
h2(X)＝128-473*(X-0.05)+3962*(X-0.05)3-6000*(X-0.05)4，
对于0.5<X≤0.8:
h1(X)＝116-473*(1.05-X)+3962*(1.05-X)3-6000*(1.05-X)4，
h2(X)＝128-473*(0.95-X)+3962*(0.95-X)3-6000*(0.95-X)4。
更具体地，特别是在图中所示的非限制性实施例中，第一柔性条带31和32具有相同的长度L和相同的距离D。
更具体地，在它们的嵌入点之间，这些第一柔性条带31和32是相同的。
图6至图8示出了机械振荡器100的第二变型，其中刚性支承元件4也可相对于包括在振荡器100中的静止结构直接或间接地运动，并且通过两个第二柔性条带33、34由第三刚性元件6承载，这两个柔性条带33、34以与第一柔性条带31、32类似的方式布置。
更具体地，在图中所示的非限制性实施例中，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34在振荡平面上的投影在同一交叉点P处相交。
在另一特定实施例(未示出)中，在休止位置，当投影到振荡平面上时，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34在振荡平面上的投影在两个不同点处相交，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，这两个不同点均位于枢轴1的对称轴线AA上。
更具体地，第二柔性条带33、34与刚性支承元件4和第三刚性元件6的嵌入点限定了两个条带方向，这两个条带方向平行于振荡平面并且它们在振荡平面上的投影之间形成一顶角，该顶角具有与第一柔性条带31、32之间的顶角α相同的平分线。更具体地，第二柔性条带33、34的这两个方向具有与第一柔性条带31、32相同的顶角α。
更具体地，在图中的非限制性示例中，第二柔性条带33、34与第一柔性条带31、32相同。
更具体地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，在休止位置，厚重惯性元件5的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上。
类似地，特别地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，在休止位置，刚性支承元件4的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上。
在一特定变型中，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，在休止位置，厚重惯性元件5的质心和刚性支承元件4的质心在振荡平面上的投影都位于枢轴1的对称轴线AA上。更具体地，厚重惯性元件5的质心和刚性支承元件4的质心在枢轴1的对称轴线AA上的投影是重合的。
图中所示的用于这种多个重叠的枢轴的一种特定构造是这样的：其中，第一柔性条带31、32和第二柔性条带33、34在振荡平面上的投影在同一交叉点P处相交，该交叉点P也对应于厚重惯性元件5的质心的投影，或者至少尽可能地接近该质心。更特别地，该同一点也对应于刚性支承元件4的质心的投影。更特别地，该同一点也对应于整个振荡器100的质心的投影。
在这种重叠的枢轴构造的一个特定变型中，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，在休止位置，厚重惯性元件5的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上，并且与对应于厚重惯性元件5的转动轴线的交叉点相距非零距离，该非零距离介于条带33、34在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍和0.2倍之间，并且偏移量类似于图2至4的偏移量ε。
类似地并且特别地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，厚重惯性元件5的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上，并且与对应于刚性支承元件4的转动轴线的交叉点相距非零距离，该非零距离介于条带31、32在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍和0.2倍之间。
类似地并且特别地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，刚性支承元件4的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上，并且与对应于厚重惯性元件5的转动轴线的交叉点P相距非零距离。特别地，该非零距离介于条带33、34在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍和0.2倍之间。
类似地并且特别地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，刚性支承元件4的质心在振荡平面上的投影位于枢轴1的对称轴线AA上，并且与对应于刚性支承元件4的转动轴线的交叉点相距非零距离，该非零距离介于条带31、32在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍和0.2倍之间。
类似地并且特别地，刚性支承元件4的质心位于枢轴1的对称轴线AA上，并且与交叉点P相距非零距离，该非零距离介于条带33、34在振荡平面上的投影的总长度L的0.1倍和0.2倍之间。
更具体地，并且如图中的变型所示，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，处于其休止位置的振荡器100的质心在振荡平面上的投影位于对称轴线AA上。
更具体地，当枢轴1关于对称轴线AA对称时，厚重惯性元件5在枢轴1的对称轴线AA的方向上是伸长的。这例如是图1至4的情况，其中惯性元件5包括底座，在该底座上固定有传统的摆轮，其长臂设有弧形的轮缘部分或惯性块。目的是使得围绕枢轴的对称轴线的外部角向加速度的影响最小化，因为这些条带由于小的角度α而具有围绕该轴线的低转动刚度。
本发明非常适合于这些条带和它们所连接的厚重部件的一体式实施例，其通过MEMS或LIGA或类似工艺由可微机械加工的材料或至少部分非晶的材料制成。特别地，在硅实施例的情况下，通过向柔性硅条带添加二氧化硅来有利地对振荡器100进行温度补偿。在一个变型中，可以将这些条带组装在(例如嵌入在)凹槽或类似结构中。
当存在两个串联的枢轴时，如图6至9的情况，在该布置结构选择成使得不期望的运动相对彼此偏移的情况下，质心可以设置在转动轴线上，这构成一个有利但非限制性的变型。然而，应该注意的是，不是必须选择这种布置结构，并且这种振荡器利用串联的两个枢轴工作，而不是必须将质心定位在转动轴线上。当然，尽管所示实施例对应于特定的几何形状对准或对称构造，但是显然也可以将一个枢轴置于另一个枢轴之上，这两个枢轴是不同的或具有不同交叉点或具有非对准的质心，或者也可以实现更多数量的串联条带组，其具有中间质量块以进一步增加摆轮的振幅。
在所示的变型中，所有的枢转轴线、条带交叉点和质心都是共面的，这是一个特别有利但非限制性的情况。
应当理解，本发明使得可以获得长的角向行程：在任何情况下都大于30°，可以达到50°或甚至60°，这使其与所有通常类型的机械擒纵机构——瑞士杠杆式、棘爪式、同轴式或其他形式——相兼容。
这也是确定实际解决方案的问题，等同于条带的高纵横比值的理论应用。
为此，本发明通过用多个基本条带替换单个条带来纵向细分条带，所述多个基本条带的组合行为特性是等同的，并且其中每个基本条带具有受限于阈值的纵横比。因此，与单个参考条带相比，每个基本条带的纵横比减小，以实现最佳的等时性和位置不敏感性。
每个条带31、32具有纵横比RA＝H/E，其中H是条带31、32的高度，既垂直于振荡平面又垂直于条带31、32沿着长度L的伸长方向，并且其中E是条带31、32在振荡平面中的厚度，垂直于条带31、32沿长度L的伸长方向。
根据本发明，对于每个条带31、32，纵横比RA＝H/E小于10。更具体地，该纵横比低于8。并且柔性条带31、32的总数量严格大于2。
更特别地，振荡器100包括在第一条带方向DL1上延伸的被称为主条带31的第一数量N1的第一条带，以及在第二条带方向DL2上延伸的被称为次条带32的第二数量N2的第一条带，第一数量N1和第二数量N2均高于或等于2。
更具体地，第一数量N1等于第二数量N2。
更特别地，振荡器100包括至少一个由沿第一条带方向DL1延伸的一个主条带31和沿第二条带方向DL2延伸的一个次条带32形成的条带对。并且，在每个条带对中，除了取向之外，主条带31与次条带32相同。
在一个特定变型中，振荡器100仅包括均由在第一条带方向DL1上延伸的一个主条带31和在第二条带方向DL2上延伸的一个次条带32形成的多个条带对，并且在每个条带对中，除了取向之外，主条带31与次条带32相同。
在另一变型中，振荡器100包括由沿第一条带方向DL1延伸的一个主条带31和沿第二条带方向DL2延伸的多个次条带32形成的至少一组条带。并且，在各种情况下，在每组条带中，除了取向之外，主条带31的弹性行为特性与所述多个次条带32的组合所产生的弹性行为特性相同。
还应注意，尽管一个柔性条带的行为特性取决于其纵横比RA，但它还取决于赋予柔性条带的曲度的值。柔性条带的弯曲曲线(deflected curve)取决于纵横比值和局部曲率半径值两者，尤其是在嵌入点处的局部曲率半径值。这就是为何优选采用在平面投影中条带对称布置的原因。
本发明涉及一种包括至少一个这种机械振荡器100的钟表机芯1000。
本发明还涉及一种包括至少一个这种钟表机芯1000的手表2000。
一种合适的制造方法包括：对于下面各种类型的枢轴，执行以下操作：
对于根据图12的图表的AABB型枢轴：
a.使用具有至少四层的基板，其例如但不限于由两个SOI晶片的组装得到；
b.通过DRIE工艺进行正面蚀刻以获得AA，特别是一体蚀刻两层；
c.通过DRIE工艺进行背面蚀刻以获得BB，特别是一体蚀刻两层；
d.通过蚀刻掩埋氧化物部分地分离四个层。
由于确保非常良好的边对边对准的光学对准***，因此，DRIE(深反应离子蚀刻)工艺的高精度确保了小于或等于5微米的非常高的定位和对准精度。当然，根据所选择的材料，也可以实施类似的工艺。
可以实现具有更多个层的基板，特别是具有六个可用层的基板，例如通过组装两个DSOI，以获得AAABBB型结构。
用于获得相同的AABB型枢轴的一个变型包括：
a.使用两个具有两层的标准SOI基板；
b.DRIE蚀刻第一基板，在正面获得A，在背面获得A；
c.DRIE蚀刻第二基板，在正面获得B，在背面获得B；代替操作b和c，可以在第一基板上和第二基板上在一个步骤中蚀刻贯穿两个层，而不执行正面和背面蚀刻。
d.执行两个基板的晶片-晶片键合或者各个组件的部件-部件的组装，以获得AABB。此时，以本领域技术人员公知的方式将几何形状的正确对准与晶片-晶片键合机器的规格或部件-部件组装工艺相关联。
对于根据图13的图表的ABAB型枢轴：
a.使用两个具有两层的标准SOI基板；
b.DRIE蚀刻第一基板，在正面获得A，在背面获得B；
c.DRIE蚀刻第二基板，在正面获得A，在背面获得B；
d.执行两个基板的晶片-晶片键合或者各个组件的部件-部件的组装，以获得ABAB。与上面一样，此时将几何形状的正确对准与晶片-晶片键合机器的规格或部件-部件组装工艺相关联。
根据条带数量和可用的设备，可以实现该方法的许多其他变型。

Claims (20)

1.机械钟表振荡器(100)，其包括在刚性支承元件(4)和厚重惯性元件(5)之间的柔性轴承，所述柔性轴承包括支承所述厚重惯性元件(5)并且布置成使所述厚重惯性元件返回休止位置的至少两个第一柔性条带(31；32)，其中，所述厚重惯性元件(5)布置成围绕所述休止位置在振荡平面中沿角向振荡，所述至少两个第一柔性条带(31；32)不相互接触，并且它们在所述振荡平面上的投影在所述休止位置于交叉点处相交，所述厚重惯性元件(5)的垂直于所述振荡平面的转动轴线邻近所述交叉点或穿过所述交叉点，并且所述至少两个第一柔性条带(31；32)在所述刚性支承元件(4)和所述厚重惯性元件(5)中的嵌入点限定了平行于所述振荡平面的第一条带方向(DL1)和第二条带方向(DL2)，每个所述第一柔性条带(31；32)具有纵横比RA＝H/E，其中H是所述第一柔性条带(31；32)垂直于所述振荡平面且垂直于所述第一柔性条带(31；32)沿长度L的伸长方向的高度，E是所述第一柔性条带(31；32)在所述振荡平面中且垂直于所述第一柔性条带(31；32)沿长度L的伸长方向的厚度，其特征在于，对于每个所述第一柔性条带(31；32)，所述纵横比RA＝H/E小于10。
2.根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述机械钟表振荡器(100)包括沿第一条带方向(DL1)延伸的被称为主条带(31)的第一数量N1的所述第一柔性条带，以及在第二条带方向(DL2)上延伸的被称为次条带(32)的第二数量N2的所述第一柔性条带，所述第一数量N1和所述第二数量N2均大于或等于2。
3.根据权利要求2所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述第一数量N1等于所述第二数量N2。
4.根据权利要求2所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述机械钟表振荡器包括至少一个由沿第一条带方向(DL1)延伸的一个所述主条带(31)和沿第二条带方向(DL2)延伸的一个所述次条带(32) 形成的条带对，并且在每个条带对中，除了取向之外，所述主条带(31)与所述次条带(32)相同。
5.根据权利要求4所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述机械钟表振荡器仅包括均由沿第一条带方向(DL1)延伸的一个所述主条带(31)和沿第二条带方向(DL2)延伸的一个所述次条带(32)形成的多个所述条带对，并且在每个条带对中，除了取向之外，所述主条带(31)与所述次条带(32)相同。
6.根据权利要求2所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述机械钟表振荡器包括由沿第一条带方向(DL1)延伸的一个所述主条带(31)和沿第二条带方向(DL2)延伸的多个所述次条带(32)形成的至少一组条带，并且在每组条带中，除了取向之外，所述主条带(31)的弹性行为特性与所述多个次条带(32)的组合产生的弹性行为特性相同。
7.根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述第一柔性条带(31；32)是直条带。
8.根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，在所述休止位置，平行于所述振荡平面的所述第一条带方向(DL1)和所述第二条带方向(DL2)的在所述振荡平面上的投影之间形成顶角(α)，所述交叉点(P)的位置由嵌入点比率X＝D/L限定，其中D是所述第一柔性条带(31；32)在所述刚性支承元件(4)上的其中一个嵌入点在所述振荡平面上的投影与所述交叉点(P)之间的距离，L是所述第一柔性条带(31；32)沿其伸长方向在所述振荡平面上的投影的总长度，并且所述嵌入点比率(D1/L1；D2/L2)介于0.15和0.49之间并包括端值，或者介于0.51和0.85之间并包括端值。
9.根据权利要求8所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述顶角(α)小于或等于50°，所述嵌入点比率(D1/L1；D2/L2)介于0.25和0.49之间并包括端值，或者介于0.51和0.75之间并包括端值。
10.根据权利要求9所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述顶角(α)小于或等于40°，所述嵌入点比率(D1/L1；D2/L2)介于0.30和0.49之间并包括端值，或者介于0.51和0.70之间并包括端值。
11.根据权利要求10所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述顶角(α)小于或等于35°，所述嵌入点比率(D1/L1；D2/L2)介于0.40和0.49之间并包括端值，或者介于0.51和0.60之间并包括端值。
12.根据权利要求8所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述顶角(α)小于或等于30°。
13.根据权利要求8所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述顶角(α)和所述嵌入点比率X＝D/L满足关系式h1(D/L)<α<h2(D/L)，其中
对于0.2≤X<0.5：
h1(X)＝116-473*(X+0.05)+3962*(X+0.05)3-6000*(X+0.05)4，
h2(X)＝128-473*(X-0.05)+3962*(X-0.05)3-6000*(X-0.05)4，
对于0.5<X≤0.8:
h1(X)＝116-473*(1.05-X)+3962*(1.05-X)3-6000*(1.05-X)4，
h2(X)＝128-473*(0.95-X)+3962*(0.95-X)3-6000*(0.95-X)4。
14.根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，处于其休止位置的所述机械钟表振荡器(100)的质心与所述交叉点(P)分开一偏移量(ε)，该偏移量为所述第一柔性条带(31；32)在所述振荡平面上的投影的总长度(L)的10％至20％。
15.根据权利要求14所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述偏移量(ε)为所述第一柔性条带(31；32)在所述振荡平面上的投影的总长度(L)的12％至18％。
16.根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述第一柔性条带(31；32)及其嵌入点共同限定枢轴(1)，所述枢轴(1)在所述振荡平面上的投影关于穿过所述交叉点(P)的对称轴线(AA)对称。
17.根据权利要求16所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，在所述休止位置，所述厚重惯性元件(5)的质心在所述振荡平面上的投影位于所述枢轴(1)的所述对称轴线(AA)上。
18.根据权利要求17所述的机械钟表振荡器(100)，其特征在于，所述厚重惯性元件(5)的质心在所述振荡平面上的投影位于距对应于所述厚重惯性元件(5)的转动轴线的所述交叉点(P)一非零距离处，所述非零距离介于所述第一柔性条带(31；32)在所述振荡平面上的投影的总长度(L)的0.1倍和0.2倍之间。
19.包括至少一个根据权利要求1所述的机械钟表振荡器(100)的钟表机芯(1000)。
20.包括至少一个根据权利要求19所述的钟表机芯(1000)的手表(2000)。
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