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用于表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法與工藝

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用于表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及用于表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu),該打點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括具有優(yōu)化的致動(dòng)能量的至少一個(gè)振動(dòng)板,該至少一個(gè)振動(dòng)板包括多個(gè)懸臂簧片(strip)。本發(fā)明同樣涉及由包括至少一個(gè)這種機(jī)構(gòu)的表或音樂(lè)盒形成的時(shí)計(jì)。本發(fā)明涉及包括打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的時(shí)計(jì)(特別是表和音樂(lè)盒)的領(lǐng)域。

背景技術(shù):
音樂(lè)表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)通常由振動(dòng)板和致動(dòng)振動(dòng)板的簧片的系統(tǒng)形成。致動(dòng)系統(tǒng)可以是旋轉(zhuǎn)圓筒或旋轉(zhuǎn)盤(pán),或諸如此類(lèi)。到現(xiàn)在為止,主要基于可制造性與耐磨損性和耐疲勞性來(lái)選擇振動(dòng)板的材料。這是因?yàn)檎駝?dòng)板的簧片經(jīng)受反復(fù)的彈性力,并且在簧片表面和致動(dòng)銷(xiāo)之間的摩擦可導(dǎo)致表面的磨損或捻縫(calking)。與此同時(shí),到現(xiàn)在為止,打點(diǎn)的表或音樂(lè)盒的制造商已經(jīng)一直試圖盡可能多地增加簧片的致動(dòng)動(dòng)力,這要求非常高的彈性力,特別是對(duì)與最高音調(diào)的聲音對(duì)應(yīng)的最短的簧片。以MONTRESBREGUETSA名義的EP專(zhuān)利申請(qǐng)N°2482275A1描述了用于以表的形式的音樂(lè)盒的振動(dòng)板,該振動(dòng)板由一組平行簧片對(duì)組成,在其一端處連接到跟部,每一對(duì)簧片對(duì)形成音叉,其中可通過(guò)音樂(lè)機(jī)芯的銷(xiāo)將該簧片對(duì)中的一個(gè)簧片設(shè)定成在振動(dòng),并且振動(dòng)經(jīng)由縱波傳播到該對(duì)的另一個(gè)簧片。在特定的變型中,振動(dòng)板由貴金屬、金或金屬玻璃制成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出了用于打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化的振動(dòng)板的引入,該振動(dòng)板由具有特定彈性屬性的材料制成,以特別確保通過(guò)外部零件的最優(yōu)聲音輻射,并且具有用于在最小整體尺寸中存儲(chǔ)最大量的能量的特定幾何形狀。用于打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)板的積極研究,承擔(dān)克服優(yōu)化輻射的這種問(wèn)題,凸顯了這樣的事實(shí),即致動(dòng)動(dòng)力必須超過(guò)略微取決于外部的表零件的限定閾值(大約20微瓦),以允許有效輻射并獲得在聲級(jí)上的顯著改善(在該閾值附近超過(guò)約10dB的改善),但是進(jìn)一步增加超出該閾值的致動(dòng)動(dòng)力則不存在顯著優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上,超過(guò)該閾值,該改善變?yōu)榫€(xiàn)性的,這意味著可用動(dòng)力必須加倍以增加所產(chǎn)生的聲級(jí)僅3dB。同時(shí),現(xiàn)今用于涂覆和硬化材料的技術(shù)可減少對(duì)時(shí)計(jì)部件的磨損和疲勞的風(fēng)險(xiǎn),并且使得用于打點(diǎn)機(jī)構(gòu)振動(dòng)板功能的相對(duì)柔性材料的使用可行。這意味著,可基于能量(全部簧片必須具有大于20微瓦的致動(dòng)能量)和部件的整體尺寸的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇振動(dòng)板的材料。因此,本發(fā)明通過(guò)限定具有比常規(guī)使用的鋼振動(dòng)板更低的彈性模量和更高的密度二者的優(yōu)化的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)振動(dòng)板,提出了與行業(yè)慣例相反的不尋常的解決方案:根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化的振動(dòng)板的這種系列的主要示例是由金或金合金制成的振動(dòng)板。由于使用該材料,或者滿(mǎn)足相同物理?xiàng)l件的其它材料,可標(biāo)準(zhǔn)化所演奏音符的聲級(jí),同時(shí)保持在降低的整體尺寸內(nèi):為獲得該最優(yōu)系統(tǒng),必須使用良好限定且適宜的幾何形狀,其在下面的描述中詳細(xì)列明。為此,根據(jù)權(quán)利要求1,本發(fā)明涉及用于表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu),該打點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括具有優(yōu)化的致動(dòng)動(dòng)力的至少一個(gè)振動(dòng)板,該至少一個(gè)振動(dòng)板包括多個(gè)懸臂簧片。根據(jù)本發(fā)明的另一特定特征,所述簧片每一個(gè)以包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,或者所述簧片每一個(gè)具有包含在14與22之間的密度。根據(jù)本發(fā)明的另一特定特征,所述簧片每一個(gè)以包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,并且所述簧片每一個(gè)具有包含在14與22之間的密度。更具體地,所述振動(dòng)板由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,并且所述振動(dòng)板具有包含在14與22之間的密度。根據(jù)本發(fā)明的特定特征,所述簧片中的至少一個(gè)由包括金的合金制成。本發(fā)明同樣涉及由包括至少一個(gè)這種機(jī)構(gòu)的表或音樂(lè)盒形成的時(shí)計(jì)。附圖說(shuō)明參考附圖,本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)顯而易見(jiàn),其中:-圖1示出對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的750金振動(dòng)板(E=110GPa,ρ=15100kg/m3),具有在800Hz處的基本彎曲模式的簧片的致動(dòng)動(dòng)力(以微瓦為單位)分布的示意圖,該分布作為對(duì)于0.4mm的簧片寬度,在x軸上的簧片長(zhǎng)度和在y軸上的簧片升程(lift)的函數(shù);-圖2示出對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的鋼振動(dòng)板的示意圖,該鋼振動(dòng)板具有在x軸上的簧片長(zhǎng)度,和在y軸上的簧片的總豎直尺寸,即其高度和雙倍的其行程的總數(shù),其被評(píng)估為獲得20毫瓦的致動(dòng)能量;并且該圖示出在某些頻率處的振動(dòng)板的響應(yīng)(對(duì)于在4000Hz處的簧片位于左側(cè)上以及對(duì)于在800Hz處的簧片位于右側(cè)上),與具有總豎直尺寸的響應(yīng)對(duì)應(yīng)的每一條實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn),以及與單個(gè)行程對(duì)應(yīng)的每一條虛線(xiàn)曲線(xiàn),以及其中簧片的最大整體長(zhǎng)度和總豎直尺寸、操作限制的特征由陰影區(qū)域表示;-圖3以與圖2類(lèi)似的方式示出與根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)板對(duì)應(yīng)的圖,該振動(dòng)板由具有110GPa的楊氏模量和15.1的密度的第一750金合金制成;-圖4以與圖2類(lèi)似的方式示出與根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)板對(duì)應(yīng)的圖,該振動(dòng)板由具有120GPa的楊氏模量和14.0的密度的第二金合金制成;-圖5是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)板的示意性透視圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及包括打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的時(shí)計(jì)(特別是表和音樂(lè)盒)的領(lǐng)域。更具體地,本發(fā)明涉及用于表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)板1,該振動(dòng)板1具有優(yōu)化的致動(dòng)能量,包括多個(gè)懸臂簧片2。將簧片2中的每一個(gè)簧片設(shè)定尺寸以在確定的頻率處振動(dòng)。將整個(gè)振動(dòng)板1設(shè)計(jì)為確保生成用于在可聽(tīng)頻率的特定范圍中的輻射的振動(dòng)。更具體地但非限制性地,該范圍涉及從800Hz到4000Hz的頻率;下面闡明的概念思想適用于該頻率范圍的全部其它限定值。有利地,根據(jù)本發(fā)明,振動(dòng)板1的每一個(gè)簧片2以其中的材料制成。在本發(fā)明的變型中,這些簧片2每一個(gè)由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料M制成。在另一個(gè)變型中,至少一個(gè)簧片2由鉑或鉑合金制成,并且然后具有大于120GPa的楊氏模量。在本發(fā)明的變型中,這些簧片2每一個(gè)具有比14更高的密度,并且尤其被包含在14與22之間。更具體地,這些簧片2每一個(gè)由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,或者簧片2每一個(gè)具有包含在14與22之間的密度。更具體地,這些簧片2每一個(gè)由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,并且簧片2每一個(gè)具有包含在14與22之間的密度。更具體地,振動(dòng)板由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,或者振動(dòng)板具有包含在14與22之間的密度。更具體地,振動(dòng)板由包含在70GPa與120GPa之間的楊氏模量的材料制成,并且振動(dòng)板具有包含在14與22之間的密度。但應(yīng)注意的是,“密度”在這里是指關(guān)于水的相對(duì)密度;因此,值為“λ”的密度與λ.103kg/m3的質(zhì)量密度對(duì)應(yīng)。正常的金和金合金不同的細(xì)微差別(shade),特別是18克拉“750”金滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明的變型中,至少一個(gè)簧片2由包括金的合金制成。在本發(fā)明的變型中,至少一個(gè)簧片2是由包括至少75%的金的“750”金制成。其它材料滿(mǎn)足所要求的條件,并且可為制造根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)板而設(shè),所述其它材料單獨(dú)地,或與金結(jié)合,或至少與金結(jié)合,或彼此結(jié)合,或與這種材料中的至少兩個(gè)結(jié)合來(lái)使用。因此,在變型中,振動(dòng)板1包括來(lái)自由以下元素形成的組中的至少一種元素:·鎢·銥·鉑·鈀·銀·銅·青銅·某些鑄鐵·玻璃·水晶·鈹·鉻·錳·鉬·和類(lèi)似元素·各種碳化物·氧化鋯·藍(lán)寶石,該至少一種元素單獨(dú)地,或與金結(jié)合,或至少與金結(jié)合,或與該組的另一種元素結(jié)合,或在該組的至少兩種元素之間結(jié)合來(lái)使用。更具體地,鎢、銥、鉑、鈀和銀可單獨(dú)使用。每次應(yīng)該檢查E和ρ的值遵守為本發(fā)明定義的各種標(biāo)準(zhǔn)。在特定的實(shí)施例中,如在圖5中可見(jiàn),形成振動(dòng)板1的全部簧片2與臺(tái)板(tabel)3形成單件式組件,經(jīng)由該臺(tái)板3縛住振動(dòng)板1。該臺(tái)板3形成每一個(gè)簧片2的錨跟(anchorheel),類(lèi)似于在一端處錨定并且在懸臂布置中安裝的振動(dòng)梁。在未示出的其它變型中,振動(dòng)板1可與簧片2一起形成,該簧片2全部符合根據(jù)本發(fā)明的楊氏模量和密度值范圍,并且每一個(gè)在同樣優(yōu)選符合相同的值范圍的臺(tái)板3中被錨定。在本描述中,為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),每一個(gè)簧片2為實(shí)心平行六面體棱柱。在實(shí)踐中,同樣的推理適用于不同形狀和截面的實(shí)心的或空心的簧片2。在該特定的示例中,對(duì)于具有楊氏模量E和密度ρ的每一個(gè)特定材料M,使用相應(yīng)限定振動(dòng)板簧片(建模為在一端處被錨定的薄梁)的頻率和彎曲能量的兩個(gè)等式,在數(shù)學(xué)上獲得簧片2的適當(dāng)幾何形狀(由簧片的最小長(zhǎng)度、最大長(zhǎng)度、高度h和寬度b限定):對(duì)于給定的材料和頻率,簧片2的高度h由其長(zhǎng)度L確定:通過(guò)將關(guān)系式(3)代入(2)中,可獲得作為其長(zhǎng)度L和其行程δ的函數(shù)(對(duì)于固定的寬度b)的每一個(gè)簧片2的致動(dòng)能量(具有基本彎曲模式S):圖1示出對(duì)于750金振動(dòng)板(E=110GPa,ρ=15100kg/m3)具有在800Hz處的基本彎曲模式的簧片的致動(dòng)動(dòng)力(以微瓦為單位),該致動(dòng)動(dòng)力作為對(duì)于b=0.4mm的簧片寬度,簧片的長(zhǎng)度L和行程δ的函數(shù)。對(duì)于給定的材料、頻率、簧片寬度和致動(dòng)能量,由簧片長(zhǎng)度L確定獲得致動(dòng)動(dòng)力U=20微瓦所需的掃程(sweep)(以KO為單位):如果在z處的最大尺寸由2δ+h<Hmax確定,并且在由其主軸線(xiàn)限定的方向中的簧片的最大尺寸由L<Lmax確定,則等式(4)可明確地確定最優(yōu)配置。對(duì)于數(shù)字實(shí)施方式,使用簧片寬度b=0.4mm,并且打點(diǎn)機(jī)構(gòu)振動(dòng)板的典型限制頻率考慮為:fmin=800Hz且fmax=4000Hz。對(duì)于由E=185GPa和密度8000kg/m3的鋼制成的振動(dòng)板,等式(4)產(chǎn)生在圖2中示出的曲線(xiàn),該曲線(xiàn)示出獲得致動(dòng)能量U=20微瓦所需的行程δ,以及作為簧片長(zhǎng)度的函數(shù)的用于在800Hz處的簧片和在4000Hz處的簧片的總豎直尺寸(由簧片高度加上兩倍行程的總和h+2δ所限定)。在簧片長(zhǎng)度中的最大尺寸和總豎直尺寸由陰影區(qū)域表示。圖形C1和C2表示分別采用總豎直尺寸h+2δ或僅僅采用行程δ的4000Hz的頻率。圖形C3和C4是在800Hz的頻率處的相對(duì)應(yīng)的圖形。圖2是具有獲得20微瓦的致動(dòng)能量所計(jì)算的行程的圖,并且示出在某些頻率處的振動(dòng)板的響應(yīng)(對(duì)于在4000Hz處的簧片位于左側(cè)上和對(duì)于在800Hz處的簧片位于右側(cè)上),與具有總豎直尺寸的響應(yīng)對(duì)應(yīng)的每一條實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn),以及僅僅與行程對(duì)應(yīng)的每一條虛線(xiàn)曲線(xiàn)?;善拈L(zhǎng)度的最大尺寸和總豎直尺寸、操作限制的特征由陰影區(qū)域表示。在該區(qū)域外側(cè),不能將振動(dòng)板并入到常規(guī)的手表中。因此圖2示出,在最大容許整體尺寸(在此L小于或等于12mm,并且總的最大整體尺寸小于或等于1.5mm)內(nèi),可采用所需(或更大)的動(dòng)力在4000Hz處致動(dòng)簧片:幾個(gè)幾何形狀允許該結(jié)果,例如長(zhǎng)度L=7.5mm和采用行程δ=0.2mm致動(dòng)的高度h=0.25mm的簧片,對(duì)應(yīng)于在頻率4000Hz的實(shí)線(xiàn)圖形C2上的點(diǎn)A。然而,對(duì)于該振動(dòng)板的材料不可在容許的總尺寸內(nèi)采用所需的最小動(dòng)力來(lái)致動(dòng)在800Hz處的簧片,因?yàn)榫哂凶畲笳w尺寸的與800Hz的頻率對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)C3(連續(xù)的曲線(xiàn))不穿過(guò)特定于振動(dòng)板的最大整體尺寸的區(qū)域??煽闯?,在800Hz處振動(dòng)并且具有相同的總豎直尺寸(即在圖形C3上的點(diǎn)B處)的簧片將需要17.4mm的長(zhǎng)度L??傊诒淼某R?guī)整體尺寸內(nèi),鋼振動(dòng)板不能因此在全部頻率處采用足夠的能量來(lái)致動(dòng)簧片以獲得最優(yōu)聲輻射。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)板,并且特別是由750金制成的振動(dòng)板(采用E=110GPa,并且ρ=15100kg/m3),等式(4)生成在圖3中所示的曲線(xiàn),其涉及根據(jù)本發(fā)明的由具有與圖2的那些圖形類(lèi)似的圖形的750金制成的振動(dòng)板1??煽闯?,在這種情況下,同樣可采用足夠的動(dòng)力致動(dòng)在800Hz處的簧片,同時(shí)保持處于所需的整體尺寸界限內(nèi)。因此,可采用相同的能量致動(dòng)全部的簧片:在與圖形C3上的點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的可能配置的一個(gè)配置中,在800Hz處的簧片具有長(zhǎng)度L=12mm以及采用行程δ=0.5mm致動(dòng)的高度h=0.3mm,即1.3mm的最大總的整體尺寸,而在與4000Hz的頻率對(duì)應(yīng)的圖形C1的點(diǎn)D處,對(duì)應(yīng)的簧片2具有長(zhǎng)度L=6mm和采用行程δ=0.15mm致動(dòng)的高度h=0.35mm,即0.65mm的最大總的整體尺寸。具有由本發(fā)明限定的物理特性,采用以約0.07mm的間隙成對(duì)分開(kāi)的15個(gè)簧片2的振動(dòng)板1(E包含在70GPa與120GPa之間,并且密度包含在14000kg/m3與20000kg/m3之間)仍然可在被限制為(12mm×7mm×1.5mm)的整體尺寸(振動(dòng)板的活動(dòng)長(zhǎng)度×振動(dòng)板的寬度×豎直高度)內(nèi)采用大于20微瓦的能量來(lái)致動(dòng)全部的簧片2。圖4示出對(duì)于機(jī)械參數(shù)(E=120GPa,ρ=14000kg/m3)的界限值(并且因此是最關(guān)鍵的值)限定行程和豎直整體尺寸的曲線(xiàn)。即使在這種情況下,振動(dòng)板的最優(yōu)尺寸是可能的:圖形C3穿過(guò)陰影區(qū)域,并且在圖形C3上的點(diǎn)E處,長(zhǎng)度L=11.5mm并且具有1.45mm的最大整體高度尺寸的簧片適于800Hz的頻率,同時(shí)不難確保在4000Hz的頻率處的聲音輻射。簡(jiǎn)而言之,相比于鋼振動(dòng)板的改進(jìn)可通過(guò)以下事實(shí)變?yōu)榭赡?,即根?jù)本發(fā)明的簧片2的頻率和致動(dòng)動(dòng)力具有取決于參數(shù)的不同函數(shù)相關(guān)性;并且特別是由具有相同致動(dòng)能量的以下事實(shí)變?yōu)榭赡埽浩渲?,c=c(b,f)是僅取決于簧片的寬度和頻率的函數(shù),并且不取決于簧片2的長(zhǎng)度或行程。更具體地,δ2L3與(E/ρ3)1/2成正比。對(duì)于比鋼的密度更高的密度和/或比鋼的彈性模量更低的彈性模量,因此可減少所需的行程,或簧片2的長(zhǎng)度L,或同步減少兩種尺寸。在本發(fā)明的變型中,至少一個(gè)簧片2包括表面涂層。在本發(fā)明的變型中,至少一個(gè)簧片2包括相對(duì)于其機(jī)芯的硬化的表面。通過(guò)實(shí)施本發(fā)明所提供的優(yōu)點(diǎn)是顯著的:-在1kHz與4kHz之間的頻帶中由表或音樂(lè)盒輻射的聲音的聲級(jí)上的增加;-在旋律期間感受到的聲級(jí)的增加的均勻性;-在聲音產(chǎn)生部件(振動(dòng)板和盤(pán))的整體尺寸上的減小。本發(fā)明同樣涉及用于包括至少一個(gè)這種振動(dòng)板1的表或音樂(lè)盒的打點(diǎn)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明同樣涉及時(shí)計(jì)500,其由包括至少一個(gè)這種機(jī)構(gòu)和/或至少一個(gè)這種振動(dòng)板1的表或音樂(lè)盒形成。
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