用于调整包括磁性擒纵器的钟表机芯中的运动件的角频率的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于调整钟表机芯的运行的装置，其包括磁性擒纵器。所述装置包括谐振器(90)和围绕轴线(20)转动的磁性擒纵运动件(82)。所述运动件包括具有多个磁体(102)的至少一个磁轨(86)，所述磁体具有大于它们的径向尺寸的角向尺寸。所述谐振器包括用于与磁轨耦合的至少一个磁性元件。所述耦合元件(92，94)相对于旋转轴线在径向上延伸，并具有包含当谐振器处于休止位置时大致角向地定向的一个部分的轮廓。当擒纵运动件被驱动旋转时，每个磁体穿透耦合元件下方并逐渐蓄积一些磁势能。所述磁体然后经上述部分退出所述耦合元件下方并且所述耦合元件接收位于其休止位置附近的脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调整磁耦合成一起限定出振荡器的磁性结构和谐振器之间的相对角频率的装置的领域。本专利技术的调整装置对机械钟表机芯的运动计时。更具体地，本专利技术涉及可供用于谐振器与磁性结构之间的直接磁耦合的用于机械钟表机芯的磁性擒纵器。一般而言，它们的作用是使该类型的钟表机芯的计数器轮系的运动件(mobile)的旋转频率服从于谐振器的谐振频率。该调整装置因此包括谐振器和磁性擒纵器，该谐振器的振荡部设有至少一个磁耦合元件，该磁性擒纵器设置成控制形成所述磁性擒纵器的磁性结构与所述谐振器之间的相对角频率。它代替了常规摆轮-螺旋弹簧/游丝和擒纵机构，尤其是瑞士杠杆擒纵器和带齿擒纵轮。所述谐振器或磁性结构与通过维持谐振器的振荡的确定的转矩而被驱动旋转的运动件刚性地旋转连接。一般而言，所述运动件结合在轮系中，或更一般地结合在机构的运动链中。该振荡由于磁性结构与谐振器之间的磁耦合而允许调整它们之间的相对角频率。
技术介绍
在钟表领域中，多年来就已知利用谐振器与磁性轮之间的磁耦合来调整也称为转子的轮的速度的装置。许多与该领域有关的专利已针对C.F.Clifford的专利技术授予给Horstmann Clifford Magnetics。尤其可列举美国专利US 2,946,183。该文献中描述的调整装置具有种种缺点，尤其是不等时问题(非等时性，换言之缺乏等时性)，特别是转子的脉动(角频率)根据施加至所述转子的转矩而明显变化。该类型的不等时性归因于由谐振器和磁性轮形成的振荡器的不等时性。促成本专利技术的研发中已包含该不等时性的原因。这些原因稍后将在阅读本专利技术的说明书后变得清楚。另外从日本专利申请JPS 5240366(申请号JP19750116941)以及日本技术JPS 5245468U(申请号JP19750132614U)和JPS 5263453U(申请号JP19750149018U)得知谐振器与由盘形件形成的轮之间具有直接磁耦合的磁性擒纵器。在前两个文献中，规定以具有高磁导率(透磁率，perméabilité)的粉末或磁化材料充填非磁性的盘形件的矩形开口。因而获得两个相邻的共轴环形轨道，其各自都包括以特定角周期规则地设置的矩形磁区，第一轨道的各区相对于第二轨道的各区偏离或移位半个周期。因此存在交替地分布在与谐振器的磁耦合元件或构件的休止位置(零位)对应的圆的两侧的磁区。所述耦合元件或构件由视情况而定通过磁化材料或具有高磁导率的材料制成的开口环产生，被驱动旋转的盘形件从所述开口环的端部之间通过。第三文献描述了一个替代方案，其中盘形件的磁区由单个的小板形成，所述板由具有高磁导率的材料制成，谐振器的磁耦合元件因而被磁化。这些日本文献中描述的磁性擒纵器不容许等时性的显著提高，尤其由于以下将借助图1至4阐述的原因。图1概略地示出现有技术的调整装置或振荡器2，其包括上述日本文献中描述的类型的磁性擒纵器。该装置包括磁性结构4和谐振器6。磁性结构由运动件8支承，运动件8由非磁性材料制成，在运动件的表面上设置有两种多个轴向地磁化的矩形磁体，第一和第二多个磁体10和12分别形成相邻并同心的第一和第二环形磁轨11和13。第一和第二多个磁体中的各多个磁体都具有成规则角度分布并限定出相同角周期θP的相同数量的磁体，第一轨道移位半个周期(与180°的相位差对应)。谐振器6通过对应于由弹性常数限定的弹性变形能力的弹簧15和由其质量和结构限定的惯性体16(符号“I”)象征性地示出。所述谐振器包括矩形的磁体18并且限定出用于与磁性结构耦合的元件。所述磁体具有在与磁体10和12的磁化方向相反的方向上的轴向磁化，使得其设置成排斥所述磁体。它在谐振模式下能够以合适的频率振荡，在谐振模式中它具有相对于运动件8的与环形磁性结构的中心轴线重合的旋转轴线20的径向振荡。当磁性结构4通过例如逆时针方向上的有效转矩范围内的转矩驱动至以如图1所示的角频率ω旋转时，该谐振模式被激励并维持。因此，磁体18位于运动件8上方，使得当谐振器处于休止位置(position de repos)时，磁体18的质心在轴向上叠合在与限定出两个同心且毗边的(邻近的，)环形轨道的共同界限或界面的中间几何圆上。由于磁体10和12与谐振器的磁体18形成磁性相互作用区并且交替地位于上述中间几何圆的两侧，所以它们限定出具有确定的角周期θP的曲折(正弦)磁路，所述角周期θP对应于第一和第二环形轨道11和13各者的角周期。当谐振器与被驱动旋转的磁性结构磁耦合时，磁体18振荡并顺循所述曲折磁路并且轮的角频率ω基本由谐振器的振荡频率限定。因此，谐振器的频率与运动件8的旋转频率或脉动之间存在同步。这里，同步指两个频率之间确定且一致的关系。将观察到磁体18的几何形状，其作用(起作用的，active)端部部分(在图1中示出)在磁性结构的大体几何平面的轴向投影中限定出矩形表面。换言之，所述作用端部部分在与磁性结构的平面平行的平面中具有大致矩形的大体平均外形或轮廓。在该现有技术的制造中，所述矩形表面的长度是径向长度，而比其长度小的其宽度相对于环形磁性结构的中心轴线是成角度的或相对于上述中间几何圆是切向的。在这里描述的例子中，所述长度等于宽度的约两倍。图2针对磁性结构4的一部分并在与两个磁轨11和13的宽度对应的径向范围上概略地示出角向地且径向地变化的振荡器2的磁势能(也称为磁性相互作用势能)。阶层曲线22对应于磁势能的不同阶层。它们限定出等势曲线。振荡器在特定点的磁势能对应于振荡器在谐振器的磁耦合元件位于特定位置(其质心或几何中心位于特定点)时的状态。它被限定为处于常数内。一般而言，磁势能是相对于与振荡器的最小势能对应的基准能量限定的。在不存在任何耗散力的情况下，所述势能与使磁体从最小能量位置转入特定位置所需的功对应。在所述振荡器的情况下，所述功由施加至运动件8的转矩供给。当谐振器的耦合构件通过相对于运动件的旋转轴线的径向移动(换言之根据有效共振模式的自由度)返回较低势能位置、尤其是最低势能位置时，蓄积在振荡器中的势能转移到谐振器。在不存在任何耗散力的情况下，该势能通过谐振器的耦合元件与磁性结构之间的磁力的功变换成谐振器中的动能和回弹能。因而，供给到轮的转矩用于维持谐振器的振荡，该振荡转而向轮施加制动力，从而调整其角频率。外环形轨道11限定交替的低势能区24与高势能区26，而内环形轨道13以相对于第一轨道的半个角周期θP/2的角相位差(换言之180°的相位差)限定交替的低势能区28与高势能区30。当振荡器2被激励并且运动件8因此利用确定的转矩被驱动旋转时，线32确定磁体18的中心的位置。所述线示出谐振器6的磁体在与运动件有关的参照系中的振荡。由于所述磁体排斥磁性结构4的磁体，所以低势能区与磁性结构的磁体之间的区对应，而高势能区与所述磁体的区对应，换言之与磁体18至少部分叠合在磁性结构的磁体上的状况对应。应注意，在磁体以吸引方式设置的情况下，或者在磁性结构或谐振器的耦合构件由铁磁性材料制成的情况下，与磁体排斥的情况相比，低势能区与高势能区之间存在空间逆转/反转。观察磁势能的阶层曲线22和振荡32，将见到，当磁体18已达到其最大振幅并开始返回其零位时，振荡器基本上在振荡的每次交替时蓄积磁势能。还可见的是，振荡器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整磁性结构(4,4A,202,244,246,4B,316,372)与谐振器(38,38A,210,242,312,314,386)之间的相对角频率(ω)的调整装置(36,56,200,240,270,310,370)，所述磁性结构和谐振器磁耦合成一起限定出形成所述调整装置的振荡器，所述磁性结构包括中心在所述磁性结构或所述谐振器的旋转轴线(20，20A)上的至少一个环形磁轨(11,13,11A,13A,204,11A1,328,330,378,380)，所述磁性结构和所述谐振器设置成当转矩施加至所述磁性结构或所述谐振器时围绕所述旋转轴线相对于彼此旋转；所述谐振器包括用于与所述环形磁轨磁耦合的至少一个磁性元件，所述磁耦合元件具有由第一磁性材料制成并位于所述环形磁轨的同一侧的作用端部部分(46,46A,46B,262,266,280,282,325,326)；所述环形磁轨至少部分由设置成使得所述振荡器的磁势能沿所述环形磁轨角向地和周期性地变化的第二磁性材料制成，从而限定出所述环形磁轨的角周期(θP)，并且使得其磁性地限定出在每个所述角周期中以第一区和相邻的第二区角向地交替的多个第一区(40,42,40A,42A,382)以及多个第二区(10,12,10A,12A,206,334,384)；当所述作用端部部分的任何同一区在所述环形磁轨在其中延伸的大体几何表面的正交投影中分别叠合在所述第二区或所述相邻的第一区上时，每个所述第二区都相对于相邻的第一区产生针对所述任何同一区的较强排斥力或较弱吸引力；所述磁耦合元件与所述环形磁轨磁耦合成使得，在施加至所述磁性结构或所述谐振器的转矩的有效范围内维持通过所述谐振器的谐振模式的自由度进行的振荡并且所述振荡的周期发生在所述环形磁轨的每个角周期中的所述相对旋转期间，所述振荡的频率因而决定所述相对角频率，所述自由度限定出所述作用端部部分的从其质心通过的振荡轴线(48)；所述谐振器相对于所述磁性结构设置成使得大致在所述振荡的每个周期中的第一次交替期间所述作用端部部分在正交投影中至少大部分叠合在所述环形磁轨上，并且使得所述磁耦合元件在所述第一次交替期间所采取的路线大致平行于所述大体几何表面，所述环形磁轨在所述大体几何表面中具有大于所述作用端部部分沿所述振荡轴线的尺寸的、沿所述振荡轴线的正交投影的尺寸；所述调整装置的特征在于，每个所述第二区都在正交投影中具有包含第一部分和第二部分的大体轮廓，所述第一部分在所述振荡期间在所述第二区上方限定出用于所述磁耦合元件的所述作用端部部分的穿透线(10a，12a，214，336)，所述第二部分在所述振荡期间在所述第二区上方限定出用于所述作用端部部分的退出线(10b，12b，216)，所述退出线大致定向在平行于零位圆(44，44A)的角向方向上，所述零位圆的中心在所述旋转轴线上且所述零位圆在作用端部部分的休止位置从所述作用端部部分的质心的正交投影通过；所述磁性结构还限定出用于所述作用端部部分的在所述大体几何表面中延伸的至少一个退出区，当所述作用端部部分在所述振荡期间通过所述第二区的相应退出线从所述环形磁轨相继退出期间，所述至少一个退出区在正交投影中至少接纳所述作用端部部分的较大部分；当所述作用端部部分的任何同一区在正交投影中分别叠合在所述至少一个退出区或所述第二区上时，所述至少一个退出区相对于所述第二区产生针对所述任何同一区的较弱排斥力或较强吸引力；所述耦合元件的作用端部部分在其休止位置在所述大体几何表面的正交投影中具有沿垂直于所述零位圆并从所述作用端部部分的质心的正交投影通过的第一轴线的第一尺寸(W2)和沿由所述零位圆限定出的第二轴线的第二尺寸(L2)，所述第二尺寸大于所述第一尺寸；并且所述两个区中的每个区的所述退出线具有大于所述作用端部部分的所述第一尺寸(W2)的、沿所述至少一个退出区和所述第二轴线的长度(L1)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.23 EP 13199427.9;2013.12.23 EP 13199428.7;1.一种用于调整磁性结构(4,4A,202,244,246,4B,316,372)与谐振器(38,38A,210,242,312,314,386)之间的相对角频率(ω)的调整装置(36,56,200,240,270,310,370)，所述磁性结构和谐振器磁耦合成一起限定出形成所述调整装置的振荡器，所述磁性结构包括中心在所述磁性结构或所述谐振器的旋转轴线(20，20A)上的至少一个环形磁轨(11,13,11A,13A,204,11A1,328,330,378,380)，所述磁性结构和所述谐振器设置成当转矩施加至所述磁性结构或所述谐振器时围绕所述旋转轴线相对于彼此旋转；所述谐振器包括用于与所述环形磁轨磁耦合的至少一个磁性元件，所述磁耦合元件具有由第一磁性材料制成并位于所述环形磁轨的同一侧的作用端部部分(46,46A,46B,262,266,280,282,325,326)；所述环形磁轨至少部分由设置成使得所述振荡器的磁势能沿所述环形磁轨角向地和周期性地变化的第二磁性材料制成，从而限定出所述环形磁轨的角周期(θP)，并且使得其磁性地限定出在每个所述角周期中以第一区和相邻的第二区角向地交替的多个第一区(40,42,40A,42A,382)以及多个第二区(10,12,10A,12A,206,334,384)；当所述作用端部部分的任何同一区在所述环形磁轨在其中延伸的大体几何表面的正交投影中分别叠合在所述第二区或所述相邻的第一区上时，每个所述第二区都相对于相邻的第一区产生针对所述任何同一区的较强排斥力或较弱吸引力；所述磁耦合元件与所述环形磁轨磁耦合成使得，在施加至所述磁性结构或所述谐振器的转矩的有效范围内维持通过所述谐振器的谐振模式的自由度进行的振荡并且所述振荡的周期发生在所述环形磁轨的每个角周期中的所述相对旋转期间，所述振荡的频率因而决定所述相对角频率，所述自由度限定出所述作用端部部分的从其质心通过的振荡轴线(48)；所述谐振器相对于所述磁性结构设置成使得大致在所述振荡的每个周期中的第一次交替期间所述作用端部部分在正交投影中至少大部分叠合在所述环形磁轨上，并且使得所述磁耦合元件在所述第一次交替期间所采取的路线大致平行于所述大体几何表面，所述环形磁轨在所述大体几何表面中具有大于所述作用端部部分沿所述振荡轴线的尺寸的、沿所述振荡轴线的正交投影的尺寸；所述调整装置的特征在于，每个所述第二区都在正交投影中具有包含第一部分和第二部分的大体轮廓，所述第一部分在所述振荡期间在所述第二区上方限定出用于所述磁耦合元件的所述作用端部部分的穿透线(10a，12a，214，336)，所述第二部分在所述振荡期间在所述第二区上方限定出用于所述作用端部部分的退出线(10b，12b，216)，所述退出线大致定向在平行于零位圆(44，44A)的角向方向上，所述零位圆的中心在所述旋转轴线上且所述零位圆在作用端部部分的休止位置从所述作用端部部分的质心的正交投影通过；所述磁性结构还限定出用于所述作用端部部分的在所述大体几何表面中延伸的至少一个退出区，当所述作用端部部分在所述振荡期间通过所述第二区的相应退出线从所述环形磁轨相继退出期间，所述至少一个退出区在正交投影中至少接纳所述作用端部部分的较大部分；当所述作用端部部分的任何同一区在正交投影中分别叠合在所述至少一个退出区或所述第二区上时，所述至少一个退出区相对于所述第二区产生针对所述任何同一区的较弱排斥力或较强吸引力；所述耦合元件的作用端部部分在其休止位置在所述大体几何表面的正交投影中具有沿垂直于所述零位圆并从所述作用端部部分的质心的正交投影通过的第一轴线的第一尺寸(W2)和沿由所述零位圆限定出的第二轴线的第二尺寸(L2)，所述第二尺寸大于所述第一尺寸；并且所述两个区中的每个区的所述退出线具有大于所述作用端部部分的所述第一尺寸(W2)的、沿所述至少一个退出区和所述第二轴线的长度(L1)。2.根据权利要求1所述的调整装置，其特征在于，每个第二区的所述退出线与所述零位圆大致重合。3.根据权利要求2所述的调整装置，其特征在于，在所述有效转矩范围内，所述环形磁轨、所述至少一个退出区和所述磁耦合元件在每个角周期中根据所述环形磁轨和所述作用端部部分的相对位置限定出所述振荡器在其中基本上蓄积磁势能的蓄积区段(70，72)和与所述蓄积区段相邻的脉冲区段(76)，在所述脉冲区段中，所述磁耦合元件基本上接收脉冲，并且所述脉冲区段位于包含与所述零位圆对应的相对位置的中央脉冲区中。4.根据权利要求2或3所述的调整装置，其特征在于，所述零位圆和所述振荡轴线在它们的交点处大致正交。5.根据前述权利要求中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述作用端部部分的第二尺寸(L2)为其第一尺寸(W2)的至少两倍且所述退出线的所述长度(L1)为所述第一尺寸的至少两倍。6.根据权利要求1至4中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述作用端部部分的第二尺寸(L2)为其第一尺寸(W2)的至少四倍且所述退出线的所述长度(L1)为所述第一尺寸的至少四倍。7.根据前述权利要求中任一项所述的调整装置，其特征在于，在所述大体几何表面的正交投影中，当每个第二区的所述穿透线与所述作用端部部分的质心对齐时，该穿透线大致沿所述振荡轴线定向。8.根据前述权利要求中任一项所述的调整装置，其特征在于，所述第二区的沿所述至少一个退出区和所述作用端部部分的退出线在大致半个角周期(θP)上相对于所述旋转轴线角向地延伸。9.根据前述权利要求中任一项所述的调整装置，其特征在于，每个所述第二区沿在所述退出线的中点处垂直于所述零位圆的轴线的尺寸(W1)为所述作用端部部分的第一尺寸(W2)的至少三倍。10.根据权利要求1至8中任一项所述的调整装置，其特征在于，每个所述第二区沿在所述退出线的中点处垂直于所述零位圆的轴线的尺寸(W1)为所述作用端部部分的第一尺寸(W2)的至少六倍。11.一种用于调整磁性结构(82，182，342)与谐振器(84，174，184，230，292，302，346)之间的相对角频率(ω)的调整装置(80，126，170，180，220，290，300，340，360)，所述磁性结构和谐振器磁耦合成一起限定出形成所述调整装置的振荡器，所述磁性结构包括中心在所述磁性结构或所述谐振器的旋转轴线(20)上的至少一个环形磁轨(86，86A，186，344)，所述磁性结构和所述谐振器设置成当转矩施加至所述磁性结构或所述谐振器时围绕所述旋转轴线相对于彼此旋转；所述谐振器包括用于与所述环形磁轨磁耦合的至少一个磁耦合元件，所述磁耦合元件具有由第一磁性材料制成并位于所述环形磁轨的同一侧的作用端部部分(92，94，128，130，144，144A，156，158，92A，94A，190A，234，294，296，156，158，352)；所述环形磁轨至少部分由设置成使得所述振荡器的磁势能沿所述环形磁轨角向地和周期性地变化的第二磁性材料制成，从而限定出所述环形磁轨的角周期(θP)；所述磁耦合元件与所述环形磁轨磁耦合成使得，在施加至所述磁性结构或所述谐振器的转矩的有效范围内维持通过所述谐振器的谐振模式的自由度进行的振荡并且所述振荡的周期发生在所述环形磁轨的每个角周期中的所述相对旋转期间，所述振荡的频率因而决定所述相对角频率，所述自由度限定出所述作用端部部分的从其质心通过的振荡轴线(94，96，100，150，154)；所述调整装置的特征在于，所述第二磁性材料沿所述环形磁轨设置成使得其磁性地限定出在每个角周期中以第一区和相邻的第二区角向地交替的多个第一区(104，104A)和多个第二区(102，106，103，106A，343)；在所述有效转矩范围内的所述振荡期间，所述磁耦合元件的所述作用端部部分在所述作用端部部分总体上在其中延伸并且包含所述振荡轴线的大体几何表面的正交投影中磁性地限定出：-所述大体几何表面的正交投影中相继用于所述第二区的进入区，-所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·迪多梅尼科，P·温克勒，
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