用于具有旋转柔性轴承的谐振器机构的抗震保护
技术领域
本发明涉及一种钟表谐振器机构，其包括一结构和一锚固单元，至少一个惯性元件悬挂在锚固单元上，该惯性元件布置成绕在第一方向Z上延伸的枢转轴线在第一旋转自由度RZ上振荡，所述惯性元件受到由柔性枢轴施加的回复力，该柔性枢轴包括多个基本上纵向的弹性带，每个弹性带在第一端固定到所述锚固单元，并且在第二端固定到所述惯性元件，每个所述弹性带能够基本上在垂直于所述第一方向Z的平面XY中变形。
本发明还涉及一种包括至少一个这种谐振器机构的钟表振荡器。
本发明还涉及一种钟表机芯，该钟表机芯包括至少一个这种振荡器和/或至少一个这种谐振器机构。
本发明还涉及一种包括这种钟表机芯和/或这种振荡器和/或这种谐振器机构的表。
本发明涉及钟表谐振器领域，更具体地涉及包括弹性带的谐振器领域，所述弹性带用作用于振荡器工作的返回装置。
背景技术
对于包括至少一个形成柔性轴承的游丝或弹性带的大多数钟表振荡器、特别是对于具有交叉带的谐振器来说，悬挂系统的扭转刚度是一个难题。抗震能力也取决于该扭转刚度；事实上，在平面外冲击过程中，带承受的应力在短时间内达到非常高的值，因此这减少了零件在屈服前可能产生的行程。钟表减震器有多种变型。然而，它们的功能本质上是保护脆弱的心轴枢轴，而非保护弹性元件——例如传统地游丝。
ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的欧洲专利申请EP 3 054 357 A1公开了一种钟表振荡器，其包括一结构和不同的主谐振器，主谐振器在时间和几何位置上偏移，每个主谐振器均包括借助于弹性返回装置朝向所述结构返回的质量块。该振荡器包括用于主谐振器之间的相互作用的耦合装置，该耦合装置包括用于驱动轮副运动的驱动装置，该驱动装置包括驱动和引导装置，该驱动和引导装置布置成驱动和引导铰接到传动装置的控制装置，每个传动装置在距控制装置一定距离处铰接到主谐振器的质量块。主谐振器和轮副布置成使得任何两个主谐振器的铰接轴线和控制装置的铰接轴线从不共面。
SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT Ltd名下的欧洲专利申请EP 3 035 127A1公开了一种钟表振荡器，其包括由音叉形成的谐振器，该谐振器包括至少两个可动的振荡部件，该振荡部件通过柔性元件固定到连接元件上，该柔性元件的几何形状确定了相对于板的确定位置的虚拟枢转轴线，并且相应的可动部件围绕该虚拟枢转轴线振荡，在静止位置该可动部件的质心与相应的虚拟枢转轴线重合。对于至少一个可动部件，柔性元件由在两个平行平面中彼此相隔一定距离交叉的弹性带形成，并且弹性带在投影到两个平行平面之一上的方向在可动部件的所述虚拟枢转轴线上相交。
根据ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的瑞士专利申请CH 01544/16及其衍生专利，一种新型机构结构使得通过使用具有非常小的升程角的杠杆式擒纵机构的柔性轴承来最大化谐振器品质因数成为可能，这些专利的教导可以直接用在本发明中，并且其谐振器可以在某些特定方向上进一步提高其冲击灵敏度。因此，问题是在冲击时保护带免受损坏。很明显，迄今为止为提出的用于具有柔性轴承的谐振器的抗震系统仅保护带免受某些方向的冲击，而不是所有方向的冲击，或者它们的缺点是在柔性枢轴振荡旋转期间让其连接点轻微移动，这应该尽可能避免。
ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的瑞士专利申请CH 00518/18或欧洲专利申请EP 18168765.8公开了一种钟表谐振器机构，该钟表谐振器机构包括通过柔性悬挂系统承载锚固单元的结构，锚固单元上悬挂有惯性元件，该惯性元件在由柔性枢轴施加的回复力的作用下在第一旋转自由度RZ上振荡，该柔性枢轴包括第一弹性带，每个第一弹性带固定到所述惯性元件和所述锚固单元上，柔性悬挂系统布置成允许锚固单元在除了第一旋转自由度RZ之外的每个自由度上有一定的移动性，在第一旋转自由度上，只有惯性元件可以移动以避免对其振荡的任何破坏，并且悬挂系统在第一旋转自由度RZ上的刚度比柔性枢轴在同一旋转自由度RZ上的刚度高得多。
发明内容
本发明提出优化悬挂系统的扭转刚度，特别是针对根据ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的专利申请CH 00518/18或EP 18168765.8的谐振器机构，或针对具有柔性轴承的类似谐振器。
提高悬挂系统的扭转刚度也能提高带在冲击时的抗断裂保护。一个好的具有柔性轴承的旋转谐振器(柔性轴承形成柔性枢轴并限定虚拟枢转轴线)必须对于在第一旋转自由度RZ上的振荡旋转非常柔性，而在其他自由度(X，Y，Z，RX，RY)上非常刚硬，以避免不希望的谐振器质心的运动。事实上，如果谐振器的方向在重力场中改变(称为“位置误差”)，这种不希望的运动会导致走时误差。在振荡自由度上，枢轴连接点的悬挂必须非常刚硬，以避免干扰谐振器的等时性，并避免由于反作用力而在运动中耗散能量。
本发明提出更好地控制悬挂系统的扭转刚度，以限制带式谐振器的带的平面外位移，从而确保改善的系统阻力。
为此，本发明涉及根据权利要求1的带式谐振器机构。
本发明还涉及包括至少一个这种谐振器机构的钟表振荡器。
本发明还涉及包括至少一个这种谐振器机构的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括这种钟表机芯和/或这种谐振器机构的表。
附图说明
通过参考附图阅读以下详细描述，本发明的其他特征和优点将会显现，其中:
-图1示出具有弹性带的谐振器机构的示意性透视图，该谐振器机构包括通过柔性枢轴悬挂在锚固单元上的惯性质量块，该柔性枢轴包括两个平行的弹性带，这些弹性带延伸的方向在投影上与该惯性元件的虚拟枢转轴线交叉，这与ETA Manufacture HorlogèreSuisse名下的瑞士专利申请CH 00518/18或欧洲专利申请EP 18168765.8相一致，其教导可被用于本发明中；该谐振器机构以特定的非限制性配置表示，其中，它包括两个平移台，这两个平移台布置成允许谐振器所包括的在锚固单元和到板的连接点之间的中间质量块的受限自由度；注意，这些平移台中的每一个都包括长形的弹性元件，其方向基本上指向由弹性带限定的虚拟枢轴处的枢转轴线；在此惯性元件承载具有惯性调节螺钉的摆轮形式的惯性质量块，并且还承载销或类似类型的突出元件，该突出元件布置成与擒纵机构(未示出)协作，特别是与擒纵叉协作，或者直接与擒纵轮协作：该机构还包括上止动构件和下止动构件，以限制惯性质量块的行程并保护柔性轴承带；
-图2示出了包含在图1的谐振器机构中的惯性质量块的不同自由度的示意性透视图；去掉了摆轮以显示具有两个弹性带的柔性轴承和两个平移台，所述两个弹性带在投影中交叉；该机构表示为这样一种结构，其中，两个层级的弹性带中的至少一个层级属于一体式组件，该一体式组件包括可断裂元件，以便在通过使可断裂元件断裂而释放谐振器机构之前，更容易将谐振器机构放置在机芯中；更具体地说，这两个层级也可以一起形成这样的一体式组件。
-图3以类似于图2的方式示出在去掉了用于连接到表的固定结构的元件之后的同一机构。
-图4以类似于图3的方式示出了图3的细节，示出了在两个叠置且平行的层级上具有直的横向弹性带的横向平移台。
-图5以类似于图3的方式示出类似的机构，但是平移台包括横截面基本上为正方形的直的柔性轴。
-图6是图5中的横截面基本上为正方形的直的柔性轴的细节。
-图7以类似于图3的方式示出类似的机构，但是平移台包括横截面基本上为圆形的直的柔性轴。
-图8是图7中的横截面基本上为圆形的直的柔性轴的细节。
-图9是示出包括机芯的表的框图，该机芯一方面包括一个这种谐振器机构，另一方面包括具有一个这种谐振器机构的振荡器机构。
具体实施方式
本发明涉及一种钟表谐振器机构，其形成了ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的瑞士专利申请CH 00518/18和欧洲专利申请EP 18168765.8中公开的谐振器的变型，这些专利申请通过引用结合于此，并且本领域技术人员能够将其特征与本发明的特征相结合。
该钟表谐振器机构100包括结构1和锚固单元30，至少一个惯性元件2悬挂在锚固单元30上，惯性元件2布置成围绕在第一方向Z上延伸的枢转轴线D在第一旋转自由度RZ上振荡。惯性元件2受到由柔性枢轴200施加的回复力，柔性枢轴200包括多个基本上纵向的弹性带3，每个弹性带3在第一端固定到锚固单元30，并且在第二端固定到惯性元件2。每个弹性带3能够基本上在垂直于第一方向Z的平面XY中变形。
根据本发明，锚固单元30通过柔性悬挂系统300悬挂在结构1上，柔性悬挂系统300布置成允许锚固单元30在悬挂系统的五个柔性自由度上运动，这五个自由度是:
-在第一方向Z上的第一平移自由度，
-在正交于第一方向Z的第二方向X上的第二平移自由度，
-在正交于第二方向X和第一方向Z的第三方向Y上的第三平移自由度，
-绕在第二方向X上延伸的轴线的第二旋转自由度RX，和
-绕在第三方向Y上延伸的轴线的第三旋转自由度RY。
本发明的原理是，利用平移台的扭转柔性来更好地控制悬挂系统的扭转刚度。为了实现这一点，工作台XY的带被定向成使得最大扭转柔性的方向指向谐振器的旋转轴线。带的扭转柔性是通过将它们彼此靠近来控制的。
因此，根据本发明，柔性悬挂系统300包括在锚固单元30和第一中间质量块303之间的具有柔性轴承的横向平移台32，该第一中间质量块303直接固定到结构1或通过在第一方向Z上为柔性的板301固定到结构1，该横向平移台32包括直的并且在第二方向X上延伸并且关于与枢转轴线D交叉的横向轴线D2对称的横向带320或横向柔性轴1320。
在如图所示的特定的非限制性实施例中，柔性悬挂系统300还包括位于锚固单元30和第二中间质量块305之间的具有柔性轴承的纵向平移台31，该纵向平移台31包括直的并且在第三方向Y上延伸并且关于与枢转轴线D交叉的纵向轴线D1对称的纵向带301或纵向柔性轴1310。并且，在第二中间质量块305和第一中间质量块303之间，具有柔性轴承的横向平移台32包括直的并且在第二方向X上延伸并且关于与枢转轴线D交叉的横向轴线D2对称的横向带320或横向柔性轴1320。
更具体地说，纵向轴线D1与横向轴线D2相交，特别是纵向轴线D1、横向轴线D2和枢转轴线D是相交的。
更具体地，纵向平移台31和横向平移台32各自包括至少两个柔性带或轴，每个带或轴的特征在于：当带或轴在第三方向Y上延伸时其在第二方向X上的厚度或者相反地，其在第一方向Z上的高度，以及其在带或轴延伸方向上的长度，该长度是该高度的至少五倍，该高度与该厚度至少一样大，更具体地说，该高度是所述厚度的至少五倍，更具体地说，该高度是所述厚度至少七倍。
更具体地，横向平移台32包括至少两个横向柔性带或轴，它们彼此平行并且长度相同。图1至图4示出了具有四个平行横向带的非限制性变型，更具体地，每个带由两个半带形成，这两个半带布置在两个叠置的层级上并且在第一方向Z上在彼此的延伸部中延伸。这些半带可以彼此完全自由，或者通过粘合剂粘合或类似方式连接，或者在硅实施例的情况下通过二氧化硅生长或类似方式连接。自然，纵向平移台31(当有一个时，因为它是可选的)可以遵循相同的设计原则。图5至图8示出了具有柔性轴的变型，柔性轴被分成两个层级的两个轴，在图5和图6中，柔性轴的横截面基本上为正方形，或者在图7和图8中，柔性轴的横截面基本上为圆形。在不脱离本发明的情况下，这些带或轴的数量、布置和横截面可以变化。
更具体地，横向平移台32的横向带或轴具有平行于横向轴线D2并穿过枢转轴线D的第一对称平面。
更具体地，横向平移台32的横向带或轴具有平行于横向轴线D2并正交于枢转轴线D的第二对称平面。
更具体地，横向平移台32的横向带或轴具有垂直于横向轴线D2并平行于枢转轴线D的第三对称平面。
更具体地，横向平移台32的横向带或轴在至少两个平行的层级上延伸，每个层级均垂直于枢转轴线D。
更具体地，横向平移台32的横向带或轴的布置在每一层级上是相同的。
更具体地，直的横向带或柔性轴320、1320是扁平带，其高度是其厚度的至少五倍。
更具体地，直的横向带或柔性轴320、1320是正方形或圆形横截面的轴，其高度等于它们的厚度。
更具体地，纵向平移台31包括至少两个纵向柔性带或轴，它们彼此平行并且长度相同。
更具体地，纵向平移台31的纵向带或轴具有平行于纵向轴线D1并穿过枢转轴线D的第一对称平面。
更具体地，纵向平移台31的纵向带或轴具有平行于纵向轴线D1并正交于枢转轴线D的第二对称平面。
更具体地，纵向平移台31的纵向带或轴具有垂直于纵向轴线D1并平行于枢转轴线D的第三对称平面。
更具体地，纵向平移台31的横向带或轴在至少两个平行的层级上延伸，每个层级均垂直于枢转轴线D。
更具体地，纵向平移台31的横向带或轴的布置在每个层级上是相同的。
更具体地，纵向带或直的柔性轴310、1310是扁平带，其高度是其厚度的至少五倍。
更具体地，纵向带或直的柔性带310、1310是正方形或圆形横截面的轴，其高度等于它们的厚度。
特别地，谐振器机构100包括轴向止动装置，该轴向止动装置包括至少第一轴向止动件7和第二轴向止动件8，用于至少在第一方向Z上限制惯性元件2的平移行程，轴向止动装置布置成与惯性元件2抵接接合，用于保护纵向带3至少免受第一方向Z上的轴向冲击，并且第二对称平面与第一轴向止动件7和第二轴向止动件8基本上等距。
在特定变型中，谐振器机构100包括板301，板301包括在垂直于枢转轴线D的平面中延伸并且固定到结构1和第一中间质量块303的至少一个柔性带302，并且柔性带302布置成允许第一中间质量块303在第一方向Z上移动。更具体地，板301包括至少两个共面的柔性带302。然而，如果平移台XY的带的高度小于柔性带3的高度，特别是小于柔性带3高度的三分之一，并且特别是如果这些平移台包括如图5至8所示的柔性轴1310或1320，则该板301是可选的。
在一个有利的实施例中，谐振器机构100包括一体式组件，该一体式组件至少包含锚固单元30、至少一个惯性元件2的基部、柔性枢轴200、柔性悬挂系统300、第一中间质量块303和横向平移台32，并且该一体式组件包括至少一个可断裂元件319，该可断裂元件319布置成在一体式组件组装在结构1上期间将一体式组件的部件彼此固定，并且该可断裂元件的断裂释放一体式组件的所有可动部件。
更具体地，一体式组件还包括至少第二中间质量块305和纵向平移台31。
如上所述，用于制造工艺的技术允许在硅晶片的高度上获得两个不同的带，这提高了台的扭转柔性，而不会使其在平移时更加柔性。谐振器机构100因此可以有利地包括至少两个基本的叠置的一体式组件，每个一体式组件包含一个层级上的锚固单元30和/或至少一个惯性元件2的基部和/或柔性枢轴200和/或柔性悬挂系统300和/或第一中间质量块303和/或横向平移台32和/或可断裂元件319；每个基本的一体式组件可以通过粘结剂粘合或类似方式、通过机械组装或在硅实施例的情况下通过二氧化硅生长或类似方式组装到至少一个另外的基本的一体式组件上。
更具体地，该基本的一体式组件还包括至少一个层级的第二中间质量块305和/或纵向平移台31。
本发明还涉及钟表振荡器机构500，其包括布置成彼此协作的该钟表谐振器机构100和擒纵机构400。
本发明还涉及钟表机芯1000，其包括至少一个该振荡器机构500和/或至少一个该谐振器机构100。
本发明还涉及包括至少一个该机芯1000和/或至少一个振荡器500和/或至少一个该谐振器机构100的表2000。
