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用于手表机芯的驱动机构

阅读：683发布：2021-03-02

IPRDB可以提供用于手表机芯的驱动机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于手表机芯的驱动机构，包括：发条盒，其安装在心轴上以便当上紧驱动机构时能够绕心轴的轴线转动；主发条单元，其包括以叠置的方式且相对彼此同轴地盘卷在所述发条盒内的第一发条和第二发条，其中所述第一和第二发条在其一个末端分别连接到所述发条盒和所述心轴；其中所述单元进一步包括同轴地安装在两个发条之间的板；其中所述板在所述轴线上转动地安装；并且其中所述第一和第二发条在其另一个末端分别连接在所述板的中心和所述板的外周，从而当上紧所述驱动机构时两个发条绕所述轴线同时上紧。所述驱动机构具有优于传统驱动机构的动力储存同时具有长的使用寿命和最大化储能恢复。，下面是用于手表机芯的驱动机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于手表机芯的驱动机构，包括

发条盒，其安装在心轴上以便当上紧驱动机构时能够绕心轴的轴线转动；

主发条单元，其包括以叠置的方式且相对彼此同轴地盘卷在所述发条盒内的第一发条和第二发条，其中所述第一发条在其一个末端连接到所述发条盒并且所述第二发条在其一个末端连接到所述心轴；其中所述单元进一步包括同轴地安装在两个发条之间的板；其中所述板绕所述轴线转动地安装；

并且其中

所述第一发条在其另一末端连接到所述板的中心并且所述第二发条在其另一末端连接到所述板的外周，以使当上紧所述驱动机构时两个发条绕所述轴线同时上紧。

2.根据权利要求1所述的驱动机构，其中所述第一发条相对于所述第二发条反向缠绕。

3.根据权利要求1所述的驱动机构，其中所述板包括以枢轴转动的方式接合到所述心轴上的凸起部，其中所述第一发条的较低的末端固定到所述凸起部上。

4.根据权利要求1所述的驱动机构，其中所述板的外周具有所述第二发条的外部末端固定到其上的边缘。

5.根据权利要求1所述的驱动机构，包括串联地安装的多个主发条单元。

6.根据权利要求1所述的驱动机构，其中所述第一和第二发条由纤维加强的聚合物制成。

7.根据权利要求6所述的驱动机构，其中所述纤维在聚合物基体内单向取向。

8.具有驱动机构的手表，包括

发条盒，其安装在心轴上以使当上紧驱动机构时能够绕心轴的轴线转动；

主发条单元，其包括以叠置的方式且相对彼此同轴地盘卷在所述发条盒内的第一发条和第二发条，所述第一发条在其一个末端连接到所述发条盒并且所述第二发条在其一个末端连接到所述心轴；

所述单元进一步包括同轴地安装在两个发条之间的板；其中所述板绕所述轴线转动地安装；并且其中所述第一发条在其另一末端连接在所述板的中心并且所述第二发条在其另一末端连接在所述板的外周，以使当上紧所述驱动机构时两个发条绕所述轴线同时上紧。

说明书全文

用于手表机芯的驱动机构

技术领域

[0001] 本发明涉及用于手表机芯的具有多个发条的驱动机构。更具体地，本发明涉及的驱动机构具有优于传统驱动机构的动力储存，同时具有长的使用寿命和最大化储能恢复。

背景技术

[0002] 螺旋主发条是用于存储手表运行所需的机械能的元件。通常，它的几何尺寸和构成它的材料的机械特性决定了螺旋主发条能够存储的势能和其可以释放(diliver)的最大转矩。在机械手表机芯领域，公知的的是采用一组串接的两个发条盒来替代含有单个主发条的通常的驱动机构，目的是积累足够的势能来确保能量储备超过通常的大约40小时，而既不影响手表的精密计时性能也不影响传动装置的效率。这种驱动机构的功能性特征的详细说明可以参见专利CH610465，其以示例的方式提出了用于发条盒的堆叠布置和并排布置。在该专利中，选择叠置布置，原因是扭矩可以经共同的心轴从一个发条盒直接传递到另一个发条盒，这样避免了由于在并排布置中所需的回行传动装置的空间和性能的损失。然而，这种驱动机构由于发条盒叠置而遇到相当大的高度的问题。

[0003] 专利申请EP2060957描述了具有两个同轴堆叠的发条盒的驱动机构，其中两个叠置的发条连接到相同的心轴但分属于两个堆叠的发条盒。为了使驱动机构的高度最小化，发条盒盖被防摩擦材料制成的隔离盘所取代，隔离盘布置在两个发条之间。

[0004] 文件US249845描述了采用设置有两个叠置的、以相反方向盘卷以便顺序地上紧或松开的发条的单个发条盒鼓的驱动机构。发条在其内部末端固定到发条盒心轴且在其外部末端固定到鼓。两个发条由靠在心轴轴肩上且将其固定就位的隔离盘分离。

[0005] 然而本文上述两个文献中所描述的隔离盘会遭受磨损和损坏，即使是在隔离盘由防摩擦材料制成的情况下。该磨损和损坏可能是快速的，特别是金属发条在隔离盘上摩擦时，并且会产生在使用驱动机构的发条装置中扩散的磨损和损坏碎屑。进一步地，由于叠置的发条和隔离盘之间的摩擦，隔离盘还会是储能损失的原因。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是提供不受现有技术限制的驱动机构。

[0007] 本发明的另一个目的是提供具有优于传统驱动机构中能量储备的驱动机构，同时其具有低的总高度，以及最小化主发条的摩擦，并由此最小化磨损和损坏。

[0008] 根据本发明，这些目的通过驱动机构显著地实现，驱动机构具有安装在心轴上的发条盒以便当上紧驱动机构时能够绕心轴的轴线转动；具有以叠置的方式且相对于彼此同轴地盘卷在发条盒内部的第一发条和第二发条的主发条单元，其中第一和第二发条在其一个末端分别连接到发条盒和心轴；其中单元进一步包括同轴地安装在两个发条之间的板；其特征在于板转动地安装在轴线上；且第一和第二发条在其另一末端分别连接到板的中心和所述板的外周，以使当上紧驱动机构时两个发条绕轴线同时上紧。

[0009] 在一个实施例中，驱动机构包括多个串联安装的主发条单元。

[0010] 在另一实施例中，第一和第二发条由加强纤维聚合物制成。

[0011] 本发明的驱动机构可以有利地应用于时钟中。

[0012] 该方案明显给出了较于现有技术的优势，其获得了具有低的总高度、具有长的使用寿命以及最大化储能恢复的驱动机构。

附图说明

[0013] 本发明的具体实施例的示例通过附图所描述的说明示出，其中：

[0014] 图1描述了根据一个实施例的驱动机构；和

[0015] 图2示出了比较传统钢制发条和复合材料制成的发条根据转数所释放的理论转矩之间的关系的曲线图。具体实施例

[0016] 图1示出了根据一个实施例的驱动机构1的截面图。驱动机构1包括由外部圆柱形鼓6和底部7组成的发条盒2，且发条盒2能够具有外部齿(未示出)。发条盒2安装在心轴3上以能够在心轴3的轴线4上自由转动。第一发条8和第二发条11以叠置的方式且相对彼此同轴地以盘卷的形式安装在发条盘2内。这两个发条8，11通常具有相同的尺寸和特性且沿相反的方向盘绕。发条盘2还包括位于两个发条8，11之间的板14且其与两个发条以及与心轴3的轴线4同轴。该板安装在发条盘2中以便能绕轴线4自由转动。包括两个发条8，11和板14的单元在其余正文中还被指定表述为“主发条单元”。

[0017] 优选地，第一发条8的内部末端10连接到板14的中心16，同时其外部末端9固定到发条盒2的外鼓6上。此处，表述“在中心”意思是板在其中心附近、接近轴线4的区域。第二发条11的外部末端13连接到板14的外周15，同时其内部末端12连接到心轴3。这样发条8，11通过板14串联地安装，板14作为两个发条8，11之间的运动连接。

[0018] 在图1所示的实施例中，板14具有外部直径基本上等于外部鼓6的直径的圆盘形状。板14还包括以枢轴转动的方式接合到心轴3上的凸起部17。在该结构中，凸起部16作为第一发条8的内部末端10连接其上的芯部。板14的外周还可以包括第二发条11的外部末端13连接其上的边缘15。第二发条11的内部末端12还可以借助于芯部(未示出)固定至心轴3。板14可由具有低摩擦系数的塑性材料例如PTFE制成，也可由具有防摩擦涂层的金属制成。

[0019] 当驱动机构1运行时，上紧发条机构(未示出)会啮合到发条盒2的外部齿上以使发条盒绕心轴3转动且上紧发条8，11。更具体地，在上紧期间，发条盒2的转动使第一发条8绕轴线4上紧。第一发条8的内部末端10固定到板14的中心，当第一发条8在上紧时板14自身被旋转地驱动。接着板14将其转矩传递给第二发条11，这样第二发条11与第一发条8一起同时绕轴线4上紧。

[0020] 当第一和第二发条8，11串联地安装在发条盒2中时，主发条单元的有效长度相比于传统的布置实际上是给定直径的两倍，传统的布置中发条盒包括绕心轴3盘卷的单个发条。因此驱动机构1的结构能够使每个发条8，11的高度和转矩例如除以因数2，同时与传统的高度是二倍的发条相比能存储等量的弹性能量。然而，其还可以对于驱动机构1的相同总体积(即通过不改变发条8，11的高度)，增加主发条单元能量的量和动力储备。

[0021] 在另一实施例中(未示出)，驱动机构1包括多个串联安装的主发条单元。在该结构中，主发条单元可以以叠置的方式且相对彼此同轴地布置；每个主发条单元的两个发条8，11和板14如本文上述说明一样地布置。

[0022] 根据另一实施例(未示出)，主发条单元可以有多于两个的发条，例如三个发条，第三发条安装在第二板上，两个板都可以绕轴线4自由的转动。在该种情况下，第二发条的内部末端连接到第二板的凸出部，第三发条的外部末端连接到第二板的外周，以及第三发条的内部末端直接连接到发条盒心轴。

[0023] 本发明的包括同一发条盒2中的一个或多个主发条单元的驱动机构1的高度，由每一个发条和一个或多个板的高度决定。这样制作的驱动机构1的高度明显低于具有相同数量主发条的传统驱动机构的高度，特别是在驱动机构中每个发条均设在其各自的发条盒中的情况下。更进一步，当板14随第一和第二发条8，11转动时，发条8，11和板14之间的摩擦相比于传统的具有固定隔离盘的驱动机构大幅减少。因此本发明的驱动机构1使存储在驱动机构中的能量恢复最大化。

[0024] 在另一个实施例中，第一和第二发条8，11由复合材料制成。在本文中，“复合材料”含义为具有长纤维加强的聚合物，长纤维例如是玻璃纤维或其它纤维。纤维最好是在聚合物基体内单向取向。这种由复合材料制成的发条会更少会因为疲劳而断裂并且，因此，具有更长的使用寿命。

[0025] 这种复合物发条的纤维可以是碳、玻璃、芳纶(aramide)或其它物质(例如纤维混合物)，但无论如何它们的轴向弹性模量优选包括在80GPa到600GPa之间。纤维通常有与发条相同的长度并且以尽可能平行于发条纵向长度的方式布置。优选地，每个纤维轴线和发条轴线之间的角度尽可能接近0°且局部不超过5°。纤维通常具有包括在1um到35um之间的直径。单个发条可以具有不同直径的纤维，但是优选地使用在发条层中的直径使得至少10个纤维并排布置以获得具有更好均匀性的发条。

[0026] 聚合物可以是一种热塑性塑料或者一种热固性塑料(脲醛)。在该聚合物中纤维体积含量优选地包括在30％到75％之间。可以将纳米颗粒加入聚合物基体中来硬化聚合物基体从而促使纤维的微小弯曲回到弯曲发条的受压侧。这些纳米颗粒可以是二氧化硅、fullerenes或其他能够结合到聚合树脂并且增强聚合树脂抗压缩能力且不降低聚合树脂与纤维结合的能力的材料。

[0027] 该纤维加强聚合物发条可以，例如根据文献US4464216中描述的过程制作，即是通过绕热固或热塑性基体的预浸透的长纤维(石墨，玻璃等)的心轴进行纤维缠绕。这里，螺旋中弹性能量的积累是通过沿与最初缠绕到心轴上的方向相反的方向绕心轴3的轴线4上紧发条的一个末端来获得。更进一步的，未上紧的发条的轮廓完全由心轴的外部直径所决定。

[0028] 使用所述复合材料制作发条8，11可能要求发条在考虑了将这些复合材料与传统使用的钢之间区别开的特性的情况下来确定尺寸。例如，具有单向玻璃纤维的加强的聚合物具有的弹性模量比弹性极限低大约一半的钢的弹性模量低大约四倍。发条的尺寸还必须考虑到复合材料的应用模式。事实上，即使钢的层压技术允许钢片厚度小于十分之一毫米，这种缩减的尺寸在鉴于要达到的机械性能的复合材料的情况下也难以实现。给定发条固定体积和高度，以及给定相同的存储能量的量，更厚的钢片会造成释放的最大转矩增加。这通过图2的曲线图被示出，图2比较了传统钢制发条(曲线C1)和复合材料制成的发条(曲线C2)根据转数所释放的理论转矩之间的关系。该复合材料例如是一种材料，包括用60％TM的大致90GPa杨氏模量的HiPer-tex 玻璃纤维加强的环氧树脂基体，其提供给复合材料大约53GPa的杨氏模量。

[0029] 在驱动机构仅有单个发条的情况下，在上紧时复合材料的发条可以存储的能量的量等于传统钢制发条存储的能量的量，但是钢制的发条，通常更薄，要用低的转矩且经过较大的转数来恢复储能，而复合材料的发条通过较高的转矩且转少的转数来释放储能。复合材料的发条的硬度和特别是厚度导致了这种情况。优选的，根据图1的结构的驱动机构1使得两个发条8，11串联地安装并由此使它们的硬度得以减小，同时保证了适于所述复合材料的厚度。

[0030] 图中使用的附图标记

[0031] 1驱动机构

[0032] 2发条盒

[0033] 3心轴

[0034] 4心轴的轴线

[0035] 6外部鼓

[0036] 7发条盒底部

[0037] 8第一发条

[0038] 9第一发条的外部末端

[0039] 10第一发条的内部末端

[0040] 11第二发条

[0041] 12第二发条的内部末端

[0042] 13第二发条的外部末端

[0043] 14板

[0044] 15板外周，边缘

[0045] 16板中心

[0046] 17板凸出部

标题	发布/更新时间	阅读量
发条定时阀-专利编号CN102072356A	2020-05-13	662
钟表发条盒-专利编号CN104685424B	2020-05-12	464
发条起动机-专利编号CN102367776A	2020-05-13	347
发条盒-专利编号CN104220939B	2020-05-11	353
钟表发条盒-专利编号CN104685424A	2020-05-13	70
发条盒-专利编号CN104220939A	2020-05-12	382
发条风扇-专利编号CN102330694A	2020-05-11	212
主发条-专利编号CN110554594A	2020-05-11	411
上发条物块-专利编号CN104487904B	2020-05-12	233
发条收卷装置-专利编号CN203998455U	2020-05-11	523

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