專利名稱：樞軸機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種樞軸機構，其被設計以允許鐘表傳動部件的機件繞旋轉軸AA旋 轉，其包含兩個組件，即樞軸和容納所述樞軸的軸承，組件之一與所述機件結合，另一個則 與所述傳動部件的框架結合。
背景技術：
一般，用在鐘表傳動部件中的每個機件包括設在其兩端的帶有樞軸的心軸，每一 個在軸承中嚙合。由軸承和樞軸組成的樞軸機構通常用于確保出現(xiàn)在傳動部件中的旋轉機 件的軸向和徑向定位。樞軸一般用鋼鐵制造，軸承用如黃銅、青銅或紅寶石制造，選擇這對材料從而使軸 承與樞軸之間的摩擦扭矩盡可能的小并一致。因此，根據(jù)專利US 2，546，002，據(jù)了解，用如 鉆石或藍寶石的寶石制造軸承。然而，就得到的摩擦扭矩的值而言，用這些對材料制造的樞軸組件仍然不能完全 符合要求。它們需要用油來潤滑，這趨于隨著時間惡化。為了嘗試解決這個問題，專利FR 1033071提出用具有圓形截面的帶孔的寶石和 在寶石對面的表面處有多邊形截面的鋼樞軸來修改樞軸和寶石的形狀，以便減小樞軸與寶 石之間的接觸面。然而，這種解決方法不符合要求，因為它仍然需要潤滑，在寶石中設有油槽。因此，本發(fā)明的一個目的是通過提出一種樞軸機構排除這個缺點，此樞軸機構使 得進一步減小軸承與樞軸之間的摩擦扭矩以便不需要潤滑也不影響磨損成為可能。本發(fā)明的另一個目的是提出一種組件易于制造的樞軸機構。

發(fā)明內容
為此，根據(jù)本發(fā)明，提出一種樞軸機構，其意欲允許鐘表傳動部件的機件繞旋轉軸 AA旋轉，其包含兩個組件，即樞軸和容納所述樞軸的軸承，組件之一與所述機件結合，另一 個則與所述傳動部件的框架結合，所述組件在它們相對的表面具有這樣的形狀，從而組件 之一的截面沿與旋轉軸AA垂直的平面是圓形的，另一組件的截面沿所述平面是非圓形的， 以便減小樞軸與軸承之間的接觸面，確保機件在旋轉中軸向和徑向的定位。根據(jù)本發(fā)明，至少兩個相對的組件的接觸面由本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù) 的至少一種材料制造。更好地，兩個組件由本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的至少一種材料制造。所述本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的材料可以是鉆石。根據(jù)第一實施方式，與樞軸相對，軸承有圓形截面，樞軸具有多邊形截面，其邊緣 已經被圓整。有利地，樞軸可以具有正方形的截面，其邊緣已經被圓整。根據(jù)另一個實施方式，樞軸具有圓形截面，軸承由至少三個平行六面體的軸承組 件組成，由軸承架保持，對著樞軸的所述軸承組件的面與所述樞軸相切。
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根據(jù)另一個實施方式，樞軸具有圓形截面，軸承由至少三個圓形軸承組件組成，由 軸承架保持，所述軸承組件與樞軸相切地布置。在這種情況下，軸承架包括形狀與圓形軸承 組件互補的保持組件，所述保持組件與樞軸沒有接觸面。根據(jù)另一個實施方式，樞軸有圓形截面，軸承在其對著樞軸的面上有至少三個槽 和至少三個凸起，后述部件被布置得與所述樞軸相切。在這種情況下，樞軸在其周邊有圓 槽，其被布置以容納軸承的所述凸起。本發(fā)明還涉及包含至少一個上述限定的樞軸機構的時鐘。


通過參考附圖閱讀下述說明，可以使本發(fā)明的其它特征更清楚，其中圖1和圖2分別是本發(fā)明的第一實施方式的透視圖和截面圖；圖3是顯示根據(jù)第一實施方式的樞軸及其軸承的詳圖；圖4是本發(fā)明的另一個實施方式的截面圖；圖5和圖6分別是其它實施方式的詳細透視圖和俯視圖；圖7和圖8分別是本發(fā)明的另一個實施方式的透視圖和俯視圖；圖9和圖10分別是本發(fā)明的另一個實施方式的透視圖和仰視圖；圖11是本發(fā)明的另一個實施方式的透視圖；圖12是根據(jù)圖11的實施方式的軸承架的圖；以及圖13和圖14分別是本發(fā)明的另一個實施方式的透視圖和俯視圖。
具體實施例方式在這個說明中，本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的材料是任何能夠不借助于外 部潤滑劑而保證其自身潤滑的材料。優(yōu)選地，這個摩擦系數(shù)小于或等于0.1。此外，這種材 料必須足夠硬以具有非常小的磨損系數(shù)。優(yōu)選地，所述材料具有大于或等于9的莫氏硬度。 優(yōu)選地，所述材料是鉆石?？梢允褂镁哂信c鉆石相當?shù)哪Σ料禂?shù)和磨損系數(shù)的任何其它材 料。同樣，也可能使用鉆石和另一種具有與鉆石相當?shù)哪Σ料禂?shù)和磨損系數(shù)的材料，或單獨 使用具有與鉆石相當?shù)哪Σ料禂?shù)和磨損系數(shù)的任何其它材料的混合物。在這個說明中，至少樞軸與軸承之間的接觸面由本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系 數(shù)的至少一種材料制造。這些組件也可以用本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的至少一種 材料整體制造?？蚣芑騼H其表面可以用本身具有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的至少一種材料 或任何其它材料制造。圖1到圖3說明了時鐘傳動部件的零件，包含框架1和輪和小齒輪(wheel and pinion)，輪和小齒輪包括心軸2、設有一個切齒和兩個凸緣4 一起形成輪的板3。兩個凸緣 4和板3與心軸2形成整體，如通過粘貼。輪和小齒輪用兩個樞軸機構5a和5b安裝在框架 1上繞軸AA自由旋轉，每個樞軸機構分別包含軸承6a、6b和樞軸7a、7b。樞軸7a、7b通過 心軸2的端形成。軸承6a、6b安裝在框架1上，在這種情況下，分別在梁Ia和底板Ib上。 它們通過敲到框架1中的板形成，例如用黃銅制造。軸承6a、6b包含在它們中心的孔8，心 軸2在其中嚙合。根據(jù)本發(fā)明，并更明確地參考圖3，軸承6a(或6b)的孔8沿與旋轉軸AA垂直的
4平面具有圓形截面。此外，心軸2和由此的樞軸7a(或7b)沿所述平面有正方形的截面，其 邊9被圓整。因此，樞軸7a、7b與軸承6a、6b之間的接觸面分別被減小以減小這兩個組件 之間的摩擦扭矩，同時也確保心軸2的徑向定位。非常明顯，心軸和由此的樞軸可以具有任何其它多邊形形狀使其可能減小樞軸與 其軸承之間的接觸面，例如八邊形或甚至三角形截面的形狀。軸承6a、6b和心軸2 (和由此的樞軸7a、7b)用鉆石制造，例如通過在硅底板上鉆 石的化學氣相沉積(CVD)，然后通過等離子體刻蝕獲取。例如，心軸2可以從用通過CVD沉 積的鉆石覆蓋的底板獲得，然后用等離子體刻蝕加工以形成寬度與厚度相等的棒。然后磨 這些棒以圓整它們的邊緣。非常明顯，技術人員可以提供僅樞軸與軸承之間的或其它相對的組件之間的接觸 面用鉆石制造，例如通過用鉆石外層在其接觸面上覆蓋組件。板3和凸緣4也可以例如通過等離子刻蝕用通過CVD沉積的鉆石獲得。在它們的 中部，設有正方形的孔，孔的邊略高于心軸2的正方形的邊。鉆石具有特別小的摩擦系數(shù)，因此甚至沒有必要給它潤滑。此外，鉆石承受非常高 的赫茲壓力。這樣，可能減小樞軸與軸承之間的接觸面，限制它為鈍邊。鉆石雖然是硬材料， 但是可以通過CVD獲得并通過等離子刻蝕切割。因此，可能通過用鉆石制造的機件確保帶 有鉆石與鉆石摩擦的輪和小齒輪轉動。根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構可容易制造，不受與本身具 有小摩擦系數(shù)和小磨損系數(shù)的材料使用相關的約束。為了制造輪和小齒輪，技術人員在心軸2上滑動凸緣4、板3，之后另一個凸緣4，并 通過粘貼固定所有組件，確保凸緣4和板3的軸向定位，從而心軸2的兩端伸出裝配長度以 確保樞軸7a、7b的功能。因此，由此制造的樞軸機構包含設有圓形孔的軸承6a或6b和帶有圓整邊的非圓 形樞軸，在這種情況下是正方形。圖4、圖5和圖6圖解了根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構的另一個實施方式。與第一實施例 共有的組件顯示具有相同的參考符號。圖4顯示了時鐘傳動部件的零件，其包括框架1和輪 和小齒輪，輪和小齒輪包含帶有正方形截面的心軸2、板3及其帶有切齒的小齒輪15。輪和 小齒輪用分別包含樞軸10和軸承11的兩個樞軸機構安裝在框架1上，繞軸AA自由旋轉。 樞軸10通過心軸2在其中嚙合的環(huán)形成，所述環(huán)與心軸2形成整體，例如通過粘貼。軸承 11安裝在框架1上，在這種情況下，分別在板Ib和過梁(bridge) Ia上。更詳細地參考圖5和圖6，由容納心軸2的環(huán)形成的樞軸10具有圓形截面。軸承 11由平行六面體形狀、矩形截面的三個軸承組件IlaUlb和Ilc組成。軸承組件IlaUlb 和Ilc布置在樞軸10周圍從而使它們與所述樞軸10相對的面13與所述樞軸10正切。樞軸機構還包括與框架結合的軸承架12，例如通過被敲(driven)入板Ia中或過 梁Ib中。軸承架12通常是環(huán)形的，被設計用來保持軸承組件IlaUlb和11c。為此，軸承 架12在其內圓周14上有三個凹口 12a、12b、12c，軸承組件11a、lib、lie在其中嚙合并保 持?？障?6可以設在組件11a、lib、Ilc與它們各自的凹口 12a、12b、12c之間以便于安裝， 并允許組件的調整使其可能確保機件(Piece)之間的最佳可能接觸。軸承組件可以在其位 置被調整之后被保持在其凹口中，例如通過粘貼。軸承組件也可以通過布置在位于凹口底 部與軸承組件之間的空間的彈性裝置擠壓環(huán)來保持。
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軸承架12和軸承組件IlaUlb和Ilc具有這樣的尺寸，從而軸承架12的內圓周 不與樞軸10接觸，但是軸承組件11a、lib和lie從凹口 12a、12b和12c中伸出以與樞軸10 相切地接觸。因此，軸承11具有三角形截面，三角形的三個頂點對應于三個軸承組件IlaUlb 和11c。因此，由于兩個組件10和11之間的接觸僅發(fā)生在與樞軸10相切的軸承組件11a、 lib和lie的面13，樞軸10與軸承11之間的接觸面減小了。為了得到與上述第一實施方式相同的優(yōu)點，樞軸10、軸承組件11a、lib和lie和軸 承架12通過CVD方法和等離子體刻蝕用鉆石制造。圖11和圖12圖解了根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構的另一個實施方式。為了清晰，沒有 顯示帶有正方形截面的傳動部件的心軸。僅顯示了所述心軸在其中嚙合的環(huán)。根據(jù)這個可 選例，由容納心軸的環(huán)形成的樞軸20具有圓形截面，軸承21由圓環(huán)形的三個軸承組件21a、 21b和21c形成。軸承組件21a、21b和21c布置在樞軸20周圍從而它們對著樞軸20的面 22與所述樞軸20相切。樞軸機構還包括環(huán)形軸承架23，其被設計用來保持軸承組件21a、21b和21c。為 此，軸承架23在其對著軸承組件21a、21b和21c的面上有三個圓柱螺栓23a、23b和23c，軸 承組件21a、21b和21c繞其整體互鎖。還提供的是在其中心有與軸承架23同心的圓孔24a的支撐組件24。支撐組件24 與框架結合。軸承架23的軸承組件21a、21b和21c和支撐組件24的尺寸和位置為-軸承架23被布置在支撐組件24的孔24a的內部，兩個部件23和24之間沒有接 觸；-軸承組件21a、21b和21c與支撐組件24相切地接觸并被保持以使軸承架23與 框架結合。軸承架23和軸承組件21a、21b和21c具有這樣的尺寸，從而軸承架23的內圓周 25不與樞軸20接觸，但是軸承組件21a、21b和21c通過它們的面22與樞軸20相切地接觸。因此，軸承21具有大體上成三角形的截面，三角形的三個頂點對應于三個軸承組 件21a、21b和21c。因此，由于兩個組件20和21之間的接觸僅發(fā)生在與樞軸20相切的軸 承組件21a、21b和21c的面22，樞軸20與軸承21之間的接觸面減小了。為了得到與上述第一實施方式相同的優(yōu)點，樞軸20、軸承組件2la、2Ib和21c和軸 承架23通過等離子體刻蝕用通過CVD方法沉積的鉆石制造。圖13和圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構的另一個實施方式。根據(jù)此可選例， 由容納心軸2的環(huán)形成的樞軸30有圓形截面，軸承31由四個圓形的軸承組件3la、3Ib、31 c 和31d組成。軸承組件31a、31b、31c和31d布置在樞軸30周圍從而它們對著樞軸30的面 32與所述樞軸30相切。樞軸機構還包括由形狀與軸承組件3la、3Ib、31 c和31 d互補的四個保持組件33a、 33b,33c和33d組成的軸承架33，插在所述軸承組件31a、31b、31c和31d之間。還提供的是環(huán)形的并在其中心有與軸承架33同心的圓孔34a的支撐組件34。支 撐組件34與框架結合。
四個保持組件33a、33b、33c和33d的尺寸為，當它們被布置在支撐組件34的孔 34a的內部時，它們與所述支撐組件34沒有接觸面，但是與軸承組件3la、3lb、3Ic和3Id相 切地接觸。軸承組件31a、31b、31c和31d的尺寸和位置為，所述軸承組件31a、3lb、31c和31d 還與支撐組件34相切地接觸并保持以便使軸承架33與框架結合。此外，軸承架33和軸承組件31a、31b、31c和31d具有這樣的尺寸，從而保持組件 31a、31b、31c和31d與樞軸30不接觸，但是軸承組件31a、31b、31c和31d通過它們的面32 與樞軸30相切地接觸。因此，軸承31具有大體上成正方形的形狀，正方形的四個頂點對應于四個軸承組 件31a、31b、31c和31d。因此，由于兩個組件30和31之間的接觸僅發(fā)生在與樞軸30相切 的軸承組件31a、31b、31c和31d的面32，樞軸30與軸承31之間的接觸面減小了。為了得到與上述實施方式相同的優(yōu)點，樞軸30、軸承組件2la、2Ib和21c和軸承架 23通過等離子體刻蝕用通過CVD方法沉積的鉆石制造。圖7和圖8圖解了根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構的另一個實施方式。根據(jù)此可選例，由 容納心軸2的環(huán)形成的樞軸40具有圓形截面，軸承41在其對著樞軸40的面上有三個凸起 41a,41b和41c和三個槽42a、42b和42c。凸起41a、41b和41c布置在樞軸40周圍，從而 它們對著樞軸40的面43與所述樞軸40相切。因此，由于兩個部件40和41之間的接觸僅 發(fā)生在與樞軸40相切的凸起41a、41b和41c的面43，樞軸40與軸承41之間的接觸面減小 了。有利地，如果需要進一步減小摩擦，存在于樞軸40與三個槽42a、42b和42c之間 的自由面44a、44b和44c可以被用作油槽并接受潤滑。為了得到與上述實施方式相同的優(yōu)點，樞軸40和軸承41通過等離子體刻蝕用通 過CVD方法沉積的鉆石制造。圖9和圖10說明了根據(jù)本發(fā)明的樞軸機構的另一個實施方式，與圖7和圖8中顯 示的非常相似。在圖9和圖10中，所用的組件也具有圖7和圖8中所用的相同的參考符號。 根據(jù)此可選例，由容納心軸2的環(huán)形成的樞軸40在其內圓周上有圓槽45，三個凸起41a、 41b和41c在其中嚙合。槽45可以通過制造帶有頂部和桿的樞軸得到，此桿具有比頂部的
直徑小的直徑。很明顯，本發(fā)明的組件的形狀不限制于此說明。特別是，技術人員可以提供制造包 括用于容納樞軸的孔的鉆石框架，所述孔對應于樞軸在其中嚙合的軸承孔，然后軸承成為 所述框架的整體部分。
權利要求
一種設計用來允許鐘表傳動部件的機件(3)繞旋轉軸AA旋轉的樞軸機構(5a，5b)，包含兩個組件，即樞軸(7a，7b，10，20，30，40)和容納所述樞軸(7a，7b，10，20，30，40)的軸承(6a，6b，11，21，31，41)，所述組件之一與所述機件(3)結合，另一個與所述傳動部件的框架(1)結合，所述組件在其相對的面上具有這樣的形狀，從而所述組件之一的截面沿與旋轉軸AA垂直的平面是圓形的，另一個組件的截面沿所述平面是非圓形的，以便減小所述樞軸(7a，7b，10，20，30，40)與所述軸承(6a，6b，11，21，31，41)之間的接觸面，特征在于至少相對的所述兩個組件的所述接觸面用本身具有低摩擦系數(shù)和低磨損系數(shù)的至少一種材料制造。
2.根據(jù)權利要求1所述的機構，特征在于所述兩個組件用本身具有低摩擦系數(shù)和低磨 損系數(shù)的至少一種材料制造。
3.根據(jù)權利要求1和2中的任一項所述的機構，特征在于所述本身具有低摩擦系數(shù)和 低磨損系數(shù)的材料是鉆石。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的機構，特征在于與所述樞軸(7a，7b)相對的所述 軸承(6a，6b)具有圓形截面，并且所述樞軸(7a，7b)具有多邊形截面，其邊緣已經被圓整。
5.根據(jù)權利要求4所述的機構，特征在于所述樞軸(7a，7b)具有正方形截面，其邊緣已 經被圓整。
6.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的機構，特征在于所述樞軸(10)具有圓形截面，并 且所述軸承(11)由平行六面體形狀的至少三個軸承組件(11a，11b，lie)組成，由軸承架 (12)保持，與所述樞軸(10)相對的所述軸承組件(11a，11b，lie)的面(13)與所述樞軸 (10)相切。
7.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的機構，特征在于所述樞軸(20，30)具有圓形截面， 并且所述軸承(21，31)由至少三個圓形軸承組件(21a，21b，21C，31a，31b，31C，31d)組成， 由軸承架(23，33)保持，所述軸承組件(21a, 21b, 21c, 31a, 31b, 31c, 31d)與所述樞軸(20， 30)相切地布置。
8.根據(jù)權利要求7所述的機構，特征在于所述軸承架(33)包括形狀與所述軸承組件 (31a, 31b, 31c, 31d)互補的圓形的保持組件(33a，33b，33c，33d)，所述保持組件(33a, 33b, 33c, 33d)與所述樞軸(30)沒有接觸面。
9.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的機構，特征在于所述樞軸(40)具有圓形截面，并 且所述軸承(41)在其對著所述樞軸(40)的面上有至少三個槽(42a，42b，42c)和被布置得 與所述樞軸(40)相切的至少三個凸起(41a，41b，41c)。
10.根據(jù)權利要求9所述的機構，特征在于所述樞軸在其圓周上有被布置以容納所述 軸承(41)的所述凸起(41a,41b,41c)的圓槽(45)。
11.一種時鐘，特征在于它包含根據(jù)權利要求1-10中任一項所述的至少一個樞軸機構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樞軸機構(5a，5b)，其能使鐘表傳動部件的機件(3)繞旋轉軸旋轉，其包含兩個組件，即樞軸(7a，7b)和容納所述樞軸(7a，7b)的軸承(6a，6b)，其中一個被設置與所述機件(3)結合，另一個被設置與所述傳動部件的框架(1)結合。所述組件(6a，6b，7a，7b)在其相對的表面具有這樣的形狀，從而組件之一的截面沿與旋轉軸垂直的平面是圓形截面，另一個組件的截面沿所述平面是非圓形的，以便減小樞軸(7a，7b)與軸承(6a，6b)之間的接觸面。至少兩個相對的組件的接觸面由本身具有低摩擦系數(shù)和低磨損系數(shù)的至少一種材料制造。
文檔編號G04B31/00GK101978329SQ200980109227
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權日2008年3月18日
發(fā)明者R·格羅伊貝爾, S·E·M·福西 申請人:康普利泰公司