專利名稱：彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用這種彈簧的裝置和時(shí)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作機(jī)械元件的彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用這種彈簧的裝置和時(shí)計(jì)。
背景技術(shù)：
通常按照要求的用途，通過(guò)加工具有彈性的材料例如鋼和不銹鋼來(lái)制造具有彈性模量的各種彈簧。
例如，眾所周知用于驅(qū)動(dòng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥和排氣閥的螺旋彈簧、用于裝在車輪周圍的吸震器的板簧以及用作玩具和時(shí)計(jì)動(dòng)力源的主發(fā)條。
因?yàn)閷?duì)于驅(qū)動(dòng)玩具的主發(fā)條不需要很長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和經(jīng)久的耐用性，所以可采用鋼作的彈簧或用不銹鋼做的彈簧。
另一方面，因?yàn)閷?duì)于驅(qū)動(dòng)時(shí)計(jì)例如驅(qū)動(dòng)手表的彈簧需要很長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和經(jīng)久耐用，所以采用包含鉻、鈷、鎳等元素的合金制作彈簧，由此可以得到具有極好允許應(yīng)力和疲勞強(qiáng)度的高性能彈簧。
用包含鈷、鎳等元素的合金作的彈簧不容易受到化學(xué)試劑例如酸的腐蝕，具有相當(dāng)好的抗腐蝕性。
另外，當(dāng)將彈簧卷起來(lái)，使得在彈簧中聚集相當(dāng)大的機(jī)械能，然后再退卷彈簧釋放出聚集在彈簧上的機(jī)械能時(shí)，由于在彈簧和安裝彈簧的盒子例如彈簧條盒之間的接觸以及繞卷的彈簧側(cè)面之間的接觸，因而產(chǎn)生滑動(dòng)阻力，從而損失機(jī)械能。因此采用包含二硫化鉬的潤(rùn)滑劑或通過(guò)表面處理例如用聚四氟乙烯涂層，可以減小彈簧的滑動(dòng)阻力。
聚集在彈簧例如螺旋彈簧上的能量與電池相比較小。
例如，在時(shí)計(jì)的螺旋彈簧上聚集的能量密度約為原電池的千分之一和次級(jí)電池的十分之一，所以用彈簧進(jìn)行驅(qū)動(dòng)只能得到約兩天的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。另一方面，用原電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)時(shí)間則在兩年以上。
順便說(shuō)說(shuō)，當(dāng)增加彈簧例如螺旋彈簧上聚集的能量時(shí)，彈簧的抗腐蝕性便降低，因此彈簧不能長(zhǎng)期使用，形成壽命問(wèn)題。
另外，因?yàn)榛瑒?dòng)阻力隨聚集能量的增加而增加，所以從彈簧獲得的機(jī)械能減小，這樣，即使聚集的能量增加，實(shí)際可用的能量便很不充分。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠增加聚集能量的彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及使用這種彈簧的裝置和時(shí)計(jì)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有極好抗腐蝕性的彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及使用這種彈簧的裝置和時(shí)計(jì)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種能夠減小滑動(dòng)阻力的彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用這種彈簧的裝置和時(shí)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面是一種通過(guò)加工彈性材料制作的彈簧，該彈簧的至少一部分表面上形成一種膜，該膜的組分和機(jī)械特性不同于該材料。
彈性材料不僅指具有極好彈性的彈性部件例如鋼和不銹鋼，而且還指相當(dāng)軟的材料例如具有中等彈性的合成樹(shù)脂。
該膜包括粘接在材料表面上的其他物質(zhì)的薄膜、氧化金屬材料表面形成氧化膜以及從材料表面擴(kuò)散到材料內(nèi)部的另一種物質(zhì)的擴(kuò)散層。
按照本發(fā)明的第一方面，因?yàn)閺椈捎蓹C(jī)械特性互不相同的材料組成，可通過(guò)利用材料和薄膜中固有的極好機(jī)械特性使彈簧獲得極好的抗腐蝕性，減小其滑動(dòng)阻力以及增加在彈簧上聚集的能量。
具體是，在彈簧上聚集的能量U可以用以下公式表示U＝(V/6)*(62/E)在此公式中，V代表彈簧體積，6代表彈簧的比例極限，而E代表?xiàng)钍夏Ａ俊?br> 按照此公式，因?yàn)樵趶椈缮夏軌蚓奂哪芰縐反比于楊氏模量，而正比于比例極限的平方，所以在得到預(yù)定的楊氏模量時(shí)，可以增加彈簧的比例極限。
在材料或膜中的二者之一可采用高彈性組份，而對(duì)材料和膜中之另一種可采用高韌性組分時(shí)，用這種方法可以在增加比例極限的同時(shí)確保楊氏模量，由此可以增加聚集的能量。
特別是在材料上形成剛性膜時(shí)，楊氏模量和比例極限均可增加，而且在彈簧上聚集的能量U正比于比例極限的平方，所以可以在增加楊氏模量時(shí)可靠地增加聚集能量。
當(dāng)膜由超抗腐蝕特性的組分組成時(shí)，不管材料的化學(xué)特性如何，均可使彈簧具有超抗腐蝕特性。
對(duì)于膜采用具有極好自潤(rùn)滑性的組分或具有極小滑動(dòng)阻力組分時(shí)，可以減小彈簧的滑動(dòng)阻力，而不需要外加潤(rùn)滑劑或表面處理。
在上述彈簧中，薄膜最好比材料硬度大。
當(dāng)薄膜比材料硬時(shí)，即使材料相當(dāng)軟，通過(guò)膜也可以獲得充分大的楊氏模量，并增加彈簧的比例極限，所以通過(guò)材料的組分可以確保足夠的韌性，這樣便可容易的增加聚集能量，而不顯著增加彈簧的體積。
可以在彈簧上形成許多層膜，而不只形成一層膜。例如，可以層積具有不同組分的許多層膜，或可以層積組分含量比顯著不同的許多膜。
按照上述配置，即使在不能用一層單一膜來(lái)改進(jìn)與材料粘結(jié)強(qiáng)度、抗腐蝕性和彈簧滑動(dòng)阻力所有這些特性時(shí)，可采用具有不同特性的許多種膜，利用其中一種膜來(lái)改進(jìn)粘結(jié)強(qiáng)度，而利用其中其余的膜來(lái)改進(jìn)抗腐蝕性和滑動(dòng)性，因而可以獲得高性能的彈簧。
例如，可以制備第一種組分和第二種組分，第一種組分具有很大的剛性，對(duì)材料具有較小的粘結(jié)強(qiáng)度，而第二種組分對(duì)第一膜和材料具有很強(qiáng)的粘接性，由第二組分組成的第二膜可以直接形成在材料上，而由第一組分組成的第一膜可以形成在第二膜上，由此可以得到具有很大粘結(jié)強(qiáng)度的第一膜。
或者可以制備第一組分和第二組分，前者具有很大的剛性和較差的抗腐蝕性和自潤(rùn)滑性，而后者具有極好的抗腐蝕性和自潤(rùn)滑性，并可以在材料上直接形成由第一組分構(gòu)成的第一膜，而在第一膜上形成由第二組分構(gòu)成的第二膜，由此可以獲得抗腐蝕性和自潤(rùn)滑特性具佳的彈簧。
在上述彈簧中，材料最好加工成帶狀并繞成螺旋形，使彈簧變成主發(fā)條。
當(dāng)彈簧繞成主發(fā)條時(shí)，除在材料上因形成薄膜而增加聚集的能量外，因?yàn)閺椈傻男螤钸m合于用機(jī)械法聚集能量，其聚集的能量大于同樣尺寸的其它形式彈簧的聚集能量，因此增加了能量密度。
材料最好在使材料彈性形變時(shí)受到壓力作用的表面上形成膜。
因此，即使膜的組分對(duì)壓力具有很大的剛性和耐用性，而對(duì)于張力較差時(shí)，或形成對(duì)材料具有較小粘結(jié)強(qiáng)度的膜時(shí)，因?yàn)槟ば纬稍谑軌毫ψ饔玫牟糠?，所以膜不?huì)從材料上剝離下來(lái)，即使彈簧發(fā)生形變，因此可以防止彈簧受到損壞。
該膜可以是涂覆在材料表面上的比材料硬的一種物質(zhì)的薄膜。
有各種具有很大剛性和抵抗壓力的強(qiáng)度的組分涂覆成膜。這種材料很容易得到，但具有較小的抗腐蝕性和滑動(dòng)阻力，因此通過(guò)涂覆這種組分的膜可以增加聚集的能量，并且可以得到具有極好抗腐蝕性和較小滑動(dòng)阻力的彈簧。
例如，當(dāng)在材料上涂覆有主要由碳形成的膜時(shí)，可以獲得類似于金剛石的硬度，可以增加聚集在彈簧上的能量，并使彈簧具有極好的抗腐蝕性，而且顯著減小彈簧的滑動(dòng)阻力。
該材料由非金屬材料組成。
按照本發(fā)明的上述第一方面，即使材料的彈性不夠大，換言之，即使不能用這種材料得到足夠大的楊氏模量，也可以利用膜確保足夠的彈性，所以可利用非金屬組分例如合成樹(shù)脂制造這種材料。
另外，可以應(yīng)用具有極好韌性的組分例如由芳族聚酰胺纖維增強(qiáng)的合成樹(shù)脂可以用作材料的組分，所以可以增加韌性，同時(shí)也增加聚集的能量。
薄膜最好用物理氣相蒸發(fā)法形成在材料上，這種方法的成膜的溫度約在室溫。
物理氣相蒸發(fā)法可以是其成膜溫度為0-100C的高真空電弧放電氣相蒸發(fā)法。按照真空電弧放電氣相蒸發(fā)法，在材料上形成碳膜材料時(shí)，其成膜溫度約在20-60C范圍內(nèi)。
因此，可以采用容易受到熱影響的合成樹(shù)脂材料做材料，由此擴(kuò)大了材料組分的選擇范圍。
當(dāng)利用能夠進(jìn)行準(zhǔn)確加工的材料例如合成樹(shù)脂形成該材料時(shí)，可以利用注射成型法等有效地制造高性能彈簧。
另一方面，膜不限于在上述材料表面上涂覆的薄膜，該膜可以是比材料硬度大的擴(kuò)散層，形成方法是，使對(duì)構(gòu)成材料物質(zhì)具有很強(qiáng)結(jié)合性的擴(kuò)散物質(zhì)從材料表面擴(kuò)散到材料其內(nèi)部。
當(dāng)用擴(kuò)散層作膜時(shí)，因?yàn)椴捎镁哂胁煌瑱C(jī)械特性的材料和膜而形成彈簧，如在用薄膜作為膜的上述布置中那樣，所以通過(guò)利用材料和膜中固有的極好機(jī)械特性可以賦予彈簧極好的抗腐蝕性，減小該彈簧的滑動(dòng)阻力，并增加在彈簧上聚集的能量。
當(dāng)該材料是包含鉻的不銹鋼合金時(shí)，最好采用對(duì)鉻具有極強(qiáng)結(jié)合性的氮做擴(kuò)散物質(zhì)。
該材料最好用能夠進(jìn)行熱遷移處理的金屬組成。
由于應(yīng)用這種金屬材料，因?yàn)榧词乖诮饘偌訜岬礁邷貢r(shí)，與其它材料例如合成樹(shù)脂相比也能容易的保持其機(jī)械特性和形狀，所以在材料的擴(kuò)散處理期間可以增加處理溫度，加快擴(kuò)散物質(zhì)的擴(kuò)散速度，從而減小擴(kuò)散處理所需的時(shí)間。
最好利用擴(kuò)散處理法在材料上形成擴(kuò)散層，這種擴(kuò)散處理將一種包含擴(kuò)散物質(zhì)元素的分子氣體引入到高真空爐中，使擴(kuò)散物質(zhì)從材料的表面擴(kuò)散到其里面。
因此，由于硬擴(kuò)散層是通過(guò)在材料中混合擴(kuò)散物質(zhì)而形成的，所以在擴(kuò)散層和材料的界面上不會(huì)形成易脆裂的層，因而即使在不斷重復(fù)彈性變形時(shí)，也不會(huì)造成擴(kuò)散層的損壞和剝離，由此可以得到壽命長(zhǎng)的彈簧。
本發(fā)明的第二方面是采用上述形成的彈簧的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
按照第二方面，因?yàn)槟軌蛟黾訌椈缮暇奂哪芰?，所以與同樣尺寸的一般機(jī)構(gòu)相比，可以延長(zhǎng)連續(xù)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另外，根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的用途，通過(guò)選擇材料和膜的組分可以提高驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能。
例如，當(dāng)膜的組分具有極好的抗腐蝕性時(shí)，便可以提高驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的抗腐蝕性。另外，當(dāng)膜的組分具有極好的自潤(rùn)滑性時(shí)，即使彈簧產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力相同，從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)釋放的驅(qū)動(dòng)力也比用普通彈簧的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大。
本發(fā)明的第三方面是一種采用上述彈簧的裝置。
按照本發(fā)明第三方面，像在本發(fā)明的第二方面一樣，因?yàn)榭梢栽黾釉趶椈缮暇奂哪芰?，所以可以增加連續(xù)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另一方面，當(dāng)不需要長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間時(shí)，可以減少?gòu)椈傻某叽纾钥梢詼p小采用該彈簧的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而可以減小裝置的尺寸。
本發(fā)明的第四方面是一種利用上述彈簧的電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)的動(dòng)力源，或簡(jiǎn)單的機(jī)械時(shí)計(jì)的動(dòng)力源。
本發(fā)明的第四方面具體是一種電子控制時(shí)計(jì)或一種時(shí)計(jì)，前者包括用于聚集機(jī)械能的機(jī)械能聚集裝置；由機(jī)械能聚集裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；使機(jī)械能聚集裝置和發(fā)電機(jī)相互連接的齒輪系；連接于齒輪系的指示器；用于控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動(dòng)控制器，后者包括機(jī)械能聚集裝置，該時(shí)計(jì)由該機(jī)械能聚集裝置驅(qū)動(dòng)，在這些時(shí)計(jì)中，機(jī)械能聚集裝置使用彈簧，在彈簧材料的至少部分表面具有膜，該膜的組分和機(jī)械特性不同于該材料。
按照本發(fā)明的第四方面，因?yàn)榫奂趶椈缮系哪芰吭黾?，而且可以增加一定彈簧體積的能量即能量密度，所以在應(yīng)用同樣尺寸的彈簧時(shí)采用本發(fā)明第一方面的彈簧可以延長(zhǎng)時(shí)計(jì)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。另外，因?yàn)樵谶_(dá)到相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間時(shí)可以減小彈簧的尺寸，所以可以減小時(shí)計(jì)的尺寸和重量。


圖1是平面圖，示出本發(fā)明第一實(shí)施例的主要部分；圖2是沿圖1的II-II線截取的橫截面圖；圖3是沿圖1的III-III線截取的橫截面圖；圖4是截面圖，示出本發(fā)明第一實(shí)施例的條盒齒輪；圖5是方塊圖，示出第一實(shí)施例發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路；圖6是平面圖，示出本發(fā)明第二實(shí)施例；圖7是截面圖，示出第二實(shí)施例的主要部分；圖8是截面圖，示出本發(fā)明第三實(shí)施例的主要部分。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1～圖3示出本發(fā)明第一實(shí)施例的電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)。圖1是第一實(shí)施例的主要部分的截面圖，圖2是沿圖1中II-II線截取的截面圖，而圖3是沿圖1中III-III線截取的另一截面圖。
電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)是一種本發(fā)明的裝置，其中裝在條盒齒輪1中的主發(fā)條1A是利用主發(fā)條1A驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該主發(fā)條可以將發(fā)電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)速度調(diào)節(jié)到恒定速度，從而以恒定速度旋轉(zhuǎn)接合于發(fā)電機(jī)20的指示器13、14和17。
在附圖中，條盒齒輪1具有條盒1B、條盒心軸1C、條盒盒體1D以及主發(fā)條1A。
條盒心軸由底板2和齒輪系保持器3支承，并由方孔螺栓5固定，該螺栓隨棘輪4一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
該棘輪與反沖棘爪6嚙合，該棘爪允許順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而不允許反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橛糜谑辜?順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而上緊主發(fā)條1A的機(jī)構(gòu)與自動(dòng)上緊和手動(dòng)上緊的機(jī)械時(shí)計(jì)一致，所以省去其說(shuō)明。
主發(fā)條1A的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力通過(guò)由齒輪7到11組成的加速齒輪系傳動(dòng)到發(fā)電機(jī)20。
具體是，從條盒1B到第二輪7轉(zhuǎn)數(shù)乘以7，從第二輪7到第三輪8轉(zhuǎn)數(shù)乘以6.4，從第三輪8到秒針輪9轉(zhuǎn)數(shù)乘以9.375，從秒針輪9到第五輪10轉(zhuǎn)數(shù)乘以3，從第五輪10到第六輪11轉(zhuǎn)數(shù)乘以10，從第六輪11到轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)數(shù)乘以10。因此，條盒1B的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力被傳送到轉(zhuǎn)子12，轉(zhuǎn)數(shù)乘以126000。
齒輪7～11組成機(jī)械能傳送裝置，用于將作為機(jī)械能源的主發(fā)條1A的機(jī)械能傳送到發(fā)電機(jī)20。
第二輪7具有空心軸小齒輪7A和固定于該空心軸小齒輪7A的分針13。秒針14固定于秒針輪9。時(shí)針17固定于時(shí)針輪7B。
可以調(diào)節(jié)條盒1B的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使得第二輪7每小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，秒針輪9每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，由此可設(shè)定轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速在每秒轉(zhuǎn)8圈。條盒1B的轉(zhuǎn)數(shù)是每小時(shí)1/7圈，各個(gè)針13、14和17構(gòu)成指示時(shí)間的時(shí)間指示器。
作為機(jī)械能源的主發(fā)條1A具有整個(gè)的帶形結(jié)構(gòu)，卷成螺旋形，如圖4所示。圖4(A)是水平截取條盒齒輪1得到的平的截面圖。而圖(4B)是垂直截取條盒齒輪1得到的截面圖。
在主發(fā)條1A的外端上形成比其它部分厚的接合部分1E，該接合部分固定于形成于條盒齒輪1內(nèi)側(cè)面的凹槽1F上。由于將接合部分1E固定于凹槽1F上，所以由上緊主發(fā)條1A產(chǎn)生的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力作用于條盒齒輪1。
另一方面，在主發(fā)條1A的內(nèi)端上形成穿過(guò)主發(fā)條1A前、后側(cè)面的接合孔1G，該孔與形成在條盒心軸1C側(cè)面上的突出部1H嚙合。這種嚙合孔1G與突出部1H的嚙合使得條盒心軸1C的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力可作用于回繞的主發(fā)條1A。
因此，利用作用于棘輪4的順時(shí)針驅(qū)動(dòng)力便可上緊主發(fā)條1A。
形成主發(fā)條1A的方法是，將韌性極好而又耐用的材料加工成帶狀，該材料由含鉻、鈷、鎳的合金組成。構(gòu)成主發(fā)條1A材料的主成分和其含量比(重量百分?jǐn)?shù))是如下Co30-45％，Ni10-20％，Cr8-15％，W3-5％，Mo3-12％，C小于0.03％，Ti0.1-2％，Mn0.1-2％，Si0.1-2％，F(xiàn)e余量。
在主發(fā)條1A的兩側(cè)面上形成涂上具有不同機(jī)械特性的膜。例如可以應(yīng)用商品名為SPRON的合金(由SEIKO CORPORATION公司制造)作形成主發(fā)條1A的合金。
該膜可以是由比材料硬的非晶質(zhì)剛性金剛石形碳(以后稱作“DLC”)組成的薄膜。該膜采用固體碳通過(guò)高真空電弧放電氣相蒸發(fā)法形成在材料的表面上，用高真空電弧放電的氣相蒸發(fā)法是一種物理氣相蒸發(fā)法，該法能夠在約室溫的成膜溫度下例如20～60C沉積氣相。
此種膜具有極好的抗腐蝕特性，不會(huì)溶解在酸或堿中，并且具有光滑的表面，其摩擦系數(shù)約為0.1。這種膜使彈簧1A的表面具有極好的抗腐蝕性和很高的自潤(rùn)滑性。
形成比合金組成材料硬的DLC膜可以確保楊氏模量足夠大。另外，膜可以比通常用的膜薄，只要能夠確保充分的韌性即可。因此，彈簧1A的厚度小于能夠產(chǎn)生同樣轉(zhuǎn)矩的普通彈簧的厚度。
回到圖1和圖3，發(fā)電機(jī)20具有轉(zhuǎn)子12、定子15和線圈組件16。轉(zhuǎn)子12具有轉(zhuǎn)子永久磁鐵12A、轉(zhuǎn)子小齒輪12B和惰性盤(pán)12C。該惰性盤(pán)12C用于減少條盒11B的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，從而可以減小轉(zhuǎn)子12的頻率波動(dòng)。定子15具有繞在定子主體15A上的4萬(wàn)圈定子線圈15B。
線圈組件16具有繞在磁芯16A上的11萬(wàn)圈線圈16B。定子主體15A和磁心16A由磁性物質(zhì)例如PC坡英合金組成。定子線圈15B和線圈16B串聯(lián)，以增加互感輸出電壓。
可利用下面說(shuō)明的轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路23可將發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到預(yù)定的速度。雖然，在通常的時(shí)計(jì)中可將發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)速設(shè)定在一個(gè)單一的值，但在時(shí)計(jì)中例如計(jì)時(shí)器中該轉(zhuǎn)速可以切換到許多值。
圖5示出在第一實(shí)施例中包含轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路23的電路布置。
發(fā)電機(jī)20是交流發(fā)電機(jī)，利用彈簧1A的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生感應(yīng)的電動(dòng)力。發(fā)電機(jī)20的交流輸出是增壓的，并利用也是增壓的整流器21轉(zhuǎn)換成直流，然后輸送到包含電容器的電源22。
轉(zhuǎn)動(dòng)控制線路23具有輸出預(yù)定頻率信號(hào)的振蕩器、用于使振蕩器24輸出信號(hào)分頻的分頻器25、用于檢測(cè)裝在發(fā)電機(jī)20上的用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)器26以及用于控制作用在轉(zhuǎn)子12上制動(dòng)力的制動(dòng)控制器27。
振蕩器24是采用石英振蕩器24A的振蕩電路，該石英振蕩器能夠在預(yù)定的頻率(32.768kHz)穩(wěn)定震動(dòng)，此頻率不太容易受到溫度變化等的影響。可以根據(jù)振蕩器24的振蕩調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速。
分頻器25具有12級(jí)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，用于輸出使振蕩器24輸出的預(yù)定頻率(32.768kHz)分頻的低頻(8kHz)信號(hào)fs。
轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)器26輸出轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)信號(hào)FG，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速。為除去噪音，通過(guò)帶通濾波器使發(fā)電機(jī)20的輸出電壓的波形整形，然后再濾出檢測(cè)信號(hào)FG。
制動(dòng)控制器27將作為轉(zhuǎn)動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)fs與檢測(cè)信號(hào)FG相比較，然后按照比較結(jié)果調(diào)節(jié)流過(guò)發(fā)電機(jī)20定子線圈15B和線圈16B的電流，由此可以調(diào)節(jié)作用在發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)子12上的電磁制動(dòng)力。
例如，為了精密調(diào)節(jié)作用在轉(zhuǎn)子12的電磁制動(dòng)力可以應(yīng)用一種裝置，該裝置具有與開(kāi)關(guān)元件例如晶體管和直流電阻串聯(lián)的線路，從而可使開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)操作，由此可以相對(duì)于切斷時(shí)間調(diào)節(jié)接通時(shí)間，這樣便可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電磁制動(dòng)的裝置的制動(dòng)力。
當(dāng)制動(dòng)控制器27檢測(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)信號(hào)FG的頻率高于信號(hào)fs時(shí)，相對(duì)于斷開(kāi)時(shí)間延長(zhǎng)接通時(shí)間，從而增強(qiáng)電磁制動(dòng)裝置的制動(dòng)力。另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)信號(hào)FG的頻率低于信號(hào)fs時(shí)，制動(dòng)控制器27相對(duì)于斷開(kāi)時(shí)間將縮短接通時(shí)間，由此可以減小電磁制動(dòng)裝置的制動(dòng)力，從而使指針13、14和17指示出準(zhǔn)確的時(shí)間。
按照上述第一實(shí)施例，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)橹靼l(fā)條1A由具有不同機(jī)械特性的組分例如合金材料和DLC膜構(gòu)成，所以材料可以確保韌性，而剛性膜可以確保充分大的楊氏模量，因而可以增加主發(fā)條1A的比例極限，這樣便可增加主發(fā)條1A上聚集的能量。
因?yàn)椴捎镁哂袠O好防腐蝕性和具有平滑表面與低摩擦系數(shù)的DLC膜來(lái)覆蓋材料，所以主發(fā)條1A可以獲得很好的防腐蝕特性，因?yàn)槠浠瑒?dòng)阻力減少，所以在從主發(fā)條1A中釋放轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力時(shí)，可以減少摩擦損失，獲得更大轉(zhuǎn)矩。
另外，由于可以增加作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主發(fā)條1A上聚集的能量，所以連續(xù)驅(qū)動(dòng)電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)的時(shí)間長(zhǎng)于同樣尺寸的一般主發(fā)條的時(shí)間，由此延長(zhǎng)了驅(qū)動(dòng)電子控制時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另外，因?yàn)椴捎帽群辖鸩牧嫌驳腄LC膜來(lái)確保利用膜可獲得到足夠大的楊氏模量，并且可以在能夠獲得足夠韌性的范圍內(nèi)減少材料的厚度，從而減少主發(fā)條1A的厚度，所以可以有效增加從完全退卷到繞到一定限度的主發(fā)條的繞卷數(shù)，因此也增加了在主發(fā)條1A上聚集的能量。
因?yàn)橹靼l(fā)條1A是形成為帶狀的螺旋結(jié)構(gòu)的彈簧，所以適合用機(jī)械方法聚集能量，使得與同樣尺寸的其它形式的彈簧相比增加聚集能，因而增加了能量密度。
另外，由于采用固體碳通過(guò)高真空電弧放電的氣相蒸發(fā)法來(lái)形成膜，即使在熱處理材料例如硬化和退火處理之后也可在材料的表面上形成膜，這是因?yàn)楦哒婵针娀》烹姷臍庀嗾舭l(fā)法是一種物理氣相沉積法，這種蒸發(fā)法能夠在約為室溫例如20～60℃的成膜溫度下沉積氣相，所以材料不會(huì)受到加熱的影響，因此可以在成形膜之后，保持材料的特性。
圖6和7示出本發(fā)明第二實(shí)施例。第二實(shí)施例用上述第一實(shí)施例彈簧的主發(fā)條作板簧33，用于對(duì)作為鍵盤(pán)30的鍵31的按鈕32施加偏壓。
在圖6中，鍵盤(pán)是個(gè)人計(jì)算機(jī)的手動(dòng)輸入裝置，包括許多鍵31。
如圖7A所示，相應(yīng)的鍵31具有相當(dāng)硬的增強(qiáng)板34和膜觸點(diǎn)部分35，前者不會(huì)因操作時(shí)作用于按鈕32上的壓力而使其彎曲，而后者配置在增強(qiáng)板34上。
膜觸點(diǎn)部分35具有一對(duì)柔性的電極片36和電極片內(nèi)表面上形成的電極圖案，間隔板38形成在電極片36之間，并具有對(duì)應(yīng)于按鈕32位置的孔37。在相應(yīng)的片36上形成一對(duì)觸點(diǎn)39，這對(duì)觸點(diǎn)在間隔板38的孔內(nèi)處于相對(duì)位置。
與板簧33形成一體的板簧片33A位于膜觸點(diǎn)部分35的上側(cè)。板簧片33A具有相當(dāng)硬的平板材料。板簧片33A的材料組分可以是彈性相當(dāng)大的合成樹(shù)脂，例如聚丙烯、聚酰胺、聚乙醛和聚三氟氯乙烯，或金屬。
位于膜觸點(diǎn)部分35一側(cè)的板簧片33A的表面具有用真空電弧放電蒸發(fā)法形成的DLC膜。即使當(dāng)材料由不能確保膜和材料之間具有足夠粘結(jié)強(qiáng)度的組分組成時(shí)，但是因?yàn)樵谑軌毫ψ饔玫谋砻?3B上形成膜，所以當(dāng)板簧33變形時(shí)，該膜不會(huì)從材料上剝離下來(lái)。
板簧33的形成方法是切割一部分板簧片33A，并使該部分以膜觸點(diǎn)部分的相反方向抬起。板簧33的材料上以DLC膜涂覆在發(fā)生彈性變形時(shí)受壓力作用的表面33B上。
加壓部分33C的形成方法是切割板簧33的一部分，并使該部分向膜觸點(diǎn)部分35的一側(cè)抬起。該板簧33和加壓部分33C位于盒形外殼40內(nèi)，該外殼形成在板簧片33A的上側(cè)。
按鈕32是盒形部件，稍大于外殼40并覆蓋外殼40，以垂直活動(dòng)的方式裝在鍵盤(pán)30上。伸向板簧33的突出部32A設(shè)置在按鈕32的內(nèi)部。
因此，當(dāng)按鈕32克服板簧33的偏壓力被壓下時(shí)，突出部32A便通過(guò)如圖7(B)所示的板簧33壓向膜觸點(diǎn)部分35的一側(cè)，從而使一對(duì)在膜觸點(diǎn)部分35內(nèi)的觸點(diǎn)39相互接觸。
按照第二實(shí)施例，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
由于DLC膜利用高真空電弧放電氣相蒸發(fā)法形成在板簧片33A的膜觸點(diǎn)部分35一側(cè)的表面33B上，使得在板簧33變形時(shí)只有壓力作用在膜上，該膜不受到張力的作用，所以即使在材料由不能確保膜和器件之間具有足夠粘結(jié)強(qiáng)度的組分組成時(shí)，膜也不會(huì)從材料上剝離，因此提高了板簧33的使用時(shí)間。
圖8示出本發(fā)明的第三實(shí)施例。該第三實(shí)施例應(yīng)用第二實(shí)施例的板簧33作卷簧41。
在圖8中，鍵42通過(guò)作用在按鈕43上的壓力可使增強(qiáng)板34上膜觸點(diǎn)部分35內(nèi)的觸點(diǎn)39相互接觸。
該膜觸點(diǎn)部分35的上部分由平蓋44覆蓋。在該蓋44在對(duì)應(yīng)于膜觸點(diǎn)部分35上觸點(diǎn)39的位置形成孔44A。將具有合成樹(shù)脂彈性材料的橡膠彈簧45裝在該孔44A內(nèi)。
橡膠彈簧45具有在合成樹(shù)脂彈性材料的整個(gè)表面上形成的DLC膜。該膜用高真空電弧放電氣相蒸發(fā)法形成。該膜使橡膠彈簧45具有極好的能防止溶于酸、堿和有機(jī)溶劑的抗腐蝕特性。另外，即使在作為材料的合成樹(shù)脂橡膠很軟，而且不能單獨(dú)地利用材料來(lái)獲得足夠的彈性，但是通過(guò)DLC膜，該橡膠彈簧也具有足夠的彈性。圓柱形突出部45A形成在橡膠彈簧45上，用于加壓膜觸點(diǎn)部分35。
在構(gòu)成鍵盤(pán)30底座的盒子46內(nèi)設(shè)置增強(qiáng)板34、膜觸點(diǎn)部分35、蓋板44和橡膠彈簧45。
在外殼46上形成孔47、圓柱形導(dǎo)向件48和卡住部分49，該孔47形成在對(duì)應(yīng)于設(shè)在膜觸點(diǎn)部分35上觸點(diǎn)39的位置上，該圓柱形導(dǎo)向件48沿孔47向上延伸，該卡住部分49具有L形橫截面，配置在導(dǎo)向件48的外面。
在按鈕43的背側(cè)形成接合突出部50、圓柱形滑動(dòng)導(dǎo)向件51和突出部52，該接合突出部具有卡子50A，該卡子可以接合外殼46的卡住部分49，該圓柱形滑動(dòng)導(dǎo)向件51具有與導(dǎo)向件48接觸的外周緣，以便引導(dǎo)按鈕43的垂直運(yùn)動(dòng)，該突出部52用于接合卷簧41，防止其發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)。
有底的圓柱形滑動(dòng)部件53可滑動(dòng)地設(shè)置在圓柱形滑動(dòng)導(dǎo)向件51內(nèi)。
滑動(dòng)部件53在其底部上具有用于接合卷簧41以防止其水平運(yùn)動(dòng)的凸出部54。在滑動(dòng)部件53和按鈕43中間插入卷簧41，而且橡膠彈簧45布置在滑動(dòng)部件53和膜觸頭部分35之間。
因此，當(dāng)按鈕43克服卷簧41和橡膠彈簧45的偏壓力被下壓時(shí)，橡膠彈簧45的突出部45A將加壓膜觸點(diǎn)部分35，從而使膜觸點(diǎn)部分35內(nèi)的一對(duì)觸點(diǎn)39彼此接觸。
卷簧41具有在線狀鋼材的整個(gè)表面上形成的DLC膜。該膜可利用高真空電弧放電的氣相蒸發(fā)法形成。卷簧41具有極好的抗腐蝕性，因?yàn)橛心ざ粫?huì)溶于酸和堿，并在其表面上具有較低的摩擦系數(shù)。
按照第三實(shí)施例可以得到以下優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)閼?yīng)用了橡膠彈簧45，而該橡膠彈簧具有在合成樹(shù)脂材料的整個(gè)表面上形成的DLC膜，所以橡膠彈簧45具有極好的抗腐蝕性，而不會(huì)溶解于酸、堿和有機(jī)溶液。另外，當(dāng)合成樹(shù)脂橡膠只因?yàn)椴牧显蛱浂鴽](méi)有足夠的彈性時(shí)，可以利用DLC膜使橡膠彈簧45具有足夠的彈性。因此可利用注射成型法等形成合成樹(shù)脂橡膠，由此可以有效地制造高性能的橡膠彈簧45。
另外，因?yàn)榫砘?1具有在線狀鋼材的整個(gè)表面上形成的DLC膜，所以可使鋼材具有極好的抗腐蝕性，由此加長(zhǎng)了鍵盤(pán)30的使用壽命。另外，因?yàn)榭梢越档途砘?1表面上的摩擦系數(shù)，所以可以進(jìn)行平滑的操作，提高其操作性能。
本發(fā)明的第四實(shí)施例具有由擴(kuò)散層形成的膜，其中利用真空擴(kuò)散法使擴(kuò)散物質(zhì)從材料的表面進(jìn)行擴(kuò)散，而不采用用第一實(shí)施例中的物理氣相沉積法形成薄膜。第四實(shí)施例的布置除在主發(fā)條1A上形成膜而外與上述第一實(shí)施例的裝置相同，下面說(shuō)明由擴(kuò)散層構(gòu)成的膜，但省去其它部件的說(shuō)明。
膜是擴(kuò)散層，其中采用氮作擴(kuò)散物質(zhì)，氮與作為主發(fā)條1A材料的合金中包含的鉻具有強(qiáng)烈結(jié)合作用，這種膜用真空氣體滲氮處理形成，這種處理在真空爐中是使氮擴(kuò)散到材料內(nèi)部。
真空氣體滲氮處理可以是例如Kanuc CORPORATION公司的“Kanuc處理”和“新Kanuc處理”。
“Kanuc處理”的梗概是將具有氮原子的主要包含NH3的滲氮催化氣體輸送到高真空的其中放置材料的真空爐內(nèi)；加熱材料(加熱溫度480-550℃，加熱時(shí)間3-5小時(shí))；使氮擴(kuò)散到材料中，由此形成氮的擴(kuò)散層。
“新Kanuc處理”是用于進(jìn)一步強(qiáng)化在“Kanuc處理”中形成的擴(kuò)散層，其中對(duì)已由“Kanuc處理”的材料擴(kuò)散層上再加熱，使其形成第一擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層的氮原子密度高于在其表面上用“Kanuc處理”形成的擴(kuò)散層的密度，而在第一擴(kuò)散層的背面形成第二擴(kuò)散層，該擴(kuò)散層的氮原子密度低于第一擴(kuò)散層，由此形成雙結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散層。
按照第四實(shí)施例，可以得到與第一實(shí)施例相同的作用和優(yōu)點(diǎn)。另外，因?yàn)樵诓牧现型ㄟ^(guò)擴(kuò)散氮形成很硬的擴(kuò)散層，所以在擴(kuò)散層和材料之間的邊界層上不形成易脆裂的層，所以在重復(fù)彈性變形后仍可防止擴(kuò)散層的損壞和脫開(kāi)，由此獲得極耐用的主發(fā)條1A。
下面參考特定具體實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本發(fā)明的效果。
本發(fā)明可以例示說(shuō)明，在上述第一和第四實(shí)施例中，用作驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝在條盒齒輪上的主發(fā)條其聚集的能量大于常規(guī)主發(fā)條。
在這些試驗(yàn)中，試驗(yàn)1采用主發(fā)條1A，該主發(fā)條具有在SPRON材料的表面上形成的DLC薄膜層，而試驗(yàn)2采用主發(fā)條1A，該主發(fā)條具有在SPRON材料表面上用“Kanuc處理”形成的氮的擴(kuò)散層，。
在試驗(yàn)1中，可以減小主發(fā)條的厚度，只要能夠得到預(yù)定的轉(zhuǎn)矩，其中將主發(fā)條1A裝在內(nèi)徑為11.1mm，條盒心軸直徑為2.8mm和條盒外側(cè)壁厚度為1.45mm的條盒齒輪1中。然后測(cè)量從退卷狀態(tài)到完全繞緊狀態(tài)的彈簧的繞卷數(shù)。
在試驗(yàn)2中，為了在材料上形成擴(kuò)散層，應(yīng)用“Kanuc處理”，并設(shè)法形成其性能與試驗(yàn)1性能相同的主發(fā)條1A，結(jié)果可以獲得其性能與試驗(yàn)1性能相同的主發(fā)條1A。
試驗(yàn)1和2的主發(fā)條1A的相應(yīng)部分的尺寸、楊氏模量、最大扭矩T和繞卷數(shù)N示于表1。
比較例是一個(gè)常規(guī)主發(fā)條的例子，用于比較這些試驗(yàn)中的主發(fā)條1A。
在此比較例中，采用簡(jiǎn)單的用SPRON的主發(fā)條，該主發(fā)條能夠獲得作為主發(fā)條1A的最大扭矩。該主發(fā)條裝在同樣的條盒齒輪1中，然后測(cè)量該主發(fā)條從退卷狀態(tài)到完全卷緊狀態(tài)的繞卷數(shù)。
主發(fā)條相應(yīng)部分的尺寸、楊氏模量、最大扭矩T和繞卷數(shù)N示于表1。
當(dāng)比較試驗(yàn)1、2以及比較例時(shí)，試驗(yàn)1和2的主發(fā)條具有更多的繞卷數(shù)，由此可以延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間，該試驗(yàn)與比較例相比，能量增加11％。
當(dāng)試驗(yàn)1和2的主發(fā)條用于簡(jiǎn)單的機(jī)械時(shí)計(jì)時(shí)，可以聚集在機(jī)械時(shí)計(jì)上的能量增加約11％，因此增加了驅(qū)動(dòng)機(jī)械時(shí)計(jì)的時(shí)間。
本發(fā)明不限于相應(yīng)的實(shí)施例和試驗(yàn)，而且包含可以達(dá)到本發(fā)明的目的的各種改變和變型。
例如，主發(fā)條不限于在其兩側(cè)面上具有剛性膜的主發(fā)條，而且可以應(yīng)用這樣的主發(fā)條，這種主發(fā)條僅在螺旋形盤(pán)簧的一個(gè)中心側(cè)面(內(nèi)側(cè)面)上具有剛性膜，而在其它外緣面(外側(cè)面)上沒(méi)有剛性膜。
因此，雖然在剛性膜上總是作用壓應(yīng)力而不受到張應(yīng)力的作用，使得即使在繞卷主發(fā)條時(shí)受到很大的應(yīng)力，剛性膜也不會(huì)受到損壞，這是因?yàn)閯傂阅?duì)于壓應(yīng)力具有很高的耐用性。另外，因?yàn)閯傂阅ば纬稍谥靼l(fā)條的一個(gè)側(cè)面上，所以可以限制剛性膜的厚度到最小，從而可以減小整個(gè)主發(fā)條的厚度，并由此增加繞卷數(shù)，延長(zhǎng)主發(fā)條的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另外，當(dāng)剛性膜形成在主發(fā)條的兩側(cè)面時(shí)，形成剛性膜中在一個(gè)側(cè)面的一個(gè)膜其厚度可以大于形成在另一側(cè)面的另一剛性膜的厚度。例如在受壓力作用的表面上形成的剛性膜可以作得厚些，而在受張應(yīng)力作用的表面上形成的剛性膜可以做得薄一點(diǎn)。另外，在兩個(gè)側(cè)面上形成剛性膜的類型可以不同。換言之，可以在另一個(gè)側(cè)面上形成其特性不同于在一個(gè)側(cè)面上形成的剛性膜特性的剛性膜。
彈簧構(gòu)件的材料不限于上述實(shí)施例中說(shuō)明的合金、鋼和合成樹(shù)脂，而可以是其它的合金例如不銹鋼、金屬和非金屬。按照本發(fā)明，即使在彈簧構(gòu)件的材料沒(méi)有如此好的特性時(shí)，利用涂覆的膜也可以提高彈簧的性能。
作為膜的薄膜不限于DLC薄膜，而可以是多晶金剛石和單晶金剛石的薄膜、陶瓷薄膜例如氮化硅膜、碳化硅膜、氧化鋁膜、碳化鈦膜、氮化鈦膜、立方晶體氮化硼膜，或金屬薄膜例如鎳-磷電鍍膜。
薄膜的成膜方法不限于真空電弧放電的氣相蒸發(fā)法，而可以是物理成膜方法例如其它的氣相蒸發(fā)法、濺射法和離子電鍍法以及化學(xué)成膜法例如熱化學(xué)氣相沉積法、等離子體氣相沉積法和光學(xué)化學(xué)氣相沉積法。然而最好采用其成膜溫度約在室溫的成膜方法。
作為膜的擴(kuò)散層不限于氮的擴(kuò)散層，而可以是由其它元素構(gòu)成的擴(kuò)散層，例如在材料是鋼時(shí)，可以是擴(kuò)散到材料中的碳、鈹、鉬、鎢、釩、鈦和鉭的擴(kuò)散層。
作為膜的擴(kuò)散層不僅可以由氣體擴(kuò)散處理法例如“kanuc處理”和“新kanuc處理”形成，而且可以用固體擴(kuò)散法或液體擴(kuò)散法形成，在固體擴(kuò)散法中固體擴(kuò)散劑放在擴(kuò)散爐內(nèi)并密封在其中，液體擴(kuò)散法中將材料浸在包含擴(kuò)散物質(zhì)的液體中，然后加熱。然而因?yàn)椴牧喜粫?huì)由于“kanuc處理”和“新kanuc處理”而發(fā)生變形，如在第四實(shí)施例中那樣，所以即使在進(jìn)行擴(kuò)散處理后，也可以制造適用于作為一種精確裝置的時(shí)計(jì)的彈簧。
形成在材料上的膜不限于單層膜，而可以是許多不同類型的膜。因此如果僅用單層膜不能改進(jìn)與材料的粘結(jié)強(qiáng)度、彈簧的抗腐蝕性以及滑動(dòng)特性，則可以形成許多種具有不同特性的膜，這樣，便可以用一種膜提高粘結(jié)強(qiáng)度，而用其余的膜改進(jìn)抗腐蝕特性和滑動(dòng)特性，由此可以獲得高性能彈簧。
例如可以制備剛性大而與材料粘結(jié)強(qiáng)度小的第一組分以及第二組分，該第二組分均可牢固粘接在第一膜和材料上，由第二組分組成的第二膜可以直接形成在材料上，而由第一成分組成的第一膜則形成在第二膜上，由此可以改進(jìn)膜的粘結(jié)強(qiáng)度。
另外，可以制備剛性大而抗腐蝕性和自潤(rùn)滑性差的第一組分以及抗腐蝕性和自潤(rùn)滑性均佳的第二組分，并將第一組分構(gòu)成的第一膜直接形成在材料上，而將第二組分構(gòu)成的第二膜形成在第一膜上，由此，可改進(jìn)彈簧的抗腐蝕性，又可改進(jìn)其自潤(rùn)滑性。
另外，時(shí)計(jì)不限于控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)，而可以是用擺輪和擒縱輪控制轉(zhuǎn)速的普通機(jī)械時(shí)計(jì)。另外，條盒不僅用一個(gè)而可以用一個(gè)以上的條盒。
本發(fā)明涉及用作機(jī)械元件的彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用此彈簧的裝置和時(shí)計(jì)，該彈簧例如可適用作卷簧，用于驅(qū)動(dòng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口閥和出口閥，適合用作車輪上的吸震器以及玩具、時(shí)鐘、音樂(lè)盒等的動(dòng)力源。
權(quán)利要求
1.一種彈簧，通過(guò)加工一彈性材料制造，該材料表面的至少一部分上具有膜，該膜的組分和機(jī)械特性不同于該材料。
2.如權(quán)利要求1所述的彈簧，其特征在于，該膜比該材料硬。
3.如權(quán)利要求1或2所述的彈簧，其特征在于，可以形成許多層膜。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，該材料被加工成帶形，并繞成螺旋形，使得彈簧變成主發(fā)條。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，該膜形成在該材料彈性變形時(shí)受到壓力作用的表面上。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，該膜是一種涂覆在該材料表面上的比該材料硬的物質(zhì)的薄膜。
7.如權(quán)利要求6所述的彈簧，其特征在于，該材料由非金屬形成。
8.如權(quán)利要求6或7所述的彈簧，其特征在于，該膜利用物理氣相蒸發(fā)法形成在該材料上，這種物理氣相蒸發(fā)法的成膜溫度約為室溫。
9.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的彈簧，其特征在于，該膜是比該材料硬的擴(kuò)散層，其形成方法是，使一擴(kuò)散物質(zhì)從該材料表面擴(kuò)散到其內(nèi)部，該擴(kuò)散物質(zhì)可強(qiáng)烈地與構(gòu)成該材料的組分結(jié)合。
10.如權(quán)利要求9所述的彈簧，其特征在于，該材料由能夠進(jìn)行熱遷移處理的金屬構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9或10所述的彈簧，其特征在于，該擴(kuò)散層利用擴(kuò)散處理法形成在該材料上，該處理將包含擴(kuò)散物質(zhì)元素的分子氣體輸送到高真空爐中，然后使該擴(kuò)散物質(zhì)從該材料的表面擴(kuò)散到其里面。
12.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的彈簧作為一動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
13.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的彈簧的裝置。
14.一種電子控制時(shí)計(jì)，包括一用于聚集機(jī)械能的機(jī)械能蓄能器；一發(fā)電機(jī)，由該機(jī)械能蓄能器驅(qū)動(dòng)；一齒輪系，使該機(jī)械能蓄能器和該發(fā)電機(jī)相互連接；一連接于該齒輪系的指示器；一用于控制該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動(dòng)控制器；以及其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的彈簧作為該機(jī)械能蓄能器。
15.一種時(shí)計(jì)，包括機(jī)械能蓄能器，并由該機(jī)械能蓄能器驅(qū)動(dòng)，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的彈簧作為該機(jī)械能蓄能器。
全文摘要
一種作為電子控制機(jī)械時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的條盒齒輪1具有主發(fā)條1A，該主發(fā)條具有彈性材料表面，該表面上涂覆有由DLC薄膜構(gòu)成的膜。該主發(fā)條1A具有極好的抗腐蝕性和較低的摩擦阻力，同時(shí)因?yàn)橛心ざ梢猿浞值卮_保其韌性和剛性，所以可以增加該彈簧的比例極限，從而增加主發(fā)條1A上聚集的能量。
文檔編號(hào)F03G1/02GK1418295SQ01802726
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者原辰男 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社