專利名稱：裝有由壓電電動(dòng)機(jī)形成的驅(qū)動(dòng)裝置的鐘表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有由壓電電動(dòng)機(jī)形成的驅(qū)動(dòng)裝置的鐘表。
具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包括由壓電電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的日期顯示器的鐘表。
在已知的鐘表中，日期顯示器由一個(gè)盤(pán)構(gòu)成，通常內(nèi)圈有齒。盤(pán)對(duì)著一個(gè)窗口轉(zhuǎn)動(dòng)，每過(guò)24小時(shí)就由(一個(gè))減速齒輪系驅(qū)動(dòng)，而減速齒輪系本身則由一個(gè)具有雙極磁鐵的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型的電磁電動(dòng)機(jī)通過(guò)表盤(pán)輪系來(lái)操縱。
因而這種類型驅(qū)動(dòng)需要一個(gè)與表盤(pán)輪系相咬合的專門(mén)的輪系。這種輪系一般包括至少一個(gè)專門(mén)的驅(qū)動(dòng)輪，它一方面具有標(biāo)準(zhǔn)的外齒，從所說(shuō)表盤(pán)輪系與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，另一方面裝有與日期盤(pán)咬合的彈性臂。
這種臂用來(lái)在使用者通過(guò)時(shí)間設(shè)定凸起鈕進(jìn)行快速校準(zhǔn)期間緩沖日期盤(pán)的快速向前或向后移動(dòng)。
另外，除了能使日期盤(pán)正常移動(dòng)的這種第一驅(qū)動(dòng)裝置，上述結(jié)構(gòu)還需要由專門(mén)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)形成的其它驅(qū)動(dòng)裝置，這種專門(mén)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括例如一個(gè)滑動(dòng)小齒輪，它與能在凸起鈕的幫助下進(jìn)行上述快速校準(zhǔn)的中間輪一起作用。
因而上述結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不靈活，而且成本高。
而且，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)地比較脆弱。在受到某些操作，例如快速校正及在午夜前后通過(guò)表盤(pán)輪系進(jìn)行校正會(huì)使操作日期盤(pán)的驅(qū)動(dòng)輪系的彈性臂受到異常的應(yīng)力以致?lián)p壞。
另外，由于它是通過(guò)表盤(pán)輪系以固定方式被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，盡管日期盤(pán)在正常操作時(shí)每24小時(shí)只需要移動(dòng)一次，第一驅(qū)動(dòng)裝置的輪系也會(huì)在表盤(pán)輪系上產(chǎn)生相當(dāng)大的負(fù)荷力。
還需要進(jìn)一步指出，每次移動(dòng)之后這種日期盤(pán)必須完全對(duì)準(zhǔn)窗口，因此，日期盤(pán)一般都和一個(gè)跳簧一起作用，該跳簧使反抗力矩顯著增大。
因此，本發(fā)明的目的就是為了克服這些缺點(diǎn)，它所提供的鐘表包括有由驅(qū)動(dòng)裝置操作的日期顯示器那樣的顯示裝置，通過(guò)減少部件數(shù)目、尺寸和所施加的負(fù)荷力，從整體概念上簡(jiǎn)化鐘表。
為此，本發(fā)明的鐘表包括-顯示裝置，以及-旨在操作所說(shuō)的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)壓電電動(dòng)機(jī)，直接與所說(shuō)的顯示裝置接合。
還應(yīng)該說(shuō)明的是這種由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成的壓電電動(dòng)機(jī)包含有與所說(shuō)轉(zhuǎn)子做在一起的角分度裝置，可以用來(lái)使轉(zhuǎn)子停止在至少一個(gè)預(yù)定的角度位置上。
此外，所說(shuō)的角分度裝置含有呈現(xiàn)凸輪外形的剛性襯套，上面橫向?？恐鴱椥缘慕佑|葉片。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，所說(shuō)的接觸葉片與一個(gè)位置檢測(cè)電路一起作用，在轉(zhuǎn)子的一個(gè)預(yù)定角度位置上它斷開(kāi)。
還應(yīng)該指出的是，所說(shuō)的接觸葉片安裝在支座上，支座壓入底板或橋，中間隔有絕緣體。
通過(guò)參照附圖閱讀以下對(duì)本發(fā)明所做的詳細(xì)說(shuō)明，將會(huì)清楚地了解其它特征和優(yōu)點(diǎn)，所示附圖僅為實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)鐘表的從上面看到的示意圖，基本上表示了根據(jù)本發(fā)明聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)裝置的日期盤(pán);
圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖;
圖3是圖2中驅(qū)動(dòng)裝置的頂視圖，圖中沒(méi)有畫(huà)出日期盤(pán);
圖4是沿圖5的箭頭Ⅳ的視圖，只表示裝配圖1至3所示，按本發(fā)明裝備驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子本體和傳動(dòng)葉片;
圖5是沿圖4的箭頭Ⅴ，從側(cè)面表示處于靜止位置的圖4的本體-葉片組合件。
圖6是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置剖視圖;
圖7表示特別是圖2的驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子和定子的側(cè)視圖，但為了便于對(duì)圖理解，用不同的比例表示;
圖8是圖1至3以及6和7的定子的部分剖視圖，實(shí)線表示其靜止位置，單點(diǎn)劃線表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置第一振動(dòng)模態(tài)激振時(shí)該定子的兩種變形極限位置;
圖9和10表示第一種振動(dòng)模態(tài)時(shí)分別作為定子半徑的函數(shù)和定子角度位置的函數(shù)的定子振幅曲線;
圖11是類似于圖8的部分剖視圖，但表示按照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的第二種振動(dòng)模態(tài);
圖12和13分別類似于圖9和10，但表示定子處在圖11的振動(dòng)模態(tài)下的振幅變化曲線。
下面參照?qǐng)D1說(shuō)明按照本發(fā)明的用(標(biāo)號(hào)1)表示的鐘表。
圖中以非常簡(jiǎn)略的方式表示的鐘表1具有由日期顯示器2構(gòu)成的顯示裝置。鐘表1可以具有其它已知的顯示裝置，圖中未示出，此如小時(shí)和分顯示器，秒顯示器，以及日顯示器，這些顯示器還可以和時(shí)間或別的信息的其他顯示裝置連在一起，沒(méi)有任何特定的限制。
顯示裝置2以已知方式由內(nèi)圈上有齒、稱為日期盤(pán)的環(huán)形盤(pán)4構(gòu)成，用未示出的標(biāo)準(zhǔn)方法確定中心，它適于相對(duì)在表盤(pán)8上形成的窗口6移動(dòng)，表盤(pán)8可以例如固定在外殼10上(這兩個(gè)元件這里僅以截?cái)喾绞骄植勘硎驹趫D中)。
日期顯示盤(pán)4具有的內(nèi)齒5(只以一個(gè)齒作為參考)，由有平行側(cè)面的長(zhǎng)圓形槽9分隔開(kāi)的齒7構(gòu)成。
鐘表1還包括有驅(qū)動(dòng)裝置12，后者直接與顯示裝置2，更具體地說(shuō)，與內(nèi)齒5協(xié)同工作，而且對(duì)它們進(jìn)行操縱，以保證它們?cè)谵D(zhuǎn)動(dòng)中的移動(dòng)量。
基本上安排在盤(pán)4下面的驅(qū)動(dòng)裝置12包括有一個(gè)壓電電動(dòng)機(jī)，這在圖2至5中根據(jù)第一實(shí)施例有更具體的表示。
用標(biāo)號(hào)M1表示的這種電動(dòng)機(jī)安裝在支座上(圖2)，在本體中支座由底座3構(gòu)成，底座3由鐘表1的底板形成(部分示出)。
電動(dòng)機(jī)M1包括有繞定子S1上幾何軸線X1旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子R1，定子S1在它的殼體里用壓力配合(打入配合)或粘接緊固裝配在支座中。這樣壓入底座3的定子S1形成一種支承結(jié)構(gòu)，確保轉(zhuǎn)子R1在旋轉(zhuǎn)中的軸向支承和對(duì)中。
這種支承結(jié)構(gòu)主要由牢固保持在底座3中的環(huán)形吊板P1構(gòu)成。
定子S1面對(duì)底座3的面F1上裝有壓電裝置16，它一方面有例如全厚度上均勻極化的陶瓷材料那樣的壓電元件16a，另一方面又有兩個(gè)以熟知的方式耦聯(lián)到電源AL的(電源在圖中示意表示)電極16b和16c。
壓電裝置16形成一個(gè)傳感器，它對(duì)通過(guò)電極16b和16c提供的電源AL引起的電激勵(lì)的電激勵(lì)作出響應(yīng)，能呈現(xiàn)振動(dòng)。這種壓電現(xiàn)象以及這種類型電動(dòng)機(jī)中的壓電傳感器的結(jié)構(gòu)與布局對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟悉的，因此這里不再詳細(xì)說(shuō)明。
板P1一方面是由薄的可彈性變形的盤(pán)14構(gòu)成，它下面裝著，尤其是以粘接方式裝有壓電裝置16。例如，盤(pán)14薄而均勻的厚度約為0.1mm(0.1×10-3m)。
板P1另一方面包括有從盤(pán)14突出的而且和盤(pán)14實(shí)際上是一整體圓管18。圓管18于是通過(guò)壓力裝配或粘接方式安裝到底座3的一個(gè)孔(未標(biāo)號(hào))中。
圓管18有一個(gè)中心通孔20，中間壓入帶頭的光滑圓柱桿V。由于圓柱桿V上有兩個(gè)同軸軸頸(未標(biāo)號(hào))，所以它能保持軸向定位，并在轉(zhuǎn)子R1繞軸線X1旋轉(zhuǎn)時(shí)保證同心。
為此，彈性地靠在盤(pán)14的與面F1相反的面F2上的軸向支座中的轉(zhuǎn)子R1具有一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)的帶臺(tái)階管狀襯套22，直接裝在圓柱桿V上繞軸線X1旋轉(zhuǎn)。
襯套管22是由兩個(gè)銷子24構(gòu)成的機(jī)構(gòu)結(jié)合裝置，銷子24壓入襯套管22，并在圓柱桿V的兩側(cè)由此軸向伸出。兩個(gè)銷子24位于襯套管22穿過(guò)縱向軸X1的徑向軸X2上。
襯套22在其下方(根據(jù)電動(dòng)機(jī)M1在圖2所示位置定向)還包括一個(gè)帶臺(tái)的軸頸26，在上面固裝著，特別是用打入配合固裝著轉(zhuǎn)子R1的主體。
根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)子R1的本體最有利的方式是基本上用柔性鉆孔的盤(pán)D1構(gòu)成。
從圖4可以更具體地看到，盤(pán)D1包括環(huán)形中央部分28，有中心孔30，用來(lái)與軸頸26配合。
盤(pán)D1還包括一個(gè)外環(huán)32，上面形成運(yùn)動(dòng)傳送裝置，可以用來(lái)向轉(zhuǎn)子R1傳送定子S1的振動(dòng)，并且使轉(zhuǎn)子R1在繞軸線X1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在垂直于軸線X1的中間位移平面Rdm(圖7)內(nèi)移動(dòng)。
這種傳送裝置由安排在盤(pán)D1邊緣的彎曲葉片34組成的彈性變形元件形成。
在本實(shí)施例中，通過(guò)一種冷成形工序，特別是用對(duì)外環(huán)32進(jìn)行擠壓來(lái)在盤(pán)D1的周圍形成彎曲葉片34。
此外，盤(pán)D1還包括可彎曲臂36(例如此處有四個(gè)臂，但只有一個(gè)被標(biāo)號(hào))，它們彈性地聯(lián)接著中心部分28及外環(huán)32。由從外環(huán)32伸向定子S1的彎曲葉片34形成的傳送裝置，以及可彎曲臂36、中心部分28和外環(huán)32是由整體材料形成的，構(gòu)成整體的轉(zhuǎn)子體。應(yīng)該說(shuō)明的是外環(huán)32、可彎曲臂36和中心部分28具有相同的厚度，并在靜止?fàn)顟B(tài)下(圖4和5)處于一個(gè)共同平面內(nèi)(未標(biāo)號(hào))。
因此可知，轉(zhuǎn)子R1的本體是至少在定子S1方向內(nèi)可彈性變形的結(jié)構(gòu)，至少部分地形成轉(zhuǎn)子R1在定子S1上的彈性支承裝置。這種裝置還部分地是由襯套管33形成的，它使盤(pán)D1以軸對(duì)稱方式(相對(duì)于軸線X1)軸向壓向定子，并由壓入的圓柱桿V的帽卡住。
換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)子R1的本體基本由彈性可變形盤(pán)D1構(gòu)成，它以整體方式形成所說(shuō)的傳送裝置34和所說(shuō)的彈性支承裝置(未標(biāo)號(hào))。
從圖2可以看到，在已經(jīng)組裝好狀態(tài)并準(zhǔn)備運(yùn)行的情況下，襯套管22永久地使轉(zhuǎn)子R1的本體變形，轉(zhuǎn)子R1的本體受有預(yù)應(yīng)力，在圓柱桿V的作用下呈圓盤(pán)狀。這種處于應(yīng)力狀態(tài)下引起定子S1的面F2上和葉片34的自由端處產(chǎn)生軸向支承力和反支承力。
另外，規(guī)定壓電裝置16的電極16b和16c在前面的伸出部分呈現(xiàn)完全整體的結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，沒(méi)有切口，沒(méi)有被極化段的結(jié)構(gòu)像在已知的結(jié)構(gòu)中那樣。
制成定子S1的盤(pán)14最好用金屬材料如黃銅、不銹鋼合金或鋁制成，盡可能鍍一層硬材料尤其是氮化鉻或氮化鈦。電極16b和16c最好由鎳或銀制成。
下面參照?qǐng)D7來(lái)更具體地說(shuō)明轉(zhuǎn)子R1和定子S1的結(jié)構(gòu)。
彎曲葉片34(這里只畫(huà)了三個(gè))，從轉(zhuǎn)子R1伸出，嚴(yán)格說(shuō)是從盤(pán)D1在定子S1的前表面F2內(nèi)、與原來(lái)位置為平行于旋轉(zhuǎn)軸線X1的一直線呈夾角為β的方向伸出，β在10°至30°之間。
此外，每個(gè)彎曲葉片34的平面形狀為平行六面體，從轉(zhuǎn)子R1伸出的自由長(zhǎng)度Lcs最好在0.1至0.5mm(0.1至0.5×10-3米)之間。每個(gè)葉片34的長(zhǎng)度ec最好在0.025至0.1mm(0.025至0.1×10-3米)之間，寬度lc最好在0.1至0.3mm(0.1至0.3×10-3米)之間。應(yīng)該注意的是，在轉(zhuǎn)子R1和定子S1之間的，彎曲葉片34形成定子S1間的機(jī)械界面，并在定子S1的基本是平面的前面F2上終止并直接靠在該面上，面F2是平滑而且沒(méi)有任何突起物或凸起的。
彎曲葉片34和盤(pán)D1用銅鈹合金或不銹鋼制成。
下面參照?qǐng)D8至10作為例子，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的定子的第一種振動(dòng)模態(tài)。
圖8所示是定子S1的部分剖視圖?？梢郧宄吹剑ㄗ覵1在用A標(biāo)出的靜止位置兩側(cè)呈現(xiàn)彎曲變形。這種變形用極為夸張的方式表示，高位為B，低位為C。實(shí)際上，這種變形在定子的周邊(峰值)的跳動(dòng)幅值不會(huì)超過(guò)5μm(5×10-6米)。這種變形也會(huì)使定子S1呈現(xiàn)盆狀。成為盆狀的變形原因在于壓電裝置16使定子S1中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。這種彎曲應(yīng)力是由于定子S1上的壓電裝置16的剛性組件形成的非均質(zhì)雙壓電晶片的結(jié)構(gòu)所致。
這里需要指出，為了獲得定子S1所需要的變形，用了一種特殊的陶瓷。當(dāng)通過(guò)電極施加特定的電激勵(lì)時(shí)，它能產(chǎn)生徑向形變。具體地說(shuō)，這里選擇了一種具有高壓電常數(shù)d31的陶瓷，這種常數(shù)表示相對(duì)于所施加的電場(chǎng)得到的變形。
這種振動(dòng)是軸對(duì)稱型的，使定子所產(chǎn)生的形變也是同類型的。圖9的曲線C1和C2可以證實(shí)，從圖9可以注意到定子的變形作為定子半徑R6的函數(shù)，幅值變化Amp具有相同的特征，就是說(shuō)從定子S1的中心到周邊變形增大。
應(yīng)注意的是曲線C1和C2無(wú)拐點(diǎn)，也不經(jīng)過(guò)零幅度值。這種振動(dòng)模式使定子S1上不會(huì)出現(xiàn)波節(jié)圓。這種特征可以從曲線c3至cn(圖10)得到證實(shí)，它們表示所有的幅值都不是零。這些曲線c3至cn表示在不同的給定半徑值時(shí)作為定子角度位置的函數(shù)和定子變形幅值變化情況，該變化是針對(duì)圖9中曲線C1的正向幅值變化測(cè)得的。此外還可以看到，這些曲線是直線，且彼此之間完全平行，這表明這種振動(dòng)模式不會(huì)引起任何波節(jié)直徑。這樣便得到根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Bnm(n是波節(jié)圓的數(shù)目，m是波節(jié)直徑的大小)的Boo型振動(dòng)。
還應(yīng)指出的是，這種振動(dòng)和這種軸對(duì)稱變形的中心在旋轉(zhuǎn)軸線X1上。于是提供了一種平面分級(jí)式電動(dòng)機(jī)，就是說(shuō)它有基本上是平面形而且重疊的定子和轉(zhuǎn)子，這種電動(dòng)機(jī)，由于以旋轉(zhuǎn)軸線為中心的軸對(duì)稱運(yùn)動(dòng)并沿該軸線定向，屬于具有相對(duì)于軸線X1基本上軸向振動(dòng)型式。
由于這些振動(dòng)模態(tài)和幅值很小的軸對(duì)稱變形，定子S1的各點(diǎn)，例如Pt1至Pt3(圖7)實(shí)現(xiàn)一種基本上地平行于旋轉(zhuǎn)軸線X1的位移，在轉(zhuǎn)子上給定半徑(例如Rb1到Rbn)的平面上所畫(huà)的圓幅值相同而且同相位。
根據(jù)本發(fā)明，壓電電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)模態(tài)是軸對(duì)稱的，因此在定子的每一點(diǎn)上，特別是在定子和轉(zhuǎn)子間的接觸區(qū)內(nèi)的速度向量T(圖7中只畫(huà)出了三個(gè)T1和T3)基本垂直于轉(zhuǎn)子R1的移動(dòng)平面Pdm。由于振動(dòng)幅度非常小，所以定子S1在移動(dòng)平面Pdm內(nèi)沒(méi)有明顯的速度分量。因而也沒(méi)有明顯的徑向，離心的，向心的加速度。還有值得注意的是，這種定子沒(méi)有表現(xiàn)出任何切向加速度，但與之相反，切向加速度都被發(fā)現(xiàn)存在于已知的具有前導(dǎo)波或駐波的振動(dòng)模態(tài)的壓電電動(dòng)機(jī)的定子中。
圖11表示定子S1根據(jù)本發(fā)明經(jīng)受第二種軸對(duì)稱振動(dòng)模態(tài)時(shí)的變形情況，參考號(hào)D表示其靜止位置，而參考號(hào)E和F表示定子受激后在變形極端位置的情況。這時(shí)這種運(yùn)動(dòng)有波節(jié)圓，具體如在半徑Rb3處所示(圖12和13)。
應(yīng)注意的是，實(shí)際上圖12的曲線C1和C2通過(guò)標(biāo)志定子振動(dòng)節(jié)點(diǎn)的零幅值點(diǎn)。圖13的曲線C3至Cn表示定子S1的振動(dòng)模態(tài)和變形的軸對(duì)稱性，表明對(duì)定子上以某一給定半徑Rbx所作的圓在整個(gè)360°內(nèi)都有一樣的幅值(峰值)，圖13的曲線C3至Cn是相互平行的直線。這些曲線C3至Cn表示作為角度位置函數(shù)的定子振幅變化，這種變化是根據(jù)圖12中的曲線C2測(cè)得的振幅變化。該振動(dòng)模態(tài)在定子S1上不引起任何波節(jié)直徑，因此是B10型的振動(dòng)模態(tài)。
為了得到B00和B10型的軸以稱振動(dòng)模態(tài)，采用電源裝置AL已產(chǎn)生過(guò)頻率為F的交流電流，作為一個(gè)例子，測(cè)得定子和壓電裝置的各項(xiàng)尺寸如下(參照?qǐng)D7)
其中Hb是定子(盤(pán)14加壓電裝置16)的懸掛部分的總高度，hb是盤(pán)14的高度，也就是說(shuō)不帶壓電裝置16定子的高度，Rb是定子的最大半徑(在盤(pán)14的周圓測(cè)量)，γa是形成壓電裝置16的環(huán)的內(nèi)半徑，ha是壓電裝置16的總高度(此處電極厚度可忽略不計(jì))，la是壓電裝置16的寬度，以及F是定子S1的振動(dòng)頻率。盤(pán)14在此情況下由不銹鋼合金構(gòu)成，而壓電元件16a由PZT(用鋯攙雜的鉛鈦酸鹽)型的壓電陶瓷構(gòu)成。以上已經(jīng)描述過(guò)兩種軸對(duì)稱振動(dòng)模態(tài)(B00和B10)，顯然，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)振動(dòng)模態(tài)可以推廣到用Bxo型的符號(hào)的，其中x可以從0到某數(shù)n中變化。
在工作過(guò)程中，壓電裝置16被電源AL激勵(lì)，它使電壓裝置16振動(dòng)。根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的非均勻雙壓電晶片原理，壓電裝置16振動(dòng)的徑向分量產(chǎn)生盤(pán)60的彎曲振動(dòng)。
電源AL對(duì)應(yīng)于所需模態(tài)Bxo的諧振頻率，提供頻率為F的交變信號(hào)。
這樣，作為一個(gè)整體的定子以對(duì)應(yīng)于以上已經(jīng)描述過(guò)的一種軸對(duì)稱振動(dòng)模態(tài)Bxo被諧振激勵(lì)。
定子的彎曲變形，因而定子S1上的每個(gè)基本點(diǎn)的位移基本上都平行于旋轉(zhuǎn)軸線X1，其原因在于所得到的移動(dòng)峰值轉(zhuǎn)變?yōu)樵谖灰破矫鍼dm中的轉(zhuǎn)子R1的旋轉(zhuǎn)中的伴生位移，這都是由于可彎曲葉片元件34形成的彈性可變形元件。這種元件34在受到激勵(lì)時(shí)彎曲并引起切于轉(zhuǎn)子外周向著轉(zhuǎn)子R1內(nèi)，并平行于轉(zhuǎn)子R1的位移平面Pdm以及位于其中的速度分量。
由可彎曲葉片34形成的彈性可變形元件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)變換裝置，它能夠把定子的基本上是軸向線性(或法向)運(yùn)動(dòng)傳送同時(shí)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)了的垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
再次參照?qǐng)D2和3，下面說(shuō)明分度裝置(或角度定位裝置)，它可以用來(lái)使轉(zhuǎn)子R1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)停止在至少一個(gè)預(yù)定的角度位置上。此處所描述的可以在相隔180°的兩個(gè)角度位置上使電動(dòng)機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，是一種有利的方式。
這種分度裝置包括一個(gè)彈性接觸片50，它位于襯套22的旋轉(zhuǎn)平面(未標(biāo)參考號(hào))內(nèi)，并至少在部分旋轉(zhuǎn)期間與襯套22的外周進(jìn)行側(cè)面接觸。
彈性接觸片50通過(guò)支座52固定到底板或底座4上，支座52借助電絕緣材料的中介套54壓入底板4。
應(yīng)該特別注意的是，在圖3中襯套22的外周呈現(xiàn)有兩個(gè)特征區(qū)56a和56b的凸輪外形56。兩個(gè)特征區(qū)56a和56b一般呈圓弧形，但這兩個(gè)圓弧曲線的中心互相偏離，并分別偏離軸線X1。
不連續(xù)的兩上區(qū)域56a和56b以間斷的方式分別通過(guò)兩個(gè)斷開(kāi)部分58a和58b重新連在一起。在兩個(gè)區(qū)域56a和56b的末端因而分別形成鳥(niǎo)嘴狀部分60a和60b。
在工作過(guò)程中，轉(zhuǎn)子R1遵循以前所述原則，按箭頭R0所指方法旋轉(zhuǎn)，和日期盤(pán)4的旋轉(zhuǎn)方向相同。在本例中，電動(dòng)機(jī)M1和日期盤(pán)4按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
以旋轉(zhuǎn)方向R0為基準(zhǔn)，可以注意到鳥(niǎo)嘴狀部分60a和60b是在區(qū)域56a和56b的尾部。
在鳥(niǎo)嘴狀部分60a和區(qū)域56a之間，鳥(niǎo)嘴狀部分60a和區(qū)域56b之間分別有長(zhǎng)形向外開(kāi)口的釋放部分62a和62b，它們之間方向上相互平行，且都與襯套22的徑向軸線X2平行，兩個(gè)接合銷24則在軸線X2上排成一直線。
特別要注意的是，每個(gè)區(qū)域56a、56b的外形是不同的，其曲率半徑R從R1逐漸變到R2。各個(gè)區(qū)域56a和56b的先導(dǎo)部分57a、57b安排在相對(duì)于軸線X1的半徑R1上，R1小于相應(yīng)的端部60a和60b的半徑R2。
在轉(zhuǎn)子R1的靜止?fàn)顟B(tài)中和在兩個(gè)獨(dú)立地位置上(圖3中只畫(huà)出了一個(gè))，彈性片50的自由端位置在釋放部分62a、62b之一內(nèi)，并離開(kāi)襯套22的外周圓一段距離。與此相反，當(dāng)電源AL向定子S1提供激勵(lì)電流時(shí)，對(duì)著彈性片50的先導(dǎo)部分57a或57b與彈性片50切向接觸，彈性片50原來(lái)稍有彎曲。襯套22在旋轉(zhuǎn)方向R0內(nèi)的角位移使施加在片50上的應(yīng)力增大，在端部60a或60b平臺(tái)處達(dá)到最大應(yīng)力。這樣，施加在彈性片50上的應(yīng)力是逐漸增大的，而在開(kāi)始時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)施加的負(fù)荷比較小。
彈性接觸片50由導(dǎo)電材料構(gòu)成，或者有呈現(xiàn)導(dǎo)電特性的鍍層或線路。
根據(jù)本發(fā)明的鐘表包括一個(gè)電子控制裝置DC，它與鐘表電路Ch(此處只用簡(jiǎn)圖表示)相連。裝置DC能通過(guò)電源AL控制電動(dòng)機(jī)M1的旋轉(zhuǎn)。
電路Ch包括已知的鐘表測(cè)量裝置，它向控制裝置DC提供時(shí)間信息譬如隨著午夜進(jìn)入白天。
彈性片50以電路64的第一分支與電子控制裝置DC相連，而電子控制裝置DC則根據(jù)第一實(shí)施例聯(lián)接到第二分支電路66，電路66本身則例如與底板4相連。這樣在本實(shí)施例中，兩個(gè)分支電路64和66、彈性片50、電動(dòng)機(jī)M1和底板4形成一個(gè)電位置檢測(cè)電路68。顯然，在本實(shí)施例中彈性片50和襯套22在檢測(cè)電路68中構(gòu)成一個(gè)機(jī)電開(kāi)關(guān)。
圖3的第二實(shí)施例中同樣表示底板4上有一個(gè)例如壓入的導(dǎo)電螺栓70。螺栓70安排得靠近彈性片50，通過(guò)支路72(圖中用虛線表示)與控制裝置DC相連。在這種情況下，襯套22、電動(dòng)機(jī)組件M1和/或底板4或底板4的一部分可以用諸如塑料那樣的絕緣材料制成。
于是，在圖3所示的彈性片在靜止時(shí)，檢測(cè)電路68開(kāi)路，在該位置時(shí)，彈性片50在它的電極功能上與由轉(zhuǎn)子R1本身(襯套22)或由螺栓70所形成的相應(yīng)電極之間沒(méi)有任何電接觸。
在正常運(yùn)行中以及在這一具體應(yīng)用中，電路Ch特別是在接近午夜的時(shí)候，向裝置DC提供數(shù)字形式的稱為日期信號(hào)的時(shí)間信息。然后控制裝置DC向電源AL送出一個(gè)控制信號(hào)，電源AL向壓電裝置16a提供電能，使定子S1像前面所描述的那樣振動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子R1旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)了R1在旋轉(zhuǎn)方向R0內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)位移，通過(guò)與齒5咬合的接合銷24引發(fā)日期盤(pán)4的后續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子R1已經(jīng)旋轉(zhuǎn)大約180°且斷開(kāi)部分58a或58b中的之一處在彈性片50下方時(shí)，彈性片50突然落入相應(yīng)的開(kāi)口或釋放部分62a、62b之一中，這在第一實(shí)施例中，足以使電檢測(cè)電路68斷開(kāi)，因?yàn)樵趶椥云?0與襯套22之間的電接觸已被斷開(kāi)。
該信息由控制裝置DC進(jìn)行處理，它作用在電源AL上立即切斷電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)。
第二實(shí)施例的操作基本上是一樣的，例外的是當(dāng)彈性片50在襯套22的凸輪外形56的作用下與短柱70橫向接觸時(shí)，檢測(cè)線路68在靜止?fàn)顟B(tài)中是常閉的;當(dāng)彈性片50落入斷開(kāi)部分58a或58b之一中的瞬間，彈性片50脫離橫向接觸時(shí)，檢測(cè)線路68斷開(kāi)。
下面參照?qǐng)D6，其中用與前面圖中相同的參考號(hào)來(lái)表示與前面所述的元件相同的元件，以下說(shuō)明本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例，參考號(hào)一般為M2。
如前所描述，電動(dòng)機(jī)M2包括裝在壓電元件16的定子52和環(huán)形盤(pán)14。在這樣的定子S2上裝配著轉(zhuǎn)子R2，其本體與轉(zhuǎn)子R1的相同，包括與盤(pán)D1結(jié)構(gòu)相同的柔性穿孔盤(pán)D2。
轉(zhuǎn)子R2的不同之處在于它有一個(gè)壓入驅(qū)動(dòng)心軸82的帶臺(tái)的襯套80，心軸82穿過(guò)定子S2和管84，管84與懸掛板P2的盤(pán)14實(shí)際上是一個(gè)整體。
襯套80的作用僅僅為了支承柔性穿孔盤(pán)D2，以便使它在朝向定子S2的板P2的彈性應(yīng)力作用下保持受激勵(lì)，如圖6所示。
驅(qū)動(dòng)心軸82由樞軸(同樣的參考號(hào))形成的第一引導(dǎo)裝置86組裝成，樞軸為了旋轉(zhuǎn)而安裝在軸承88中，在本例中，軸承88是由壓入第二支座89的鉆石構(gòu)成的，第二支座89是由底板或鐘表1的橋(此處只畫(huà)了一部分)構(gòu)成的(參看圖1)。
這樣的心軸82支承在第二引導(dǎo)裝置90中旋轉(zhuǎn)，第二引導(dǎo)裝置90由心軸82上的圓柱軸頸(同樣的參考號(hào))構(gòu)成，為了旋轉(zhuǎn)而安裝在軸承92中，軸承92同樣是由壓入管84的孔中(未標(biāo)參考號(hào))的鉆石構(gòu)成的。應(yīng)注意的是，管84本身壓入構(gòu)成定子S2的支座的底板或橋94內(nèi)。
另外要指出的是，驅(qū)動(dòng)心軸82通過(guò)襯套80可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)子R2的本體上，以便保證圍繞軸線X1定中心，心軸82裝配后至少在支座94中能旋轉(zhuǎn)，心軸82穿過(guò)支座94，以便由此向外伸出，并與機(jī)構(gòu)接合銷24共同作用。
作為一個(gè)例子，定子S2表現(xiàn)出與前面所說(shuō)的相同的振動(dòng)模態(tài)(方式)，電動(dòng)機(jī)M1和M2作為例子尺寸相同。
從以上剛作過(guò)的說(shuō)明中應(yīng)了解到，由于電動(dòng)機(jī)M1和M2的轉(zhuǎn)子的永久的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，這里提供了自鎖驅(qū)動(dòng)裝置。此外，由于有銷子24，根據(jù)本發(fā)明，在壓電電動(dòng)機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)期間，盤(pán)能牢固保持不動(dòng)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的鐘表包括顯示裝置(2)，以及旨在操作所說(shuō)的顯示裝置(2)的驅(qū)動(dòng)裝置(M1，M2)，其特征在于所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)裝置(M1，M2)包括一個(gè)直接與所說(shuō)的顯示裝置接合的壓電電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鐘表，其特征在于所說(shuō)的由定子(S1，S2)和轉(zhuǎn)子(R1，R2)構(gòu)成的壓電電動(dòng)機(jī)包括與所說(shuō)的轉(zhuǎn)子成一整體的角分度裝置，它用來(lái)在至少一個(gè)預(yù)定的角度位置上使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的鐘表，其特征在于所說(shuō)的角分度裝置包括呈現(xiàn)凸輪外形(56)的剛性襯套(22)，上面橫向靠著彈性接觸片(50)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的鐘表，其特征在于所說(shuō)的接觸片(50)與一個(gè)電位置檢測(cè)電路(68)共同起作用，在轉(zhuǎn)子的一個(gè)預(yù)定角度位置上檢測(cè)電路(68)斷開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的鐘表，其特征在于所說(shuō)的接觸片(50)安裝在支座(52)上，支座(52)壓入底板或橋(3)，中間隔有電絕緣體。
6.根據(jù)以上任何權(quán)利要求的鐘表，其特征在于所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)裝置包括軸向延伸的兩個(gè)銷子(24)，它們和形成所說(shuō)顯示裝置(2)的環(huán)形盤(pán)(4)上的徑向凹槽(9)共同作用。
7.根據(jù)以上任何權(quán)利要求的鐘表，其特征在于所說(shuō)的壓電電動(dòng)機(jī)(M1，M2)有基本上由柔性穿孔盤(pán)(D1，D2)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子(R1，R2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的鐘表，其特征在于所說(shuō)轉(zhuǎn)子的盤(pán)(D1，D2)包括有可彎曲臂(36)，可彎曲臂彈性地把轉(zhuǎn)子的中心部分(28)與外環(huán)(32)相連，外環(huán)(32)上安排有運(yùn)動(dòng)傳送裝置(34)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鐘表，其特征在于由可彎曲片(34)形成的傳送裝置從外環(huán)(32)伸向電動(dòng)機(jī)定子，可彎曲臂(36)、所說(shuō)的中心部分(28)以及所說(shuō)的外環(huán)(32)實(shí)質(zhì)上是一整體。
10.根據(jù)以上任何權(quán)利要求的鐘表，其特征在于所說(shuō)的轉(zhuǎn)子包括驅(qū)動(dòng)心軸(82)，它使所說(shuō)的轉(zhuǎn)子本體旋轉(zhuǎn)并保證其處于中心位置，所說(shuō)的心軸至少在支座中旋轉(zhuǎn)，心軸通過(guò)支座，以便由此向外突出并為了和機(jī)械連接裝置(96)共同作用，這種支座由一個(gè)橋或底板構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐘表。這種鐘表包括顯示(2)和旨在操作顯示裝置(2)的驅(qū)動(dòng)裝置(M1，M2)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(M1，M2)包括一個(gè)直接與顯示裝置(2)接合的壓電電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明可用于例如驅(qū)動(dòng)一日期顯示器。
文檔編號(hào)G04C3/12GK1083941SQ93117379
公開(kāi)日1994年3月16日 申請(qǐng)日期1993年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月9日
發(fā)明者R·盧蒂埃 申請(qǐng)人:阿蘇拉布股份有限公司