本發(fā)明涉及一種鐘表組件，該鐘表組件包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的心軸和在鐘表機(jī)芯中圍繞確定的軸線樞轉(zhuǎn)該心軸的樞轉(zhuǎn)裝置，該樞轉(zhuǎn)裝置包括至少一個裝備有磁體的磁性軸承，該磁體布置成對心軸的由磁性材料制成的樞軸施加吸引力。

背景技術(shù)：

在鐘表機(jī)芯的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中使用永磁體可能是有利的，這尤其是因?yàn)槠涫沟媚軌虍a(chǎn)生顯著的局部力而同時(shí)限制摩擦力。

已知滿足前序部分中給出的定義的具有磁體的樞轉(zhuǎn)裝置。一個示例是在國際專利申請No.2012/062524的圖13中表示的用于在鐘表中樞轉(zhuǎn)心軸的裝置。本文的附圖1是該現(xiàn)有技術(shù)的圖示的再現(xiàn)。所示樞轉(zhuǎn)裝置被設(shè)置成用于心軸1，該心軸1的端部構(gòu)成兩個樞軸，分別標(biāo)記為2和3。該樞軸由磁性材料制成。附圖還示出布置成支承和引導(dǎo)兩個樞軸2和3旋轉(zhuǎn)的第一軸承和第二軸承。該兩個軸承中的每個軸承包括底座(setting)，分別標(biāo)記為40和44，安裝在底座中的永磁體，分別標(biāo)記為4和6，和插入磁體和底座的開口之間的具有支承表面的寶石，該支承表面分別標(biāo)記為18A和19A。第一軸承和第二軸承的磁體4和6取向成分別吸引第一和第二樞軸，從而將心軸1保持在樞軸軸線上，并具有一定的徑向和軸向游隙。

由于極其縮小的尺寸和精確地執(zhí)行精密時(shí)計(jì)功能所需的高空間精度，生產(chǎn)根據(jù)上述原理工作的可靠的鐘表機(jī)構(gòu)是一個重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

實(shí)際上，大多數(shù)天然或合成磁性材料在毫米或更小數(shù)量級上是不同質(zhì)的。因此很難控制這一級別上的磁場的定位和強(qiáng)度。特別地，具有最高磁能強(qiáng)度的永微磁體，例如SmCo或NdFeB微磁體，通常由來自于稀土族的化學(xué)元素的粉末制造，因?yàn)槠漕w粒結(jié)構(gòu)具有包括在1和100微米之間的尺寸。當(dāng)其接近顆粒度時(shí)，磁場的同質(zhì)性總體上減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是通過提供一種樞轉(zhuǎn)裝置克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，其中，以更高的精度確定由磁體產(chǎn)生的磁場的空間分布。本發(fā)明通過提供一種根據(jù)所附權(quán)利要求1所述的樞轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)該目的。

將理解，根據(jù)本發(fā)明，磁體和樞軸之間的磁通量集中結(jié)構(gòu)(centring structure)的存在一方面具有增加中心部分中的磁場強(qiáng)度的效果，另一方面具有增加磁場的徑向梯度的效果。本發(fā)明的第一優(yōu)點(diǎn)因此是，增加徑向作用于樞軸上的磁性回復(fù)力。

根據(jù)本發(fā)明，在關(guān)于樞軸軸線的橫截面中，中心部分具有比磁體的直徑更小的直徑。另外，由于中心部分使磁場集中，因此沿著中心部分的中心的方向吸引樞軸。本發(fā)明的第二優(yōu)點(diǎn)因此是，無論磁體中具有任何磁性缺陷，都以改進(jìn)的精度使樞軸居中。

根據(jù)本發(fā)明，外周部分剛性裝配至支承件，從而中心部分以確定的樞軸軸線為中心。本發(fā)明的第三優(yōu)點(diǎn)因此是，無論磁體中具有任何幾何缺陷，都通過設(shè)計(jì)使磁通量集中結(jié)構(gòu)居中且該磁通量集中結(jié)構(gòu)在所提供的樞軸軸線上居中地從磁體引導(dǎo)磁通量。

根據(jù)本發(fā)明，通過外周部分將集中結(jié)構(gòu)的中心部分彈性地保持就位，該中心部分連接至該外周部分。實(shí)際上，通過至少一個連接構(gòu)件將中心部分彈性地連接至外周部分，該外周部分被強(qiáng)行插入支承件中的殼腔內(nèi)，該中心部分經(jīng)由該外周部分連接至支承件。因此，即使外周部分在被壓入配合到支承件中時(shí)變形，中心部分也相對于集中結(jié)構(gòu)的外周部分總體上保持其居中位置。本發(fā)明的第四優(yōu)點(diǎn)因此是，中心部分將在集中結(jié)構(gòu)裝配到其支承件時(shí)“自居中”。

規(guī)定“彈性地或彈力地連接”是指中心部分和外周部分之間的連接構(gòu)件是彈性的，并且其在外周部分壓入配合到支承件期間經(jīng)受的變形基本上是彈性變形。形容詞“彈性的”或“彈力的”意味著：“具有在變形之后至少部分地恢復(fù)其初始形狀或體積的品質(zhì)”。當(dāng)彈性或彈力物體變形時(shí)，該變形產(chǎn)生回復(fù)力，該回復(fù)力抵抗該變形，并且其強(qiáng)度是變形的幅度的遞增函數(shù)。

附圖說明

在參考附圖閱讀下文僅通過非限制性示例給出的描述時(shí)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，圖中：

-圖1是現(xiàn)有技術(shù)的磁性樞轉(zhuǎn)裝置的縱向剖視圖。

-圖2和4分別是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的抗震樞轉(zhuǎn)裝置的透視圖和局部縱向剖視圖。

-圖3是手表機(jī)芯的局部剖視圖，示出圖2和4的樞轉(zhuǎn)裝置如何結(jié)合在鐘表機(jī)芯中的一個示例。

-圖5、6和7是示出適合于例如在圖2、3和4的樞轉(zhuǎn)裝置中使用的磁通量集中結(jié)構(gòu)的三種變型的示意性平面圖。

-圖8A是適合于例如在圖8B的樞轉(zhuǎn)裝置中使用的磁通量居中裝置的透視圖。

-圖8B是與圖4類似的局部縱向剖視圖，但是示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的樞轉(zhuǎn)裝置。

具體實(shí)施方式

圖5、6和7是示出用于根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的樞轉(zhuǎn)裝置的磁通量集中結(jié)構(gòu)的三種變型的示意性平面圖。

根據(jù)本發(fā)明，集中結(jié)構(gòu)包括外周部分(在圖5、6和7中分別標(biāo)記為61、71、81)和通過至少一個連接構(gòu)件(分別標(biāo)記為65、75、85)彈性地連接至外周部分的中心部分(分別標(biāo)記為63、73、83)。同樣根據(jù)本發(fā)明，中心部分由高導(dǎo)磁材料制成。磁通量居中結(jié)構(gòu)的其它部分可以由與中心部分相同的材料制成。然而，還可以由其它材料制造連接構(gòu)件和外周部分，例如優(yōu)選地具有低導(dǎo)磁率的材料，特別是非磁性材料。非磁性材料是指具有其值接近1的低導(dǎo)磁率的材料。磁通量集中結(jié)構(gòu)例如可以通過LIGA技術(shù)制造。

根據(jù)本發(fā)明的一個變型(未示出)，將外周部分彈性地連接至中心部分的連接構(gòu)件可以采用薄片的形式(可以是瓦楞薄片)，該薄片從中心部分延伸到外周部分，優(yōu)選地全部圍繞中心部分覆蓋360°的范圍，以封閉外周部分和中心部分之間的空間。在構(gòu)成連接構(gòu)件的薄片由與中心部分相同的材料制成的情況下，其厚度優(yōu)選地等于或小于中心部分的厚度的十分之一，以避免封閉磁體周圍穿過薄片的磁場線，由此使得任何屏蔽效應(yīng)最小化。還將理解，構(gòu)成連接構(gòu)件的薄片還可以被刺穿多個孔。

再次參考圖5、6和7，可看到所示的磁通量集中結(jié)構(gòu)各自至少包括多個彈性的連接構(gòu)件。圖5中表示的磁通量集中結(jié)構(gòu)60的外周部分61采用圓環(huán)的形式。然而將理解，外周部分可以替代地是卵形、橢圓形、多邊形等。在圖5所示的示例中，中心部分63是圓盤的形式，該圓盤的直徑等于外周部分的直徑的約12％。中心部分和外周部分通過三個S形的連接構(gòu)件65連接。如圖5所示，三個連接構(gòu)件沿徑向布置在中心部分周圍并且彼此在角度上隔開約120°。另外，連接構(gòu)件延伸的長度等于集中結(jié)構(gòu)的直徑的約40％。更一般地，連接構(gòu)件的跨度優(yōu)選地包括在集中結(jié)構(gòu)的直徑的20％和45％之間。還將理解，連接構(gòu)件65的“S”形狀具有增加其彈性的效果。

現(xiàn)在更具體地參考圖6，可看到所示的集中結(jié)構(gòu)包括外周部分71和中心部分73，該外周部分71和中心部分73通過四個連接構(gòu)件75彼此連接。如可以看到的，所示連接構(gòu)件是彎曲成圓弧的小條形件的形式。將理解，所示變型中的由小條形件呈現(xiàn)的圓弧曲率具有增加中心部分和外周部分之間的連接的彈性的效果。在圖6中，四個彈性連接構(gòu)件各自相對于兩個相鄰構(gòu)件中的每個構(gòu)件在角度上偏移90°的角度。

圖7表示的磁通量集中結(jié)構(gòu)的變型與兩個前述變型的不同之處特別在于：外周部分81不構(gòu)成閉合的框架。如在該圖中看到的，在所示變型中，外周部分由成形為圓弧的連接構(gòu)件85的三個遠(yuǎn)端構(gòu)成。外周部分因此是不連續(xù)的。在所示的示例中，外周部分被限制為圍繞構(gòu)成中心部分83的圓盤規(guī)則地分布的三個突出部。

在圖5至7的三個變型中，根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施例，彈性連接構(gòu)件規(guī)則地布置在中心部分周圍。更特別地，在這些變型中，彈性連接構(gòu)件全部具有相似的形狀，并且相對于中心部分在角度上布置為使得任意兩個相鄰的連接構(gòu)件之間具有總體上恒定的角度偏移。應(yīng)注意，“相似的形狀”還包括由給定形狀的軸向或中心對稱變換得到的形狀，例如具有豎直對稱軸線的反向的“S”形。此優(yōu)選實(shí)施例使得當(dāng)磁通量集中結(jié)構(gòu)壓入配合到其支承件中時(shí)，無論在該壓入配合期間向外周部分施加的任何應(yīng)力(其可能導(dǎo)致外周部分的一些變形，尤其是其外尺寸的減小)，都能夠相對于磁通量集中結(jié)構(gòu)的支承件維持中心部分的給定的中心位置。

制成本發(fā)明的磁通量集中結(jié)構(gòu)的中心部分的高導(dǎo)磁材料可以有利地是鎳或鈷或者鎳或鈷基合金。在一個實(shí)施例中，該材料可以是具有小于或等于11％的磷百分比的鎳-磷合金。根據(jù)另一變型，磁通量集中元件可以完全由軟磁性材料制成，其特征在于小于5kA/m的矯頑場H_c，其具有比0.5T更高的飽和度和等于或大于1000的最大導(dǎo)磁率μ_R。根據(jù)另一變型，該材料可以是硬磁性的。

圖2、3和4示出對應(yīng)于本發(fā)明的第一具體實(shí)施例的抗震樞轉(zhuǎn)裝置。將理解，關(guān)于圖5、6和7描述的磁通量集中結(jié)構(gòu)60、70和80尤其適合于在現(xiàn)在將描述的樞轉(zhuǎn)裝置中使用集中結(jié)構(gòu)。

圖2、3和4示出支承件145，其基部包括用于供樞軸103通過的開口135。該支承件布置成用于定位底座144。為此，該底座144通過彈性裝置被保持在支承件145中的倒錐形殼腔中，在該示例中，該彈性裝置由彈簧110構(gòu)成。在所示的示例中，支承件145是包括圓形邊緣的回轉(zhuǎn)部件。樞轉(zhuǎn)裝置設(shè)置成用于心軸101，該心軸101的端部102、103分別構(gòu)成第一和第二樞軸。樞軸103由磁性材料制成。另外，底座144和支承件145構(gòu)成軸承105的一部分，該軸承105布置成支承和引導(dǎo)樞軸103旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，該示例的樞轉(zhuǎn)裝置還包括第二軸承(未標(biāo)記)，該第二軸承布置成支承和引導(dǎo)樞軸102旋轉(zhuǎn)(圖2和4中未示出)。

還可以看到，底座144容納有封閉寶石146、永磁體106、磁通量集中結(jié)構(gòu)60和摩擦寶石(tribological jewel)119，該摩擦寶石119具有用于樞軸103的承載表面119A。該承載表面構(gòu)成用于樞軸的止動件。寶石146布置成封閉底座的頂部并由此構(gòu)成用于永磁體的封閉殼腔。摩擦寶石插入磁體和底座的開口之間，磁通量集中結(jié)構(gòu)夾在磁體和摩擦寶石之間。將理解，磁體106和集中結(jié)構(gòu)60布置成吸引樞軸103，從而將心軸101維持在確定的徑向位置，同時(shí)以一定游隙位于給定的軸向位置。

在軸向震動的情況下，擺軸101的樞軸103向上推動摩擦寶石119和底座144。在這種情況下，僅彈簧110進(jìn)行作用以使底座和擺軸返回其初始位置。彈簧110的尺寸被確定成具有有限的位移，從而在其限度之外，軸101的凸肩抵靠開口135的外緣以允許該軸的較厚部分吸收震動。在中等強(qiáng)度的側(cè)向震動的情況下，僅磁體106產(chǎn)生的磁場進(jìn)行作用以使樞軸返回其平衡位置。將理解，樞軸的平衡位置對應(yīng)于最大的磁場強(qiáng)度，該最大強(qiáng)度的位置與集中結(jié)構(gòu)60的中心部分63的位置相一致。如果側(cè)向震動的強(qiáng)度超過某一限度，則由磁場產(chǎn)生的力不足以保持樞軸103。該樞軸然后抵靠開口135的外緣。然后，一旦開口的外緣使樞軸的行程停止，磁力將可以使樞軸朝其平衡位置返回。

根據(jù)一個變型，摩擦寶石119的承載表面119A可以包括凹面而非平面，像圖1的寶石19的承載表面19A一樣。將理解，在這種情況下，在震動之后，將不僅是磁力進(jìn)行作用以使樞軸返回其平衡位置，而且樞軸靠著凹面的保持力也將有助于使樞軸返回其平衡位置(經(jīng)由凹面的反作用力，該軸向力包括徑向分量)。

在圖2、3和4的變型中，磁通量集中結(jié)構(gòu)和磁體具有基本相同的直徑。該直徑優(yōu)選地包括在0.4和1.5mm之間。根據(jù)本發(fā)明，在通過樞軸軸線的橫截面中，集中結(jié)構(gòu)60的中心部分63具有比磁體的尺寸小的尺寸。在這些情況下，中心部分的直徑優(yōu)選地包括在0.1和1mm之間。另外，該中心部分的厚度優(yōu)選地包括在40和100μm之間。

根據(jù)本發(fā)明，該樞轉(zhuǎn)裝置包括用于集中結(jié)構(gòu)的支承件。集中結(jié)構(gòu)的外周部分61剛性裝配至支承件，該外周部分被強(qiáng)行插入支承件中的殼腔內(nèi)。將理解，根據(jù)此示例的實(shí)施例，所討論的支承件由底座144構(gòu)成。外周部分由此被推壓到底座中。經(jīng)驗(yàn)表明，這么做可能導(dǎo)致外周部分61的較明顯的變形。在這些情況下，如果中心部分63沒有彈性連接至外周部分，則將不可能預(yù)知在推壓配合之后由中心部分占據(jù)的位置。本發(fā)明的彈性連接的一個優(yōu)點(diǎn)在于，在推壓配合之后中心部分的位置對應(yīng)于彈性平衡位置，通過設(shè)計(jì)，該彈性平衡位置保持靠近底座的中心。這由此保證中心部分以經(jīng)過底座的中心的樞軸軸線為中心。

圖8A和8B對應(yīng)于本發(fā)明的第二具體實(shí)施例。圖8B是本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)裝置的該第二實(shí)施例的局部縱向橫截面圖。圖8A是僅示出磁通量集中結(jié)構(gòu)和一部分心軸101的示意性透視圖。特別地將理解，在該局部視圖中未示出定位在心軸端部處的樞軸103，以避免圖中內(nèi)容過多。再參考圖8A，可看到所示集中結(jié)構(gòu)90包括三個連接構(gòu)件95，其采取徑向取向(以與在圖5中表示的情況類似的方式)的小條形件形式。集中結(jié)構(gòu)90包括小實(shí)心圓柱體形式的中心部分93和外圍管狀部分91。在所示的示例中，外圍管狀部分91是具有圓形截面的管。然而將理解，外圍管狀部分91可以替代地是具有卵形、橢圓形、多邊形截面等的管。另外，如圖8A所示，與第一實(shí)施例的情況不同，外周部分91比中心部分93高得多。中心部分位于管91的一端處。因此將理解，在所示實(shí)施例中，外周部分在中心部分下方界定了腔。如圖8B所示，該腔適合于容納磁體。

圖8B與圖4非常類似。因此將相同的附圖標(biāo)記賦予圖8B的與圖4的構(gòu)件在實(shí)質(zhì)上相同的任何構(gòu)件。然而將注意，磁體206具有比圖4的磁體106的直徑小的直徑，這使得可以將磁體206推壓到磁通量集中結(jié)構(gòu)90的外周部分91中或粘結(jié)到該外周部分91內(nèi)部。將不再詳細(xì)描述圖8B所示的樞轉(zhuǎn)裝置，因?yàn)槠渑c圖4的樞轉(zhuǎn)裝置在實(shí)質(zhì)上相同。

再參考圖8B，還可看到，樞軸103與磁通量集中結(jié)構(gòu)的中心部分93直接接觸，該中心部分93由此限定托鉆。由此將理解，在所示的變型中，集中結(jié)構(gòu)的中心部分還作為用于樞軸的承載表面。為此，使用同樣具有良好的摩擦學(xué)性能的磁性材料制造中心部分93。可以例如以將硬金屬與鈷或鎳結(jié)合劑相結(jié)合的合金形式獲得這種同時(shí)具有良好的磁性品質(zhì)和良好的摩擦學(xué)性能的材料。根據(jù)一個有利的變型，所討論的硬金屬是碳化鎢(WC)。根據(jù)一個優(yōu)選變型，構(gòu)成托鉆的材料是碳化鎢和鈷的混合物，包含介于20-25％之間的鈷?？商娲?，構(gòu)成托鉆的材料可以是磁性金屬玻璃。有利地，該金屬玻璃是鐵基金屬玻璃。同樣清楚的是，在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對構(gòu)成本說明書的主題的實(shí)施例進(jìn)行對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的各種改變和/或改進(jìn)。