ЧАСЫ С ПОДВИЖНЫМ МЕХАНИЗМОМ ПОДСВЕЧИВАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G04B19/00 

Область техники

Изобретение относится к приборам для измерения времени, в частности к часовым механизмам, которые содержат световой индикатор и может быть использовано в часовой промышленности при производстве часов.

Уровень техники

В настоящее время довольно много часовых изделий, которые используют различные световые индикаторные элементы, обеспечивающие индикацию времени на циферблате в любое время суток.

Так, известны часы по патенту ЕР 1319998, в которых под циферблатом расположен источник света, образованный светодиодами.

Также известен патент DE 837070, в котором раскрыты часы, имеющие светящиеся стрелки и заднюю подсветку.

Недостатком известных решений является усложнение конструкции часов, за счет того, что в часы вводится дополнительный механизм, обеспечивающий подсветку циферблата и индикаторных элементов на нем.

Наиболее близким аналогом являются часы, известные из патентного документа СН 271166 А. В данном документе раскрываются часы, содержащие корпус часов, часовой механизм, стрелочный механизм и люминесцентный материал, посредством которого подсвечиваются стрелки часов и индикаторы на циферблате. Однако, в известных часах осуществляется стационарное подсвечивание, то есть люминесцентное покрытие охватывает как индикаторные элементы на циферблате, так и сами стрелки. При этом для подсветки всей поверхности циферблата введен дополнительный оптоволоконный источник света.

Недостатком известных часов является большая площадь окрашенной поверхности, имеющей люминесцентный материал, а также сложность конструкции для обеспечения дополнительной подсветки для отображения индикаторов на циферблате. Кроме этого в заявленном решении отсутствует возможность освещения деталей механизма часов для своевременного выявления износа либо некорректной работы деталей часового механизма.

В отличие наиболее близкого аналога часы по настоящему изобретению являются простыми и надежными в исполнении за счет нанесения светящегося покрытия только на небольшую площадь часового механизма имеющего высокую частоту колебаний (например, обод баланса) за счет чего обеспечивается большая площадь освещения.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание часов, содержащих светящееся покрытие на элементах часового механизма имеющих высокую частоту колебаний, за счет которых обеспечивается такой технический эффект, как снижение площади нанесения светящегося покрытия с одновременным увеличением зоны светимости, что в свою очередь приводит к повышению считываемости циферблата в условиях недостаточной видимости (туман, дождь, снегопад, метель, сумерки, дым, пыль и т.п.), а также возможность видеть внутренние механизмы часов в случае отсутствия достаточного освещения для предварительного выявления износа часового механизма либо его некорректной работы до поломки часов.

Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение площади нанесения светящегося покрытия с одновременным увеличением зоны светимости.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что часы с подвижным механизмом подсвечивания содержат корпус, часовой механизм, стрелочный механизм, циферблат, при этом на, по меньшей мере, одну деталь часового механизма, имеющую высокую частоту колебания, предпочтительно не менее 18000 тактов в час, нанесены светящиеся элементы, содержащие фосфоресцирующий или флуоресцентный материал, при этом за счет высокой частоты колебания указанной по меньшей мере одной детали часового механизма возникает размытие светового следа, воспринимаемое человеческим зрением как сплошной светящийся контур, за счет которого освещается вся поверхность циферблата и/или внутренний механизм часов.

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна деталь часового механизма, имеющая высокую частоту колебаний выполнена в виде балансового регулятора.

При этом часовой механизм дополнительно содержит спусковый механизм.

Кроме этого спусковый механизм часов состоит из ангренажной системы, состоящей из анкерного колеса, анкерной вилки, приводного колеса ангренажной системы.

При этом балансовый регулятор содержит обод баланса с нанесенными на него светящимися элементами, ось баланса, спираль и мост баланса, установленный над циферблатом.

Кроме этого обод баланса вынесен над поверхностью циферблата часов и закреплен при помощи моста баланса.

При это часы дополнительно содержат механизм турбийона.

При этом механизм турбийона предпочтительно выполнен классическим, двухосевым или трехосевым.

Кроме этого часы являются часами-скелетонами, в которых движущиеся части механизма полностью или частично открыты и просматриваются через специальное окошко в циферблате или задней крышке.

При этом часы могут быть выполнены механическими, и также могут иметь механизм автоподзавода.

При этом в качестве фосфоресцирующего материала может быть использован материал на основе сульфида кальция CaS, стронция SrS и бария BaS.

При этом в качестве флуоресцентного материала могут быть использованы фотолюминофоры и электролюминофоры, представляющие собой смесь сложного состава: алюминат стронция, активированный европием, диспрозием, иттрием ((SrAL2O4) : Eu, Dy, Y).

В предпочтительном варианте выполнения светящиеся элементы могут быть выполнены в виде светящейся пластиковой вставки, изготовленной путем смешивания жидкого прозрачного пластика со светящимся флуоресцентным либо фосфоресцирующим материалом.

В дополнительном предпочтительном варианте выполнения светящаяся пластиковая вставка может иметь любую форму и геометрию.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Конструктивно в, показанных на чертежах предпочтительных, но не единственно обязательных, вариантах исполнения заявляемые часы с подвижным механизмом подсвечивания включают следующие детали:

1 - минутная шкала

2 - часовая шкала

3 - часовая стрелка

4 - минутная стрелка

5 - обод баланса

6 - светящиеся вставки

7 - указатель даты

8 - указатель дня недели

9 - указатель месяца

10 - циферблат

11 - мост баланса

12 - анкерное колесо

13 - анкерная вилка

14 - плата механизма

15 - ось баланса

16 - приводное колесо ангренажной системы

Для лучшего понимания сущности заявленного подвижного механизма подсвечивания нами рассмотрен узел классического свободного анкерного спуска и балансовый регулятор. Согласно заявленному изобретению в ободе баланса имеются люминесцентные вставки. Указанный пример реализации настоящего изобретения ни в коей мере не ограничивает варианты выполнения подвижного механизма подсвечивания в часах, при котором осуществляют внедрение светящихся элементов в детали часового механизма, которые имеют высокую частоту колебаний, а представлен только лишь для понимания специалистом его механизма и принципа работы.

Термин "подвижный" означает часовой компонент, который вследствие своего функционирования изменяет либо положение, либо расположение, такой как колесо, шестерня, поворачивающаяся между двумя штифтами или уровнями, или другими элементами, либо обод баланса, совершающий колебательное движение вокруг оси; эти примеры не являются ограничивающими.

Специалистам в данной области техники будет понятно, как реализовать этот пример для других компонентов и других функций часов. Изобретение применимо для быстроколеблющихся компонентов часов, так как их функция обусловлена высокой частотой колебаний не изменяемой с течением времени.

На фиг. 1 изображен узел классического свободного анкерного спуска в состоянии покоя, имеющего приводного колесо ангренажной системы 16, анкерное колесо 12, анкерную вилку 13, обод баланса 5, светящиеся люминесцентные вставки 6 в ободе баланса 5.

На фиг. 2 показана траектория движения светящихся элементов 6, установленных на ободе баланса (не показан) в рабочем состоянии обода баланса, на примере баланса, который колеблется с частотой 5 полуколебаний (тактов) в секунду, или 18000 тактов в час.

На фиг. 3 показан вариант выполнения часов с ободом баланса, вынесенным над циферблатом (обод баланса неподвижен).

На фиг. 4 показан вариант выполнения часов с ободом баланса, вынесенным над циферблатом (обод баланса в движении).

На фиг. 5 показан вариант выполнения часов по настоящему изобретению в разрезе.

На фиг. 6 показан вариант выполнения часов с трехосевым турбийоном, имеющим подвижный механизм подсвечивания согласно изобретению.

На фиг. 7 показан план расположения элементов спускового механизма.

Осуществление изобретения

Как известно в основе работы часового механизма лежит аккумулирование механической энергии во время завода часов и передачи ее механизму в течение хода часов. Для этих целей предназначен двигатель часового механизма. При этом необходимым является требование равномерности передачи энергии на установленном промежутке времени продолжительности хода часов, которая характеризуется постоянством крутящего момента, обеспечиваемого двигателем на центральном колесе механизма.

Любые современные часы состоят, по сути, из трех больших блоков: генератора колебаний, т.е. устройства, генерирующего эталонные интервалы времени; счетчика, который подсчитывает колебания и переводит их число в понятный и привычный для человека вид - цифры или движение стрелок по циферблату, и источника энергии, который необходим для работы двух предыдущих блоков. При этом принцип, когда за основу эталона времени берется некое колебательное движение, получил название принципа колебательной хронометрии. Основным элементом современных механических часов и их основным функциональным узлом является система «баланс-спираль».

Система «баланс-спираль» является колебательной системой, для которой определяющим видом движения являются синусоидальные колебания. Система баланс-спираль состоит из баланса с осью, спирали, колодки, колонки и устройства регулировки точности хода. Баланс должен двигаться по идеальной круговой траектории, все точки которой расположены в одной плоскости.

Точность часов в наибольшей степени зависит от конструкции баланса. В типичных механизмах баланс колеблется с частотой 5 полуколебаний (тактов) в секунду, или 18000 тактов в час. В более новых, более точных часах балансы колеблются с частотой 19800, 21600, 28800 или даже 36000 тактов в час. В большинстве часов - и японских, и российских, а также во многих швейцарских - используется частота 21600. Частота 28800 применяется в некоторых отечественных часах и во многих точных швейцарских механизмах с малым периодом колебания баланса.

Также в механических часах для компенсации неуравновешенности узла баланса и хода используется устройство, называемое турбийон. По существу турбийон - это усложнение, принцип работы которого заключается в особом устройстве узла баланса, позволяющем нивелировать действие земной гравитации и повысить точность хода часов. Система баланс-спираль и детали спуска устанавливаются на вращающуюся платформу, делающую, как правило, один оборот в минуту. Из-за этого асимметричный узел меняет положение своего центра тяжести относительно гравитационного поля, и возмущения, вносимые земным тяготением в ход часов, взаимно компенсируются.

Двухосевой турбийон состоит из двух кареток вложенных друг в друга и вращающихся как по горизонтали, так и по вертикали. Такой турбийон выполняет свои функции при любом положении часов.

Трехосевой турбийон - это турбийон, вращающийся в трех направлениях.

Как известно, человек обладает инерцией зрения (персистенцией), то есть особенностью зрительного восприятия дискретных последовательных событий, которые кажутся непрерывными. То есть, персистенция - это способность глаза соединять быстро сменяющиеся изображения в одно неподвижное изображение.

Внедрение светящихся элементов в детали часового механизма, которые имеют высокую частоту колебания (например, обод баланса), позволит человеку, вследствие инерции зрения глаз видеть сплошной светящийся контур. Эта особенность человеческого зрения была учтена при разработке заявленного изобретения.

Для размещения светового элемента на деталях и узлах механизма часов всегда имеется ограниченная площадь или пространство. При этом на сегодняшний день, в известных решениях, светящиеся элементы, как правило, размещают по всей имеющейся ограниченной площади и/или пространству (часовая, минутная, секундная стрелки, корпус часов, циферблат, апертуры на циферблате и т.п.), что усложняет процесс изготовления и увеличивает расход применяемой люминесцентной смеси. Кроме этого для увеличения зоны светимости в известных решениях применяются дополнительные элементы подстветки.

Предложенное решение имеет такую конструкцию, которая позволяет значительно уменьшить площадь нанесения светящегося покрытия и одновременно увеличить зону светимости.

Как показано на фиг. 3 в одном из вариантов осуществления изобретения, часы имеют обод баланса 5, вынесенный над поверхностью циферблата 10 и закрепленный при помощи моста баланса 11. На поверхность обода баланса нанесены светящиеся элементы 6. Нанесение может быть как непосредственно смеси на обод тонким слоем, так и посредством соединения световой пластины с нанесенным на него люминесцентным материалом. При работе часов, обод баланса колеблется с высокой частотой (не менее 5 полуколебаний в секунду), в результате чего возникает размытие светового следа, воспринимаемое человеческим зрением как сплошной светящийся контур, например, в частном случае выполнения, имеющий форму круга (см. фиг. 2). При этом специалисту понятно, что в случае нанесения светящегося элемента на часть обода баланса траектория светящегося контура будет иметь форму полукруга. При этом вся поверхность циферблата освещается равномерным светом, что повышает его считываемость. То есть при использовании малой площади, на которую нанесен светящийся элемент (малая площадь на ободе баланса) увеличена зона светимости (весь циферблат). При этом в качестве светящегося элемента может быть использован фосфоресцирующий или флюоресцентный материал, нанесенный тонким слоем. Также светящийся элемент может быть выполнен в виде светящейся пластиковой вставки, который закрепляется на подвижный компонент часового механизма (подвижную поверхность). При этом вставки изготавливаются смешиванием жидкого прозрачного пластика со светящимся порошком. При затвердевании получаем твердую светящуюся пластиковую пластину, которой можно придать любую форму и геометрию, и вставить в металлические детали часового механизма.

В частности, в одном из вариантов выполнения конструкция часов содержит приводное колесо ангренажной системы 16, анкерное колесо 12, анкерную вилку 13, обод баланса 5, светящиеся люминисцентные вставки 6 (см. фиг. 1, фиг. 7). При колебании обода баланса с большой частотой (не менее 18000 полуколебаний в час), движение четырех коротких светящихся элементов (вставок) на ободе баланса (условно точек), воспринимаются глазом человека как светящийся мелькающий контур, имеющий форму круга, равномерно освещающий значительную площадь как внутри, так и снаружи образованного светящегося контура.

В отдельном варианте осуществления на фиг. 5 показан разрез часов, которые содержат плату механизма 14, ось баланса 15, анкерное колесо 12, анкерную вилку 13, мост баланса 11 за счет которого к нему крепиться ось баланса. При этом обод баланса 5 устанавливается над циферблатом 10 часов. При работе баланса, обод баланса совершает колебательные движения относительно оси 15 баланса. Нанесенные на обод баланса светящиеся вставки 6 воспринимаются человеческим зрением как сплошной светящийся контур, имеющий форму круга. Этот светящийся контур, полученный в результате работы баланса, освещает всю поверхность циферблата 10, повышая считываемость информации. При этом использование люминофора (например, фосфоресцирующей смеси), который заряжается от любого источника света и в течение 8-16 часов испускает свет, позволяет использовать часы при любых погодных условиях даже в условиях недостаточной видимости либо в условиях недостаточного освещения (шахты, подводное плавание, помещение, в котором отсутствует освещение и т.п.). При этом не требуется использование дополнительных элементов в часах для освещения циферблата. Также отсутствует необходимость нанесения светящегося материала на стационарные участки часов (циферблат, корпус, апертура и т.п.), что существенно экономит расход фосфоресцирующего или флюоресцентного материала.

В качестве фосфоресцирующего или флюоресцентного материала, например, можно использовать алюминат стронция SrAl₂O₄ с добавлением европия (Eu), одна из разновидностей которого известна под названием "Super-Luminova". Также может быть использован алюминат стронция, активированный диспрозием (SrAl2O4):Dy или алюминат стронция, активированный иттрием (SrAl2O4):Y. Также в качестве фосфоресцирующего или флюоресцентного материала могут быть рассмотрены металлы, оксиды, например TiO, TiO2, Ta2O5, SiO2, Si3N4, Al2O3, или алюминиевые или золотые интерметаллические соединения.

При этом в качестве фосфоресцирующего материала может быть использован материал на основе сульфида кальция CaS, стронция SrS и бария BaS.

В дополнительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, обод баланса трехосевого турбийона стационарных часов имеет светящиеся элементы на своей поверхности. При колебании также наблюдается эффект размытия следа и восприятие глазом человека сплошного светящегося контура, освещающего механизм турбийона в конкретном варианте выполнения. Это позволяет улучшить видимость внутренних механизмов часов в случае отсутствия достаточного освещения. За счет такого подсвечивания внутреннего механизма часов легко выявить некорректную работу либо износ деталей часового механизма до поломки часов.

При этом указанный подсвечиваемый механизм часов может быть использован в полностью механических часах.

Также механизм часов может дополнительно содержать другие известные указатели времени, в том числе указатель минут, секунд и солнечного и лунного календаря, а также другие индикаторы такие как, например индикатор запаса хода, индикатор фаз Луны и т.п. Причем в одних часах может содержаться также несколько указанных подсвечиваемых механизмов часов.

Как следует из описания возможных выполнений заявленного изобретения, предложенные часы с подвижным механизмом подсвечивания обеспечивают достижение заявленного технического результата, а именно уменьшение площади нанесения светящегося покрытия с одновременным увеличением зоны светимости. Такое выполнение приводит к повышению считываемости циферблата в условиях недостаточной видимости (туман, дождь, снегопад и т.п.), а также к возможности видеть внутренние механизмы часов для предварительного выявления износа часового механизма либо его некорректной работы до поломки часов. При этом отсутствует необходимость установки дополнительных элементов освещения в часах и значительно сокращается расход фосфоресцирующего или флуоресцентного материала.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Изобретение относится к приборам для измерения времени, в частности к часовым механизмам, которые содержат световой индикатор и может быть использовано в часовой промышленности при производстве часов. Часы с подвижным механизмом подсвечивания содержат корпус, часовой механизм, стрелочный механизм, циферблат, при этом на по меньшей мере одну деталь часового механизма, имеющую высокую частоту колебания, предпочтительно не менее 18000 тактов в час, нанесены светящиеся элементы, содержащие фосфоресцирующий или флуоресцентный материал, при этом за счет высокой частоты колебания указанной по меньшей мере одной детали часового механизма возникает размытие светового следа, воспринимаемое человеческим зрением как сплошной светящийся контур, за счет которого освещается вся поверхность циферблата и/или внутренний механизм часов. Технический результат изобретения заключается в снижении площади нанесения светящегося покрытия с одновременным увеличением зоны светимости, что в свою очередь приводит к повышению считываемости циферблата в условиях недостаточной видимости (туман, дождь, снегопад, метель, сумерки, дым, пыль и т.п.), а также в возможности видеть внутренние механизмы часов в случае отсутствия достаточного освещения для предварительного выявления износа часового механизма либо его некорректной работы до поломки часов. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Часы с подвижным механизмом подсвечивания, содержащие корпус, часовой механизм, стрелочный механизм, циферблат, отличающиеся тем, что на по меньшей мере одну деталь часового механизма, имеющую высокую частоту колебания, предпочтительно не менее 18000 тактов в час, нанесены светящиеся элементы, содержащие фосфоресцирующий или флуоресцентный материал, при этом за счет высокой частоты колебания указанной по меньшей мере одной детали часового механизма возникает размытие светового следа, воспринимаемое человеческим зрением как сплошной светящийся контур, за счет которого освещается вся поверхность циферблата и/или внутренний механизм часов.

2. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что по меньшей мере одна деталь часового механизма, имеющая высокую частоту колебания, выполнена в виде балансового регулятора.

3. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что часовой механизм дополнительно содержит спусковой механизм.

4. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 3, отличающиеся тем, что спусковой механизм часов состоит из ангренажной системы, состоящей из анкерного колеса, анкерной вилки, приводного колеса ангренажной системы.

5. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 2, отличающиеся тем, что балансовый регулятор содержит обод баланса с нанесенными на него светящимися элементами, ось баланса, спираль и мост баланса, установленный над циферблатом.

6. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 5, отличающиеся тем, что обод баланса вынесен над поверхностью циферблата часов и закреплен при помощи моста баланса.

7. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что дополнительно содержат механизм турбийона.

8. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 7, отличающиеся тем, что механизм турбийона предпочтительно выполнен классическим, двухосевым или трехосевым.

9. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что часы являются часами-скелетонами, в которых движущиеся части механизма полностью или частично открыты и просматриваются через специальное окошко в циферблате или задней крышке.

10. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что часы предпочтительно выполнены механическими и могут иметь механизм автоподзавода.

11. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что в качестве фосфоресцирующего материала может быть использован материал на основе сульфидов кальция CaS, стронция SrS и бария BaS.

12. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что в качестве флуоресцентного материала может быть использован материал на основе алюмината стронция, активированный европием, диспрозием, иттрием.

13. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 1, отличающиеся тем, что светящиеся элементы могут быть выполнены в виде светящейся пластиковой вставки, изготовленной путем смешивания жидкого прозрачного пластика со светящимся флуоресцентным либо фосфоресцирующим материалом.

14. Часы с подвижным механизмом подсвечивания по п. 13, отличающиеся тем, что светящаяся пластиковая вставка может иметь любую форму и геометрию.