Противоударная пружина баланса часов



Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов
Противоударная пружина баланса часов

 


Владельцы патента RU 2616895:

НИВАРОКС-ФАР С.А. (CH)

Противоударный механизм (1) для регулирующего механизма (100) часов, содержащего пружину (2) баланса с полосой (20), намотанной с некоторым количеством витков (3); внутренний виток (4) крепится к втулке (6), имеющей общую ось с вышеуказанной пружиной (2) баланса по отношению к поворотной оси (D), и наружный виток (5) крепится к фиксирующему элементу (7). По меньшей мере, один виток (3) пружины (2) баланса включает в себя, по меньшей мере, один палец (8), связанный с этим витком (3) и перемещающийся без контакта во время номинального растяжения или сжатия пружины (2) баланса в пазе (10) ограничения перемещения, содержащемся во фланце (11) механизма (1), и этот паз (10) предназначен для ограничения перемещения пальца (8) относительно поворотной оси (D), когда угол поворота втулки (6) превышает заданное номинальное значение. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пружине баланса, по меньшей мере, с одной лентой или полосой, намотанной с несколькими витками так, что внутренний виток у первого конца крепится к втулке, имеющей общую ось поворота с вышеуказанной пружиной баланса, а у второго противоположного конца наружный виток крепится к фиксирующему элементу.

Изобретение также относится к противоударному механизму для регулирующего механизма часов, содержащего, по меньшей мере, одну пружину баланса с полосой, намотанной с несколькими витками, внутренний виток у первого конца крепится к втулке, имеющей общую ось поворота с вышеуказанной пружиной баланса, а у второго противоположного конца наружный виток крепится к фиксирующему элементу.

Изобретение также относится к ходовому механизму часов, содержащему регулирующий элемент с пружинным резонатором баланса, который содержит, по меньшей мере, один противоударный механизм, и в котором, по меньшей мере, одна вышеуказанная пружина баланса установлена на оси баланса, расположенного между платой и фланцем.

Изобретение также относится к способу изготовления противоударного механизма, содержащему первый этап: использование подложки, содержащей верхний слой и нижний слой, выполненные из материалов на основе кремния.

Изобретение относится к области регулирующих элементов для часов и, в частности, к пружинам балансов.

Уровень техники

В механических часах спусковые механизмы должны удовлетворять нескольким критериям безопасности. Одно из предохранительных устройств, предотвращающая перемещение система, предназначено для предотвращения углового перемещения баланса за пределы номинального угла поворота. Эта предотвращающая перемещения система ограничивает угол поворота баланса во время чрезмерных ускорений, в частности, в случае ударного воздействия. Эта система весьма важна для спусковых механизмов определенных типов, в частности для спусковых механизмов со спусковой пружиной. Противоударный механизм должен действовать в обоих направлениях поворота баланса, т.е. как в направлении растяжения, так и в направлении сжатия пружины баланса.

В патенте EP 1801668 B1 от имени Montres Breguet SA предлагается система, конструкция которой отличается тем, что она включает в себя шестерню, установленную на оси баланса. Эта шестерня входит в зацепление с зубчатым колесом, у которого, по меньшей мере, одна спица упирается в неподвижный ограничитель, если баланс перемещается за пределы номинального угла вращения. Однако этот механизм оказывает влияние на инерционность баланса и может нарушить его колебания. Предусмотренное здесь зубчатое зацепление создает трение, которое ухудшает эффективность, а также может нарушить нормальную работу регулирующей системы.

В патентной заявке EP №1666990 A2 от имени Montres Breguet SA раскрывается другая противоударная система, основанная на растяжении пружины баланса. Стопорный рычаг, прикрепленный к наружному витку пружины баланса, вставлен между пальцем, объединенным с балансом, и двумя колонками, объединенными со стойкой баланса. Стопорение имеет место только в случае чрезмерного расширения пружины баланса за пределы угла, превышающего номинальный рабочий угол. Однако этот механизм ограничивает угол поворота только в одном направлении, в то время как предпочтительным является ограничение угла поворота в обоих направлениях.

В системе, раскрытой в патенте ЕР №2450756 A1 от имени Nivarox-Far SA, используется платина, объединенная с балансом, который направляет ось в спиральной канавке. В случае анормальных колебаний ось, объединенная с поворотным рычагом, останавливается и мгновенно ограничивает колебания. Трение, характерное для этого механизма, препятствует колебаниям баланса.

В патенте EP №2196867 A1 от имени Montres Breguet SA раскрывается пружина баланса из кремния с приподнятым витком, которая включает в себя наружный виток и конечный виток, соединенные друг с другом подъемным устройством, которое может включать в себя раскосы, используемые в качестве соединительных элементов, или проставки между двумя этими витками. Эти витки не контактируют с другими компонентами, за исключением пружины баланса.

В патенте US №3041819 A от имени George Ensign раскрывается пружинный баланс со средством ограничения растяжения пружины баланса, которое образовано, с одной стороны, штифтом, установленным на балансе и продолжающимся параллельно оси, и, с другой стороны, ограничителем перемещения, прикрепленным к наружному витку пружины баланса.

В патенте US №3696687 A от имени Philip Harland раскрывается пластиковая волосковая пружина, которая включает в. себя большое количество соединительных мостиков, которые позволяют материалу течь во время формования, и эти мостики затем отрезаются для освобождения витков без какой-либо другой конкретной функции.

В патенте ЕР №2434353 A1 от имени Montres Breguet SA раскрывается противоударная пружина баланса, в которой выемки, относящиеся к последующим виткам, зацепляются друг с другом, как во время сжатия, так и во время растяжения пружины баланса.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение предназначено для устранения проблем в области техники, относящейся к изобретению, не нарушая инерционность баланса и ограничивая угловое перемещение баланса в обоих направлениях вращения.

Изобретение обеспечивает комбинацию преимуществ механизмов, раскрытых в патенте EP №1666990 A2 и патентной заявке ЕР №101899987 и предлагает надежное решение с небольшим количеством компонентов, которые могут быть изготовлены с помощью технологий, относящихся к изготовлению балансов и пружин балансов из материалов, пригодных для микромашинной обработки.

Изобретение относится к пружине баланса, по меньшей мере, с одной лентой или полосой, намотанной с некоторым количеством витков, внутренний виток у первого конца крепится к втулке, имеющей общую ось поворота с вышеуказанной пружиной баланса, и у второго противоположного конца наружный виток крепится к фиксирующему элементу; отличающейся тем, что, по меньшей мере, один вышеуказанный виток пружины баланса содержит, по меньшей мере, один палец, связанный с вышеуказанным, по меньшей мере, одним витком.

Вышеуказанный палец включает в себя, по меньшей мере, один воспринимающий валик, который расположен, предпочтительно, по существу, перпендикулярно плоскости, в которой расположены вышеуказанные витки.

Изобретение также относится к противоударному механизму для регулирующего элемента часов, содержащему, по меньшей мере, одну пружину баланса, по меньшей мере, с одной полосой, намотанной с некоторым количеством витков; внутренний виток у первого конца крепится к втулке, имеющей общую ось поворота с вышеуказанной пружиной баланса, и у второго противоположного конца наружный виток крепится к фиксирующему элементу; отличающейся тем, что, по меньшей мере, один вышеуказанный виток пружины баланса включает в себя, по меньшей мере, один палец, связанный с вышеуказанным, по меньшей мере, одним витком и перемещающийся без контакта во время номинального растяжения или сжатия вышеуказанной пружины баланса в ограничительном пазе, выполненном во фланце вышеуказанного механизма, при этом вышеуказанный паз предназначен для ограничения перемещения пальца относительно оси поворота, когда угол поворота втулки, превышает заданное номинальное значение.

Изобретение также относится к ходовому механизму часов, включающему в себя регулирующий элемент с пружинным резонатором баланса, который содержит, по меньшей мере, один противоударный механизм, и в котором, по меньшей мере, одна вышеуказанная пружина баланса установлена на оси баланса, расположенного между платой и фланцем; отличающийся тем, что вышеуказанная полоса пружины баланса снабжена упругой самоконтрящейся шайбой, образующей вышеуказанную втулку, для управления расстоянием и ориентацией точки начала Архимедовой спирали, вдоль которой вышеуказанная полоса расположена относительно оси поворота вышеуказанного баланса.

Изобретение также относится к способу изготовления противоударного механизма, содержащему первый этап:

a) использование подложки, содержащей верхний слой и нижний слой, выполненные из материалов на основе кремния;

отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:

b) выборочное травление, по меньшей мере, одной полости в верхнем слое для образования, по меньшей мере, одного пальца из материала на основе кремния вышеуказанного витка;

c) крепление к вышеуказанному верхнему протравленному слою вышеуказанной подложки дополнительного слоя из материала на основе кремния;

d) выборочное травление, по меньшей мере, одной полости в дополнительном слое для образования профиля, по меньшей мере, одного вышеуказанного пальца и образования профиля пружины баланса и зацепляющего элемента и втулки из материала на основе кремния вышеуказанной пружины баланса;

e) выборочное травление, по меньшей мере, одной полости в вышеуказанном нижнем слое для образования профиля, по меньшей мере, одного вышеуказанного пальца и образования профиля фланца, включающего в себя, по меньшей мере, один паз для ограничения перемещения, по меньшей мере, одного вышеуказанного пальца;

f) освобождение противоударного механизма от вышеуказанной подложки.

Краткое описание чертежей

Отличительные характеристики и преимущества изобретения станут понятными после изучения приведенного ниже подробного описания со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичный вид в перспективе противоударного устройства по изобретению со стороны включенной сюда пружины баланса, показанной в исходном состоянии;

фиг.2 - схематичное изображение в перспективе в разобранном виде противоударного механизма этого типа в варианте выполнения, имеющем несколько компонентов;

фиг.3 - схематичный вид сверху противоударного устройства по изобретению с пружиной баланса, показанной в исходном состоянии;

фиг.4 - механизм по фиг.3 с пружиной баланса в положении максимального растяжения;

фиг.5 - механизм по фиг.3 с пружиной баланса в положении максимального сжатия;

фиг.6 - механизм по фиг.3 в положении, где к пружине баланса или к механизму прикладывается ударная нагрузка, во время которой палец, содержащийся в витке пружины баланса, приходит в контакт с ограничительным пазом во фланце механизма по изобретению;

фиг.7 - разрез механизма из фиг.3 по линии A-A; этот механизм показан в конкретном варианте и изготавливается как одно целое из материала, пригодного для микромашинной обработки, а именно из пластины, имеющей три слоя, и зацепляющий элемент объединен с фланцем;

фиг.7A - другой вариант, аналогичный варианту по фиг.7; механизм изготавливается из пластины, имеющей пять слоев, и промежуточный слой кремния между двумя слоями оксида определяет размер рабочего расстояния между пружиной баланса и фланцем, которое превышает расстояние, полученное согласно фиг.7;

фиг.8 - другой вариант, аналогичный варианту по фиг.7; зацепляющий элемент не связан с фланцем;

фиг.9 - другой вариант, аналогичный варианту по фиг.7A; механизм по изобретению включает в себя две пружины баланса с каждой стороны фланца;

фиг.10 - альтернативный механизм изобретения, аналогичный механизму из фиг.3, с пружиной баланса, имеющей несколько пальцев, при этом перемещение каждого из них ограничивается конкретным ограничительным пазом;

фиг.11 - структурная схема ходового механизма часов, включающего в себя регулирующий элемент с пружинным балансом, который включает в себя противоударный механизм по изобретению, и пружина баланса крепится с помощью втулки к балансу, поворачивающемуся относительно платы;

фиг.12 - схематичное изображение группы операций по основному способу изготовления противоударного механизма как единого целого из материала, пригодного для микромашинной обработки согласно варианту из фиг.7A.

фиг.13 - схематичный вид сверху по варианту из фиг.3 с периферийными поверхностями ограничительного паза, включающего в себя демпфирующие средства.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

Настоящее изобретение относится к регулирующим элементам часов и, в частности, к пружинам балансов.

Настоящее изобретение предназначено для решения существующих проблем в области техники, к которой относится изобретение, не нарушая инерционность баланса и, в частности, уменьшая до минимума трение во время работы часов, и ограничивая угловое перемещение баланса в обоих направлениях вращения.

Таким образом, изобретение относится к пружине 2 баланса, по меньшей мере, с одной лентой или полосой 2, намотанной с некоторым количеством витков 3. Помимо этих витков 3 внутренний виток 4 у первого конца 24 крепится к втулке 6, имеющей общую ось с пружиной 2 баланса по отношению к поворотной оси D. У второго противоположного конца 25 наружный виток 5 крепится к фиксирующему элементу 7.

По изобретению, по меньшей мере, один виток 3 пружины 2 баланса содержит, по меньшей мере, один палец 8. Этот палец 8 связан с вышеуказанным, по меньшей мере, одним витком 3. Предпочтительно, этот палец 8 включает в себя, по меньшей мере, один воспринимающий валик 81, который расположен, предпочтительно, по существу, параллельно направлению оси поворота D, т.е., по существу, перпендикулярно плоскости, в которой расположены витки 3.

Воспринимающий валик 81 имеет размеры, позволяющие ему следовать траектории, аналогичной криволинейной канавке паза.

Изобретение также относится к противоударному механизму 1 для регулирующего механизма 100 часов. Этот механизм 1 включает в себя, по меньшей мере, одну пружину 2 баланса.

Палец 8 пружины баланса связан, по меньшей мере, с одним витком 3, и, по меньшей мере, один воспринимающий валик 81 может перемещаться без контакта во время номинального растяжения или сжатия пружины 2 баланса, по меньшей мере, в одном пазу 10, ограничивающем перемещение, выполненном, по меньшей мере, в одном фланце 11 механизма 1. По меньшей мере, один фланец 11 предпочтительно расположен в плоскости, параллельной плоскости расположения витков 3.

Паз 10 ограничивает перемещение пальца 8 относительно оси D, когда угол поворота втулки 6, превышает заданное номинальное значение, в частности, во время резкого ускорения в результате удара и т.п.

Ограничение перемещения пальца 8, в частности воспринимающего валика 81, может обеспечиваться различным образом. Паз 10 содержит как траекторию внутреннего ограничения, так и траекторию внешнего ограничения, как показано на фиг.2-9, где паз 10 включает в себя внутреннюю поверхность 12 и внешнюю поверхность 13.

В варианте, который не показан на фигурах, паз также может иметь только внутреннюю траекторию или только внешнюю траекторию, например, палец 8 пружины баланса может перемещаться между двумя фланцами 11, каждый из которых включает в себя паз 10, при этом один из них имеет внутреннюю траекторию, а другой внешнюю траекторию; в этом случае палец 8 имеет два воспринимающих валика с каждой стороны пружины 2 баланса. Этот вариант также предотвращает любое непреднамеренное скручивание пружины баланса, например, в случае удара.

На фиг.1-3 показан один и тот же механизм с пружиной 2 баланса в исходном положении. Палец 8 не контактирует со стенками паза 10.

Предпочтительно, этот паз 10 продолжается, по существу, симметрично с обеих сторон срединной поверхности 14 параллельной оси D и, которая в плоскости, перпендикулярной к вышеуказанной оси, имеет спиральный профиль, соответствующий профилю витка 3, содержащего палец 8 в исходном положении. Разумеется, поверхность 14 может соответствовать подобным профилям, например, цилиндрической или подобной секции. В конкретном и не ограничивающем варианте выполнения, показанном на фиг.1-6, паз 10 ограничивается в направлении, которое носит название «продольное направление», двумя концевыми поверхностями 18 и 19, соответствующими положению максимального растяжения и максимального сжатия пружины 2 баланса. Он также ограничивается в направлении, которое носит название «радиальное направление», внутренней поверхностью 12 и внешней поверхностью 13. Разумеется, контур паза 10 может быть непрерывным и образованным из отдельной поверхности с переменной вогнутостью, параллельной поворотной оси D.

Таким образом, перемещение пальца 8 в плоскости ограничивается пазом 10 во всех направлениях.

Во время номинальной работы палец 8 удален от внутреннего края и внешнего края 13 паза 10, и, предпочтительно, реальная траектория пальца 8 идентична геометрии срединной поверхности 14, равноудаленной от краев 12 и 13.

Как видно на фиг.4, центральный угол α вокруг оси D между крайними точками концевых поверхностей 18 и 19, предпочтительно, соответствует максимальной угловой амплитуде, заданной для пальца 8 и соответствующей пазу 10, рассматриваемому как неподвижный относительно втулки 6. Этот угол зависит от амплитуды баланса 30, ось 31 которого вставлена в самоконтрящуюся шайбу 26, образующую втулку 6. Для этого втулка предпочтительно выполнена в форме упругой звезды, имеющей несколько плеч, прикладывающих усилие затяжки, распределяемое по окружности оси 31. В зависимости от близости витка 3, содержащего палец 8, к поворотной оси D, длина перемещения по криволинейной траектории между концевыми поверхностями 18 и 19 будет различной, при этом указанная длина становится тем больше, чем дальше рассматриваемый виток 3 удаляется от оси D. Например, угол α для витка 3, который расположен ближе к центру может быть примерно 300°, в то время как он может превышать один оборот для паза пятого витка, при этом траектория в форме витка для каждого паза 10 обеспечивает все значения угла. Таким образом, величина угла α зависит от расстояния витка от поворотной оси (с учетом количества витков, отделяющих палец 8 от оси D) и от амплитуды баланса и должен быть соответственно задан.

В радиальном направлении внутренняя поверхность 12 и внешняя поверхность 13 разделены расстоянием, которое может быть переменным или постоянным, в зависимости от выбранного варианта выполнения. Максимальное значение этого расстояния, перпендикулярного к оси D, будет обозначено как «L».

На фиг.6 показана конфигурация в случае ударного воздействия на пружину 2 баланса или на механизм 1. В случае удара, по меньшей мере, один палец 8, если их предусмотрено несколько, приходит в контакт с одной из внутренних поверхностей ограничительного паза 10, образованного во фланце 11.

В преимущественном и не ограничивающем варианте выполнения, показанном на фиг.7, фиксирующий элемент 7 крепится к фланцу 11 или составляет с ним одно целое. В других вариантах выполнения, в частности, на фиг.8, этот зацепляющий элемент 7 не связан с фланцем 11 и крепится к плате 32, мосту или другому элементу.

В вариантах, показанных на фиг.1-8, пружина 2 баланса расположена с одной стороны от ограничивающей плоскости P, другой стороне которой расположен фланец 11, по меньшей мере, в области максимальной проекции пружины 2 баланса.

В конкретном варианте выполнения пружина 2 баланса выполнена как одно целое с втулкой 6 или с самоконтрящейся шайбой 26, образующей вышеуказанную втулку 6, и с фиксирующим элементом 7, как показано на фиг.2.

В предпочтительном варианте выполнения пружина 2 баланса выполнена как одно целое с втулкой 6 или самоконтрящейся шайбой 26, образующей вышеуказанную втулку 6, и с фиксирующим элементом 7, а также с фланцем 11, как показано на фиг.7-9.

В первом уровне E1 по толщине между двумя параллельными плоскостями P1 и P2, перпендикулярными оси D, расположены пружина 2 баланса, втулка 6, фиксирующий элемент 7 и первая секция 8W пальца 8.

Во втором уровне E2 по толщине между двумя параллельными плоскостями P2 и P3, перпендикулярными к оси D, расположены, по меньшей мере, вторая секция 8Х пальца 8. как показано на фиг.8. В предпочтительном случае и фиг.7 этот второй уровень также включает в себя соединительную секцию 7X между фиксирующим элементом 7 и фланцем 11.

В третьем уровне E3 толщины между двумя параллельными плоскостями P3 и P4, перпендикулярными к оси D, расположены третья секция 80 пальца 8 и фланец 11 или, по меньшей мере, его участок. Фланец 11 включает в себя центральное отверстие 15 для прохождения подвижного элемента, прикрепленного к втулке 6, и, в частности, к оси 31 баланса 30. Фланец 11 включает в себя ограничительный паз 11 вокруг пальца 8. Разумеется, в одном и том же ограничительном пазу 10 может быть расположено несколько пальцев 8, но в том случае, когда он обеспечивает радиальное ограничение для вышеуказанных пальцев, он обеспечивает только частичное продольное ограничение, т.е. только на одной стороне или совсем не обеспечивает ограничение. Таким образом, предпочтительный вариант выполнения обеспечивает размещение в ограничительном пазу 10 каждого пальца 8, как показано на фиг.10, где эти пазы 10 являются отдельными. Эта конфигурация обеспечивает ограничение перемещения разных пальцев 8 различным образом, при этом ограничительные пазы 10 имеют различный профиль в отношении углового ограничения, как на фиг.10, где центральный угол α внутреннего паза 10 больше угла αA наружного паза 10A, или в отношении радиального ограничения, как показано на той же фиг.10, где соответствующие значения ширины L и LA являются различными, или за счет комбинации этих ограничений или просто за счет фактической формы контура каждой из ограничительных поверхностей 10.

В преимущественном' варианте выполнения центр тяжести пружины 2 баланса всегда центрируется во время угловой деформации пружины баланса.

В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг.7-9, противоударный механизм 1 полностью изготовлен из материала, пригодного для микромашинной обработки, предпочтительно, из кристаллического или поликристаллического кремния и/или оксида кремния с использованием пластин «кремний на изоляторе», при этом пружина 2 баланса изготавливается травлением в верхнем слое, и фланец 11 и третий участок 80 пальца 8 изготавливаются травлением в нижнем слое. Этот вариант выполнения пригоден для осуществления вариантов, показанных на фиг.1 и 3-6 и 10 и, в частности, для обеспечения очень небольшого расстояния между пружиной 2 баланса и фланцем 11, равного примерно микрону.

Изготовление из материалов, пригодных для микромашиной обработки, также обеспечивает осуществление варианта из фиг.13 с периферийными поверхностями ограничительного паза 10, включающими в себя демпфирующие средства: упругие выступы 48 и 49 на концевых поверхностях 18 и 19, перемещающиеся между пазом 10 и камерой 58, 59, и тонкие упругие стенки 42 и 43 на внутренней поверхности 12 и внешней поверхности 13, отделяющие паз 10 от карманов 52, 53.

На фиг.9 показан вариант противоударного механизма 1, который включает в себя вторую соосно установленную пружину 2A баланса, при этом вторая пружина 2A баланса и пружина 2 баланса изготавливаются травлением в двух наружных слоях, и фланец 11 и третий участок 80 пальца 8 изготавливается травлением во внутреннем слое.

Как показано на фиг.11 изобретение также относится к ходовому механизму 200 часов, содержащему регулирующий элемент 100 с пружинным резонатором баланса, который содержит, по меньшей мере, один противоударный механизм 1, и в котором, по меньшей мере, одна пружина 2 баланса установлена на оси 31 баланса 30, поворачивающегося между платой 32 и фланцем 11, который преимущественно является компонентом механизма 1. По изобретению полоса пружины 2 баланса продолжается с помощью самоконтрящейся шайбы 26, образующей втулку 6, до положения пружины 2 баланса на оси 31 баланса 30 для управления расстоянием и ориентацией точки начала Архимедовой спирали, вдоль которой полоса 20 продолжается относительно поворотной оси D баланса 30.

Фланец 11 крепится к плате 32. Преимущественно, его положение может регулироваться, в частности, под углом, так чтобы легко обеспечить колебание пружины и, в частности, отрегулировать исходную точку.

Для изготовления цельного противоударного механизма 1 по изобретению могут использоваться различные способы.

В качестве не ограничивающего примера вариант выполнения механизма из материала, пригодного для микромашинной обработки, может быть использован один из следующих способов.

Стандартный способ изготовления механизма 1 из фиг.7 или механизма из фиг.8 состоит в получении пластины кремний на изоляторе с двумя слоями кремния и слоем оксида, в частности, SiO2. Пластины образованы из трех чередующихся слоев. Толщина промежуточного слоя оксида 8X, 7X между плоскостями P2 и P3 равна примерно 2 мкм, толщина нижнего наружного слоя кремния между плоскостями P3 и P4 равна 300 мкм, и толщина верхнего слоя кремния между плоскостями P1 и P2 равна 100 мкм. В этом случае на фиг.7 расстояние между витками 3 пружины 2 и элементом 11 равно 2 мкм и определяется оксидом.

После образования пластины первый этап состоит в выполнении травления верхнего слоя кремния для получения контуров компонентов, которые требуется сохранить, а именно, пружины 2 баланса, втулки 6, зацепляющего элемента 7 и верхнего участка 8W пальца 8, и в прекращении травления на границе со слоем оксида.

Второй этап состоит в выполнении травления нижнего слоя кремния для получения контуров компонентов, которые требуется сохранить, а именно, фланца 11 и основной части 80 воспринимающего валика 81, и в прекращении травления на границе со слоем оксида.

Третий этап состоит в травлении промежуточного слоя оксида кремния для сохранения только соединительных зон: 8X в пальце 8 между верхним участком 8W и основной частью 80, с одной стороны, и 7X между зацепляющим элементом 7 и фланцем 11, с другой стороны.

Другой способ изготовления механизма 1 из фиг.7A или фиг.9 состоит в получении пластины кремний на изоляторе с тремя слоями кремния и двумя слоями оксида кремния, разделяющими их на пары: дополнительный слой добавляется к пластине кремний на изоляторе (фактически добавляются слой оксида 2 мкм и слой кремния 100 мкм), В данном случае на фиг.7A слой между витками 3 пружины 2 баланса и элементом 11 между плоскостями P3 и P4 равен 100 мкм и образован слоем 8A, 7Y кремния. Оксид больше не является функциональным слоем. Это является преимуществом, поскольку витки 3 пружины 2 баланса не прилипают к элементу 11. С помощью этого второго способа осуществляется вариант из фиг.9 с расстоянием 2 мкм между витками 3 пружины 2 баланса и элементом 11, которое определяется слоями 8X, 7X оксида, и расстоянием 2 мкм между витками пружины.2A баланса и элементом 11, которое определяется слоями 8Y и 7AX оксида.

Последовательность, посредством которой может быть осуществлен первый способ в примере из фиг 7А и как показано на фиг.12, включает в себя первый этап:

a) получение 400 подложки 410, содержащей верхний слой 420 и нижний слой 430, выполненные из материалов на основе кремния.

Этот способ также включает в себя следующие этапы:

b) выборочное травление 500, по меньшей мере, одной полости 510 в верхнем слое 420 для образования, по меньшей мере, одного пальца 8 из материала на основе кремния пружины 2 баланса;

c) крепление 600 к верхнему протравленному слою 420 подложки 410 дополнительного слоя 440 из материала на основе кремния;

d) выборочное травление 700, по меньшей мере, одной полости 710 в дополнительном слое 440 для продолжения рисунка, по меньшей мере, одного пальца 8 и образования рисунков пружины 2 баланса и зацепляющего элемента 7 и втулки 6 из материала на основе кремния пружины баланса;

e) выборочное травление 800, по меньшей мере, одной полости 810 в нижнем слое 430 для продолжения рисунка, по меньшей мере, одного пальца 8 и образования рисунка фланца 11, включающего в себя, по меньшей мере, один паз 10 для ограничения перемещения, по меньшей мере, одного пальца 8;

f) освобождение 900 противоударного механизма 1 от подложки 410.

Специалисты в данной области техники, разумеется, могут предложить варианты

этого способа или внедрить подобные способы, в частности, согласно описаниям патентных заявок, опубликованных Nivarox-Far SA, которые относятся к усовершенствованию пружин балансов и компонентов ходовых механизмов часов, изготовленных из материалов, пригодных для микромашинной обработки. Материалы, выбранные благодаря высокому модулю упругости, в частности, выше 50000 Н/мм2 и, в частности выше 100000 Н/мм2, преимущественно выбраны из металлических стекол или, по меньшей мере, частично аморфных материалов.

Предпочтительно, номинальное значение, заданное для максимального углового удлинения α предпочтительно составляет 300°.

Позиционирование пальца 8 предпочтительно обеспечивается на одном из витков рядом с осью, как показано на фиг.1-6.

Принцип изобретения состоит в использовании пальца 8 совместно с ограничительным пазом 10 для ограничения амплитуды пружины 2 баланса. При номинальной работе палец 8 не касается паза 10, поскольку его истинная траектория идентична геометрии паза 10. Паз 10 имеет размеры, позволяющие ему ограничивать перемещение баланса 30 в случае чрезмерной амплитуды. Витки 3, расположенные между пальцем 8 и поворотной осью D, которые взаимодействуют во время действия чрезмерных амплитуд, определяют жесткость противоударного механизма 1 по изобретению. Вариант, содержащий несколько пальцев 8, каждый из которых расположен в соответствующем канале, обеспечивает прогрессивное действие механизма 1 посредством дифференциального изменения количества витков 3 пружины, которые остаются в рабочем состоянии.

За счет использования механизма очень небольшой толщины, которая не нарушает общую толщину ходового механизма, изобретение обеспечивает следующие преимущества:

- во время номинального функционирования системы инерция и движение пружинной системы баланса не нарушаются благодаря тому, что палец 8 не касается канала 10;

- ограничение амплитуды, обеспечиваемое механизмом 1 по изобретению, действует в обоих направлениях вращения.

1. Противоударный механизм (1) для регулирующего механизма (100) часов, содержащего, по меньшей мере, одну пружину (2) баланса, выполненную в виде нескольких витков (3) полосы (20), при этом первый конец (24) внутреннего витка (4) закреплен к втулке (6), имеющей общую с пружиной (2) ось (D) поворота, а второй противоположный конец (25) наружного витка (5) закреплен к фиксирующему элементу (7),

отличающийся тем, что, по меньшей мере, один виток (3) пружины (2) баланса снабжен, по меньшей мере, одним пальцем (8), включающим в себя, по меньшей мере, один воспринимающий валик (81), установленный в выполненном во фланце (11) механизма (1) ограничивающим перемещение пазу (10) с возможностью движения без контакта с ним во время номинального растяжения и сжатия вышеуказанной пружины (2) баланса, при этом вышеуказанный паз (10) выполнен с возможностью ограничения перемещения пальца (8) относительно оси (D) поворота, когда угол поворота вышеуказанной втулки (6) превышает заданное номинальное значение.

2. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что воспринимающий валик (81) установлен, по существу, параллельно направлению поворотной оси (D) и, по существу, перпендикулярно плоскости, в которой расположены витки (3).

3. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент (7) закреплен к фланцу (11).

4. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что пружина (2) баланса расположена по одну сторону от ограничивающей плоскости (Р), по другую сторону которой расположен фланец (11), по меньшей мере, в области максимальной проекции пружины (2) баланса.

5. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанный паз (10) имеет форму витка.

6. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что палец (8) во время номинальной работы отстоит от краев (12, 13) паза (10) так, что траектория его перемещения расположена на срединной поверхности (14), равноудаленной от краев (12, 13) паза (10).

7. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что пружина (2) баланса выполнена за одно целое с втулкой (6) фиксирующим элементом (7) и фланцем (11).

8. Противоударный механизм (1) по п.7, отличающийся тем, что механизм (1) выполнен полностью из кристаллического или поликристаллического кремния с использованием пластин «кремний на изоляторе», при этом вышеуказанная пружина (2) баланса выполнена путем травления в верхнем слое, а фланец (11) и палец (8) выполнены путем травления в нижнем слое.

9. Противоударный механизм (1) по п.7, отличающийся тем, что механизм выполнен полностью из кремния с использованием пластин «кремний на изоляторе» и включает в себя вторую соосно установленную пружину (21) баланса, при этом обе пружины (2) и (21) баланса выполнены путем травления в двух наружных слоях, а фланец (11) и палец (8) выполнены путем травления во внутреннем слое.

10. Противоударный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что пружина (2) баланса снабжена несколькими пальцами (8), каждый из которых взаимодействует с отдельным пазом (10) ограничения перемещения.

11. Противоударный механизм (1) по п.10, отличающийся тем, что вышеуказанные пазы (10) не являются последовательными.

12. Ходовой механизм (200) часов, включающий в себя регулирующий элемент (100) с пружинным резонатором баланса, содержащий, по меньшей мере, один противоударный механизм (1) по п.1, при этом, по меньшей мере, одна вышеуказанная пружина (2) баланса установлена на оси (31) баланса (30), установленного между платой (32) и фланцем (11),

отличающийся тем, что вышеуказанная полоса (20) вышеуказанной пружины (2) баланса снабжена упругой самоконтрящейся шайбой, образующей вышеуказанную втулку, для позиционирования пружины (2) баланса на оси (31) баланса (30) с обеспечением управления расстоянием и ориентацией точки начала Архимедовой спирали, вдоль которой полоса (20) расположена относительно оси (D) поворота баланса (30).

13. Способ изготовления противоударного механизма (1), включающий в себя

a) использование (400) подложки (410), содержащей верхний слой (420) и нижний слой (430), выполненные из материалов на основе кремния,

отличающийся тем, что содержит следующие этапы

b) выборочное травление (500), по меньшей мере, одной полости (510) в вышеуказанном верхнем слое (420) для образования, по меньшей мере, одного пальца (8) из материала на основе кремния для вышеуказанной пружины (2) баланса,

c) крепление (600) к вышеуказанному верхнему протравленному слою (420) вышеуказанной подложки (410) дополнительного слоя (440) из материала на основе кремния,

d) выборочное травление (700), по меньшей мере, одной полости (710) в вышеуказанном дополнительном слое (440) для образования профиля, по меньшей мере, одного пальца (8), образования профиля пружины (2) баланса, фиксирующего элемента (7) и втулки (6) из материала на основе кремния вышеуказанной пружины баланса,

e) выборочное травление (800), по меньшей мере, одной полости (810) в вышеуказанном нижнем слое (430) для образования профиля, по меньшей мере, одного вышеуказанного пальца (8) и образования профиля фланца (11), включающего в себя, по меньшей мере, один паз (10) для ограничения перемещения, по меньшей мере, одного вышеуказанного пальца (8),

f) освобождение (900) противоударного механизма (1) от вышеуказанной подложки (410).

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что вышеуказанный противоударный механизм (1) полностью выполнен из кремния с использованием пластин «кремний на изоляторе», с одной стороны, и участок вышеуказанного, по меньшей мере, одного пальца (8), прикрепленный к вышеуказанной пружине (2) баланса и расположенный между двумя параллельными плоскостями (P1, P2), образующими границы вышеуказанной пружины (2) баланса, с другой стороны, выполнен травлением в верхнем слое, а вышеуказанный фланец (11), с одной стороны, и другой участок вышеуказанного, по меньшей мере, одного пальца (8), удаленный от вышеуказанной пружины (2) баланса и расположенный снаружи пространства, содержащегося между вышеуказанными двумя плоскостями (P1, P2), с другой стороны, выполнен травлением в нижнем слое.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цельному композитному микромеханическому элементу (1) часов, включающему в себя первый функциональный уровень (N1), снабженный импульсным штифтом (3), выполненным из первого материала, предназначенным для взаимодействия с элементом, и полученным методом гальванопластики участком (5), выполненным из второго металлического материала, частично перекрывающего импульсный штифт, и второй функциональный уровень (N2), содержащий только полученный методом гальванопластики участок, образующий ролик, также предназначенный для взаимодействия с элементом, при этом первый материал отличается от второго металлического материала.

Изобретение относится к функциональным микромеханическим узлам, состоящим из двух трущихся деталей или одной детали с двумя трущимися поверхностями, входящих в состав часовых механизмов.

Использование: для защиты элемента часов от удара. Сущность изобретения заключается в том, что элемент (1) свободно установлен в полости (1А) между полюсными наконечниками (4, 6), которые отличны от элемента (1) и расположены вблизи полости (1А), при этом противоударное устройство (10) содержит средства для притяжения и удержания первого конца (2) элемента на опоре только на первом полюсном наконечнике (4), а также содержит средства для притяжения второго конца (2) элемента ко второму полюсному наконечнику (6), причем средства притяжения первого конца (2) и второго конца (3) имеют магнитную и/или электростатическую природу и могут перемещаться в осевом направлении (D) между стопорами Технический результат: улучшение противоударных характеристик элементов часов.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство для защиты балансирной пружины часов от воздействующих магнитных полей. Устройство содержит балансир, изготовленный из аморфного ферромагнитного материала.

Изобретение относится к резонатору (11) с балансом (13) и пружиной баланса (15), содержащему баланс (13), смонтированный на штоке (17), пружину баланса (15), выполненную в виде единого целого с муфтой (14), которые установлены на указанном штоке.

Изобретение относится к электронно-механическим кварцевым часам. .

Изобретение относится к часовой промышленности. Кольцевой качающийся груз (3) для часов с автоподзаводом включает в себя приводное кольцо (5) с кольцевой передаточной частью (11), снабженной коаксиальным зубчатым венцом (15) для завода часов, и тяжелый сектор (7). Тяжелый сектор (7) прикреплен к приводному кольцу (5). Приводное кольцо (5) включает в себя множество упругодеформируемых соединительных элементов (9), которые могут упруго деформироваться и соединяют кольцевую передаточную часть (11) со второй кольцевой частью (13). Предлагаются также часовой механизм с автоподзаводом, содержащий качающийся груз, и часы с автоподзаводом, включающие в себя указанный часовой механизм. Обеспечивается возможность демпфирования движения вращающегося груза в осевом направлении. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх