專利名稱：用于一帶擺動錘的發(fā)電器的防震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一帶擺動錘的發(fā)電器的防震裝置，用以保護裝置的運動元件不受任何損壞，尤其是在能引起所述擺動錘過大擺動的震動從而易于造成元件的不可恢復(fù)的損壞和使得與例如一條盒的一機械能儲存器或者與一發(fā)電機的轉(zhuǎn)子嚙合的傳動鏈內(nèi)的一小齒輪旋轉(zhuǎn)時。
本發(fā)明尤其涉及這種類型的一裝置，其用于帶有一擺動錘的小尺寸的一發(fā)電器，其運動元件本身容易損壞，所述的發(fā)電器用來致動由一使用者攜帶的一小型器具，使用者的運動將促使擺動錘擺動。例如，其涉及但不限于一手表，該手表的電子機芯和/或用于發(fā)送和/或接收電磁信號的電路由一微型發(fā)電機所產(chǎn)生的電流直接地或間接地來供電，其中微型發(fā)電機由擺動錘來驅(qū)動。
已長期致力于解決帶有擺動錘的發(fā)電器在裝置誤用、震動或意外地墜落時所引起的機械阻力，并且已經(jīng)提出了一些解決方案。
對于機械式自動手表(自動旋繞發(fā)條的手表)，公布于1952年的瑞士專利第281490號公開了一種鐘表裝置，其包括由一薄的彈性鋸齒形臂支承的一擺動旋繞錘，以衰減由該錘產(chǎn)生的任何軸向震動。所述的臂被固定到與一齒扇嚙合的一小齒輪上，該齒扇與條盒棘輪配合，該組件通過兩個吸震彈簧來完成，其中吸震彈簧限制擺動錘的振幅。
根據(jù)于1948年公布的一早期文獻瑞士專利第254577號，通過一盤形彈簧來獲得對擺動錘的吸震或衰減，其中盤形螺旋彈簧具有被安裝在擺動錘與固定于樞軸的一零件之間的一垂直簧片。根據(jù)一實施例，該盤形彈簧環(huán)繞擺動錘的轉(zhuǎn)動心軸，而根據(jù)另一實施例，一個或多個彈簧被布置在擺動錘上方，并且相對于所述轉(zhuǎn)動心軸呈偏心狀態(tài)，以在被固定到轉(zhuǎn)動心軸上的一鐘形物與擺動錘本身之間構(gòu)成一彈性連接。在該構(gòu)造中，將注意到端部是通過銷于被牢固地錨定到其相應(yīng)的連接點處的，并且對衰減極限的這種過沖擊會造成彈簧的變形，但不會使其脫離其固定點。
在一較近期的文獻歐洲專利第791867中，提出了一種裝置，其中根據(jù)一實施例，其是通過一中間轉(zhuǎn)輪和由一齒輪形成的小齒輪來獲得衰減的，所述的小齒輪支承一扁平的盤形螺旋彈簧，該彈簧具有至多3圈，一方面其端部被牢固地錨定在與發(fā)電器轉(zhuǎn)子的小齒輪嚙合的所述轉(zhuǎn)輪上，另一方面被固定在能在所述轉(zhuǎn)輪內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動的一心軸上，所述的心軸包括與一齒圈嚙合的一小齒輪，該齒圈支承擺動錘。在正常操作中，盤形螺旋帶條具有足夠的剛性，能實際上不變形。當擺動錘被非正常地驅(qū)動時，例如在佩戴于手腕上的手表的一突然運動的過程中，扁平的盤形螺旋彈簧無疑會足夠地變形，以免損壞齒輪系。
對于更大的應(yīng)力作用在擺動錘上的情況，例如當小型器具墜落時，扁平盤形螺旋彈簧安裝件將可能經(jīng)受得住。但是，肯定有這樣的一危險，即扁平盤形螺旋彈簧將撓曲(彎折)產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形，這有害于器具的操作。
為了克服前述現(xiàn)有技術(shù)的大多數(shù)相關(guān)裝置中仍然存在的不足或缺陷，以避免在極端條件下由擺動錘的操作所產(chǎn)生的損壞，本發(fā)明步及一種防震裝置，其中一旋繞在一微型條盒內(nèi)的盤形螺旋彈簧的布置既防止當擺動錘被置于極端條件下運動時，彈簧的固定點被扯開或者產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形；又提供一種對有利于該裝置在此種條件下之總效率的慣性的小量儲存。
因此，本發(fā)明涉及用于一發(fā)電器的防震裝置，該發(fā)電器由一擺動錘的交替運動經(jīng)一條盒傳遞到該發(fā)電器上來致動，所述發(fā)電器包括一帶有一小齒輪的轉(zhuǎn)子，所述擺動錘包括一失衡件，該失衡件被固定到一心軸上并由一齒圈支承，并且所述條盒包括一鼓輪，其具有徑向延伸為一圈件以形成一齒輪的一基座，鼓輪繞一樞轉(zhuǎn)心軸自由地轉(zhuǎn)動并且在其內(nèi)側(cè)旋繞有一盤形螺旋彈簧，該螺旋彈簧的一端被連接到擺動錘的心軸上，并且另一端被固定到鼓輪的內(nèi)壁上，以形成用于轉(zhuǎn)子的驅(qū)動裝置，所述的盤形螺旋彈簧具有一彈性常數(shù)，從而在正常運作過程中，彈簧圈從一中性位置旋繞或松開，在該中性位置時這些彈簧圈有規(guī)則地隔開和定位；而在震動時，它們占據(jù)一打開位置，在該打開位置時這些彈簧圈被壓靠在鼓輪的內(nèi)側(cè)；或它們占據(jù)一收緊位置，在該收緊位置時彈簧圈在中央重組，其特征是一滑動簧片也被連接到由擺動錘驅(qū)動的心軸上，該滑動簧片旋繞在與盤形螺旋彈簧相同的方向，并且以沒有任何剛性機械連接的方式環(huán)繞后者一定的長度，該長度大致對應(yīng)于在一打開位置時的一圈。
根據(jù)本發(fā)明的防震裝置可以形成一單個機械整體，其包括條盒與擺動錘兩者。在該實施例中，擺動錘的失衡件被安裝成相對于齒圈自由地轉(zhuǎn)動。條盒與擺動錘具有相同的旋轉(zhuǎn)軸線，從而條盒的心軸與擺動錘的心軸形成一單個零件。類似地，條盒的齒輪與擺動錘的齒輪也形成一單個零件，以形成與轉(zhuǎn)子的小齒輪直接嚙合的一單個齒輪。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，本發(fā)明的防震裝置被制成這樣的一結(jié)構(gòu)方式，即一中間轉(zhuǎn)輪和小齒輪被插入在發(fā)電器與擺動錘之間，該中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪包括一條盒，如前所述，其齒輪與轉(zhuǎn)子的小齒輪嚙合并且其心軸延伸有一小齒輪，以與擺動錘的齒圈嚙合，其中擺動錘的失衡件被固定到所述齒圈上，例如通過與其制成一體，通過焊接或壓入配合。后面要作為一示例說明的該實施例與前一實施例相比，具有這樣的優(yōu)點可降低裝置的總高度和由于一增速傳動裝置的結(jié)果來增大轉(zhuǎn)子速度。
其中交變的機械能被轉(zhuǎn)換成一直流電的該裝置顯然包括采用一已知方式的一機械轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，例如一棘輪，使得轉(zhuǎn)子總是沿相同的方向被驅(qū)動，或者包括一電極轉(zhuǎn)換電路。
通過參照附圖對一實施例的下列描述，將可更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是裝有根據(jù)本發(fā)明之防震裝置的一發(fā)電器的頂視圖，此時擺動錘位于一極端位置；圖2是相應(yīng)于圖1的一透視圖，但僅限于傳動鏈，此時擺動錘位于中性位置；圖3A、3B、3C是防震裝置在三個位置的頂視圖；圖4是在沒有根據(jù)本發(fā)明的防震裝置時可觀察到的變形的示意圖；圖5是在根據(jù)本發(fā)明之防震裝置中央的連接裝置的一變型例子。
為了更好地理解本發(fā)明，圖1～5所述的實施例在于其中防震裝置是由一中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪形成，并且包括未示出的一電極轉(zhuǎn)換電路。
圖1示意地表示一發(fā)電器1，其動力源是由一擺動錘3形成，該擺動錘由重力致動，相應(yīng)的擺動運動由雙箭頭G示出。該裝置被安裝到一小型器具上，例如一手表。通過攜帶手表的臂的運動而使擺動錘3來回地運動，其中在機械表中這種來回運動旋擰手表的條盒，即旋擰一盤形螺旋彈簧，隨后該螺旋彈簧力圖返回給鐘表機芯由此所積累的機械能。如所述，例如在法國專利第1185795號中，條盒可安裝一保險裝置，該保險裝置由固定到彈簧外圈端部上的一凸緣形成，以在過度旋繞時從一個支承點(b1ocking support)跳到另一個支承點，從而避免在中央的固定點破裂。
在本情形中，機械能的儲存不構(gòu)成本發(fā)明的基本目的，為此外圈的端部必需具有在鼓輪內(nèi)壁上的一固定點。正如參照圖1和2可看出的，擺動錘3間接地致動一發(fā)電器1，該發(fā)電器向一非常高容量的儲存器或電容器(未示出)供給電壓U。儲存在該儲存器或電容器內(nèi)的能量進而給手表運行所需的電路(石英、分壓器等)供電。
發(fā)電器1包括一轉(zhuǎn)子11，轉(zhuǎn)子11通過小齒輪12的齒13而被連接到機械系統(tǒng)上；一有兩極的定子14和一圍繞定子14的繞組線圈15，經(jīng)其(15)接線端取出由發(fā)電器1所產(chǎn)生的電壓U。根據(jù)所示的實施例，一中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪20被插入傳動鏈內(nèi)在發(fā)電器1的轉(zhuǎn)子11與擺動錘3之間。
在圖1中位于一極限位置而在圖2中位于一平衡位置的擺動錘包括已知方式的一失衡件31，其具有大致為半圓形的形狀并在其中央處回轉(zhuǎn)在一心軸34上并且被固定到一齒圈32上，該齒圈可以與失衡件31制成整體或者形成一單獨的零件，例如焊接或者壓入配合地安裝一起。該齒圈32的一部分未被示出，以使根據(jù)本發(fā)明的防震裝置更清楚，該防震裝置被封裝在中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪20內(nèi)。
中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪20包括由一鼓輪27形成的一條盒2，其在一側(cè)由一基座28封閉，其中基座28徑向地延伸到鼓輪27之外，以形成一齒輪21，齒輪21的齒22與轉(zhuǎn)子小齒輪12的齒13嚙合。該中間轉(zhuǎn)輪與小齒輪20接著由一蓋30封閉，該蓋30表示在部分結(jié)構(gòu)被刪去的圖2中，以表示出防震裝置的芯部。該蓋30通過被固定到鼓輪27上的銷件29來定位和固定。鼓輪包括在其中央的一心軸24，其上固定有帶4個臂的一套爪23。該心軸24在其一端亦即在套爪23的該側(cè)被安裝成在基座28內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動，而在另一端延伸有一小齒輪25，其齒26與擺動錘的齒圈32的齒33嚙合。如圖2可更清楚地看出，在發(fā)電器1與擺動錘3之間沒有運動連接。為了建立該運動連接并且保證其在震動時保持良好，該條盒包括一盤形螺旋彈簧4和一滑動簧片6，其布置將在后面解釋。
制成4～10圈的盤形螺旋彈簧4的端部在中央部位于一點5處被固定到夾座23的一臂上。該連接用已知的方式通過激光焊接或粘接獲得。盤形螺旋彈簧的外端被固定在鼓輪27的內(nèi)壁的一點9處，這尤其可在圖2中看出。在所示的例子中，該連接通過將彈簧的端部焊接在一金屬板19的大致中部來實現(xiàn)，其中金屬板19被嚙合在設(shè)于鼓輪27內(nèi)的凹槽18內(nèi)。
盤形螺旋彈簧是由一帶條制成的，其橫截面及其形成材料是這樣的在正常運作時，從圖2和3B所示的中性位置開始，其中彈簧圈規(guī)則地隔開，這些彈簧圈開始卷繞或松開，然后驅(qū)動條盒2將運動傳遞給發(fā)電器1。在該裝置安裝在一手表機芯內(nèi)的情況下，該扭矩必需在大致5μN.m.rad-1與500μN.m.rad-1之間。例如，可以使用橫截面為0.04×0.5mm的一鋼板彈簧。
尤其參照圖1和3A，示出了震動情況下的一極限位置，其中當心軸24沿順時針方向(圖3A中的一箭頭所示)被驅(qū)動時，盤形螺旋彈簧4的彈簧圈被壓靠在鼓輪27的壁上。如果沒有任何保護，并且在擺動錘仍然在心軸24上施加力的情況下，套爪23上的連接點5可能會被撕開，或者第一圈可能彎折，如圖4中的箭頭17所示。
為了避免這些缺陷，增加一滑動簧片6，其包圍或環(huán)繞盤形螺旋彈簧4一定的長度，該長度基本上等于在一打開位置(圖3A)時彈簧4的第一圈，但與后者沒有任何機械連接。
該滑動簧片6可以具有與盤形螺旋彈簧4同樣的彈性特性或更高的特性，這可通過影響其橫截面或者其形成材料來獲得。
簧片6的一端在點7處被固定到套爪23的另一臂上，該點位于盤形螺旋彈簧4的固定點5的上游。在所示例子中，兩個固定點具有偏離180°的一角度，但顯然任何其它的偏離角度也是可能的，而不脫離本發(fā)明的范圍。例如，圖5中示出了帶有3個臂的另一種類型的套爪，這3個臂之間帶有120°的角度偏離?；善?的另一端是自由的，并且在打開位置時被夾緊在盤形螺旋彈簧4的第一圈與第二圈之間的點8處。該點8構(gòu)成一臨時支承點，其可加強第一圈，即避免在擺動錘3過度致動的情況下的前述彎折。當裝置再次進入中性位置(圖3B)時，簧片6就在盤形螺旋彈簧4的彈簧圈之間滑動，以占據(jù)這樣的一位置，即其對擺動錘的正常運作不施加任何功能?，F(xiàn)參照圖3C，可以看出，如果震動促使盤形螺旋彈簧沿逆時針方向產(chǎn)生旋繞，則彈簧圈重組在中央處的收緊位置，并且滑動簧片6沒有任何功能，機構(gòu)的堅固性僅取決于由連接到鼓輪27上的板19在點9處的固定。
還可觀察到從打開位置(圖3A)或者從收緊的位置(圖3C)向中性位置(圖3B)的運動過程構(gòu)成了一小的能量儲存，其有利于整個裝置的總能量效率。
剛剛描述過的裝置帶有一中間轉(zhuǎn)輪和小齒輪，其具有這樣的優(yōu)點降低整個裝置高度，經(jīng)可具有數(shù)量級為50的一放大系數(shù)的齒輪組來增大轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，和因而具有對總能量平衡的一有益效果。
如果需要較小的能量，則條盒2與擺動錘3可以構(gòu)成一單個機械單元。在這種情況中失衡件31則相對于齒圈32自由地轉(zhuǎn)動，擺動錘3的心軸34就與條盒2的心軸24合并，而心軸24就不再包括一小齒輪25并且鼓輪27被固定到齒圈32上，該齒圈32確保了如齒圈21同樣的功能，因而可省略齒圈21。換言之，齒圈32與齒圈21則被合并了。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可進行修改而不脫離本發(fā)明的范圍，以將防震裝置應(yīng)用于任何類型的手表或其它非鐘表產(chǎn)品中，例如一手提電話中，以增大其操作獨立性。
權(quán)利要求
1．用于一發(fā)電器(1)的防震裝置，該發(fā)電器由一擺動錘(3)的交變運動經(jīng)一條盒(2)傳遞到該發(fā)電器上來致動，所述發(fā)電器(1)包括一帶有一小齒輪(12)的轉(zhuǎn)子(11)，所述擺動錘(3)包括一失衡件(31)，該失衡件被固定到一心軸(34)上并由一齒輪(32)支承，并且所述條盒(2)包括一鼓輪(27)，其具有徑向延伸為一圈件以形成一齒輪(21)的一基座(28)，鼓輪繞一樞轉(zhuǎn)心軸(24)自由地轉(zhuǎn)動并且在其內(nèi)側(cè)旋繞有一盤形螺旋彈簧(4)，該螺旋彈簧的一端被連接到擺動錘(3)的心軸(34)上，并且另一端被固定到鼓輪(27)的內(nèi)壁上，以形成用于轉(zhuǎn)子(11)的驅(qū)動裝置，所述的盤形螺旋彈簧(4)具有一彈性常數(shù)，從而在正常操作過程中，彈簧圈從一中性位置旋繞或松開，在該中性位置時這些彈簧圈規(guī)則地隔開和定位；在震動時，它們占據(jù)一打開位置，在該打開位置時這些彈簧圈被壓靠在鼓輪(27)的內(nèi)側(cè)；或它們占據(jù)一收緊位置，在該收緊位置時彈簧圈在中央重組，其特征是一滑動簧片(6)也被連接到由擺動錘(3)驅(qū)動的心軸(24)上，該滑動簧片旋繞在與盤形螺旋彈簧(4)相同的方向，并且以沒有任何剛性機械連接的方式環(huán)繞后者一定的長度，該長度大致對應(yīng)于在一打開位置時的一圈。
2．如權(quán)利要求1所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是條盒(2)與擺動錘(3)構(gòu)成一單個機械整體，其中擺動錘的失衡件(31)被安裝成相對于齒圈(32)自由地轉(zhuǎn)動，該機械整體一方面它們各自的心軸(24)與心軸(34)合并，另一方面它們各自的齒輪(21)與齒圈(32)合并，以與轉(zhuǎn)子(11)的小齒輪(12)直接嚙合。
3．如權(quán)利要求1所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是條盒(2)形成一獨立的中間轉(zhuǎn)輪和小齒輪(20)，其齒輪(21)與轉(zhuǎn)子(11)的小齒輪(12)嚙合并且其心軸(24)延伸有一小齒輪(25)，以與被固定到擺動錘(3)的失衡件(31)上的齒圈(32)嚙合。
4．如權(quán)利要求1所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是盤形螺旋彈簧(4)與滑動簧片(6)在中央的固定是通過被壓入條盒(2)的心軸(24)上的一套爪(23)來實現(xiàn)的，其允許各連接點(5,7)隔開在30°與180°之間的一角度。
5．如權(quán)利要求2所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是條盒(2)由一蓋(30)封閉，該蓋(30)由固定到鼓輪(27)上的銷件(29)保持。
6．包括根據(jù)權(quán)利要求1～5之一的用于一發(fā)電器之防震裝置的手表，用于給一電子機芯和/或一電子裝置供電，所述電子裝置與用于接收和/或發(fā)送電磁信號的裝置相連。
7．如權(quán)利要求6所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是中性位置是通過選擇一盤形螺旋彈簧(4)來獲得的，該彈簧具有在5μN.m.rad-1與500μN.m.rad-1之間的彈簧常數(shù)。
8．如權(quán)利要求1所述的用于一發(fā)電器的防震裝置，其特征是滑動簧片(6)具有大于盤形螺旋彈簧(4)的一彈性常數(shù)，其具有一更大的橫截面或相同的橫截面但用其本身具有一較高彈性的材料制造。
全文摘要
防震裝置包括一條盒(2),該條盒被插入在傳動鏈內(nèi)于發(fā)電器(1)的轉(zhuǎn)子(11)與擺動錘(3)之間。條盒包括一盤形螺旋彈簧(4)與一滑動簧片(6),該滑動簧片以與盤形螺旋彈簧相同的方向旋繞并旋過一圈的長度,與螺旋彈簧沒有任何機械連接,但形成在震動情況下在打開位置的一保護套。該防震裝置可應(yīng)用于一手表的發(fā)電器。
文檔編號H02K7/10GK1289072SQ0012874
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者L·凱林, J－P·雷貝奧德 申請人:Eta草圖制造公司