CH702187A2 - Organe réglant pour montre bracelet, et pièce d'horlogerie comportant un tel organe réglant. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un organe réglant pour mouvement de montre-bracelet, comprenant: un balancier (1) comportant au moins un aimant mobile (10); un organe de rappel magnétique comportant au moins un aimant permanent fixe (2) coopérant avec ledit aimant mobile (10) du balancier, de manière à générer un couple de rappel mécanique pour amener ledit balancier vers au moins une position de repos; un échappement (5, 6) pour transmettre au balancier des impulsions afin d’éloigner ledit balancier (1) de ladite position de repos; au moins une culasse (3) en matériau ferromagnétique pour concentrer le flux magnétique d’au moins un dit aimant permanent fixe (2). L’invention concerne également un mouvement de montre mécanique, comportant un chronographe dont la marche est déterminée par un tel organe réglant.

Description

[0001] La présente invention concerne un organe réglant pour montre bracelet, et une pièce d’horlogerie pour montre bracelet muni d’un tel mouvement.

[0002] Les montres mécaniques usuelles comportent un accumulateur d’énergie constitué par un barillet, une chaîne cinématique, ou rouage, entraînant des aiguilles, un organe réglant déterminant la marche de la montre, ainsi qu’un échappement pour transmettre les oscillations de l’organe réglant au rouage. La présente invention concerne en particulier l’organe réglant.

[0003] Les organes réglant de montres mécaniques conventionnelles comportent le plus souvent un balancier monté sur un axe en rotation et un organe de rappel exerçant un couple sur le balancier pour le ramener vers une position de repos. L’échappement entretient les oscillations du balancier autour de la position de repos. L’organe de rappel comporte généralement un ressort, le spiral, qui transmet un couple de rappel au balancier au travers de la virole.

[0004] L’oscillateur formé par le couple balancier-spiral offre des propriétés remarquables pour la mesure du temps. Il présente cependant l’inconvénient d’être sensible à la gravité, qui tend à déformer le spiral différemment selon l’inclinaison de la montre. Par ailleurs, la fabrication des spiraux est délicate, et ces organes sont traditionnellement difficiles à se procurer.

[0005] On connaît par ailleurs des montres électriques dont la marche est réglée par un oscillateur électromécanique comportant des bobines et des aimants. Par exemple, US4266291 décrit un mécanisme oscillant pour application horlogère basé sur des aimants permanents et nécessitant une source d’alimentation électrique pour exciter un stator avec un courant puisé. GB1 175 550 décrit un résonateur comprenant une pièce en H munie d’aimants oscillants dans un champ magnétique crée par des bobines ou des éléments électrostatiques. La fréquence d’oscillation est déterminée par la géométrie du résonateur.

[0006] Par rapport à ces documents, un but de la présente invention est notamment de proposer un organe réglant qui puisse également fonctionner dans une pièce d’horlogerie entièrement mécanique et dépourvue de batterie ou d’autre source de courant.

[0007] D’autre part, CH 615 314 décrit un organe réglant avec un balancier et un ressort spiral conventionnel; la régularité des oscillations est améliorée au moyen d’un aimant monté sur une langue vibrante et vibrant dans le champ magnétique d’un aimant fixe. De façon similaire, US 2003/0 137 901 décrit une montre mécanique comportant des aimants pour détecter ou corriger la position du balancier; la fréquence des oscillations du balancier est cependant déterminée par un spiral ordinaire. EP 1 122 619 décrit différents modes réalisation d’une montre mécanique dont le balancier est pourvu d’aimants générant un champ magnétique dans des bobines d’induction fixes liées au mouvement. L’intensité du courant dans les bobines permet de contrôler l’amplitude d’oscillation et donc la marche de la montre. Il est aussi suggéré de corriger cette marche en cas oscillations irrégulières. Les mouvements du balancier sont toutefois stabilisés par un spiral, et non par les aimants.

[0008] Différents documents décrivent par ailleurs un échappement magnétique associé à un organe réglant conventionnel. Par exemple, US 3 183 426 décrit un échappement magnétique pour mouvement de montre. Ce dispositif emploie des aimants disposés sur le balancier. Il n’est cependant pas suggéré de supprimer ou de remplacer le spiral.

[0009] De la même façon, CH 274 901 décrit différentes variantes d’échappements mécaniques associés à un organe réglant à ressort spiral conventionnel.

[0010] Ces différentes solutions requièrent donc un système magnétique additionnel en plus du ressort spiral. Elles présentent donc tous les inconvénients liés aux ressorts spiraux, en ajoutant en outre une complexité supplémentaire. Un but de la présente invention par rapport à ces différentes solutions est donc de supprimer le ressort spiral.

[0011] US 3 877 215 décrit un organe qui comporte un diapason dont les vibrations sont transmises au balancier par couplage magnétique. GB 1 142 676 décrit un autre oscillateur mécanique et magnétique avec un diapason. CH 235 718 décrit un organe réglant pour montre comprenant une tige flexible oscillante dont l’extrémité est munie d’un aimant vibrant dans le champ magnétique d’un pôle magnétique fixe.

[0012] Ces solutions permettent de supprimer le ressort spiral, mais le remplacent par un diapason dont les déformations élastiques déterminent la marche de la montre. La fabrication d’un diapason précis pose des problèmes similaires ou même plus complexes que la fabrication d’un spiral de haute précision.

[0013] US 3 621 424 décrit un pendule oscillant dans un champ magnétique provoqué par un seul aimant lié à l’échappement. L’aimant sert donc à la fois à l’échappement et à ramener le pendule dans sa position d’équilibre. Le pendule doit toutefois être soumis à la force gravitationnelle et ne peut fonctionner qu’en position verticale, c’est-à-dire dans une horloge.

[0014] US 4 308 605 décrit un organe réglant pour pièce d’horlogerie muni d’un balancier à axe vertical. Des aimants permettent de compenser la force gravitationnelle pour compenser les différences de pression sur les deux paliers et limiter la flexion de l’arbre de la roue de balancier due à son propre poids. Les oscillations sont contrôlées par un spiral conventionnel.

[0015] US 5 638 340 concerne une horloge de table avec un pendule oscillant en lévitation dans un champ magnétique, et qui dans une variante détermine la marche de la montre. L’organe oscillant est ainsi totalement découplé de la chaîne cinématique d’entraînement des aiguilles. Ce dispositif nécessite cependant une source d’énergie électrique pour produire le champ magnétique de lévitation et pour les capteurs optoélectroniques d’asservissement de position du pendule. Le mécanisme n’est pas adapté à une montre bracelet.

[0016] GB 615 139 évoque une horloge à pendule gravitationnel vertical. L’extrémité du pendule oscille selon une trajectoire circulaire contrôlée par des aimants, et entraîne ainsi le mouvement de la montre.

[0017] Par rapport à ces quatre derniers documents, un but de la présente invention est notamment de proposer un organe réglant adapté à une montre-bracelet, et dont le fonctionnement et la marche sont pratiquement indépendant de la gravité et de l’orientation de l’organe réglant par rapport à la verticale.

[0018] GB 644 948 décrit un galvanomètre avec une masse d’inertie qui est munie de deux aimants mobiles. Un aimant fixe permanent génère un champ magnétique permettant de ramener le balancier dans sa position d’équilibre. Les oscillations sont entretenues par un échappement à ancre conventionnel. Cette solution est uniquement esquissée de manière schématique; des aimants de relativement grande dimension sont cependant nécessaires. Ces aimants génèrent un champ magnétique tout autour de l’organe réglant, qui est susceptible de perturber la marche du dispositif et d’attirer des pièces ou des organes à proximité.

[0019] La demande de brevet WO2006/045 824 au nom de la demanderesse, dont le contenu est intégré ici par référence, propose de remplacer le ressort spiral de l’art antérieur par au moins un aimant permanent qui repousse le balancier vers sa position de repos à l’encontre des impulsions de l’échappement. La force magnétique de l’aimant est indépendante de son orientation dans l’espace, et on évite ainsi les perturbations de l’isochrononisme qui caractérisent les ressorts spiraux lorsqu’ils se déforment sous l’action de la gravité.

[0020] La solution décrite dans la demande de brevet WO2006/045 824 emploie des aimants fixes relativement éloignés des aimants mobiles sur le balancier, afin de repousser ces aimants mobiles vers la position de repos à distance. Il est donc nécessaire d’employer des aimants puissants et donc volumineux pour générer une force de répulsion suffisante. Il a cependant été observé au cours de tests et de simulations dans le cadre de l’invention qu’une grande partie du flux magnétique créé par ces aimants ne contribue pas à la marche du balancier, et s’échappe vers d’autres composants du mouvement dont elle perturbe le fonctionnement.

[0021] Un but de la présente invention est donc de réduire les perturbations occasionnées par le champ magnétique des aimants sur le reste du mouvement.

[0022] Un autre but est de réaliser un organe réglant qui puisse fonctionner avec des aimants permanents moins puissants et de faible encombrement.

[0023] En particulier, un autre but de la présente invention est de proposer un organe réglant magnétique dimensionné et qui puisse si nécessaire aussi être intégré dans un mouvement de montre bracelet mécanique de dimension réduite, ou même dans un module additionnel superposé par-dessus un mouvement de base existant.

[0024] Un autre but est de proposer un organe réglant dont l’isochronisme est amélioré par rapport aux organes réglants de l’art antérieur.

[0025] Un autre but est de proposer un organe réglant qui soit moins sensible aux chocs et aux accélérations que les organes réglants de l’art antérieur, en particulier un organe réglant dont la période soit moins perturbée par des chocs extérieurs que des organes réglants connus.

[0026] Un autre but de la présente invention est aussi de proposer une pièce d’horlogerie mécanique basée sur un organe réglant magnétique et dépourvu de ressort spiral.

[0027] Un autre but est notamment de proposer un organe réglant magnétique capable d’osciller à haute fréquence et qui soit ainsi adapté à la mesure du temps à très haute précision et/ou à très haute résolution, par exemple pour des applications de chronographie mécanique au dixième, au centième voire au millième de secondes.

[0028] Il est important pour la plupart des marques horlogères de proposer régulièrement des innovations techniques; il s’agit d’un véritable défi étant donné la quantité de documents publiés concernant des montres mécaniques. Un but de la présente invention est donc aussi de proposer un organe réglant pour montre bracelet qui soit nouveau et différent des organes réglants de l’art antérieur.

[0029] Selon l’invention, ces buts sont atteints au moyen d’un organe réglant comportant les caractéristiques de la revendication principale, des variantes préférentielles étant indiquées dans les revendications dépendantes.

[0030] Ces buts sont notamment atteints au moyen d’un organe réglant pour montre-bracelet, comprenant: un balancier comportant au moins un aimant permanent mobile; un organe de rappel magnétique comportant au moins un aimant permanent fixe coopérant avec ledit aimant permanent mobile du balancier, de manière à générer un couple pour amener ledit balancier vers au moins une position de repos; un échappement pour transmettre au balancier des impulsions afin d’éloigner ledit balancier de ladite position de repos; au moins une culasse pour concentrer le flux magnétique d’au moins un dit aimant permanent.

[0031] L’utilisation d’une culasse de préférence (mais non nécessairement) ferromagnétique permet de concentrer le champ magnétique créé par les aimants permanents fixes et/ou celui créé par les aimants permanents mobiles, et d’éviter notamment qu’il ne perturbe les autres éléments de la montre. Par rapport à un simple blindage, une culasse est avantageuse car elle permet en outre de guider ce champ magnétique vers l’endroit où il est utilisé, afin que la plus grande partie de ce champ contribue au rappel du balancier et afin de maitriser la valeur et la direction des lignes de champ magnétique dans l’espace.

[0032] Dans un mode de réalisation avantageux, les aimants fixes sont liés à la platine ou à un pont, et polarisés de façon à attirer les aimants mobiles du balancier vers la position d’équilibre. La distance entre les pôles opposés des aimants fixes et mobiles est donc minimale à la position de repos, en sorte que le couple d’attraction vers cette position de repos est important.

[0033] Ce couple important permet de faire osciller le balancier à une fréquence élevée, et donc d’obtenir une résolution améliorée dans la mesure du temps. Si une fréquence très élevée n’est pas indispensable, il est aussi possible de réduire ce couple en utilisant des aimants permanents de petit volume, ce qui permet de miniaturiser le mouvement.

[0034] Dans un mode de réalisation avantageux, le couple de rappel C du balancier varie de manière proportionnelle ou sensiblement proportionnelle à la position angulaire 0 du balancier: C ≅ k · Θ K étant une constante et 0 indiquant l’angle de déviation du balancier par rapport à la position de repos. Cette relation est de préférence vraie pour au moins une partie du segment angulaire parcouru par le balancier lors de ses oscillations normales, de préférence pour la plus grande partie de ce segment. Grâce à cette relation linéaire, l’organe réglant fonctionne de façon quasi isochrone, c’est-à-dire que la période d’oscillation est quasiment indépendante de son amplitude.

[0035] Cette relation linéaire entre le couple et la position angulaire est obtenue par une ou plusieurs des mesures suivantes, qui peuvent être combinées: Choix particulier de la forme des aimants permanents fixes. On pourra par exemple utiliser des aimants permanents fixes de forme inhabituelle (c’est-à-dire non parallélépipédiques, non annulaires et non cylindriques), afin de contrôler précisément le champ magnétique généré dans l’espace parcouru par le balancier lors de ses oscillations. On utilisera par exemple des aimants permanents fixes dont la section radiale (dans un plan comprenant l’axe du balancier) varie de façon continue avec l’angle 0, au moins sur une portion substantielle des aimants fixes. Par ailleurs, l’intensité d’aimantation peut varier de façon continue à l’intérieur du volume des aimants fixes. De façon similaire, la forme des aimants mobiles (permanents ou ponctuels) peut également être choisie afin d’assurer cette relation non linéaire. On pourra par exemple utiliser des aimants permanents ou ponctuels de forme non parallélépipédiques, non annulaires et non cylindriques, par exemple des aimants en forme de demi-lune, afin de contrôler précisément le couple de rappel magnétique en fonction de la distance entre ces aimants mobiles et les aimants fixes. Là aussi, l’intensité d’aimantation permanente peut varier de façon continue dans le volume des aimants mobiles. La culasse participe également à la génération du champ magnétique de rappel du balancier. Sa forme, ainsi que la forme de l’entrefer entre la culasse et le balancier, sont avantageusement choisis de manière à garantir la relation linéaire entre le couple de rappel et la déviation angulaire.

[0036] Dans un mode de réalisation avantageux, l’amplitude moyenne des oscillations du balancier est inférieure à l’amplitude usuelle des oscillations du balancier dans un organe réglant classique selon l’art antérieur. Par exemple, l’amplitude des oscillations est inférieure à 180°, de préférence inférieure à 60°, de préférence inférieure à 30°, ou même de préférence inférieure à 20°. Cette amplitude de balancement réduite présente plusieurs avantages. D’une part, elle permet d’améliorer la linéarité de la relation entre le couple mécanique de rappel du balancier et sa position angulaire 0; il est plus facile de garantir une relation linéaire sur un petit segment angulaire que sur un grand. L’isochronisme est ainsi amélioré. D’autre part, cette amplitude limitée facilite la réalisation d’oscillateurs à haute fréquence, et permet d’améliorer ainsi la résolution de l’organe réglant.

[0037] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description de différents modes de réalisation illustrés par les figures qui montrent: <tb>La fig. 1<sep>une vue de dessus d’un organe réglant selon un premier mode de réalisation. <tb>La fig. 2<sep>une vue en perspective d’un organe réglant selon un deuxième mode de réalisation. <tb>La fig. 3<sep>une vue en perspective d’un organe réglant selon un troisième mode de réalisation. <tb>La fig. 4<sep>une vue en coupe d’un organe réglant selon le troisième mode de réalisation. <tb>La fig. 5<sep>une vue en coupe d’un aimant multicouche et multimatériaux.

[0038] La fig. 1 illustre une vue de dessus d’un organe réglant pour mouvement de montre-bracelet, selon un premier mode de réalisation de l’invention. L’organe réglant comporte principalement un oscillateur avec un balancier 1 dont seules les parties dans le plan des aimants sont représentées; le balancier complet inclut de préférence une serge non représentée montée sur le même axe 11 mais dans un autre plan.

[0039] L’oscillateur comporte également des aimants permanents fixes 2, ainsi qu’un échappement dont seuls la roue d’échappement 6 et une portion de l’ancre 5 sont représentés. L’échappement 5, 6 est dans cet exemple entièrement conventionnel, et peut être constitué par un échappement à ancre connu. D’autres types d’échappement, y compris par exemple des échappements magnétiques, peuvent cependant aussi être utilisés dans cette variante ainsi que dans les autres modes de réalisation décrits dans la demande.

[0040] Le balancier 1 de l’oscillateur tourne autour d’un axe 11 lié à un pont et à la platine au moyen de paliers non représentés, par exemple de paliers incabloc ou de paliers magnétiques. Dans le mode de réalisation représentée, une portion annulaire 10 à la périphérie du balancier 1 est magnétisée de façon permanente et sans discontinuités tout autour du balancier. Cette portion annulaire 10 constitue un dipôle avec deux pôles opposés espacés dans cet exemple de 180° et représentés symboliquement avec les symboles + et -.

[0041] Sur la variante de la figure 1, les aimants permanents 10 du balancier 1 sont constitués par un anneau magnétisé en continu. Cette disposition est avantageuse car il est plus facile ainsi d’obtenir un couple de rappel qui varie de façon linéaire et continue avec la déviation angulaire 0 du balancier par rapport à la position de repos. Il est cependant également possible de munir le balancier 1 de plusieurs aimants discrets collés ou rapportés, ou d’employer une zone ou une intensité de magnétisation qui varie en fonction de la position angulaire autour du balancier. Dans une autre variante, l’anneau 10 est discontinu, et par exemple muni d’un ou plusieurs entrefers, ou aimantés avec des sauts/discontinuités de magnétisation. L’aimantation de la périphérie 10 du balancier 1 peut par exemple être obtenue en le magnétisant au moyen d’une tête d’enregistrement.

[0042] L’organe réglant de cet exemple comporte deux aimants permanents fixes 2 disposés à 180° l’un de l’autre de part et d’autre du balancier. Un des pôles de chaque aimant se trouve vers l’intérieur de l’organe réglant et le pôle opposé vers l’extérieur. En outre, les polarités des deux aimants permanents fixes 2 sont opposées l’une à l’autre, comme illustré avec symboles + et- La référence 7 correspond à l’entrefer (interstice) entre les aimants permanents fixes 2 du stator et les aimants mobiles 10 du rotor.

[0043] Sur la figure, le balancier 1 est représenté en position de repos, et les deux pôles du balancier 1 se trouvent chacun en regard du milieu de l’aimant fixe 2 de polarité opposé. Lorsque le balancier 1 s’éloigne de cette position de repos, par exemple sous l’effet de l’échappement ou d’un choc, un des deux aimants permanent fixes 2 l’attire à nouveau, tandis que l’autre aimant opposé le repousse vers cette position de repos.

[0044] Les aimants permanents fixes 10 ont avantageusement dans cet exemple une forme comportant une portion centrale 21 et des portions périphériques 20 de part et d’autre de la portion centrale 21. La section des deux portions périphériques 20 dans un plan radial perpendiculaire à la page augmente graduellement en s’éloignant de la portion centrale 21. Il en résulte un champ magnétique, et donc un couple mécanique de rappel, qui croissent linéairement tout au long de la section 20 lorsque le balancier 1 s’éloigne de la position de repos.

[0045] La portion centrale 21 des aimants permanents fixes 2 forme cependant une protubérance et a ainsi une section radiale importante. Ces protubérances 21 ont plusieurs effets importants: -d’une part, elles permettent de contrôler la direction des lignes de champ magnétique et de s’assurer que ces lignes sont aussi rectilignes que possible le long de l’axe de symétrie du stator, en évitant les déformations qui se présenteraient immanquablement aux deux extrémités si le champ magnétique était trop faible dans cette portion 21. -d’autre part, ces protubérances permettent de créer une zone d’attraction magnétique localisée très forte à proximité de la zone de repos souhaitée, et d’éviter ainsi que le balancier ne s’arrête vers une on plusieurs autres zones d’équilibre possibles (par exemple vers les discontinuités à la jonction entre les aimants 2 et la culasse 3).

[0046] Ces protubérances ont certes l’inconvénient d’introduire une discontinuité dans la relation entre la déviation angulaire et le couple de rappel mécanique; le couple augmente au lieu de diminuer lorsque les pôles magnétiques du balancier 1 se trouvent à proximité immédiate de ces protubérances 21 et que le balancier s’approche de la position de repos. Cette perturbation est cependant très locale et cependant peu préjudiciable à l’isochronisme, car elle se produit uniquement au moment où le balancier 1 reçoit l’impulsion de l’échappement; cette impulsion introduit une perturbation sensiblement plus importante que celle produite par les protubérances 21, dont l’effet sur l’isochronisme peut être négligé.

[0047] D’autres moyens que des protubérances peuvent être imaginées pour renforcer très localement le champ magnétique à proximité des positions de repos; par exemple, il serait possible de magnétiser davantage les aimants 2 à cet endroit, ou d’augmenter leur épaisseur.

[0048] Une culasse 3 en matériau magnétique doux maintient et relie les deux aimants fixes 2 l’un à l’autre. Cette culasse permet aussi de guider le flux magnétique entre ces aimants et de limiter la portion du flux magnétique qui s’échappe vers d’autres composants de la montre. D’autre part, le champ magnétique ré-émis par cette culasse 3 participe également à la génération du couple de rappel du balancier, et est utilisé pour contrôler la direction et l’amplitude de ce champ dans l’espace. On notera la forme sensiblement en forme d’ellipse non circulaire de l’entrefer 7 entre la culasse 3 et le balancier 1. Cette forme déterminée par calcul et simulation numérique est optimisée afin de garantir la linéarité entre angle de déviation et couple et notamment d’assurer une force de rappel importante lorsque le balancier 1 s’éloigne de la position de repos et dépasse le segment angulaire d’environ 60° défini par les deux aimants permanents 20. «Sensiblement en forme d’ellipse» signifie ici que l’ellipse est déformée aux deux extrémités longitudinales par les protubérances 21; une forme ovaloide non strictement elliptique pourrait aussi être envisagée.

[0049] Des butées mécaniques ou magnétiques peuvent être prévues afin de limiter l’amplitude maximale des oscillations du balancier 1. Une butée magnétique, par exemple une zone de forte aimantation solidaire de la culasse 3, permet de repousser le balancier vers sa position de repos sans présenter les inconvénients des butées mécaniques provoquant des chocs susceptibles de perturber la marche isochronique du balancier.

[0050] La fig. 2 illustre une autre variante d’organe réglant magnétique selon l’invention. Le balancier 1 est réalisé de la même manière que dans l’exemple de la fig. 1, et comporte une section annulaire périphérique 10 aimantée. Les aimants permanents fixes 2 ont cependant une forme plus simple et comportent un seul anneau circulaire aimanté autour du balancier. Une culasse 3 ici en deux parties entoure cet anneau 2 et constitue ainsi un blindage magnétique empêchant le champ magnétique de sortir.

[0051] Dans cet arrangement, le couple de rappel n’est que très approximativement proportionnel à la déviation angulaire 0 du balancier. Afin de garantir néanmoins l’isochronisme, on force ici le balancier 1 à effectuer des oscillations de faible amplitude sur un segment angulaire suffisamment réduit pour que la non linéarité puisse être pratiquement négligée.

[0052] Dans ce but, l’organe réglant comporte un démultiplicateur avec une roue 20 sur l’axe 11 du balancier et un pignon 21 actionné par la fourchette de l’ancre 5. Grâce à cette démultiplication, les impulsions données par l’échappement 5, 6 provoquent une rotation d’amplitude limitée du balancier, en sorte que le couple de rappel est presque linéaire dans cette zone limitée.

[0053] Une démultiplication similaire peut aussi être utilisée avec un organe réglant similaire à celui de la figure 1, ou de la fig. 3 par exemple. Par ailleurs, il est aussi possible d’introduire une démultiplication en amont de la roue d’échappement 6, plutôt qu’en aval comme sur l’exemple; cette variante permet de réduite les frottements dans l’organe réglant, mais présente l’inconvénient de ne pas pouvoir être intégrée dans un mouvement existant sans une reconception complète.

[0054] La démultiplication 20, 21 a cependant l’inconvénient d’introduire des pertes supplémentaires par frottement.

[0055] Les fig. 3 et 4 illustrent un autre mode de réalisation dans lequel deux aimants permanents 2 sont disposés dans deux plans au-dessus, respectivement au-dessous du plan du balancier 1. Dans l’exemple, le pôle positif de l’aimant permanent supérieur 2 est dirigé vers le balancier, tandis que le pôle négatif de l’aimant permanent inférieur est dirigé vers le balancier. Une culasse 3 relie et maintient les deux aimants permanents 2 et renforce ainsi le champ magnétique dans l’entrefer 7 entre les deux aimants et le balancier.

[0056] Le balancier 1 est muni d’un seul aimant 10, ici un aimant non permanent (aimant ponctuel) constitué d’un matériau ferromagnétique. Cet aimant forme un des rayons reliant la périphérie du balancier à son axe 11. L’extrémité extérieure de ce rayon s’élargit en forme de demi-lune. La magnétisation de cet aimant est donc déterminée par le champ magnétique généré par les deux aimants permanents fixes 2. La forme en demi-lune de la zone aimantée 10 garantit un couple de rappel qui varie linéairement avec l’angle de déviation par rapport à la position de repos (non représentée).

[0057] D’autres variantes peuvent être imaginées dans le cadre de l’invention. Par exemple, il est possible de munir le balancier 1 d’un ou plusieurs aimants permanents et d’une culasse mobile en matériau ferromagnétique (ou non) pour diriger le champ magnétique entre ces aimants. La culasse fixe - ou la culasse mobile - peuvent être munies d’un entrefer pour éviter le risque de saturation du matériau ferromagnétique. Il est aussi possible d’utiliser des culasses formées de tôles ferromagnétiques ou de grains de matériaux ferromagnétiques, afin de contrôler les courants induits qui peuvent y circuler. Dans une variante préférentielle, on emploiera cependant une culasse dans un alliage 50-50 de Fer et de Nickel, présentant peu d’hystérèse magnétique.

[0058] La variation du champ magnétique et du couple magnétique en fonction de la déviation angulaire peut être contrôlés également en modifiant l’épaisseur, la section dans un plan radial, et/ou la magnétisation des aimants fixes ou mobiles en fonction de la position angulaire.

[0059] Dans toutes les variantes ci-dessus, la précision de l’isochronisme dépend dans une manière importante de la forme des aimants permanents. Des essais initiaux de fabrication avec des aimants de type néodyme courants, ou avec d’autres aimants permanents courants, se sont cependant avérés peu concluants, car il est difficile ou coûteux d’usiner avec la précision dimensionnelle requise les matériaux frittes qui constituent ces matériaux usuels.

[0060] Selon une caractéristique indépendante de l’invention, l’organe réglant met en œuvre des aimants permanents dans des matériaux certes un peu moins puissants que les néodymes et autres matériaux modernes habituellement utilisés, mais qui ont l’avantage d’être non frittes et disponibles sous forme cristalline; ils peuvent donc être usinés plus facilement avec la grande précision requise. Dans un mode de réalisation avantageux, les aimants sont à base de platine cobalt non fritte, qui fait partie des matériaux dont la rémanence magnétique est peu sensible aux variations de température. Ce matériau présente aussi l’avantage d’être peu oxydable, et n’a donc pas besoin d’être nickelé pour le protéger. Des essais convaincants ont été obtenus avec des aimants constitués de 75 à 78% de platine (par exemple 76.85%) et de moins de 24% de cobalt.

[0061] Un traitement thermique est de préférence appliqué aux aimants après leur usinage, afin de le rendre magnétisable.

[0062] Les aimants permanents réalisés dans ces matériaux peuvent être usinés avec une précision telle qu’ils sont de préférence simplement chassés ou maintenus mécaniquement dans le mouvement; on évite ainsi l’usage de colles, qui perturbent la direction des lignes de champ magnétique.

[0063] D’autres matériaux magnétiques non frittes peuvent être employés pour les aimants permanents, y compris des aimants à base de micropoudres, des aimants plastiques, ou d’autres alliages magnétiques ductiles (Fe-Cr-Co, Remalloy, Cunife, Cunico, Vicalloy etc). Le champ coercitif faible de ces autres matériaux rend cependant leur usage moins approprié à des applications horlogères; il est nécessaire d’employer des volumes importants pour générer les champs magnétiques nécessaires. D’autre part, le champ magnétique produit dépend beaucoup des variations de température.

[0064] La marche de la montre est déterminée au moins en partie par le champ magnétique développé par les différents aimants permanents, et par la force d’attraction magnétique exercée sur le balancier. Ce champ et cette force varient cependant avec chaque aimant individuel, et il est difficile d’assurer une reproductibilité parfaite lors d’une fabrication en série. Afin de compenser cette variabilité, l’organe réglant comporte avantageusement des moyens de réglage de la position d’au moins un aimant individuel, permettant de l’ajuster au montage afin de régler la marche de la montre. Dans un mode de réalisation avantageux, ces moyens sont par exemple constitués par au moins une vis micrométrique, ou un autre élément fileté, permettant de rapprocher ou d’écarter au moins un aimant permanent fixe correspondant du balancier, afin d’influencer le champ magnétique exercé par cet aimant sur les portions aimantées du balancier. Il est aussi possible de régler la distance angulaire entre deux aimants permanents.

[0065] D’autres moyens d’ajustage peuvent être prévus, par exemple en jouant sur la taille d’un entrefer dans la culasse, ou en ajoutant ou déplaçant des masses compensatrices sur le balancier.

[0066] D’autre part, des moyens de compensation de température peuvent aussi être mis en oeuvre, par exemple en employant un balancier bimétallique classique qui se déforme sous l’action de la température. Dans une variante, des composants avec un coefficient de dilatation élevé, ou des composants bimétalliques, sont utilisés pour déplacer les aimants permanents fixes ou mobiles en fonction de la température, afin notamment de compenser les variations de l’efficacité des aimants lorsque la température varie.

[0067] La fig. 5 illustre une vue en coupe d’un aimant multicouche générant un champ magnétique presque indépendant de la température dans les plages de température utiles. Dans cet exemple, l’aimant comporte une couche 25 et une autre 27 polarisée dans le même sens et toutes deux réalisées dans un matériau dont la rémanence magnétique varie peu avec la température. La couche intermédiaire 26 est réalisée dans un autre matériau polarisé en sens inverse et qui génère un champ magnétique plus faible que la somme des champs généré par les deux couches 25 et 27. La rémanence magnétique de la couche 26 varie cependant beaucoup avec la température. L’empilage résultant des couches 25 à 27 est équivalent à un aimant polarisé dans le même sens que les couches 25 et 27, l’amplitude du champ résultant étant diminuée par la couche 26. En choisissant judicieusement les matériaux et les épaisseurs des couches 25 à 27, on peut ainsi produire un aimant dont les variations de rémanence dans les couches 25 et 27 sont presque totalement annulées par les variations dans la ou les couches 26 polarisées en sens inverse.

[0068] Le nombre de couches et/ou de matériaux utilisé pour fabriquer des aimants insensibles à la température peut être différent de l’exemple illustratif indiqué sur la fig. 4. Dans un mode de réalisation, les aimants sont formés de plusieurs matériaux dont les variations de rémanence se compensent mais sans arranger les matériaux en couches. Des aimants multicouches ou multimatériaux peuvent être utilisés aussi bien pour les aimants permanents fixes que pour les aimants permanents mobiles.

[0069] Dans un mode de réalisation, les courants induits par le champ magnétique tournant créé par la rotation du balancier magnétique sont utilisés pour régler la marche de la montre. Ces courants peuvent par exemple être mesurés au moyen d’une bobine liée au mouvement, et leur fréquence ou leur phase utilisée par un circuit électronique (qui peut lui-même être alimenté par ces courants) pour déterminer la marche de la montre, et éventuellement la corriger.

[0070] Les ponts, platines, rouages et autres éléments mobiles proches de l’organe réglant sont de préférence réalisés dans un matériau amagnétique afin de limiter les perturbations causées par les flux magnétiques parasites qui s’échappent de l’organe malgré la culasse. Des blindages magnétiques peuvent être prévus pour séparer magnétiquement l’organe réglant des éléments sensibles, dans certaines directions au moins. On prévoira en outre avantageusement une mise à la terre (c’est-à-dire à la platine) des éléments proches dans lesquels des courants peuvent être induits, afin de protéger ces éléments.

[0071] L’organe réglant décrit s’avère particulièrement efficace pour générer des couples de rappel important, et donc des fréquences d’oscillation élevées. Une application possible concerne par exemple un organe réglant pour organe chronographe; la fréquence d’oscillation élevée permet d’améliorer considérablement la résolution et de chronométrer mécaniquement des durées avec une résolution du dixième, du centième ou même du millième de seconde. Par exemple, il est possible dans le cadre de l’invention de réaliser des organes réglants avec plus de 72 000 alternances à l’heure, par exemple 360 000 alternances, 720 000 alternances, ou davantage. Même si l’énergie dissipée par l’échappement et le rouage à de telles fréquences est importante, cela n’est pas préjudiciable pour un usage dans un chronomètre qui est destiné à un usage pendant des durées limitées. Par ailleurs, il est possible d’entraîner cet organe réglant à haute fréquence avec un barillet supplémentaire, par exemple un indépendant du barillet principal utilisé pour l’affichage de l’heure.

[0072] Des fréquences élevées requièrent cependant des aimants puissants ou très épais, ce qui nuit à la volonté de miniaturisation.

[0073] Un tel organe réglant peut par exemple être ajouté à l’organe réglant principal utilisé dans un mouvement de montre bracelet pour donner l’heure. La montre comporte dans ce cas un organe réglant à très haute résolution et très haute précision dédié à la mesure de durées chronométrées.

[0074] Cet organe réglant magnétique peut en outre être monté dans le même mouvement que l’organe réglant principal, ou dans un module auxiliaire superposé par-dessus le mouvement de base, par exemple dans un module chronographe additionnel.

[0075] La solution revendiquée présente par ailleurs également l’avantage d’être dépourvue de ressort spiral. Outre les avantages évoqués plus haut (approvisionnement, perturbations dues à la gravité etc), la suppression de cet organe permet de voir à travers l’organe réglant, entre les rayons du balancier, sans que le spiral ne fasse écran aux composants en arrière-plan. On disposera donc avantageusement l’organe réglant de l’invention derrière une ouverture du cadran ou dans le fond de la montre, de manière à montrer clairement le balancier qui oscille rapidement et les composants derrière ce balancier.

[0076] L’organe réglant de l’invention est de préférence monté dans un mouvement et dans une boîte de montre laissant apparaître au moins une partie du balancier, ce qui permet à l’utilisateur de contrôler ses déplacements en tout temps.

Claims (25)

1. Organe réglant pour mouvement de montre-bracelet, comprenant: un balancier (1) comportant au moins un aimant mobile (10); un organe de rappel magnétique comportant au moins un aimant permanent fixe (2) coopérant avec ledit aimant mobile (10) du balancier, de manière à générer un couple de rappel mécanique pour amener ledit balancier vers au moins une position de repos; un échappement (5, 6) pour transmettre au balancier des impulsions afin d’éloigner ledit balancier (1) de ladite position de repos; caractérisé par la présence par au moins une culasse (3) en matériau ferromagnétique pour concentrer le flux magnétique d’au moins un dit aimant permanent.

2. L’organe réglant de la revendication 1, dans lequel les polarités des portions de l’aimant permanent fixe (2) et de l’aimant mobile (10) en regard l’une de l’autre sont opposées lorsque ledit balancier (1) est dans ladite position de repos, en sorte que l’aimant mobile (10) est attiré par l’aimant permanent fixe (2) vers ladite position de repos.

3. L’organe réglant de la revendication 2, dans lequel au moins un dit aimant permanent fixe (2) repousse ledit aimant mobile (10) vers ladite position de repos.

4. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit couple de rappel mécanique varie de manière sensiblement continue et linéaire en fonction de la déviation angulaire du balancier (1) par rapport à la position de repos.

5. L’organe réglant de la revendication 4, dans lequel au moins un des aimants (2, 10) présente une forme non parallélépipédique, non annulaire et non cylindrique, adaptée de manière à assurer la proportionnalité entre le couple de rappel mécanique et la déviation angulaire du balancier (1) par rapport à la position de repos.

6. L’organe réglant de la revendication 5, dans lequel la forme d’au moins un aimant permanent fixe (2) est non parailélépipédique, non annulaire et non cylindrique, et adaptée de manière à assurer la proportionnalité entre le couple de rappel mécanique et la déviation angulaire du balancier (1) par rapport à la position de repos.

7. L’organe réglant de l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel la forme d’au moins un aimant mobile (10) est non parailélépipédique, non annulaire et non cylindrique, adaptée de manière à assurer la proportionnalité entre le couple de rappel mécanique et la déviation angulaire du balancier (1) par rapport à la position de repos.

8. L’organe réglant de l’une des revendications 4 à 7, dans lequel le champ magnétique généré par au moins un dit aimant permanent fixe (2) et par la culasse (3) varie de façon continue le long de la périphérie de l’organe réglant.

9. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la culasse (3) génère un champ magnétique contribuant à ramener le balancier vers la position de repos, l’organe réglant comportant un entrefer (7) séparant la culasse (3) du balancier (1), la forme de l’entrefer étant déterminée de manière à assurer la proportionnalité entre le couple de rappel mécanique et la déviation angulaire du balancier (1) par rapport à la position de repos.

10. L’organe réglant de la revendication 9, comportant un entrefer (7) de forme sensiblement elliptique.

11. L’organe réglant de l’une des revendications 9 ou 10, dans lequel la largeur du dît entrefer est réduite localement par des protubérances (21) pour renforcer localement le champ magnétique à proximité des positions de repos.

12. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 11, dans lequel l’angle de balancement du balancier est inférieur à 60°.

13. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 12, ledit échappement étant un échappement à ancre (5, 6), l’organe comportant une démultiplication entre ladite ancre (5) et le balancier (1).

14. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 13, comportant: deux aimants permanents fixes (2) dont la section croit avec la distance angulaire par rapport à la position de repos, sur au moins une section (20) de chacun des deux aimants de chaque côté de la position de repos (21), la culasse (3) liée aux deux aimants permanents, le balancier (1) avec une zone annulaire périphérique (10) magnétisée de façon permanente.

15. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 13, comportant: un ou plusieurs aimants permanents (2) de forme annulaire autour du balancier; la culasse (3) entourant lesdits aimants permanents (2) le balancier (1) avec une zone annulaire périphérique (10) magnétisée de façon permanente.

16. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 13, comportant: le balancier (1) avec une portion magnétisée de façon permanente; un premier aimant permanent (2) dans un plan au-dessus du balancier; un deuxième aimant permanent (2) dans un plan au-dessous du balancier; la culasse (3) créant un chemin magnétique entre lesdits aimants permanents (2).

17. L’organe réglant de la revendication 16, dans lequel la section de ladite portion magnétisée du balancier (10) varie de manière continue avec la distance angulaire par rapport à la position de repos.

18. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 17, dans lequel la fréquence d’oscillation est supérieure à 10 Hz (72 000 alternances par heure).

19. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 18, dans lequel lesdits aimants permanents sont réalisés dans un matériau cristallin non fritte.

20. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 19, dans lequel lesdits aimants permanents sont réalisés dans un alliage à base de platine et de cobalt.

21. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 20, dans lequel lesdits aimants permanents sont fixés sans colle.

22. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 21, dans lequel lesdits aimants comportent plusieurs matériaux (25, 26, 27) arrangés de manière à ce que les variations de rémanence magnétique en fonction de la température se compensent.

23. L’organe réglant de l’une des revendications 1 à 22, comportant des moyens pour ajuster la position d’au moins un aimant permanent fixe (2) afin de le rapprocher ou de l’écarter du balancier (1) et de régler ainsi la marche de la montre.

24. Mouvement de montre mécanique comportant un chronographe dont la marche est déterminé par un organe réglant selon l’une des revendications 1 à 23.

25. Le mouvement de la revendication 24, comportant: un premier organe réglant pour déterminer la marche de la montre; et: ledit organe réglant magnétique pour déterminer la marche du chronographe, la fréquence de l’organe réglant magnétique utilisé pour déterminer la marche de la montre étant supérieure à la fréquence du premier organe réglant.