CH702314B1

CH702314B1 - Bush for mechanical timepiece i.e. watch, has bearing provided with hole to receive pivot, where bush is formed of monocrystalline material, where faces of hole are plane and are situated for planes of monocrystalline material

Info

Publication number: CH702314B1
Application number: CH2712007A
Authority: CH
Inventors: Stephane Von Gunten
Original assignee: Patek Philippe Sa Geneve
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2011-06-15

Abstract

The bush has a bearing (16) provided with a hole (20) i.e. blind hole, to receive a pivot (2), where the bush is formed of monocrystalline material and is placed in a body (4) of a mechanical timepiece via rubber bands (19). Faces of the hole are plane, and are situated for planes of the monocrystalline material. The hole has widened shape or pyramidal shape. The monocrystalline material is selected from silicon carbide, silicon nitride, zirconia dioxide, gallium arsenide or alumina based crystalline material. The faces of the hole are covered with a coating. The coating is made of silicon oxide, silicon carbide or nitride, diamond or amorphous carbon.

Description

[0001] La présente invention concerne un palier pour un mobile d’une pièce d’horlogerie, notamment pour le balancier d’une pièce d’horlogerie mécanique. The present invention relates to a bearing for a mobile of a timepiece, in particular for the balance of a mechanical timepiece.

[0002] Dans une pièce d’horlogerie, les axes des mobiles sont généralement terminés par des pivots qui tournent dans des paliers. Ces paliers sont parfois antichoc, c’est-à-dire qu’ils sont conçus pour protéger les fragiles pivots contre les chocs. In a timepiece, the axes of the mobiles are generally terminated by pivots which rotate in bearings. These bearings are sometimes shockproof, that is to say they are designed to protect the fragile pivots against shocks.

[0003] La partie du palier qui reçoit le pivot s’appelle le coussinet. Le coussinet présente un trou de forme cylindrique ou conique qui reçoit un pivot généralement de forme cylindrique ou conique respectivement. Le coussinet est par exemple une pierre percée de part en part associée à une pierre de contre-pivot. Le coussinet peut également être une pièce en matière plastique à trou borgne, comme décrit par exemple dans les brevets CH 563610 et CH 546975. The part of the bearing that receives the pivot is called the pad. The bushing has a cylindrical or conical hole which receives a generally cylindrical or conical pivot respectively. The pad is for example a pierced stone from side to side associated with a counter-pivot stone. The pad may also be a plastic piece with a blind hole, as described for example in patents CH 563610 and CH 546975.

[0004] Les paliers à trou cylindrique ont pour inconvénient, particulièrement dans le cas du balancier, que les frottements entre le pivot et le coussinet sont importants lorsque l’axe du mobile est en position horizontale (pièce d’horlogerie en position verticale), position dans laquelle la face cylindrique du pivot est en appui contre la paroi cylindrique du trou. Ces frottements nuisent aux performances de la pièce d’horlogerie. Dans le cas du balancier, ils diminuent l’amplitude des oscillations. The cylindrical hole bearings have the disadvantage, particularly in the case of the balance, that the friction between the pivot and the bearing is important when the axis of the mobile is in a horizontal position (timepiece in a vertical position), position in which the cylindrical face of the pivot is in abutment against the cylindrical wall of the hole. This friction adversely affects the performance of the timepiece. In the case of the pendulum, they reduce the amplitude of the oscillations.

[0005] Les paliers à trou conique remédient à cet inconvénient. Ils peuvent en effet recevoir un pivot conique moins évasé que le trou, qui touchera la paroi du trou seulement à son extrémité amincie, réduisant ainsi le rayon de frottement et donc le couple de frottement en position horizontale de l’axe. De tels paliers présentent néanmoins l’inconvénient de manquer de précision et de reproductibilité en ce sens qu’il est difficile de maîtriser la forme et la position du trou conique, en particulier de son fond, lors de la fabrication, rendant le positionnement du pivot imprécis. De plus, si le pivot est plus pointu que le trou, la pointe du pivot sera en appui contre le fond du trou et pourra y être soumise à des pressions très élevées entraînant des risques d’usure. De tels paliers à trou conique sont décrits, par exemple, dans les brevets CH 366186 et CH 375286. The conical hole bearings remedy this disadvantage. They can indeed receive a conical pivot less flared than the hole, which will touch the wall of the hole only at its thinned end, thus reducing the radius of friction and thus the friction torque in the horizontal position of the axis. Such bearings nevertheless have the disadvantage of lacking precision and reproducibility in that it is difficult to control the shape and position of the conical hole, in particular of its bottom, during manufacture, making the positioning of the pivot imprecise. In addition, if the pivot is sharper than the hole, the tip of the pivot will bear against the bottom of the hole and may be subjected to very high pressures causing wear. Such conical hole bearings are described, for example, in CH 366186 and CH 375286.

[0006] La présente invention vise notamment à améliorer la précision du positionnement d’un pivot dans un palier et propose, pour ce faire, un palier pour pièce d’horlogerie comprenant un coussinet présentant un trou apte à recevoir un pivot, caractérisé en ce que le coussinet est fait dans une matière cristalline, de préférence monocristalline, et en ce que les faces dudit trou sont planes et situées dans des plans cristallins de ladite matière. The present invention aims in particular to improve the accuracy of the positioning of a pivot in a bearing and proposes, for this purpose, a bearing for a timepiece comprising a bearing having a hole adapted to receive a pivot, characterized in that that the pad is made of a crystalline material, preferably monocrystalline, and in that the faces of said hole are planar and located in crystalline planes of said material.

[0007] Le trou du coussinet peut être réalisé par une technique de micro-usinage du type de celles utilisées dans le domaine des circuits intégrés. L’orientation des plans cristallins dans une matière cristalline étant parfaitement définie, la position des faces du trou les unes par rapport aux autres et par rapport aux surfaces extérieures du coussinet et la géométrie et la forme de ces faces seront très précises et reproductibles. La précision d’usinage sera meilleure que celle des coussinets connus à ce jour, à trous cylindriques ou coniques à section circulaire, qui eux sont usinés par des techniques ne tenant pas compte des plans cristallins, telles que l’usinage par laser et par fil d’érosion. Il en découle que la précision du positionnement du pivot, et donc de l’axe du mobile, dans le palier sera améliorée. Le pivot pourra conserver une forme conventionnelle, cylindrique ou conique à section circulaire, lui permettant de tourner dans le coussinet. The hole of the pad can be achieved by a micro-machining technique of the type used in the field of integrated circuits. The orientation of the crystalline planes in a crystalline material being perfectly defined, the position of the faces of the hole relative to each other and with respect to the outer surfaces of the pad and the geometry and shape of these faces will be very precise and reproducible. The machining precision will be better than that of the bearings known to date, with cylindrical or conical holes with circular section, which are machined by techniques that do not take into account the crystalline planes, such as laser and wire machining. erosion. It follows that the accuracy of the positioning of the pivot, and therefore the axis of the mobile, in the bearing will be improved. The pivot may retain a conventional shape, cylindrical or conical circular section, allowing it to rotate in the pad.

[0008] Des modes de réalisation particuliers de l’invention sont définis dans les revendications annexées 3 à 14. Particular embodiments of the invention are defined in the appended claims 3 to 14.

[0009] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation de l’invention faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: <tb>–<sep>la fig. 1 est une demi-vue en perspective d’un palier pour pièce d’horlogerie selon un premier mode de réalisation de l’invention coopérant avec un pivot, le palier et le pivot étant montrés dans une position de fonctionnement normal; <tb>–<sep>la fig. 2 est une vue plane de dessus du palier selon le premier mode de réalisation de l’invention; <tb>–<sep>la fig. 3 est une vue en perspective de dessus d’une pièce monobloc déformable faisant partie du palier selon le premier mode de réalisation de l’invention; <tb>–<sep>la fig. 4 est une vue en perspective de dessous de la pièce monobloc déformable; <tb>–<sep>la fig. 5 est une vue en coupe axiale du palier selon le premier mode de réalisation de l’invention prise suivant la ligne V–V de la fig. 2 et montrant le palier lors d’un choc axial; <tb>–<sep>la fig. 6 est une vue en coupe axiale du palier selon le premier mode de réalisation de l’invention prise suivant la ligne VI–VI de la fig. 2 et montrant le palier lors d’un choc radial; <tb>–<sep>la fig. 7 comporte des vues en section schématiques (fig. 7(a) à 7(d)) montrant comment est formé un trou pyramidal du coussinet du palier selon l’invention; <tb>–<sep>la fig. 8 est une demi-vue en perspective d’un palier pour pièce d’horlogerie selon un second mode de réalisation de l’invention coopérant avec un pivot; <tb>–<sep>les fig. 9 à 11 sont des vues en coupe axiale d’un palier pour pièce d’horlogerie selon un troisième, un quatrième et un cinquième mode de réalisation de l’invention, respectivement; <tb>–<sep>la fig. 12 est une vue en coupe axiale partielle d’une variante des premier à cinquième modes de réalisation de l’invention.Other features and advantages of the present invention will appear on reading the following detailed description of several embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings in which: <tb> - <sep> FIG. 1 is a half-perspective view of a bearing for a timepiece according to a first embodiment of the invention cooperating with a pivot, the bearing and the pivot being shown in a normal operating position; <tb> - <sep> FIG. 2 is a plan view from above of the bearing according to the first embodiment of the invention; <tb> - <sep> FIG. 3 is a perspective view from above of a deformable monobloc part forming part of the bearing according to the first embodiment of the invention; <tb> - <sep> FIG. 4 is a perspective view from below of the deformable monobloc piece; <tb> - <sep> FIG. 5 is an axial sectional view of the bearing according to the first embodiment of the invention taken along the line V-V of FIG. 2 and showing the bearing during an axial impact; <tb> - <sep> FIG. 6 is an axial sectional view of the bearing according to the first embodiment of the invention taken along the line VI-VI of FIG. 2 and showing the bearing during a radial impact; <tb> - <sep> FIG. Fig. 7 includes schematic sectional views (Fig. 7 (a) through 7 (d)) showing how a pyramidal hole of the bearing bushing according to the invention is formed; <tb> - <sep> FIG. 8 is a half-perspective view of a bearing for a timepiece according to a second embodiment of the invention cooperating with a pivot; <tb> - <sep> fig. 9 to 11 are views in axial section of a timepiece bearing according to a third, a fourth and a fifth embodiment of the invention, respectively; <tb> - <sep> FIG. 12 is a partial axial sectional view of a variant of the first to fifth embodiments of the invention.

[0010] En référence aux fig. 1à 4, un palier 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention, servant à y faire tourner une extrémité ou pivot 2 de l’axe 3 d’un mobile d’horlogerie, tel que l’axe d’un balancier, tout en protégeant ce pivot 2 contre les chocs, comprend un corps ou support de palier 4 et une pièce monobloc déformable 5. Le corps 4 et la pièce monobloc déformable 5 sont symétriques autour d’un axe imaginaire 6 qui, en position normale du pivot 2, est confondu avec l’axe imaginaire de symétrie 7 de l’axe de mobile 3. With reference to FIGS. 1 to 4, a bearing 1 according to a first embodiment of the invention, for rotating an end or pivot 2 of the axis 3 of a watch mobile, such as the axis of a balance, while protecting the pivot 2 against impacts, comprises a bearing body or support 4 and a deformable one-piece piece 5. The body 4 and the deformable monoblock piece 5 are symmetrical around an imaginary axis 6 which, in the normal position of the pivot 2, coincides with the imaginary axis of symmetry 7 of the mobile axis 3.

[0011] Le corps de palier 4 est fixé dans une pièce fixe du mouvement, typiquement une platine ou un pont tel que le coq, par exemple par chassage, ou fait partie de cette pièce fixe. Il comprend une paroi plane 8 transversale à l’axe 6 du palier et une paroi périphérique circulaire 9 constituée de segments circulaires disjoints faisant saillie sur la face extérieure 10 de la paroi plane 8. Les parois 8 et 9 définissent ensemble une cavité 11 ouverte vers l’extérieur et débouchant sur la face intérieure 12 de la paroi plane 8 par l’intermédiaire d’un alésage central 13 traversant la paroi 8. La partie centrale de la paroi 8, qui définit l’alésage 13, comporte un rebord annulaire 14 sur sa face extérieure 10, dans la cavité 11. La face interne de la paroi périphérique 9 définit une gorge circulaire 15 constituée de segments de gorge disjoints. The bearing body 4 is fixed in a fixed part of the movement, typically a plate or a bridge such as the cock, for example by driving, or is part of this fixed part. It comprises a flat wall 8 transverse to the axis 6 of the bearing and a circular peripheral wall 9 consisting of disjointed circular segments projecting on the outer face 10 of the flat wall 8. The walls 8 and 9 together define a cavity 11 open towards the outside and opening on the inner face 12 of the flat wall 8 through a central bore 13 passing through the wall 8. The central portion of the wall 8, which defines the bore 13, comprises an annular flange 14 on its outer face 10, in the cavity 11. The inner face of the peripheral wall 9 defines a circular groove 15 consisting of disjoint throat segments.

[0012] La pièce monobloc 5 est disposée dans la cavité 11. Elle comprend une partie centrale cylindrique rigide 16, une partie périphérique circulaire rigide 17, des ailettes 18, de préférence flexibles radialement, faisant saillie sur la face externe de la partie périphérique 17 et des bras élastiques 19 qui s’étendent radialement depuis la périphérie de la partie centrale 16 jusqu’à la partie périphérique 17. La partie centrale 16 est en appui sur le rebord annulaire 14 tandis que les ailettes 18 sont logées et retenues dans la gorge 15 de manière à précontraindre les bras élastiques 19 axialement, c’est-à-dire suivant l’axe 6 du palier, pour maintenir la partie centrale 16 sur le rebord 14 en position normale du palier (position de la fig. 1). Les bras élastiques 19 sont conformés pour que leur raideur dans la direction de l’axe 6 du palier soit plus petite, de préférence beaucoup plus petite, que leur raideur dans le plan radial, perpendiculaire à l’axe 6. Le nombre de bras élastiques 19 peut varier. Il pourrait même être égal à un. The one-piece part 5 is disposed in the cavity 11. It comprises a rigid cylindrical central portion 16, a rigid circular peripheral portion 17, fins 18, preferably radially flexible, projecting from the outer face of the peripheral portion 17 and elastic arms 19 which extend radially from the periphery of the central portion 16 to the peripheral portion 17. The central portion 16 bears on the annular flange 14 while the fins 18 are housed and retained in the groove 15 so as to prestress the elastic arms 19 axially, that is to say along the axis 6 of the bearing, to maintain the central portion 16 on the flange 14 in the normal position of the bearing (position of Figure 1). The elastic arms 19 are shaped so that their stiffness in the direction of the axis 6 of the bearing is smaller, preferably much smaller, than their stiffness in the radial plane, perpendicular to the axis 6. The number of elastic arms 19 may vary. It could even be equal to one.

[0013] Dans une autre variante, les bras élastiques 19 pourraient être remplacés par une membrane. In another variant, the elastic arms 19 could be replaced by a membrane.

[0014] La partie rigide centrale 16 constitue le coussinet du palier. Elle présente dans sa face intérieure tournée vers l’axe 3 un trou borgne central de forme évasée 20 centré sur l’axe 6 du palier et en regard de l’alésage 13. Ce trou 20 reçoit le pivot 2 de l’axe 3 du mobile qui traverse l’alésage 13. Le pivot 2 a de préférence une forme conique, moins évasée que le trou 20. Ainsi, quelle que soit la position du pivot 2 dans le trou 20, le rayon de frottement entre le pivot 2 et la paroi du trou 20 est petit du fait que le contact entre le pivot 2 et ladite paroi s’effectue à l’extrémité amincie du pivot 2. Le couple de frottement est donc également petit, ce qui permet à l’axe de mobile 3 de tourner dans le palier avec une dissipation d’énergie réduite. Bien que la forme conique soit préférée pour le pivot 2, la présente invention n’exclut pas que celui-ci ait une autre forme, par exemple une forme cylindrique à extrémité arrondie. The central rigid portion 16 constitutes the bearing bushing. It has in its inner face facing the axis 3 a central blind hole of flared shape 20 centered on the axis 6 of the bearing and facing the bore 13. This hole 20 receives the pivot 2 of the axis 3 of the The pivot 2 preferably has a conical shape, less flared than the hole 20. Thus, whatever the position of the pivot 2 in the hole 20, the radius of friction between the pivot 2 and the wall of the hole 20 is small because the contact between the pivot 2 and said wall is made at the thin end of the pivot 2. The friction torque is therefore also small, which allows the mobile axis 3 of turn in the bearing with reduced energy dissipation. Although the conical shape is preferred for the pivot 2, the present invention does not exclude that it has another shape, for example a cylindrical shape with rounded end.

[0015] Le palier selon ce premier mode de réalisation de l’invention fonctionne de la manière suivante. Lorsque l’axe de mobile 3 subit un choc axial d’intensité supérieure à un seuil déterminé, qui dépend de la précontrainte des bras élastiques 19, le pivot 2 pousse axialement le coussinet 16 à l’encontre de l’action exercée par les bras élastiques 19 et l’éloigné ainsi de son appui ou butée 14 jusqu’à ce qu’une partie de l’axe 3 plus résistante que le pivot 2, à savoir un épaulement 21, bute contre la face intérieure 12 de la paroi 8 du palier (cf. fig. 5). Les bras élastiques 19 ramènent le coussinet 16 sur son appui 14 après le choc. Lorsque l’axe de mobile 3 subit un choc radial d’intensité supérieure à un seuil déterminé, qui dépend de la précontrainte des bras élastiques 19, l’extrémité du pivot 2 coopère avec la paroi évasée du trou 20, ce qui déplace axialement le coussinet 16 à rencontre de l’action axiale exercée par les bras élastiques 19 (cf. fig. 6). La différence de raideur des bras élastiques 19 dans la direction de l’axe 6 et dans le plan radial fait que ces bras 19 se déforment quasiment uniquement axialement et qu’en conséquence le coussinet 16 se déplace quasiment uniquement axialement pendant ce mouvement radial du pivot 2. La déformation radiale, en compression-traction, des bras 19 est en effet minime, ce qui permet à ces bras 19 de guider axialement le coussinet 16, et ceci sans frottements. Le déplacement radial du pivot 2 s’arrête lorsqu’une partie de l’axe de mobile 3 plus résistante que le pivot 2, à savoir un tigeron 22, bute contre la paroi de l’alésage 13. The bearing according to this first embodiment of the invention operates in the following manner. When the mobile axis 3 is subjected to an axial shock intensity greater than a determined threshold, which depends on the prestressing of the elastic arms 19, the pivot 2 axially pushes the pad 16 against the action exerted by the arms resilient 19 and away from its support or stop 14 until a portion of the axis 3 more resistant than the pivot 2, namely a shoulder 21, abuts against the inner face 12 of the wall 8 of the bearing (see Fig. 5). The elastic arms 19 bring back the pad 16 on its support 14 after the shock. When the mobile axis 3 undergoes a radial shock intensity greater than a determined threshold, which depends on the prestressing of the elastic arms 19, the end of the pivot 2 cooperates with the flared wall of the hole 20, which moves axially the pad 16 against the axial action exerted by the elastic arms 19 (see Fig. 6). The difference in stiffness of the elastic arms 19 in the direction of the axis 6 and in the radial plane causes these arms 19 to deform almost exclusively axially and that consequently the pad 16 moves almost exclusively axially during this radial movement of the pivot 2. The radial deformation, in compression-traction, of the arms 19 is in fact minimal, which allows these arms 19 to axially guide the pad 16, and this without friction. The radial displacement of the pivot 2 stops when a portion of the movable axis 3 more resistant than the pivot 2, namely a rod 22, abuts against the wall of the bore 13.

[0016] L’assemblage/désassemblage de la pièce monobloc déformable 5 dans le corps de palier 4 est aisé. Pour son assemblage, il suffit en effet d’introduire la pièce 5 dans la cavité 11 avec les ailettes 18 dans les espaces vides entre les segments circulaires de la paroi 9, d’appuyer sur la partie périphérique 17 pour précontraindre les bras élastiques 19 et amener les ailettes 18 au niveau de la gorge 15, puis de faire tourner la pièce 5 pour que les ailettes 18 entrent dans les segments de gorge respectifs 15. Pour son désassemblage, il suffit de faire tourner la pièce 5 de sorte que les ailettes 18 sortent de leurs segments de gorge respectifs 15 pour se placer dans les espaces vides entre les segments circulaires de la paroi 9, puis d’extraire la pièce 2 de la cavité 11. Un tel assemblage/ désassemblage aisé facilite le nettoyage du palier, en cas de besoin. The assembly / disassembly of the deformable monobloc piece 5 in the bearing body 4 is easy. For its assembly, it suffices to introduce the part 5 in the cavity 11 with the fins 18 in the empty spaces between the circular segments of the wall 9, to press on the peripheral portion 17 to preload the elastic arms 19 and bring the fins 18 to the groove 15, then rotate the part 5 so that the fins 18 enter the respective groove segments 15. For disassembly, simply rotate the part 5 so that the fins 18 out of their respective groove segments 15 to be placed in the voids between the circular segments of the wall 9, and then to extract the part 2 of the cavity 11. Such easy assembly / disassembly facilitates the cleaning of the bearing, in case of need.

[0017] Conformément à l’invention, la pièce monobloc déformable 5 est faite dans une matière cristalline, de préférence monocristalline, et la paroi du trou évasé 20 est constituée de faces planes situées dans des plans cristallins respectifs de la matière formant la pièce 5. La géométrie et la profondeur du trou 20 sont ainsi déterminées avec une très grande précision, permettant un positionnement axial et radial précis et reproductible du pivot 2 et donc de l’axe de mobile 3. De plus, le fond 23 du trou 20 peut être extrêmement pointu car défini par l’intersection de plans cristallins. On peut ainsi garantir que le fond 23 sera plus pointu que la pointe 24 du pivot 2, lequel est typiquement réalisé en métal et usiné de manière conventionnelle. De cette manière, la pointe 24 du pivot 2 ne pourra pas toucher le fond 23 du trou 20, ce qui permet de réduire les risques d’usure de cette pointe 24. La matière cristalline ou monocristalline dans laquelle est faite la pièce 5 est par exemple le silicium, le carbure de silicium (SiC), le nitrure de silicium (Si3N4), le dioxyde de zircone (ZrO2), l’arséniure de gallium (GaAs) ou une matière cristalline à base d’alumine (Al2O3) telle que le rubis (naturel ou synthétique) ou le saphir (naturel ou synthétique). According to the invention, the deformable monoblock piece 5 is made of a crystalline material, preferably monocrystalline, and the wall of the flared hole 20 consists of planar faces located in respective crystalline planes of the material forming part 5. The geometry and the depth of the hole 20 are thus determined with very high precision, allowing a precise and reproducible axial and radial positioning of the pivot 2 and thus of the axis of mobile 3. In addition, the bottom 23 of the hole 20 can be extremely sharp because defined by the intersection of crystalline planes. This ensures that the bottom 23 will be sharper than the tip 24 of the pivot 2, which is typically made of metal and machined in a conventional manner. In this way, the tip 24 of the pivot 2 can not touch the bottom 23 of the hole 20, which reduces the risk of wear of this point 24. The crystalline or monocrystalline material in which the piece 5 is made is by silicon, silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si3N4), zirconia (ZrO2), gallium arsenide (GaAs) or a crystalline matter based on alumina (Al2O3) such as ruby (natural or synthetic) or sapphire (natural or synthetic).

[0018] Dans l’exemple illustré, le trou 20 a une forme pyramidale régulière. Il pourrait néanmoins avoir une autre forme. Le trou 20 pourrait de plus être traversant, plutôt que borgne, et par exemple avoir la forme d’une pyramide tronquée, pour autant que son ouverture sur la face extérieure 25 du coussinet 16 ait un plus petit diamètre que l’extrémité du pivot 2. Dans une autre variante, le trou 20 pourrait être cylindrique à section polygonale, les faces du trou étant situées dans des plans cristallins, et coopérer avec un pivot conique de la manière décrite dans le brevet CH 372604. In the illustrated example, the hole 20 has a regular pyramidal shape. It could nevertheless have another form. The hole 20 could also be through, rather than blind, and for example be in the form of a truncated pyramid, provided that its opening on the outer face 25 of the pad 16 has a smaller diameter than the end of the pivot 2 In another variant, the hole 20 could be cylindrical with a polygonal section, the faces of the hole being located in crystalline planes, and cooperate with a conical pivot as described in patent CH 372604.

[0019] Le trou 20 est formé selon l’une des techniques de micro-usinage utilisées dans le domaine des circuits intégrés et des capteurs, telle que la gravure humide anisotropique. La fig. 7 montre schématiquement comment cette gravure peut être effectuée dans le cas d’une pièce 5 en silicium. Un substrat de silicium 30, dont la structure cristalline est convenablement orientée, est recouvert d’une couche d’oxyde de silicium 31, elle-même recouverte d’une couche de résine photosensible 32 (fig. 5(a)). La résine photosensible 32 est illuminée à travers un masque (non représenté) pour former un trou 33 correspondant au trou à former dans le silicium (fig. 5(b)). La partie exposée de la couche d’oxyde de silicium 31 est ensuite soumise à une attaque chimique, utilisant par exemple l’acide fluorhydrique (HF), pour former dans la couche 31 un trou 34 correspondant au trou à former dans le silicium (fig. 5(c)). La résine photosensible 32 est ensuite enlevée. La couche d’oxyde de silicium 31 peut alors servir de masque pour une attaque chimique de la partie exposée du substrat de silicium 30, par exemple une attaque à l’hydroxyde de potassium (KOH). Cette attaque grave le substrat de silicium 30 en s’arrêtant sur des plans cristallins, formant ainsi le trou 20 (fig. 5(d)). La forme du trou 20 est déterminée par l’orientation de la structure cristalline du substrat de silicium 30 et la forme et les dimensions du masque initial. Plus de détails concernant la gravure humide du silicium et des matériaux cristallins en général peuvent être trouvés par exemple dans l’ouvrage intitulé «Fundamentals of Microfabrication, The Science of Miniaturization, Second Edition», de Marc J. Madou, CRC Press, plus particulièrement dans le chapitre 4 «Wet Bulk Micromachining». La forme de la pièce 5, avec sa partie centrale 16, sa partie périphérique 17, ses bras élastiques 19 et ses ailettes 18 peut être obtenue avant ou après la formation du trou 20 par exemple par la technique de gravure sèche DRIE (Deep Reactive Ion Etching). The hole 20 is formed according to one of the micromachining techniques used in the field of integrated circuits and sensors, such as anisotropic wet etching. Fig. 7 schematically shows how this etching can be performed in the case of a silicon part 5. A silicon substrate 30, whose crystalline structure is suitably oriented, is covered with a layer of silicon oxide 31, itself covered with a layer of photoresist 32 (Fig. 5 (a)). The photosensitive resin 32 is illuminated through a mask (not shown) to form a hole 33 corresponding to the hole to be formed in the silicon (Fig. 5 (b)). The exposed portion of the silicon oxide layer 31 is then etched, for example using hydrofluoric acid (HF), to form a hole 34 in the layer 31 corresponding to the hole to be formed in the silicon (FIG. 5 (c)). The photoresist 32 is then removed. The silicon oxide layer 31 can then serve as a mask for chemical etching of the exposed portion of the silicon substrate 30, for example an attack with potassium hydroxide (KOH). This etching etches the silicon substrate 30 stopping on crystalline planes, thus forming hole 20 (Fig. 5 (d)). The shape of the hole 20 is determined by the orientation of the crystal structure of the silicon substrate 30 and the shape and dimensions of the initial mask. More details concerning the wet etching of silicon and crystalline materials in general can be found for example in the book entitled "Fundamentals of Microfabrication, The Science of Miniaturization, Second Edition" by Marc J. Madou, CRC Press, more particularly in chapter 4 "Wet Bulk Micromachining". The shape of the part 5, with its central portion 16, its peripheral portion 17, its elastic arms 19 and its fins 18 can be obtained before or after the formation of the hole 20 for example by the dry etching technique DRIE (Deep Reactive Ion Etching).

[0020] La fig. 8 montre un palier selon un second mode de réalisation de l’invention. Le palier selon ce second mode de réalisation diffère de celui selon le premier mode de réalisation en ce que le corps de palier 4a coopère avec la pièce fixe 38 du mouvement dans laquelle il est fixé, ici le coq, par une liaison filetée. Plus précisément, la face externe de la paroi périphérique circulaire 9a du corps de palier 4a comporte un filetage 36 qui coopère avec un taraudage 37 pratiqué dans la pièce fixe 38. Ce mode d’assemblage du palier et de la pièce fixe 38 permet un réglage de la position axiale du palier, et donc du coussinet 16a, pour faciliter et rendre plus précis le positionnement du pivot. Des moyens de blocage (non représentés), constitués par exemple par une ou plusieurs vis, peuvent être prévus pour verrouiller la position axiale du palier dans la pièce fixe 38. FIG. 8 shows a bearing according to a second embodiment of the invention. The bearing according to this second embodiment differs from that according to the first embodiment in that the bearing body 4a cooperates with the fixed part 38 of the movement in which it is fixed, here the cock, by a threaded connection. More specifically, the outer face of the circular peripheral wall 9a of the bearing body 4a has a thread 36 which cooperates with a tapping 37 formed in the fixed part 38. This assembly mode of the bearing and the fixed part 38 allows adjustment the axial position of the bearing, and therefore of the pad 16a, to facilitate and make more precise the positioning of the pivot. Locking means (not shown), constituted for example by one or more screws, may be provided to lock the axial position of the bearing in the fixed part 38.

[0021] La fig. 9 montre un palier selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le palier selon ce troisième mode de réalisation est un palier fixe, c’est-à-dire un palier dont le coussinet est fixe. Le coussinet est désigné à la fig. 9par le repère 40. Il est réalisé dans une matière cristalline, de préférence monocristalline, et présente un trou 41 destiné à recevoir un pivot 42, la paroi de ce trou 41 étant constituée de faces planes situées dans des plans cristallins de ladite matière. La matière cristalline ou monocristalline formant le coussinet 40 est par exemple le silicium, le carbure de silicium (SiC), le nitrure de silicium (Si3N4), le dioxyde de zircone (ZrO2), l’arséniure de gallium (GaAs) ou une matière à base d’alumine (Al2O3) telle que le rubis (naturel ou synthétique) ou le saphir (naturel ou synthétique). Le coussinet 40 est fixé dans une pièce fixe 43 du mouvement, telle qu’un pont ou une platine, par l’intermédiaire d’une bague 44. Plus précisément, le coussinet 40 est chassé dans la bague 44, laquelle est elle-même chassée dans la pièce fixe 43. La bague 44 est telle qu’elle se déforme pendant le chassage pour absorber une partie des contraintes subies par le coussinet 40 et éviter ainsi que le coussinet 40 subisse des ruptures, fissures ou éclats. La bague 44 est typiquement faite dans une matière ductile telle que l’or, le nickel, le cuivre ou un alliage de ceux-ci. La pièce fixe 43 est par exemple faite en laiton ou en maillechort. L’utilisation de cette bague 44 pour la fixation du coussinet 40 présente un intérêt particulier dans le cas d’un coussinet 40 en silicium, car non seulement le silicium est une matière fragile, c’est-à-dire qui ne se déforme pas plastiquement, mais aussi lorsqu’il est usiné par des techniques de micro-usinage, il présente des arêtes très vives qui, sans la bague 44, seraient soumises à des pressions énormes pendant le chassage. FIG. 9 shows a bearing according to a third embodiment of the invention. The bearing according to this third embodiment is a fixed bearing, that is to say a bearing whose pad is fixed. The pad is designated in FIG. 9by the mark 40. It is made of a crystalline material, preferably monocrystalline, and has a hole 41 for receiving a pivot 42, the wall of this hole 41 consisting of planar faces located in crystalline planes of said material. The crystalline or monocrystalline material forming the pad 40 is for example silicon, silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si3N4), zirconia dioxide (ZrO2), gallium arsenide (GaAs) or a material based on alumina (Al2O3) such as ruby (natural or synthetic) or sapphire (natural or synthetic). The pad 40 is fixed in a fixed part 43 of the movement, such as a bridge or plate, by means of a ring 44. More specifically, the pad 40 is driven into the ring 44, which is itself driven in the fixed part 43. The ring 44 is such that it deforms during the driving to absorb some of the stresses experienced by the pad 40 and thus prevent the pad 40 undergo breaks, cracks or chips. The ring 44 is typically made of a ductile material such as gold, nickel, copper or an alloy thereof. The fixed part 43 is for example made of brass or nickel silver. The use of this ring 44 for fixing the pad 40 is of particular interest in the case of a pad 40 of silicon, because not only is the silicon a fragile material, that is to say that does not deform plastically, but also when machined by micromachining techniques, it has very sharp edges which, without the ring 44, would be subjected to enormous pressure during the driving.

[0022] La fig. 10 montre un palier selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Le palier selon ce quatrième mode de réalisation comprend un coussinet 50 identique au coussinet 40 et fixé à une pièce fixe 53 du mouvement par l’intermédiaire d’une bague 54. La bague 54 comporte un filetage 55 qui coopère avec un taraudage correspondant de la pièce fixe 53. Ce mode d’assemblage de la bague 54 et de la pièce fixe 53 permet un réglage de la position axiale du palier 50, 54, et donc du coussinet 50, pour faciliter et rendre plus précis le positionnement du pivot. Des moyens de blocage (non représentés), constitués par exemple par une ou plusieurs vis, peuvent être prévus pour verrouiller la position axiale du palier 50, 54 dans la pièce fixe 53. Dans l’exemple représenté à la fig. 10, le pivot, désigné par le repère 52, a une forme cylindrique à extrémité arrondie. Il pourrait bien entendu avoir une forme conique. FIG. 10 shows a bearing according to a fourth embodiment of the invention. The bearing according to this fourth embodiment comprises a bearing 50 identical to the bearing 40 and fixed to a fixed part 53 of the movement by means of a ring 54. The ring 54 comprises a thread 55 which cooperates with a corresponding thread of the fixed part 53. This method of assembly of the ring 54 and the fixed part 53 allows adjustment of the axial position of the bearing 50, 54, and therefore the bearing 50, to facilitate and make more accurate the positioning of the pivot. Blocking means (not shown), constituted for example by one or more screws, may be provided to lock the axial position of the bearing 50, 54 in the fixed part 53. In the example shown in FIG. 10, the pivot, designated by the reference numeral 52, has a cylindrical shape with a rounded end. It could of course have a conical shape.

[0023] La fig. 11 montre un palier selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Le palier selon ce cinquième mode de réalisation est un palier fixe dont le coussinet 60 est une pièce monobloc réalisée dans une matière cristalline, de préférence monocristalline, et qui constitue également un pont ou une platine du mouvement. Ce coussinet 60 peut comprendre un ou plusieurs trous 61 ayant les caractéristiques décrites plus haut en relation avec les autres modes de réalisation, pour recevoir un ou plusieurs pivots respectifs 62. La matière cristalline dans laquelle est fait le coussinet 60 peut être l’une des matières mentionnées plus haut en relation avec les autres modes de réalisation, notamment le silicium. FIG. 11 shows a bearing according to a fifth embodiment of the invention. The bearing according to this fifth embodiment is a fixed bearing whose pad 60 is a one-piece piece made of a crystalline material, preferably monocrystalline, and which also constitutes a bridge or a platen of the movement. This pad 60 may comprise one or more holes 61 having the characteristics described above in relation to the other embodiments, for receiving one or more respective pivots 62. The crystalline material in which the pad 60 is made may be one of the materials mentioned above in connection with other embodiments, including silicon.

[0024] Il a été constaté par les présents inventeurs que dans le cas de coussinets en silicium tels que décrits ci-dessus, fabriqués selon une technique de microfabrication, non seulement une grande précision pouvait être obtenue dans la localisation, la géométrie et les dimensions du trou du coussinet et donc dans le positionnement du pivot, mais également le palier pouvait être utilisé sans lubrification avec des pivots coniques en acier. Pour encore améliorer les propriétés tribologiques du coussinet, il est néanmoins possible, comme représenté à la fig. 12, dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, de recouvrir la face du coussinet comportant le trou, ou seulement la paroi du trou, d’une couche 70 de matière choisie pour son faible coefficient de frottement. Dans le cas du silicium comme matière cristalline, ce revêtement 70 peut être, par exemple, une couche d’oxyde de silicium, de nitrure ou de carbure de silicium, de diamant ou de carbone amorphe. Ce revêtement 70 améliorera en outre la résistance mécanique du coussinet. Il peut être formé, par exemple, selon une technique de dépôt chimique en phase vapeur CVD (Chemical Vapour Deposition). It has been found by the present inventors that in the case of silicon bearings as described above, manufactured according to a microfabrication technique, not only high accuracy could be obtained in the location, geometry and dimensions the bearing hole and therefore in the positioning of the pivot, but also the bearing could be used without lubrication with conical steel pivots. To further improve the tribological properties of the pad, it is nevertheless possible, as shown in FIG. 12, in each of the embodiments described above, to cover the face of the pad having the hole, or only the wall of the hole, with a layer 70 of material chosen for its low coefficient of friction. In the case of silicon as crystalline material, this coating 70 may be, for example, a layer of silicon oxide, nitride or silicon carbide, diamond or amorphous carbon. This coating 70 will also improve the mechanical strength of the pad. It can be formed, for example, according to a chemical vapor deposition technique CVD (Chemical Vapor Deposition).

Claims

1. Bearing for a timepiece comprising a bearing (16) having a hole (20) adapted to receive a pivot (2), characterized in that the bearing (16) is made of a crystalline material and in that the faces said hole (20) are planar and located in crystalline planes of said material.

2. Bearing according to claim 1, characterized in that said material is monocrystalline.

3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that said hole (20) has a flared shape.

4. Bearing according to claim 3, characterized in that said hole (20) has a pyramidal shape.

5. Bearing according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said hole (20) is blind.

6. Bearing according to claim 5, characterized in that the bottom (23) of said hole (20) is pointed.

7. Bearing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said crystalline material is silicon.

8. Bearing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said crystalline material is one of the following materials: silicon carbide, silicon nitride, zirconia, gallium arsenide, crystalline material based on alumina.

9. Bearing according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said faces of the hole are covered with a coating (70).

10. Bearing according to claim 9, characterized in that the coating (70) is made in one of the following materials: silicon oxide, nitride or silicon carbide, diamond, amorphous carbon.

11. Bearing according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it further comprises a body (4) and in that the pad (16) is movably mounted in the body (4) via elastic means (19).

12. Bearing according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a deformable ring (44) through which the pad (40) can be driven into a fixed part (43) of the movement of the timepiece.

13. Bearing according to any one of claims 1 to characterized in that it comprises a thread (36; 55) allowing it to be assembled to a fixed part (38; 53) of the movement of the timepiece by a threaded connection, this threaded connection allowing adjustment of the axial position of the bearing relative to the fixed part.

14. Bearing according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the pad (60) is a one-piece piece constituting a bridge or a plate of the movement of the timepiece.