La présente invention concerne une piéce d'horlogerie électrique munie d'une platine et comprenant un vibreur, au moins un élément piézo-électrique ou électrostrictif étant monté sur ce vibreur pour exciter celui-ci.
II est connu d'une maniére générale que, en utilisant comme base de temps un diapason, on peut obtenir une montre d'une précision extrémement élevée comparée à la précision des montres classiques connues utilisant un dispositif balancier spiral. Un certain nombre de montres à diapason ont été utilisées en pratique.
Il existe deux types de convertisseurs électromécaniques: le dispositif d'entraînement électrodynamique et le dispositif d'entrainement électrostrictif ou piézo-électrique. Dans un transducteur d'entrainement électrodynamique, un circuit magnétique est prévu à l'extrémité des branches de la fourchette. Un bobinage au moins est disposé à un espace très faible d'un aimant permanent fixé au vibreur. Un courant est amené à traverser ce bobinage, ou un de ces bobinages, et le vibreur est excité par l'induction mutuelle du courant électrique et du flux magnétique. La tension induite sur l'autre bobinage est généralement amenée à la connexion d'entrée d'un transistor agencé pour entretenir l'oscillation.
Puisque chaque bobinage est fixé de maniére inamovible au boîtier du circuit électrique, ce bobinage et ce circuit électrique peuvent tre placés dans une boite et moulés. Dans le cas d'un transducteur à entrainement électrostrictif, I'oscillation est entretenue au moyen d'un élément électrostrictif à haute constante diélectrique, comme par exemple le PbZrTiO3, fixé au moyen d'adhésifs aux parties voisines de la base (ou pieds) des branches du diapason, le diapason du vibreur étant excité par l'interme- diaire de cet élément électrostrictif.
Dans ces montres à diapason, il est parfois nécessaire d'enlever seulement le vibreur de la platine de la montre afin de procéder à un ajustage ou à un réglage. Dans le cas où le transducteur est à entrainement électromagnétique ou électrodynamique, le vibreur et le transducteur sont disposés de maniére à n'tre pas en contact l'un avec l'autre. II est cependant nécessaire de faire preuve d'une très grande attention lorsque l'on enléve le vibreur de la platine, du fait que le vibreur et le transducteur sont géométriquement disposés l'un par rapport à l'autre d'une maniére très compliquée.
En effet, spécialement lorsque le diapason est mû électrodynamiquement, il est nécessaire que l'aimant permanent, de forme généralement cylindrique, soit introduit à l'intérieur du bobinage en général en forme de coupe. Ainsi donc une trés grande habileté est requise pour séparer le vibreur du circuit électrique du transducteur monté dans la montre. Par contre, si le transducteur est à entrainement électrostrictif, I'élément ou les élé- ments électrostrictifs sont toujours attachés au vibreur de maniére à former corps avec lui, il est ainsi aisé de monter le vibreur sur la platine et de le démonter de celle-ci.
Cependant un autre inconvénient se présente alors, du fait que pour monter et démonter le vibreur il est également nécessaire de déconnecter ou de reconnecter le fil conducteur qui est soudé à l'élément ou aux éléments électrostrictifs. Comme le fil conducteur dans le cas d'un vibreur entrainé électrostrictivement est fait d'un fil de cuivre isolé d'un diamètre aussi faible que 0,05 mm (dans le but d'éviter des pertes) une rupture de ce fil peut facilement se produire. Avec un fil conducteur de cuivre aussi fin, une très grande habileté est également requise pour dénuder l'extrémité du conducteur de l'émail qui l'isole. II est donc en fait extrmement difficile de connecter ce fil sur sa cosse de connexion, ou de déconnecter ce fil de sa cosse de connexion, sans le casser.
Par ailleurs, toute opération de soudage ou de désoudage provoque un échauffement risquant de porter atteinte aux bonnes qualités de l'élément électrostrictif ou piézo-électrique; de ce fait, mme indépendamment des risques de cassure, une déconnexion et une reconnexion répétée du fil fin s'avère fort desavantageuse. Ceci est une des raisons pour lesquelles des montres à diapason entraînées par électrostriction n'ont jusqu'à présent pas été fabriquées dans la pratique, en dépit de leur structure simple.
On a déjà proposé (brevet FR N 1539922) de fixer un diapason piézo-électrique sur une embase servant de plaque de connexion, chaque fil conducteur reliant une électrode du diapason à un conducteur fixe dans l'embase. Toutefois, cette forme de construction ne présente pas l'avantage de conserver à l'ensemble diapason-embase des dimensions non notablement supérieures à celles d'un diapason seul. Ce fait, de toute manière peu favorable, devient véritablement gnant, voire prohibitif, lorsqu'il s'agit d'équiper une montre de petites dimensions.
On a déjà décrit également (brevet US N 2235317) une pièce d'horlogerie électrique comprenant un vibreur excité par un élé- ment piézo-électrique. Le vibreur et l'élément piézo-électrique sont montés sur une plaque de connexion qui comporte aussi des plots de fixation des fils de connexion. L'assemblage est réalisé de manière à former un ensemble susceptible d'tre monté dans le bâti de la pièce d'horlogerie. L'élément piézo-électrique en question n'est toutefois pas à proprement parler un élément d'excitation piézo-électrique faisant corps avec le diapason, mais consiste en un microphone relié au diapason par un barreau qui ne saurait tre assimilé à un fil extrmement fin. L'excitation du vibreur est par ailleurs effectuée par des moyens électromagnétiques et le microphone piézo-électrique sert de moyen de captage.
On n'a donc pas là à proprement parler le problème du raccordement d'un élément d'excitation piézo-électrique à l'aide de fils qui par nature doivent tre extrmement fins et dont la soudure est de ce fait difficile. L'ensemble amovible formé par le diapason vibreur et le capteur piézo-électrique, tel qu'il est utilisé dans cette pièce d'horlogerie antérieurement connue, ne résout pas - et n'a pas à résoudre - le problème d'une connexion qui, d'une part, sut > prime ou diminue très fortement les pertes d'énergie et qui, d'autre part,
est établie d'une maniére permettant l'enlèvement du vibreur hors du boîtier sans qu'il soit nécessaire de procéder à des soudures impliquant un grand risque d'endommagement d'un élé- ment piézo-électrique ou électrostrictif du fait de la température élevée qu'elles développent.
On connaît également (brevet FR N 1482412) déjà un diapason pour pièce d'horlogerie qui porte des bobines dont les connexions traversent les branches du diapason et se terminent à une plaquette de connexion qui est fixée sur le diapason à l'aide des vis de fixation du pied du diapason. Il s'agit là toutefois d'un vibreur entraîné électromagnétiquement, et le diapason est agencé de manière telle que, lorsqu'il est enlevé de la plaque de base, il se trouve aussi désolidarisé de la plaquette de connexion. Les conducteurs servant au raccordement de la bobine qui entraîne électromagnétiquement le diapason sont menés le long de la surface d'une branche de celui-ci.
Une telle construction rend possible le démontage du diapason vibreur sans que la plaque de connexion soit liée à ce vibreur, mais un tour d'adresse aussi délicat que la mise en place d'un conducteur le long de la surface de la branche du vibreur n'est pas quelque chose de simple, et le fait que cela soit requis s'avère notablement coûteux pour la production.
On peut citer encore un vibreur mécanique antérieurement décrit (brevet CH N 400917) et qui, étant entretenu par des moyens piézeélectriques, est utilisé comme base de temps en entraînant directement le train d'engrenage d'une montre. Aucune mesure particulière n'est toutefois prévue sur ce vibreur pour apporter une solution au problème précédemment cité, à savoir les risques de cassure du fil fin en cas de déconnexions et de reconnexions répétées de celui-ci.
Le but de la présente invention est de fournir une pièce d'horlogerie électrique à vibreur entraîné piezo-électriquement ou par électrostriction et qui, tout en prévoyant pour le vibreur les connexions de fils fins requises pour éviter des pertes d'énergie, ne présente pas les défauts susmentionnés, à savoir les risques de cassure du fil fin lors de déconnexions et reconnexions répétées de celui-ci; I'élimination de ces risques permettant au vibreur d'tre démonté et remis en place d'une manière aisée.
Conformément à l'invention, la piéce d'horlogerie électrique munie d'une platine comprenant un vibreur, au moins un élément piézo-électrique ou électrostrictif étant monté sur ce vibreur pour exciter celui-ci, est caractérisée en ce qu'elle comprend une plaque de connexion montée sur ledit vibreur, et un ou plusieurs fils conducteurs fins reliant chaque dit élément piézo-électrique ou électrostrictif à des points de cette plaque de connexion, ledit ou lesdits éléments piézélectriques ou électrostrictifs, ladite plaque de connexion, et lesdits fils conducteurs fins formant avec le reste du vibreur un ensemble susceptible d'tre aisément, en un bloc, monté sur ladite platine de la pièce d'horlogerie et enlevé de cette platine,
des moyens de raccordement de cet ensemble étant prévus pour établir le raccordement du vibreur par l'intermédiaire de ladite plaque sans que la suppression ou l'établissement du raccordement implique une opération sur les fils conducteurs fins.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. I est une vue en plan d'une montre à diapason entrainée par électrostriction;
la fig. 2 représente une première forme d'exécution d'un assemblage plaque de connexion vibreur, et
la fig. 3 est une vue en coupe correspondant à la fig. 2.
Sur ces figures, on voit premièrement un vibreur à diapason 1, au bas des branches duquel sont fixés deux éléments électrostrictifs 2 et 3 constituant respectivement l'élément électrostrictif d'entraînement et l'élément électrostrictif de captage (ou de détection).
Le fil conducteur 4 de l'électrode d'entraînement et le fil conducteur 5 de l'électrode de détection sont soudés à ces éléments électrostrictifs et sont connectés également aux points de fixation 7 et 8 d'une plaque de connexion 6. Ces cosses 7 et 8 servent respectivement de connexion d'entrainement et de connexion de détection pour le diapason et sont connectées par des bandes de couche conductrices 6a, 7a au circuit bloc électrique 9 au moyen d'un fil de matériau conducteur recouvert de vinyl. Cette connexion peut tre faite par un film fin de Be-Cu. Dans l'exécution selon les figures, la plaque de connexion 6 est, comme on le voit sur les fig. 2 et 3, fixée à une queue intérieure 22 du diapason au moyen d'une vis 10. L'assemblage formé par le diapason et la plaque de connexion est monté par vissage sur la platine de la montre 15 au moyen de vis Il et 12.
Avec la construction ci-décrite, selon laquelle la plaque de connexion de diapason reste toujours assemblée, il suffit, lorsque l'on doit démonter ou remonter le diapason, de dévisser ou de remettre en place les vis Il et 12 et les fils de connexion 13 et 14, fils de connexion qui sont suffisamment solides pour résister à la rupture. Il n'est pas nécessaire d'éloigner les fils conducteurs très fins 4 et 5 qui pourraient très facilement se rompre, et de ce fait la
manipulation du vibreur est très aisée.
Cette construction permet donc un montage et un démontage facile du diapason à entraînement par électrostriction, I'assemblage formé par la plaque de connexion et ledit vibreur étant tout d'abord réalisé en effectuant les connexions des éléments d'électrode électrostrictives avec des cosses de la plaque de connexion au moyen de fils conducteurs très fins, et en plaçant l'assemblage ainsi réalisé sur la platine de la montre (et pour le démontage en enlevant cet assemblage de la platine de la montre). On a ainsi une possibilité de montage et de démontage beaucoup plus commode que dans le cas des montages classiques, ce qui rend possible un ajustement ou un réglage puis une remise en place du vibreur sans qu'il soit nécessaire de faire appel à une maind'oeuvre particulièrement instruite et entrainée à cet effet.
The present invention relates to an electric timepiece provided with a plate and comprising a vibrator, at least one piezoelectric or electrostrictive element being mounted on this vibrator in order to energize the latter.
It is generally known that, by using a tuning fork as a time base, it is possible to obtain a watch of extremely high precision compared to the precision of known conventional watches using a spiral balance device. A number of tuning fork watches have been used in practice.
There are two types of electromechanical converters: the electrodynamic drive device and the electrostrictive or piezoelectric drive device. In an electrodynamic training transducer, a magnetic circuit is provided at the end of the branches of the fork. At least one coil is placed at a very small space from a permanent magnet fixed to the vibrator. A current is caused to pass through this coil, or one of these coils, and the vibrator is excited by the mutual induction of the electric current and of the magnetic flux. The voltage induced on the other winding is generally brought to the input connection of a transistor arranged to maintain the oscillation.
Since each coil is fixed in an irremovable manner to the casing of the electrical circuit, this coil and this electrical circuit can be placed in a box and molded. In the case of an electrostrictively driven transducer, the oscillation is maintained by means of an electrostrictive element with high dielectric constant, such as for example PbZrTiO3, fixed by means of adhesives to the neighboring parts of the base (or feet) branches of the tuning fork, the tuning fork of the vibrator being excited by the intermediary of this electrostrictive element.
In these tuning fork watches, it is sometimes necessary to remove only the vibrator from the watch plate in order to carry out an adjustment or a setting. In the case where the transducer is electromagnetically or electrodynamically driven, the vibrator and the transducer are arranged so as not to be in contact with each other. However, it is necessary to exercise great care when removing the vibrator from the stage, because the vibrator and the transducer are geometrically arranged with respect to each other in a very complicated way. .
In fact, especially when the tuning fork is electrodynamically driven, it is necessary for the permanent magnet, generally cylindrical in shape, to be introduced inside the coil, in general cup-shaped. Therefore, great skill is required to separate the vibrator from the electrical circuit of the transducer mounted in the watch. On the other hand, if the transducer is electrostrictively driven, the electrostrictive element or elements are always attached to the vibrator so as to form a body with it, it is thus easy to mount the vibrator on the plate and to remove it from it. -this.
However, another drawback then arises, due to the fact that in order to assemble and disassemble the vibrator it is also necessary to disconnect or reconnect the conductive wire which is welded to the element or to the electrostrictive elements. As the conductive wire in the case of an electrostrictively driven vibrator is made of insulated copper wire with a diameter as small as 0.05 mm (in order to avoid losses) a break of this wire can easily happen. With such a thin copper conductor wire, great skill is also required to strip the conductor end of the enamel that insulates it. It is therefore in fact extremely difficult to connect this wire to its connection terminal, or to disconnect this wire from its connection terminal, without breaking it.
Furthermore, any welding or desoldering operation causes heating that risks damaging the good qualities of the electrostrictive or piezoelectric element; therefore, even independently of the risks of breakage, repeated disconnection and reconnection of the fine wire turns out to be highly disadvantageous. This is one of the reasons why electrostriction driven tuning fork watches have heretofore not been produced in practice, despite their simple structure.
It has already been proposed (patent FR N 1539922) to fix a piezoelectric tuning fork on a base serving as a connection plate, each conducting wire connecting an electrode of the tuning fork to a conductor fixed in the base. However, this form of construction does not have the advantage of keeping the tuning fork-base assembly dimensions that are not significantly greater than those of a tuning fork alone. This fact, in any case not very favorable, becomes really inconvenient, even prohibitive, when it comes to fitting a watch of small dimensions.
An electric timepiece comprising a vibrator excited by a piezoelectric element has also already been described (US Pat. No. 2,235,317). The vibrator and the piezoelectric element are mounted on a connection plate which also includes pads for fixing the connection wires. The assembly is carried out so as to form an assembly capable of being mounted in the frame of the timepiece. The piezoelectric element in question is not, however, strictly speaking a piezoelectric excitation element forming an integral part of the tuning fork, but consists of a microphone connected to the tuning fork by a bar which cannot be likened to a wire extremely end. The excitation of the vibrator is moreover effected by electromagnetic means and the piezoelectric microphone serves as a pickup means.
Strictly speaking, therefore, this does not have the problem of connecting a piezoelectric excitation element using wires which by nature must be extremely thin and whose soldering is therefore difficult. The removable assembly formed by the vibrating tuning fork and the piezoelectric sensor, as used in this previously known timepiece, does not solve - and does not have to solve - the problem of a connection which , on the one hand, overcomes or greatly reduces energy losses and which, on the other hand,
is designed in such a way that the vibrator can be removed from the housing without the need for welding involving a great risk of damage to a piezoelectric or electrostrictive element due to the high temperature that they develop.
Also known (patent FR N 1482412) is a tuning fork for a timepiece which carries coils whose connections pass through the branches of the tuning fork and terminate at a connection plate which is fixed to the tuning fork using screws. fixing of the tuning fork foot. However, this is an electromagnetically driven vibrator, and the tuning fork is arranged in such a way that, when it is removed from the base plate, it is also disconnected from the connection plate. The conductors used for the connection of the coil which electromagnetically drives the tuning fork are led along the surface of one branch thereof.
Such a construction makes it possible to dismantle the vibrating tuning fork without the connection plate being linked to this vibrator, but a trick as delicate as the placement of a conductor along the surface of the branch of the vibrator n It is not something simple, and the fact that it is required proves to be notably costly for production.
Mention may also be made of a previously described mechanical vibrator (patent CH N 400917) which, being maintained by piezoelectric means, is used as a time base by directly driving the gear train of a watch. However, no particular measure is provided for this vibrator to provide a solution to the aforementioned problem, namely the risks of breaking the fine wire in the event of repeated disconnections and reconnections of the latter.
The aim of the present invention is to provide an electric timepiece with a piezo-electrically or electrostrictively driven vibrator and which, while providing for the vibrator the connections of fine wires required to avoid energy losses, does not present the aforementioned faults, namely the risk of breaking the fine wire during repeated disconnections and reconnections thereof; The elimination of these risks allowing the vibrator to be dismantled and put back in place in an easy manner.
According to the invention, the electric timepiece provided with a plate comprising a vibrator, at least one piezoelectric or electrostrictive element being mounted on this vibrator to excite the latter, is characterized in that it comprises a connection plate mounted on said vibrator, and one or more fine conductive wires connecting each said piezoelectric or electrostrictive element to points of this connection plate, said one or more piezoelectric or electrostrictive elements, said connection plate, and said conductive wires ends forming with the rest of the vibrator an assembly capable of being easily, in a block, mounted on said plate of the timepiece and removed from this plate,
connection means of this assembly being provided to establish the connection of the vibrator by means of said plate without the removal or establishment of the connection involving an operation on the fine conductor wires.
The appended drawing illustrates, by way of example, embodiments of the object of the invention.
Fig. I is a plan view of an electrostriction driven tuning fork watch;
fig. 2 shows a first embodiment of a vibrator connection plate assembly, and
fig. 3 is a sectional view corresponding to FIG. 2.
In these figures, we first see a tuning fork vibrator 1, at the bottom of the branches of which are fixed two electrostrictive elements 2 and 3 respectively constituting the electrostrictive drive element and the electrostrictive sensing (or detection) element.
The conductive wire 4 of the drive electrode and the conductive wire 5 of the detection electrode are soldered to these electrostrictive elements and are also connected to the attachment points 7 and 8 of a connection plate 6. These terminals 7 and 8 respectively serve as drive connection and detection connection for the tuning fork and are connected by conductive layer bands 6a, 7a to the electric block circuit 9 by means of a wire of conductive material covered with vinyl. This connection can be made by a thin Be-Cu film. In the execution according to the figures, the connection plate 6 is, as seen in FIGS. 2 and 3, fixed to an inner tail 22 of the tuning fork by means of a screw 10. The assembly formed by the tuning fork and the connection plate is mounted by screwing on the watch plate 15 by means of screws II and 12 .
With the construction described above, whereby the tuning fork connection plate always remains assembled, it suffices, when the tuning fork has to be dismantled or reassembled, to unscrew or replace the screws II and 12 and the connection wires. 13 and 14, lead wires which are strong enough to resist breaking. It is not necessary to move away the very fine conductors 4 and 5 which could very easily break, and therefore the
handling of the vibrator is very easy.
This construction therefore allows easy assembly and disassembly of the tuning fork with electrostriction drive, the assembly formed by the connection plate and said vibrator being first of all made by making the connections of the electrostrictive electrode elements with lugs of the connection plate by means of very fine conductive wires, and by placing the assembly thus produced on the watch plate (and for disassembly by removing this assembly from the watch plate). There is thus a possibility of assembly and disassembly much more convenient than in the case of conventional assemblies, which makes it possible to adjust or adjust and then replace the vibrator without it being necessary to call upon a hand. work particularly educated and trained for this purpose.