[发明专利]不具有塑性域的部件的组装

说明书

技术领域

本发明涉及将由不具有塑性域的材料制成的部件组装至由不同类型的材料构成的元件。

背景技术

包括硅基部件在内的现有组件通常是通过粘合进行固定。这种类型的操作要求非常精密的应用，这就使其成本高昂。

第2107433号EP专利公开了被组装在中间金属部件上的第一硅基部件，并且随后将整个组件安装在金属心轴上。但是，该文献中给出的实施例并不令人满意，并且或者会在组装期间造成硅基部件的断裂，或者是无法将各部件足够好地彼此结合。

实际上，在该文献中，中间部件的一端被弯折在硅部件上，以产生纯轴向的应力，这就导致了硅部件的断裂。而且，该文献提出了使用刻面(faceting)技术，这会导致硅上不均匀的应力分布并且也会造成硅部件断裂。

发明内容

本发明的目标是通过提供一种无粘合剂的组装来克服全部或部分的上述缺点，这种组装能够将由不具有塑性域的材料制成的部件固定至由韧性材料例如像金属或金属合金构成的元件。

因此，本发明涉及一种将由第一种材料制成的元件组装在由不具有塑性域的第二种材料制成的部件内的方法。所述方法包括以下步骤：

a)将部件成形为具有孔；

b)将中间部件无任何应力地插入孔内，中间部件由第三种材料制成并且包括孔口；

c)将所述元件引入孔口内；

d)通过分别在所述中间部件的顶部和底部上将两件工具朝向彼此轴向移动而使中间部件弹性和塑性变形，从而对元件并对围绕孔的部件壁部施加径向应力，促使部件弹性变形，目的是为了以对所述部件没有破坏性的方式来固定组件。

该方法有利地允许径向固定元件而无需对部件施加任何轴向应力。实际上，有利地根据本发明只向部件施加径向的弹性变形。

而且，这种结构有利地使得无需粘合至常用的精确受控元件就能够固定由部件－中间部件－元件构成的组件，同时确保部件即使是由例如单晶硅构成也不会承受破坏性的应力。

最后，该方法通过调节制造各种构件时的离散度来将由部件－中间部件－元件构成的组件结合为一体。

根据本发明其他的有利特征：

－中间部件的外壁形状与部件内的孔基本匹配，从而在围绕孔的部件壁部上施加基本为径向的应力；

－部件内的孔为圆形；

－围绕孔的部件壁部包括凹槽，凹槽在步骤d)期间将在中间部件的外表面上形成微槽以避免在所述组件的元件之间有任何相对移动；

－元件的外表面包括凹槽，凹槽在步骤d)期间将在中间部件的内表面上形成微槽以避免在所述组件的元件之间有任何相对移动；

－部件内的孔是非对称的，以避免在所述组件的元件之间有任何相对移动；

－在步骤b)中，孔的截面和中间部件的外截面之间的差约为10μm；

－在步骤c)中，元件的截面和中间部件的内截面之间的差约为10μm；

－在步骤d)中，变形施加夹持力以产生在16μm到40μm之间的位移；

－在步骤b)中，中间部件包括与孔口同轴的锥形凹口，目的是在步骤d)中有助于由中间部件的变形造成的应力的取向；

－第二种材料由单晶硅基材料构成；

－第三种材料由金属基或金属合金基材料构成；

－部件可以是例如钟表轮副、钟表擒纵叉、钟表摆轮游丝、谐振器或者甚至是MEMS。

附图说明

根据以下参照附图作为非限制性内容给出的说明，其他的特征和优点将会变得显而易见，在附图中：

－图1和图2是根据本发明的组装方法连续步骤的示意图；

－图3和图4是根据本发明的中间部件的截面正视图或透视图；

－图5和图6是根据本发明的组装方法可选步骤的示图；

－图7至图10是根据本发明的中间部件的各种变形的示图；以及

－图11是用于由脆性材料制成的部件的可选孔的示图。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及一种组件及组装该组件的方法，用于将脆性材料（也就是不具有塑性域的材料例如单晶硅基材料）和韧性材料（例如金属或金属合金）结合为一体。

该组件被设计用于钟表领域内的应用。但是，其他领域也可以非常好地适用，明显地例如有航空、珠宝、汽车工业或餐具。

在钟表领域中，需要这种组件是由于脆性材料（例如基于硅、石英、刚玉或更普通的陶瓷的那些材料）日益增加的重要性。作为示例，可以设想完全或部分地通过以脆性材料为基础的材料来构成摆轮游丝、摆轮、擒纵叉、夹板或者甚至是轮副例如擒纵轮。