用于钟表的抗震轴承制造技术

本发明专利技术涉及用于钟表的抗震轴承，所述抗震轴承包括弹性结构(10)和由所述弹性结构承载的中心部分(14)，所述中心部分具有用于接纳钟表的转动元件的枢轴的盲孔(16A)。所述弹性结构和所述中心部分由一个一体式部件(6)形成，该一体式部件由单晶石英制成，所述盲孔至少部分地具有被截去顶端或未被截去顶端的三角锥体的形状，所述枢轴的端部抵靠所述盲孔。本发明专利技术还涉及用于制造这种类型的抗震轴承的方法，其中在用于单晶石英的各向异性蚀刻浴中对一体式部件进行机加工。优选地，分别在所述部件的两个侧面上设置两个掩膜(20，26)，用以同时从两个侧面蚀刻石英。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钟表的抗震轴承
本专利技术涉及用于钟表的抗震轴承(具有震动吸收装置的轴承)和制造所述抗震轴承的方法的领域。特别地，本专利技术涉及用于接纳机械表机芯的摆轮轴的枢轴的抗震轴承。
技术介绍
专利CH700496描述了一种由单晶硅形成的抗震轴承，其包括中心部分和将中心部分连接到外周边环状部分上的径向弹性臂。中心部分包括具有四面角锥体/四面体形状的扩口孔。首先，应注意到的是，四面体孔的底部对于支承枢轴而言不是最优的。关于所述类型的孔的制造，上述专利提供了各向异性湿式化学蚀刻法。为此，文中提到，硅基底必须适当取向以能够机加工角锥体形状的孔。接下来，为了机加工一体式硅部件的其余部分、尤其是弹性臂，该专利提出使用另一机加工技术，即，深度反应离子蚀刻法(DRIE)。后一种技术要求使用与用于各向异性湿式化学蚀刻的装置不同的复杂昂贵的装置。因此，根据上述专利的抗震轴承的制造成本相对较高。应注意到，在不同的装置中使用对硅部件进行机加工的两种不同的技术，以不必要地使制造硅抗震轴承的方法复杂化了，这并非出于专利CH700496作者的本意。事实上，其缘于由单晶硅的特性引起的需求。实际上，获得角锥体形的扩口孔所需的硅基底的取向不能提供具有臂——所述臂具有基本上竖直的侧壁——或者外周边环状部分的弹性结构。总体上，本专利技术的专利技术人已经发现，硅不允许机加工具有基本上竖直的壁的结构，并且不允许借助在酸性浴中的蚀刻而呈现出弯曲。此外，为了在单晶硅晶片中获得具有竖直壁的孔口，只有在晶片中的特定的硅晶体取向(与用于获得角锥体形状的孔的取向不相容)是可能的。用于这样的竖直壁的可能的方向受到限制，并且竖直壁仅由平的表面形成。专利申请WO2009/060074描述了一种包括一体式硅部件和与之关联的被穿孔的宝石的抗震轴承。所述一体式部件限定出弹性结构和托钻。其通过众所周知的光刻和蚀刻技术而形成在硅晶片内。这个专利文献提到，一体式部件可以由硅或其它优选地能容易地通过光刻和化学蚀刻技术进行机加工的单晶材料制成。但除了硅之外并未给出其它示例。关于硅，如上所述地，尽管可以获得具有竖直壁的槽或孔口，但是设计受到限制。尤其是，不可能通过对硅晶体晶片进行化学蚀刻来获得上述专利文献的附图中示出的所有设计。上述专利的涉及由单晶材料制成的抗震轴承的制造方法的技术是不明确的。只有明确地提到了硅的情况。硅晶体实施例的限制和缺陷已在针对专利CH700496所做的讨论中叙述过。此外，文中对于化学蚀刻给出的含义是不清楚的。任何情况下，可以得出这样的结论，即，诸如图中示出的那些弹性结构不是在酸性浴中制得的，而是通过如专利CH700496中的深度反应离子蚀刻制成的。专利申请WO2009/060074的申请人也申请了专利申请EP2015147(相同的优先权日)。后一文献中公开了一种由单晶材料片体形成的抗震轴承；所述片体限定出弹性结构和中心部分，该中心部分具有用于接纳摆轮枢轴的盲孔。在一变型中，弹性结构限定出三个交错/搭叠排列的螺旋形。盲孔具有平底圆柱形形状，如图中所示。应注意到的是，平底圆柱形形状并非是最优的，因为枢轴以不规则方式抵靠圆柱形部分移动和摩擦，这是因为孔比被引入到其中的枢轴的部分宽。根据该专利文献提出的主要实施例，使用了单晶硅片体或晶片，利用已知的光刻技术(也被称为化学工艺)对所述单晶硅片体或晶片进行机加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决一体式单晶部件机加工复杂且昂贵的问题，并且提供这样的抗震轴承，即，该抗震轴承由一体式部件形成，该一体式部件限定出弹性结构和中心部分，在该中心部分中机加工出用于接纳转动元件/转动轮副的枢轴的孔，可以相对低的成本高品质地在工业上机加工出所述抗震轴承。本专利技术的另一目的是提供前述类型的抗震轴承，其具有盲孔，该盲孔的形状对于适当地对中转动元件的在所述盲孔中枢转的轴以及使摩擦最小化而言是有利的。本专利技术的另一目的是提供这样的抗震轴承，即，其具有吸引人的且具有特别可辨识的外观。本专利技术涉及用于钟表的抗震轴承，所述抗震轴承包括弹性结构和由所述弹性结构承载的中心部分，所述中心部分具有用于接纳钟表的转动元件的枢轴的盲孔。所述弹性结构和所述中心部分由一个一体式部件形成，所述一体式部件由单晶石英形成，所述盲孔具有三个倾斜平面，所述三个倾斜平面共同限定出被截去顶端的或未被截去顶端的三角锥体/三棱锥体。在一优选变型中，所述一体式部件是被穿孔的晶片，该晶片的垂直于其两个主表面的轴线几乎与所述单晶石英的光轴平行。本专利技术还涉及用于制造抗震轴承的两个主要实施方法，其中弹性结构和由该弹性结构承载并且具有盲孔的中心部分是由单晶石英制成的。根据本专利技术的制造方法使得可以通过仅要求在化学浴中进行机加工的相对不那么昂贵的方法来获得高品质的透明的抗震轴承。此外，所述方法使得可以机加工出用于轴承的盲孔，该盲孔的底部至少部分地由三角锥体限定，转动元件的枢轴抵靠所述三角锥体的平面。所述盲孔确保了以改进的方式对中转动元件的轴并使摩擦最小化。透明的轴承还具有更容易检查孔中的油的存在的技术优点。本专利技术的其它具体特征和优点将在本专利技术的下述详细描述中陈述。附图说明以下将参考以非限制性示例的方式给出的附图对本专利技术进行描述，其中：-图1是根据本专利技术的抗震轴承的实施例的截面图。-图2是形成图1中的抗震轴承的被穿孔的单晶石英片体的俯视图。-图3是单晶石英的晶体的示意透视图，其中示出将被切割下来用于制造图2中的被穿孔的片体的晶片。-图4A是石英晶片的截面图，在石英晶片的两个主表面上覆盖有选择成耐受石英蚀刻浴的掩膜。-图4B是在配置用于石英的各向异性蚀刻的化学浴中进行机加工以后的图4A的晶片的示意性截面图。-图5是在根据本专利技术的方法机加工的石英晶片中获得的盲孔的平面图。-图6是在根据本专利技术的方法机加工的石英晶片中获得的盲孔的第二变型的平面图。-图7是沿图6的线VII-VII的针对一变型的截面图，该变型与图6中的实施例的区别仅在于盲孔的初始部分不具有竖直的壁而是具有陡坡。-图8A和8B是与图4A和4B对应的具有较厚的石英晶片和具有较大直径的盲孔的截面图，所述盲孔的形状与图6和图7中示出的盲孔的形状相似。具体实施方式以下将参考图1、2、3和5对根据本专利技术的抗震轴承2进行描述。该抗震轴承设置在钟表的桥夹板或基板4中，并且由单晶石英晶片6(晶片限定出盘状或圆形的板)和基底8构成，所述基底具有用于晶片6的凹腔/容纳部。所述晶片包括：弹性结构10，该弹性结构由在晶片中机加工出的基本上圆形的槽12形成；和中心部分14，该中心部分由所述弹性结构承载并且具有盲孔16，该盲孔用于接纳钟表机芯的转动元件/转动轮副(未示出)的枢轴。基本上圆弧形状的所述槽在其之间限定出弹性的螺旋形的臂，所述螺旋形的臂将中心部分连接到晶片6的外周边区域。所述弹性结构和中心部分因此通过由单晶硅石英制成的一体式部件形成。由于弹性结构设置在中心部分14的外周边处，因此后者可能经历在晶片6的平面中的运动，也可能在某种程度上经历竖向运动。为此，一槽优选地设置在弹性结构10与基底8的凹腔的底部之间。轴承2限定出悬浮式的抗震轴承。将理解的是，基底包括用于使转动元件的心轴通过的孔，并且在发生剧烈的轴向和/或竖向振动时用作止挡构件。将理解的是，止挡构件可以多种方式设置，在一变型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造抗震轴承的方法，所述抗震轴承包括弹性结构(10)和由所述弹性结构承载的中心部分(14)，所述中心部分具有用于接纳钟表的转动元件的枢轴的盲孔(16；16A；16B)，所述弹性结构和所述中心部分由一个一体式部件(6)形成，所述方法的特征在于下述步骤：A)制造单晶石英晶片(6A)，该单晶石英晶片的分别是第一表面和第二表面的两个主表面基本上定向成与单晶石英的晶体结构的光轴(Z)垂直；B)在单晶石英晶片的第一表面上形成第一掩膜(20)，所述第一掩膜通过光刻构造，以便在第一表面上限定出所述弹性结构和盲孔的轮廓；C)通过将所述晶片放入到化学蚀刻浴中来在所述单晶石英晶片中机加工出所述弹性结构和盲孔，所述化学蚀刻浴适于对单晶石英进行非常有利于沿着所述光轴进行蚀刻的各向异性蚀刻，所述第一掩膜选择成耐受所述化学蚀刻浴的蚀刻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.12 EP 11193058.21.一种制造抗震轴承的方法，所述抗震轴承包括弹性结构(10)和由所述弹性结构承载的中心部分(14)，所述中心部分具有用于接纳钟表的转动元件的枢轴的盲孔(16；16A；16B)，所述弹性结构和所述中心部分由一个一体式部件(6)形成，所述方法的特征在于下述步骤：A)制造单晶石英晶片(6A)，该单晶石英晶片的分别是第一表面和第二表面的两个主表面基本上定向成与单晶石英的晶体结构的光轴(Z)垂直；B)在单晶石英晶片的第一表面上形成第一掩膜(20)，所述第一掩膜通过光刻构造，以便在第一表面上限定出所述弹性结构和盲孔的轮廓；C)通过将单晶石英晶片放入到化学蚀刻浴中来在所述单晶石英晶片中机加工出所述弹性结构和盲孔，所述化学蚀刻浴适于对单晶石英进行非常有利于沿着所述光轴进行蚀刻的各向异性蚀刻，所述第一掩膜选择成耐受所述化学蚀刻浴的蚀刻。2.一种制造抗震轴承的方法，所述抗震轴承包括弹性结构(10)和由所述弹性结构承载的中心部分(14)，所述中心部分具有用于接纳钟表的转动元件的枢轴的盲孔(16；16A；16B)，所述弹性结构和所述中心部分由一个一体式部件(36)形成，所述方法的特征在于下述步骤：A)制造单晶石英晶片(36A)，该单晶石英晶片的分别是第一表面和第二表面的两个主表面基本上定向成与单晶石英的晶体结构的光轴(Z)垂直；B)在单晶石英晶片的第一表面上形成第一初始掩膜(21A)，所述第一初始掩膜通过光刻构造，以便在第一表面上限定出所述弹性结构的轮廓，但未限定出所述盲孔的轮廓；C)通过将单晶石英晶片放入到化学蚀刻浴中来部分地在所述单晶石英晶片中机加工出由所述第一初始掩膜限定的所述弹性结构，所述化学蚀刻浴适...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·黑塞勒，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH