Pièce d'horlogerieélectronique
Les pièces d'horlogerie électroniques classiques comprennent généra- lement une bobine captrice et une bobine motrice, insérées l'une dans le circuit de commande et l'autre dans le circuit de puissance d'un amplificateur à transistor. Le mouvement d'un organe oscillant, par exemple d'un balancier-spiral, d'une lame vibrante, dlun oscillateur à torsion ou d'un diapason, provoque, périodiquement, une impulsion dans la bobine captrice qui débloque momentanément le transistor; ce dernier laisse alors passer une impulsion qui traverse la bobine motrice dont le flux provoque une accélération du mouvement de l?organe oscillant.
Dans certains dispositifs connus les deux bobines sont disposées sur un même noyau en forme de U dont les extrémités forment un entrefer en regard duquel est disposé un dispositif magnétique. Ce dispositif est solidaire d'un oscillateur, notamment d'une lame vibrante, oscillant en regard de l'entrefer avec une amplitude suffisante pour provoquer des variations élevées dans le flux traversant les bobines et suffisamment faible pour ne pas sortir de la zone d'interaction de l'entrefer et du dispositif magnétique de manière à maintenir les pertes aussi faibles que possible.
La présente invention a précisément pour objet une pièce d'horlogerie comprenant un dispositif magnétique dont les caractéristiques constructives permettent d'obtenir une concentration efficace du flux magnétique combiné avec des pertes relativement faibles et par là un excellent rendement rendant possible l'application dtun tel dispositif à une montre de petit volume.
Cette pièce d'horlogerie est caractérisée par le fait que ce dispositif magnétique est constitué par un barreau aimanté allongé , disposé perpendiculairement à l'entrefer et dont un pole est placé, en position de repos, en regard de cet entrefer, l'autre pôle étant fixé au fond d'une armature en forme de U, dont les deux bras s'étendent de part et d'autre du barreau à une légère distance de ce dernier et dont les extrémités oscillent solidairement avec le barreau en regard des extrémités du noyau.
Le dessin annexé représente, à titre d1 exemple, une forme dt exécution de 1' objet de la présente invention,
La fig. 1 est une vue générale en plan et les fig. 2 et 3 représentent des coupes selon II-II et III-III de la fig. i,
La fig. 4 représente un schéma électrique et la fig. 5 un diagramme des tensions induites dans les bobines figurant dans ce schéma.
Le schéma électronique de la pièce dthorlogerie représentée comprend une source de courant 1 constituée par une pile ou un accumulateur, un transistor 2 présentant dans son circuit de commande un circuit RC et une bobine captrice 3 et dans son circuit de puissance une bobine motrice 4. Ces deux bobines sont montées sur un noyau 5 dont les extrémités 5a et 5b forment un entrefer 6 particulièrement étroit, de l'ordre de 0, 1 mm
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environ. Ce noyau peut être en ferrite ou en 'Psrmalloy11tpar exemple; dans ce dernier cas il sera constitué par des feuilles isolées ltune par rapport à l'autre de manière que les courants de Foucault restent faibles.
Lt indice 7 désigne un dispositif magnétique, oscillant en regard de entrefer 6, grace à un oscillateur de torsion sur lequel il est monté. Cet oscillateur est constitué par un ressort de torsion 8, de section en forme de V, encastré par ses extrémités, solidairement à la platine. Ce ressort porte un brae transversal 9 présentant à In une de ses extrémités ledit dispositif 7 et à l'autre, un.mécanisme à cliquet non représentes et entraS- nant une roue 10 solidaire d'une vis sana fin 11, entraidant à son tour le rouage de la montre.
Ce rouage est constitué par un mobile inter médiaire 12, un mobile de seconde excentré 13, un mobile de petite moyenne 14 et enfin un mobile de centre 15; la minuterie ntest pas représentée.
Le dispositif magnétique 7 est constitué par un barreau aimanté allongé 16 dont une extrémité S est fixée au fond d'une armature ferro-magnd- tique douce 17, en forme de U, dont les branches s'étendent de part et dl autre de ce barreau, à une certaine distance des faces de ce dernier.
Cette distance peut être remplie dut air ou dt une autre matière non magnétique et doit être calculée pour, qu'avec un aimant déterminé, l'intensité du flux soit aussi élevée que possible entre les extrémités de cette armature et 1r extrémité libre (N) du barreau aimanté.
Ce barreau aimanté est disposé perpendiculairement à l'entrefer, c± est-à- dire que son axe est perpendiculaire au plan joignant les deux extrémités 5a et 5b, la surface de ce plan constituant précisément la grandeur dudit entrefer en regard duquel se déplace 1t extrémité libre (N) du barreau.
Lorsque ce barreau oscille en direction de l'extrémité 5a de 1' armature, il induit une teneion de très courte durée, VI, dans la bobine 3, Lors du retour du barreau en direction de l'extrémité 8b, au moment où ce barreau se trouve en face de l'entrefer 6, ctesst-b-dire au moment où 1' oscillateur passe par la position de repos, le transistor qui a été débloqué par la tension induite dans la bobine 3, laisse panser une impulsion
Vm qui traverse la bobine 4 dont le flux provoque 1 acc61dration du barreau en direction de 1 extr6mit6 5b.
On obtient avec ce dispositif une oscillation de 1' ordre de 30 à 50 Hz. environ, alors qu'avec les dispositifs à diapason la fréquence est beaucoup plus élevée puisqu? elle atteint environ 500 Hz. En maintenant 1' entrefer étroit et en réalisant une concentration suffisante du flux de 1' aimant, on obtient dans la bobine 3, des impulsions particulièrement courtes qui permettent d'entretenir l'oscillation.
Le rendement du dispositif est excellent en particulier parce que 11 impulsion est donnée au barreau aimanté au moment où le dispositif oscillateur mécanique passe par sa position dtéquilibre. En outre, les pertes dues aux courants de Foucault sont faibles du fait de la forme et de la disposition de l'arma- ture par rapport à 1' aimant ainsi que de la disposition de If ensemble du dispositif aimanté par rapport à 1' entrefer et au noyau.
Electronic timepiece
Conventional electronic timepieces generally include a sensor coil and a driving coil, one inserted in the control circuit and the other in the power circuit of a transistor amplifier. The movement of an oscillating member, for example of a sprung balance, of a vibrating blade, of a torsion oscillator or of a tuning fork, periodically causes a pulse in the sensor coil which momentarily unblocks the transistor; the latter then allows an impulse to pass which passes through the motor coil, the flow of which causes an acceleration of the movement of the oscillating member.
In certain known devices, the two coils are arranged on the same U-shaped core, the ends of which form an air gap opposite which a magnetic device is placed. This device is integral with an oscillator, in particular a vibrating blade, oscillating opposite the air gap with an amplitude sufficient to cause high variations in the flux passing through the coils and low enough not to leave the zone of interaction of the air gap and the magnetic device so as to keep the losses as low as possible.
The present invention specifically relates to a timepiece comprising a magnetic device, the construction characteristics of which make it possible to obtain an effective concentration of the combined magnetic flux with relatively low losses and thereby an excellent efficiency making it possible to apply such a device. to a small volume watch.
This timepiece is characterized by the fact that this magnetic device consists of an elongated magnetic bar, arranged perpendicular to the air gap and one pole of which is placed, in the rest position, facing this air gap, the other pole being fixed to the bottom of a U-shaped frame, the two arms of which extend on either side of the bar at a slight distance from the latter and whose ends oscillate integrally with the bar opposite the ends of the core .
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the object of the present invention,
Fig. 1 is a general plan view and FIGS. 2 and 3 represent sections along II-II and III-III of FIG. i,
Fig. 4 shows an electrical diagram and FIG. 5 a diagram of the voltages induced in the coils shown in this diagram.
The electronic diagram of the timepiece shown comprises a current source 1 consisting of a battery or an accumulator, a transistor 2 having in its control circuit an RC circuit and a sensor coil 3 and in its power circuit a driving coil 4. These two coils are mounted on a core 5 whose ends 5a and 5b form a particularly narrow air gap 6, of the order of 0.1 mm.
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about. This core can be in ferrite or in 'Psrmalloy11t for example; in the latter case, it will be formed by sheets isolated from each other so that the eddy currents remain low.
The index 7 designates a magnetic device, oscillating opposite the air gap 6, thanks to a torsion oscillator on which it is mounted. This oscillator is formed by a torsion spring 8, of V-shaped section, embedded by its ends, integrally with the plate. This spring carries a transverse brae 9 having at one of its ends said device 7 and at the other, a ratchet mechanism not shown and involving a wheel 10 secured to a screw without end 11, helping each other in turn. the cog of the watch.
This gear is formed by an intermediate mobile 12, an eccentric second mobile 13, a small average mobile 14 and finally a center mobile 15; the timer is not shown.
The magnetic device 7 consists of an elongated magnetic bar 16, one end S of which is fixed to the bottom of a soft ferromagnetic armature 17, in the shape of a U, the branches of which extend on either side of this. bar, at a certain distance from the faces of the latter.
This distance can be filled with air or some other non-magnetic material and must be calculated so that, with a determined magnet, the intensity of the flux is as high as possible between the ends of this armature and the free end (N) of the magnetic bar.
This magnetic bar is arranged perpendicular to the air gap, that is to say that its axis is perpendicular to the plane joining the two ends 5a and 5b, the surface of this plane constituting precisely the size of said air gap opposite which 1t moves. free end (N) of the bar.
When this bar oscillates in the direction of the end 5a of the frame, it induces a very short duration, VI, in the coil 3, During the return of the bar in the direction of the end 8b, when this bar is located in front of the air gap 6, ie when the oscillator passes through the rest position, the transistor which has been released by the voltage induced in the coil 3, allows a pulse to heal
Vm which crosses the coil 4, the flow of which causes the bar to accelerate in the direction of the end 5b.
One obtains with this device an oscillation of the order of about 30 to 50 Hz., Whereas with tuning fork devices the frequency is much higher since? it reaches about 500 Hz. By keeping the air gap narrow and by achieving a sufficient concentration of the flux from the magnet, particularly short pulses are obtained in the coil 3, which make it possible to maintain the oscillation.
The efficiency of the device is excellent in particular because the impulse is given to the bar magnet when the mechanical oscillator device passes through its equilibrium position. In addition, losses due to eddy currents are low due to the shape and arrangement of the armature relative to the magnet as well as the arrangement of the entire magnet device relative to the air gap. and to the core.