La présente invention a pour objet un micromoteur électrique pour mouvement d'horlogerie selon le brevet principal NO 533 866, c'est-à-dire un micromoteur électrique pour mouvement d'horlogerie, comprenant un rotor cylindrique à aimantation pennanente diamétrale, un support d'enroulement en un matériau amagnétique portant deux bobines à spires planes disposées symétrique- ment de part et d'autre d'un plan contenant l'axe du rotor et une culasse tubulaire en un matériau à faible rémanence et haute perméabilité entourant le support et les enroulements, le support d'enroulement et la culasse étant maintenus par deux éléments de bâti fixés l'un à l'autre hors du périmètre de la culasse et portant chacun un des paliers du rotor,
et le support d'enroulement présentant des faces frontales échancrées limitées par une surface cy lindrique coaxiale au rotor, ces faces frontales supportant une partie des conducteurs frontaux des bobines uniquement à leurs extrémités, de manière que ces conducteurs s'étendent, dans leur partie centrale, immédiatement en regard des faces frontales du rotor.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moteur selon le brevet N" 533866.
La fig. 1 en est une vue en coupe axiale, et
la fig. 2 une vue en plan de dessus partiellement coupée et arrachée.
Le moteur représenté au dessin est incorporé au mouvement d'une montre-bracelet comprenant un cristal de quartz comme élément essentiel de sa base de temps. La source de puissance, constituée par une ou deux piles miniatures, entretient les oscillations de la base de temps et alimente un diviseur de fréquence dont la sortie fournit des impulsions de polarités alternées à une fréquence de 0,5 Hz. Celles-ci excitent l'enroulement statorique du moteur et le font tourner à une vitesse de rotation moyenne de 30 t/m par pas de 1800. De son côté, ce moteur entraîne un train d'engrenages réducteur de vitesse qui actionne les organes indicateurs de la montre. Tous les éléments du mouvement sont logés entre une platine 1 et un ou plusieurs ponts comprenant entre autres un pont 2.
Certains de ces éléments peuvent également être disposés sur les faces externes de la platine ou des ponts. A l'emplacement du moteur, la platine 1 présente une ouverture 3 dans laquelle est chassée une pierre 4 qui forme le palier dans lequel tourne le pivot 5 de l'arbre 6 du moteur. De part et d'autre de cette ouverture, la platine présente encore deux ouvertures rectangulaires 7 et 8 dont le rôle sera décrit plus loin.
Le pont 2 est fixé sur la platine I par des moyens usuels tels que des pieds de guidage et une vis par exemple. Il présente une ouverture circulaire 9 coaxiale à l'ouverture 3 et dans laquelle est chassée une pierre 10 constituant l'autre palier de l'arbre 6. De part et d'autre de cette ouverture 9 sont percées deux ouvertures rectangulaires 11 et 12 qui correspondent aux ouvertures 7 et 8 respectivement. La pierre 10 est traversée par un pivot 13 que présente l'arbre 6 à son extrémité côté pont et ce pivot de longueur supérieure au pivot 5 fait saillie à l'extérieur du pont 2 de façon à recevoir un pignon (non représenté). Ce pignon peut être chassé sur le bout d'arbre 13 après le montage du mouvement, comme on le verra plus loin.
Le rotor comporte un aimant permanent 14 de forme cylindrique qui est chassé sur la partie centrale de l'arbre 6. Ce dernier est en acier alors que l'aimant permanent est constitué en un matériau à fort champ coercitif et à fort BH maximum, par exemple en ferrite anisotrope, en alliage platine-cobalt, en alliage samariumcobalt, ou en une autre matière magnétique à haute performance.
L'aimant permanent du rotor est aimanté diamétralement.
L'enroulement statorique est supporté par deux corps de bobines 15 et 16 de forme semblable disposés symétriquement de part et d'autre du rotor. Comme on le voit à la fig. 1, ces corps de bobine comprennent chacun une partie pleine dont la hauteur correspond à l'écartement entre la platine I et le pont 2, et une partie saillante qui s'étend en regard de l'aimant permanent 14 dont la hauteur est légèrement plus grande que la longueur axiale de cette partie du rotor et qui l'entoure partiellement. Chaque support de bobine 15, 16 présente en regard de la face cylindrique du rotor une face 17 qui constitue une portion de surface cylindrique coaxiale au rotor.
La partie saillante des corps de bobines sert de support à chacune des bobines 18, 19. -Cellesci sont bobinées séparément sur chaque corps de bobine sous forme de spires planes, chaque bobinage ayant finalement, dans le cas représenté, une section rectangulaire. De préférence, les corps de bobines 15 et 16 seront en matière plastique injectée, par exemple en plexiglas, en PVC, en téflon, en matériau à base de fibre de verre, en céramique, etc. La forme de ces corps de bobines étant relativement simple, elle peut également être obtenue par usinage. Chaque corps de bobine présente dans la face supérieure et dans la face inférieure deux trous borgnes dans lesquels sont chassés des pieds de fixation 20 servant au positionnement des supports de bobines lors du montage.
Le moteur comporte enfin une culasse 21 constituée d'une pièce de forme tubulaire en un matériau ferromagnétique à haute perméabilité et à faible rémanence qui entoure les corps de bobines 15 et 16. Cette bague vient se loger dans une saignée circulaire 22 pratiquée dans la face interne de la platine. Elle présente des échancrures 23 destinées à assurer l'orientation du rotor en l'absence d'impulsion dans les bobines statoriques.
Il résulte de la description précédente que les différents éléments du moteur peuvent être fabriqués indépendamment les uns des autres, ce qui simplifie considérablement le montage du mouvement. Ce dernier s'effectuera de la façon suivante : la platine étant posée sur un support, il suffit de prendre ensemble les deux corps de bobine 15 et 16, de les emboîter sur l'aimant permanent du rotor afin que les têtes de bobines passent au-dessus et au-dessous des faces frontales planes de cet aimant et d'engager le pivot 5 du rotor dans le palier 4 en même temps que l'on met en place les corps de bobine en engageant les pieds 20 dans les trous correspondants de la platine.
Cette opération étant effectuée, on peut mettre en place la bague 21 dans l'orientation convenable après quoi la mise en place du pont 2 s'effectue comme celle d'un pont usuel de mouvement mécanique en engageant le pivot 13 dans la pierre 10 et les pieds de fixation 20 dans les ouvertures prévues à cet effet dans le pont 2. Il ne reste plus dès lors qu'à connecter les extrémités des bobines 18 et 19 au dispositif électre nique qui assure la distribution des impulsions et à fixer un pignon sur le bout d'arbre 13. Pour cette opération, il peut être avantageux de soutenir la pierre qui forme le palier inférieur afin d'empêcher son déchassage. L'une des extrémités de chaque bobine sera connectée à un point commun de façon à assurer une connexion en série des deux bobines et l'autre sera reliée au reste du dispositif distributeur.
La construction décrite ci-dessus présente l'avantage d'une grande simplicité de fabrication, en particulier en ce qui concerne le bobinage puisque les deux bobines de chaque moteur peuvent être bobinées séparément sur les supports correspondants sans que la présence d'autres pièces soit une entrave au bobinage.
D'autre part, le montage est amplement facilité comme on l'a déjà mentionné ci-dessus.
Troisièmement, le pont 2 pouvant porter également les paliers d'au moins une partie du train d'engrenages démultiplicateur qui entraîne les aiguilles, la distance entre axes du premier étage de ce train d'engrenages est déterminée de fabrication, ce qui assure un rendement optimum. En effet, le trou 9 qui reçoit le palier du rotor du moteur et le trou (non représenté) qui reçoit le palier du second mobile de cet engrenage seront découpés et repassés simulta nément dans le pont 2 de sorte que des tolérances aussi serrées que possible peuvent être respectées. Comme les trous pour les pieds de fixation 20 peuvent également être repassés au cours de la même opération, on voit que l'on réalise une précision optimum dans le positionnement des différentes pièces du moteur.
Un autre avantage de la construction décrite est que les paliers du moteur sont facilement accessibles et que l'ébat du rotor peut être réglé par les moyens classiques en ajustant la position des pierres 4 et 10. De même, le contrôle de l'huile peut se faire plus facilement en cours de fonctionnement.
Enfin, la construction décrite assure un encombrement minimum, notamment une construction de hauteur aussi réduite que possible. En effet, on peut donner aux bobines une épaisseur telle qu'elles s'engagent dans les ouvertures 7, 8, 1 1 et 12 pratiquées dans la platine 1 et dans le pont 2, lors du montage. Ceci permet d'augmenter les dimensions des bobines sans augmenter la hauteur du mouvement alors même que les corps de bobines sont bobinés indépendamment des autres pièces du mouvement.
Le micromoteur décrit dans le brevet principal mentionné cidessus est conçu de façon à pouvoir être réalisé dans des dimensions aussi petites que possible, tout en ayant un rendement optimum. Il peut donc être utilisé par exemple dans des montres-bracelets à cristal de quartz. Or, on a constaté qu'il était possible de fabriquer ce moteur d'une façon plus rationnelle sans perdre aucun des avantages qu'il présente au point de vue dimensions et au point de vue montage et rendement en simplifiant la disposition du support des bobines.
Dans ce but, le micromoteur selon la présente invention, du genre mentionné plus haut, est caractérisé en ce que le support des bobines est constitué d'une pièce de forme cylindrique traversée de part en part selon son axe par un alésage et présentant dans sa face latérale cylindrique et dans ses faces frontales deux gorges annulaires s'étendant selon des plans parallèles à l'axe.
La fig. 3 représente, à titre d'exemple, le support de bobines d'une forme d'exécution du micromoteur selon l'invention.
Certains éléments de ce moteur ne sont pas représentés au dessin. Ce sont le rotor, constitué par un élément cylindrique en matériau magnétique à fort champ coercitif et à aimantation diamétrale, monté sur un arbre qui le traverse de part en part, deux bobines de stator à spires planes et parallèles, une culasse de ferme- ture du champ, de forme tubulaire, en un matériau ferromagnétique à haute perméabilité et faible rémanence, qui entoure le rotor et présente, par exemple, deux ouvertures diamétralement opposées et orientées obliquement par rapport aux plans parallèles des spires des bobines et deux éléments de bâti qui portent les paliers du rotor.
Les deux bobines sont supportées par un support de bobine en une pièce qui remplace les corps séparés portant chacun une bobine et décrits dans le brevet principal. Ce support peut également être obtenu par moulage ou injection de matière plastique, par exemple de plexiglas, par frittage ou par usinage dans une masse métallique ou de céramique. Il sera constitué d'un matériau amagnétique et présente la forme générale d'un corps cylindrique 61 dans lequel sont ménagées deux gorges annulaires 62 et 63 et un perçage axial 64. Les deux gorges 62 et 63 s'étendent chacune s lon deux génératrices et deux cordes dans la face latérale et dans les faces frontales du corps 61. Elles sont symétriques par rapport à un plan diamétral. Quant au perçage 64, il est pratiqué coaxiale ment à la pièce 61 et a un diamètre légèrement supérieur à celui du rotor.
Le passage cylindrique central 64 du support de bobine 61 est destiné à recevoir le rotor du moteur décrit. La longueur axiale de ce rotor sera très légèrement inférieure à la distance entre les deux paires de faces frontales planes limitées par des arcs de cercle qui forment les fonds des parties frontales des gorges 62 et 63. Pour l'assemblage du moteur le rotor sera engagé dans le passage 64 avant d'effectuer le bobinage après quoi les spires des bobines seront bobinées dans les gorges 62 et 63, le rotor étant tenu en place afin de se trouver ensuite emprisonné entre les deux enroulements. Les nervures centrales 65 assurent le guidage de l'enroulement.
Ensuite, la pièce 61 bobinée et pourvue d'une culasse extérieure sera mise en place entre la platine et le pont du mouvement d'horlogerie, les pivots de l'arbre s'engageant dans les paliers que portent ces deux éléments de bâti.
Les logements 66 ménagés dans les faces frontales de la pièce 61 sont également destinés à recevoir des goupilles de fixation et de centrage.
Les deux éléments de bâti entre lesquels la culasse et le sup port des bobines sont maintenus ne seront pas nécessairement la platine et un pont du mouvement d'horlogerie. Ces deux éléments de bâti peuvent également être constitués par deux ponts présentant chacun une partie mince s'étendant au-dessus ou au-dessous ous du moteur proprement dit et portant un des paliers du moteur, et un prolongement latéral plus épais permettant par exemple de fixer ces deux ponts directement l'un à l'autre au moyen de vis. Dans ce cas, un de ces ponts peut s'étendre en surface au-delà des limites de l'autre, ce qui permet de fixer l'ensemble du moteur par exemple à la platine du mouvement.
On réalise ainsi un mo dule moteur qui peut être extrait du mouvement d'un bloc et dont la fixation à la platine peut cependant être réalisée avec suffisamment de précision pour que l'engrènement du pignon porté par l'axe du moteur avec le mobile suivant du rouage soit réalisé dans des conditions correctes.
The present invention relates to an electric micromotor for a clockwork movement according to main patent NO 533 866, that is to say an electric micromotor for a clockwork movement, comprising a cylindrical rotor with permanent diametrical magnetization, a support for 'winding made of a non-magnetic material carrying two coils with flat turns arranged symmetrically on either side of a plane containing the axis of the rotor and a tubular yoke made of a material with low remanence and high permeability surrounding the support and the windings, the winding support and the yoke being held by two frame elements fixed to each other outside the perimeter of the yoke and each carrying one of the bearings of the rotor,
and the winding support having indented end faces limited by a cylindrical surface coaxial with the rotor, these end faces supporting part of the front conductors of the coils only at their ends, so that these conductors extend in their central part , immediately opposite the front faces of the rotor.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the engine according to patent No. 533866.
Fig. 1 is a view in axial section, and
fig. 2 a top plan view partially cut away and broken away.
The motor shown in the drawing is incorporated into the movement of a wristwatch comprising a quartz crystal as an essential element of its time base. The power source, made up of one or two miniature batteries, maintains the oscillations of the time base and supplies a frequency divider, the output of which provides pulses of alternating polarities at a frequency of 0.5 Hz. These excite the frequency. stator winding of the motor and cause it to rotate at an average speed of 30 rpm in steps of 1800. For its part, this motor drives a speed-reducing gear train which actuates the indicator members of the watch. All the elements of the movement are housed between a plate 1 and one or more bridges including among others a bridge 2.
Some of these elements can also be arranged on the external faces of the plate or of the bridges. At the location of the motor, the plate 1 has an opening 3 into which is driven a stone 4 which forms the bearing in which the pivot 5 of the shaft 6 of the motor rotates. On either side of this opening, the plate also has two rectangular openings 7 and 8, the role of which will be described below.
The bridge 2 is fixed on the plate I by usual means such as guide feet and a screw for example. It has a circular opening 9 coaxial with the opening 3 and in which is driven a stone 10 constituting the other bearing of the shaft 6. On either side of this opening 9 are pierced two rectangular openings 11 and 12 which correspond to openings 7 and 8 respectively. The stone 10 is crossed by a pivot 13 which the shaft 6 has at its end on the bridge side and this pivot of length greater than the pivot 5 projects outside the bridge 2 so as to receive a pinion (not shown). This pinion can be driven out on the end of the shaft 13 after the movement has been assembled, as will be seen below.
The rotor comprises a permanent magnet 14 of cylindrical shape which is driven on the central part of the shaft 6. The latter is made of steel while the permanent magnet is made of a material with a strong coercive field and a high maximum BH, for example. example anisotropic ferrite, platinum-cobalt alloy, samariumcobalt alloy, or other high performance magnetic material.
The permanent magnet of the rotor is diametrically magnetized.
The stator winding is supported by two coil bodies 15 and 16 of similar shape arranged symmetrically on either side of the rotor. As seen in fig. 1, these coil bodies each comprise a solid part, the height of which corresponds to the distance between the plate I and the bridge 2, and a projecting part which extends opposite the permanent magnet 14, the height of which is slightly more greater than the axial length of this part of the rotor and which partially surrounds it. Each spool support 15, 16 has, facing the cylindrical face of the rotor, a face 17 which constitutes a portion of a cylindrical surface coaxial with the rotor.
The projecting part of the coil bodies serves as a support for each of the coils 18, 19. -These are wound separately on each coil body in the form of flat turns, each coil finally having, in the case shown, a rectangular section. Preferably, the coil bodies 15 and 16 will be made of injected plastic, for example Plexiglas, PVC, Teflon, a material based on fiberglass, ceramic, etc. The shape of these coil bodies being relatively simple, it can also be obtained by machining. Each coil body has in the upper face and in the lower face two blind holes in which are driven the fixing feet 20 for positioning the coil supports during assembly.
The engine finally comprises a cylinder head 21 consisting of a tubular part made of a ferromagnetic material with high permeability and low remanence which surrounds the bodies of the coils 15 and 16. This ring is housed in a circular groove 22 made in the face. internal plate. It has notches 23 intended to ensure the orientation of the rotor in the absence of a pulse in the stator coils.
It follows from the preceding description that the various elements of the motor can be manufactured independently of one another, which considerably simplifies the assembly of the movement. The latter will be carried out as follows: the plate being placed on a support, it suffices to take together the two coil bodies 15 and 16, to fit them on the permanent magnet of the rotor so that the coil heads pass through. above and below the flat end faces of this magnet and to engage the pivot 5 of the rotor in the bearing 4 at the same time that the coil bodies are put in place by engaging the feet 20 in the corresponding holes of platinum.
This operation being carried out, the ring 21 can be put in place in the suitable orientation after which the installation of the bridge 2 is carried out like that of a usual mechanical movement bridge by engaging the pivot 13 in the stone 10 and the fixing feet 20 in the openings provided for this purpose in the bridge 2. It then only remains to connect the ends of the coils 18 and 19 to the electronic device which ensures the distribution of the pulses and to fix a pinion on the shaft end 13. For this operation, it may be advantageous to support the stone which forms the lower bearing in order to prevent it from being pulled out. One end of each coil will be connected to a common point so as to ensure a series connection of the two coils and the other will be connected to the rest of the distributor device.
The construction described above has the advantage of great simplicity of manufacture, in particular with regard to the winding since the two coils of each motor can be wound separately on the corresponding supports without the presence of other parts being necessary. a hindrance to the winding.
On the other hand, assembly is greatly facilitated as has already been mentioned above.
Thirdly, since the bridge 2 can also carry the bearings of at least a part of the reduction gear train which drives the needles, the distance between axes of the first stage of this gear train is determined by manufacture, which ensures an efficiency. optimum. Indeed, the hole 9 which receives the bearing of the rotor of the motor and the hole (not shown) which receives the bearing of the second mobile of this gear will be cut out and fed back simultaneously into the bridge 2 so that the tolerances are as tight as possible. can be met. As the holes for the fixing feet 20 can also be ironed during the same operation, it can be seen that optimum precision is achieved in the positioning of the various parts of the engine.
Another advantage of the construction described is that the bearings of the motor are easily accessible and the swing of the rotor can be adjusted by conventional means by adjusting the position of stones 4 and 10. Likewise, the oil control can be adjusted. be done more easily during operation.
Finally, the construction described ensures minimum bulk, in particular a construction of as low a height as possible. In fact, the coils can be given a thickness such that they engage in the openings 7, 8, 1 1 and 12 made in the plate 1 and in the bridge 2, during assembly. This makes it possible to increase the dimensions of the coils without increasing the height of the movement even though the coil bodies are wound independently of the other parts of the movement.
The micromotor described in the main patent mentioned above is designed so that it can be produced in dimensions as small as possible, while having optimum efficiency. It can therefore be used for example in quartz crystal wristwatches. However, it has been found that it was possible to manufacture this motor in a more rational way without losing any of the advantages it presents from the point of view of dimensions and from the point of view of assembly and efficiency by simplifying the arrangement of the support of the coils. .
For this purpose, the micromotor according to the present invention, of the type mentioned above, is characterized in that the support for the coils consists of a part of cylindrical shape traversed right through along its axis by a bore and having in its cylindrical side face and in its front faces two annular grooves extending in planes parallel to the axis.
Fig. 3 shows, by way of example, the coil support of an embodiment of the micromotor according to the invention.
Some elements of this engine are not shown in the drawing. These are the rotor, consisting of a cylindrical element made of a magnetic material with a strong coercive field and diametrical magnetization, mounted on a shaft which passes right through it, two stator coils with plane and parallel turns, a closing yoke field, of tubular shape, in a ferromagnetic material with high permeability and low remanence, which surrounds the rotor and has, for example, two diametrically opposed openings and oriented obliquely with respect to the parallel planes of the turns of the coils and two frame elements which carry the rotor bearings.
The two spools are supported by a one-piece spool holder which replaces the separate bodies each carrying a spool and described in the main patent. This support can also be obtained by molding or injection of plastic material, for example Plexiglas, by sintering or by machining in a metal or ceramic mass. It will be made of a non-magnetic material and has the general shape of a cylindrical body 61 in which are formed two annular grooves 62 and 63 and an axial bore 64. The two grooves 62 and 63 each extend along two generatrices and two cords in the lateral face and in the front faces of the body 61. They are symmetrical with respect to a diametral plane. As for the bore 64, it is made coaxially with the part 61 and has a diameter slightly greater than that of the rotor.
The central cylindrical passage 64 of the spool support 61 is intended to receive the rotor of the motor described. The axial length of this rotor will be very slightly less than the distance between the two pairs of flat end faces limited by circular arcs which form the bottoms of the end parts of the grooves 62 and 63. For the assembly of the motor, the rotor will be engaged. in the passage 64 before performing the winding after which the turns of the coils will be wound in the grooves 62 and 63, the rotor being held in place so as to then find itself trapped between the two windings. The central ribs 65 ensure the guidance of the winding.
Then, the wound part 61 and provided with an external yoke will be placed between the plate and the bridge of the clockwork movement, the pivots of the shaft engaging in the bearings carried by these two frame elements.
The housings 66 formed in the front faces of the part 61 are also intended to receive fixing and centering pins.
The two frame elements between which the yoke and the coil support are held will not necessarily be the plate and a bridge of the clockwork movement. These two frame elements can also be formed by two bridges each having a thin part extending above or below the engine itself and carrying one of the engine bearings, and a thicker lateral extension allowing for example to fix these two bridges directly to each other using screws. In this case, one of these bridges can extend on the surface beyond the limits of the other, which makes it possible to fix the entire motor, for example to the movement plate.
A motor module is thus produced which can be extracted from the movement of a block and whose attachment to the plate can however be achieved with sufficient precision so that the engagement of the pinion carried by the motor axis with the following mobile of the cog is carried out in correct conditions.