包括发电机系统的音乐或敲击机构的制作方法

本发明涉及一种用于时计或音乐盒的音乐或敲击机构，包括传递机械扭矩的能量源以及用于将机械扭矩从所述能量源传递到用于产生音乐的轮副或敲击轮副的装置。本发明还涉及一种包括这种音乐或敲击机构的时计或音乐盒，以及具体的音乐或敲击轮副调速器或调节器在这种机构中的用途。更具体地，本发明涉及钟表学领域，更具体地涉及包括敲击机构或音乐机构的时计，例如敲击机械手表、音乐盒等。

背景技术：

敲击机械手表通常设置有敲击机构调速器或调节器，其作用是抵消在用于产生声音的装置的上条期间显著的扭矩变化的影响，以便调节敲击机构的节拍，并且如果可能的话调节敲击机构的强度。实际上，在问表中或者在整点敲击的手表中，必须在敲击音簧之前卷绕敲击音锤，敲击必须尽可能地大以便使声级最大化。卷绕扭矩根据敲击发条盒可提供的扭矩而优化。然而，这种敲击发条盒可能不提供恒定的扭矩。敲击的节拍和强度的变化与发条盒弹簧的退绕曲线紧密相关，在许多情况下，在功能结束时，敲击机构或音乐减慢并且幅度减小，这对于用户是不愉快的。这就是为什么在卷绕音锤的同时使用敲击机构调速器的原因，这使得可以稳定发条盒的退绕速度，并因此获得恒定幅度和节拍的敲击。这种调速器通常由转动惯量构成，其能量的耗散通常或通过惯量变化、或通过摩擦、或通过涡流、或通过各种方法的组合来实现。这种敲击机构调速器例如在专利申请ep2487547a1中被描述。还存在擒纵叉系统，以便实现这种敲击机构调速器功能。

相同的原理应用于音乐手表中，其中音锤对音簧的敲击由使用机芯中的音针卷绕的音针发条盒的叶片代替。在音乐盒中，所述调速器通常采用在空气中高速旋转的飞翼的形式，以便使噪音危害最小化。

尽管这种用于调节用于产生音乐的轮副或敲击轮副的系统相对较好地实现了调节功能，然而，在调速器中耗散的所有能量都损失了。此外，这种调节系统通常噪声相当大，并且可能体积庞大。

因此，需要能够提供用于时计或音乐盒的音乐或敲击机构，使得能够回收在调速器中耗散的全部或部分能量，以便在时计或音乐盒中布置可再充电的能量源，同时提供用于产生音乐的轮副或敲击轮副的最佳且谨慎的调节。

技术实现要素：

为此，本发明涉及一种用于时计或音乐盒的音乐或敲击机构，并且该音乐或敲击机构包括在独立权利要求1中提到的特征。

在从属权利要求2至11中限定了音乐或敲击机构的具体形式。

由于存在包括发电机和用于调节发电机旋转速度的电子电路的轮副调速器，因此在调速器中耗散的能量有利地以电能的形式回收，其中发电机的转子机械地连接到传递机械扭矩的能量源。实际上，由发电机提供的交流电压使得可以在机构内获得可再充电的电气能量源。由这种电气能量源提供的电能随后例如可以对蓄电池或电容器充电，以便有利地由例如发光二极管的电气部件再使用，以照亮时计的元件，例如诸如音簧、音锤或指针。替代地，电能也可以由用于在机构内产生声音或振动的部件再使用。此外，这种调速器通过发电机的制动提供了对由能量源传递的机械扭矩的调节，发电机本身由电子电路电气地制动，这提供了对轮副的精确且安静的调节。

根据本发明的具体技术特征，用于制动轮副的装置是被配置成电气地制动发电机的转子的旋转的制动装置。

根据本发明的另一具体技术特征，所述电子电路是振荡器电子电路，其包括具有互补金属氧化物半导体(cmos)技术的集成伺服控制电路。

有利地，发电机的定子由串联连接的线圈的组件构成，并且集成伺服控制电路包括晶体管，所述晶体管连接到发电机的定子并且被配置为经由集成电路的控制针对由发电机提供的交流电压的周期的一部分使得线圈的组件短路，所述晶体管构成所述电气制动装置。这种配置提供了一种用于电气地制动发电机的简单且经济的手段，并且从而使得可以调节用于产生音乐的轮副或敲击轮副。

为此，本发明还涉及一种时计或音乐盒，其包括上述音乐或敲击机构，并且包括独立权利要求12中提到的特征。

在从属权利要求13和14中限定了时计或音乐盒的具体形式。

为此，本发明还涉及系统的音乐产生或敲击轮副调速器或调节器在上述音乐或敲击机构中的用途，该系统包括发电机和用于调节发电机的旋转速度的电子电路，该发电机的转子机械地连接到传递机械扭矩的能量源，并且该用途包括在独立权利要求15中提到的特征。

附图说明

基于附图所示的至少一个非限制性实施例，根据本发明的用于时计或音乐盒的音乐或敲击机构的目的、优点和特征将在以下描述中变得清楚，其中：

-图1是根据本发明一个实施例的手表的敲击机构的透视图，所述敲击机构包括敲击轮副调速器，

-图2是图1的撞击机构的俯视图，以及

-图3是图1的撞击轮副调速器的示意图。

具体实施方式

本发明涉及钟表学领域，并且更具体地涉及包括音乐或敲击机构的音乐盒或时计。本发明将更具体地描述包括敲击机构的时计的优选应用。然而，本发明适用于任何用于产生音乐的轮副或敲击轮副的调节。在这方面，在本公开的其余部分中，将时计或音乐盒指定为通用术语“时计”，并且将音乐或敲击机构指定为术语“敲击机构”。

在图1至图3所示的本发明的优选用途的描述中，本发明涉及一种用于时计(为了清楚起见，图中未示出)的敲击机构1，其包括敲击轮副4调速器2。该时计通常是敲击机械手表，诸如例如问表。在图1至3所示的本发明的优选用途中，敲击轮副4是被配置成敲击在敲击机构1的音簧5上的敲击音锤。替代性地，未示出，轮副可以是一个或多个杆，或者也可以是在机芯中的在音乐表的情况下敲击在发条盒的叶片上的一个或多个音针。同样替代性地，音簧5可以由一个或多个谐振器、音簧或铃代替，或者在音乐盒的情况下由谐振盒代替。

如图3所示，除了调速器2之外，敲击机构1还包括传递机械扭矩的能量源6、以及用于将机械扭矩从能量源6传递到敲击轮副4的装置(为了清楚起见，在图中没有示出所述敲击轮副)。优选地，敲击机构1还包括至少一个连接到调速器2的电气部件10。在图1和2所示的具体实施例中，机构1包括三个电能存储部件10，即陶瓷电容器。存储在所述电容器中的能量可以例如由时计内的发光部件再使用，以便执行同步照明。替代性地或此外，电气部件10可以是蓄电池，和/或发光部件(例如发光二极管)，和/或用于在机构1内产生声音或振动的电气部件。当电气部件10是用于产生声音的电气部件时，所述电气部件例如是与放大器相关联的扬声器。

在图1至3所示的具体实施例中，能量源6是被接收在机构1的位置12中的敲击发条盒(为了清楚起见，在图1和2中未示出敲击发条盒6)。敲击发条盒6通常是弹簧发条盒，其可以由时计的使用者在单个机芯中上发条。这种弹簧发条盒通常传递根据弹簧的退绕而变化的机械扭矩。替代性地，未示出，能量源6可以是时计的机械钟表机芯的发条盒，其中所积聚的能量的一部分被回收用于音乐机构或敲击机构1。

轮副4调速器2或调节器旨在用于调节机构1的敲击节拍或根据情况而定的旋律节拍。在图1至3所示的具体实施例中，轮副4调速器2旨在用于调节敲击机构1的敲击节拍。更具体地，调速器2配置成围绕参考速度值来调节轮副4围绕枢转轴线的枢转速度。为此，调速器2包括用于制动所述轮副4的装置14(将在随后描述)，其被配置成使轮副4的枢转速度返回到参考速度。

如图3所示，调速器2由包括发电机16和用于调节发电机16的旋转速度的电子电路18的系统组成。发电机16例如通过整流器电路19连接到电子电路18。

如图3所示，发电机16包括转子20和定子22。转子20通过在图中看不到的运动链(齿轮系)连接到传递机械扭矩的能量源6。定子22例如由串联连接的线圈24的组件(为了清楚起见，在图3中示出了单个线圈24)组成。线圈24有利地为非铁线圈，这使得可以防止任何起动定位扭矩。优选地，发电机16是电动微型发电机。当机构1包括一个或多个电气部件10时，所述电气部件可直接或间接地连接到发电机。当部件10中的一个至少是电能存储部件时，在所述部件中积累的电能可以特别地用于在能量源6不传递机械扭矩时向电子电路18供电。

优选地，电子电路18是振荡器电路。在图1至3所示的具体实施例中，电子电路18包括具有互补金属氧化物半导体(cmos)技术的集成伺服控制电路26。根据该具体实施例，并且如图3所示，电子电路18还包括时基，例如石英28或mems谐振器或rlc振荡电路，其连接到集成电路26并且提供参考频率。替代性地，未示出，电子电路18包括被配置成提供参考频率的电容电感电阻电路。

集成电路26具有输入端子29，所述输入端子连接到发电机16的线圈24组件并且使得可以恢复来自所述线圈组件的模拟信号31。在不限制本发明的范围的情况下，集成电路26包括例如划分链(包括禁止编程逻辑)、用于逻辑地形成模拟信号31的迟滞比较器、可逆计数器以及判定逻辑(为了清楚起见，在图3中未示出这些元件)。集成电路还包括晶体管30，典型地是绝缘栅场效应和金属氧化物半导体(mos)晶体管。

迟滞比较器连接到输入端子29。划分链连接在石英28和可逆计数器的正输入之间。可逆计数器的另一个输入是负输入，其连接到迟滞比较器的输出。判定逻辑被连接作为可逆计数器的输出，并且具有用于控制晶体管30的输出。

可逆计数器执行一方面来自石英28和另一方面来自发电机16的两个脉冲型信号之间的微分，以及脉冲随时间的积分。可逆计数器还指示发电机16的转子20的角位置相对于其理想角位置(由石英28给出)的提前或延迟，并且监测计数器的判定逻辑对要建立的指令进行判定。所述判定逻辑实际上根据可逆计数器的值(正或负)来动作，并且控制晶体管30。

晶体管30连接到发电机16的定子22。更具体地说，如图3所示，晶体管30经由其两个漏极和源极与线圈24同时并联连接。晶体管30构成制动装置14，其是被配置为电气地制动发电机16的转子20的旋转的制动装置。

因此，电子电路18被配置为围绕参考速度来调节发电机16的旋转速度，并且因此制动轮副4以便调节其围绕枢转轴线的枢转速度。参考速度例如等于7转/秒，这并不限制本发明的范围。因此，不管由能量源6传递的机械扭矩如何，发电机16以恒定或接近恒定的速度旋转。为此，将来自发电机16的信号的频率(其与所述发电机的旋转速度成比例)与参考频率的约数(由图3的实施例中的石英28提供)进行比较。如果需要，发电机16然后由构成晶体管30的制动装置14来电气地制动，以便被控制在由石英28提供的参考频率。为此，由集成电路26的判定逻辑控制的晶体管30针对由发电机16提供的交流电压的周期的一部分使定子22的线圈24的组件短路。然后晶体管30用作发电机16的转子20的间歇和脉冲制动的装置。

在操作期间，当发电机16的转子20在受到由发条盒6的发条提供的扭矩的情况下移动时，所感应的交流电压出现在定子22的线圈24的组件的端子处。所感应的交流电压然后用于两个功能：首先，所述电压通过整流器电路19整流，并且使得可以向集成电路26供电；其次，所述电压使得可以提供可用于时计的电气能量源。所述可再充电的电气能量源然后使得可以例如向电气部件10供电。所积累的电能随后可以有利地由电气部件(例如发光二极管)再使用以便照亮时计的元件(例如，诸如音簧、音锤或指针)，或者也可以由用于在机构内产生声音或振动的部件再使用。