CH703464A2 - Oscillating mechanism e.g. escapement drive, for timepiece, has rigid elements fixed to different elements of movement, where rigid elements, elastic return units and intermediate rigid element are coplanar on plane and deformed on plane - Google Patents
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Abstract
Description
Domaine de l’inventionField of the invention
[0001] L’invention concerne un mécanisme oscillant comportant au moins un ancrage à un dispositif externe, et comportant un premier composant mobile au moins en pivotement autour d’un premier axe instantané de pivotement au voisinage d’un axe théorique de position déterminée et fixe par rapport à l’ancrage, et un deuxième composant au voisinage du axe théorique, le premier composant et le deuxième composant étant liés directement ou indirectement l’un à l’autre et l’un d’eux comportant des moyens de réception d’une impulsion engendrée par des moyens moteurs externes ou internes au mécanisme oscillant, la impulsion étant exercée à l’encontre de moyens de rappel élastique que comporte le mécanisme oscillant et qui sont agencés pour faire osciller le premier composant autour du premier axe instantané de pivotement. The invention relates to an oscillating mechanism comprising at least one anchorage to an external device, and comprising a first movable component at least pivotally about a first instantaneous pivot axis in the vicinity of a theoretical axis of determined position and fixed relative to the anchor, and a second component in the vicinity of the theoretical axis, the first component and the second component being directly or indirectly connected to one another and one of them having means for receiving a pulse generated by external or internal motor means to the oscillating mechanism, the pulse being exerted against resilient return means that comprises the oscillating mechanism and which are arranged to oscillate the first component around the first instantaneous axis of pivoting .
[0002] L’invention concerne encore un mécanisme oscillant pour pièce d’horlogerie, du type balancier, balancier-spiral, ancre d’échappement, ensemble échappement-oscillateur, embrayage, échappement de sonnerie, ou similaire. The invention also relates to an oscillating mechanism for a timepiece, such as a rocker arm, sprung balance, exhaust anchor, exhaust-oscillator assembly, clutch, ring escapement, or the like.
[0003] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant au moins un tel mécanisme oscillant. The invention also relates to a timepiece comprising at least one such oscillating mechanism.
[0004] L’invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l’horlogerie. The invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly the field of watchmaking.
Arrière plan de l’inventionBackground of the invention
[0005] La fabrication de mécanismes oscillants pour la micro-mécanique, et en particulier pour l’horlogerie, fait souvent appel à des moyens de rappel élastique constitués en général par des ressorts. D’exécution délicate, ces composants sont de surcroît difficiles à poser, et requièrent une main d’œuvre qualifiée ou/et un appareillage coûteux. De tels ressorts sont la plupart du temps en acier, de façon à présenter une bonne longévité, en même temps qu’un couple de rappel important. Leur fabrication est très dépendante de la qualité de la matière première utilisée, mais aussi des traitements thermiques effectués. De ce fait la fabrication de ressorts est peu reproductible, et tous les mécanismes qui les incorporent doivent faire l’objet de réglages ou d’ajustements. The manufacture of oscillating mechanisms for micro-mechanics, and in particular for watchmaking, often uses elastic return means generally constituted by springs. These delicate components are difficult to install and require skilled labor and / or expensive equipment. Such springs are mostly made of steel, so as to have a good longevity, at the same time as a large restoring torque. Their manufacture is very dependent on the quality of the raw material used, but also heat treatments performed. As a result, the manufacture of springs is not very reproducible, and all the mechanisms that incorporate them must be subject to adjustments or adjustments.
[0006] Il est, encore, connu des moyens de rappel élastique sous forme de matériaux à mémoire de forme, comme le caoutchouc vulcanisé ou certains élastomères. L’emploi de blocs élastique de ce type est connu en mécanique lourde, souvent en conjugaison avec une fonction de silent-block ou plus généralement d’amortissement. Outre le fait que leur emploi en micro-mécanique est difficile, on constate que précisément ces propriétés d’amortissement des vibrations, et donc d’amortissement des oscillations, vont à l’encontre du but quand on recherche au contraire l’entretien d’une oscillation, avec le minimum d’amortissement. It is, again, known elastic return means in the form of shape memory materials, such as vulcanized rubber or some elastomers. The use of elastic blocks of this type is known in heavy mechanics, often in conjunction with a function of silent-block or more generally damping. In addition to the fact that their use in micro-mechanics is difficult, it is found that precisely these damping properties of vibrations, and thus damping oscillations, are counterproductive when we seek instead the maintenance of an oscillation, with the minimum of damping.
Résumé de l’inventionSummary of the invention
[0007] L’invention se propose donc de fournir, pour les domaines de la micro-mécanique et de l’horlogerie, une alternative fiable à l’emploi des ressorts traditionnels comme moyens d’entretien d’une oscillation. Cette alternative est recherchée aussi bien pour des réalisations de micromécanique que pour des nano-technologies. The invention therefore proposes to provide, for the fields of micro-mechanics and watchmaking, a reliable alternative to the use of traditional springs as means of maintenance of an oscillation. This alternative is sought as well for micromechanical achievements as for nano-technologies.
[0008] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme oscillant comportant au moins un ancrage à un dispositif externe, et comportant un premier composant mobile au moins en pivotement autour d’un premier axe instantané de pivotement au voisinage d’un axe théorique de position déterminée et fixe par rapport à l’ancrage, et un deuxième composant au voisinage de l’axe théorique, le premier composant et le deuxième composant étant liés directement ou indirectement l’un à l’autre et l’un d’eux comportant des moyens de réception d’une impulsion engendrée par des moyens moteurs externes ou internes au mécanisme oscillant, l’impulsion étant exercée à l’encontre de moyens de rappel élastique que comporte le mécanisme oscillant et qui sont agencés pour faire osciller le premier composant autour du premier axe instantané de pivotement, caractérisé en ce que le mécanisme oscillant est monobloc, et en ce que les seuls moyens de fixation du mécanisme oscillant à un dispositif externe sont constitués par l’ancrage ou selon le cas les ancrages, en ce que les moyens de rappel élastique constituent un pivot virtuel élastique dispensant le mécanisme oscillant de toute fixation sur arbre ou pivot, et encore caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique comportent des moyens d’équilibrage des efforts exercés sur le premier composant pour maintenir le premier axe instantané de pivotement au plus près de l’axe théorique. For this purpose, the invention relates to an oscillating mechanism comprising at least one anchorage to an external device, and comprising a first movable component at least pivotally about a first instantaneous pivot axis in the vicinity of a theoretical axis. determined and fixed position relative to the anchor, and a second component in the vicinity of the theoretical axis, the first component and the second component being directly or indirectly related to one another and one of them comprising means for receiving a pulse generated by external or internal motor means of the oscillating mechanism, the pulse being exerted against resilient return means that comprises the oscillating mechanism and which are arranged to oscillate the first component around the first instantaneous axis of pivoting, characterized in that the oscillating mechanism is monobloc, and in that the only means of fixing the mechanism oscillating to an external device are constituted by the anchoring or, as the case may be, the anchors, in that the elastic return means constitute an elastic virtual pivot dispensing the oscillating mechanism from any fixation on a shaft or pivot, and further characterized in that the elastic return means comprise means for balancing the forces exerted on the first component to maintain the first instantaneous axis of pivoting closest to the theoretical axis.
[0009] Selon une caractéristique de l’invention, ces moyens de rappel élastique comportent au moins un premier élément élastique de débattement angulaire limité à une course en pivotement du premier composant déterminée par des premiers moyens de limitation en débattement angulaire par rapport à chaque radiale issue de l’axe théorique et joignant chaque ancrage. According to a characteristic of the invention, these elastic return means comprise at least one first elastic element of angular displacement limited to a pivoting stroke of the first component determined by first means of limitation in angular deflection with respect to each radial. from the theoretical axis and joining each anchor.
[0010] Selon une caractéristique particulière, chaque tel premier élément élastique est de raideur très inférieure à celle du premier composant, dans un rapport inférieur à 0,30 par rapport à celle du premier composant. According to a particular feature, each such first elastic member is much lower stiffness than the first component, in a ratio less than 0.30 relative to that of the first component.
[0011] Selon une caractéristique de l’invention, ce premier élément élastique s’étend radialement par rapport à l’axe théorique et depuis l’ancrage, jusqu’au premier composant ou bien jusqu’à un troisième composant raccordé directement ou indirectement au premier composant. According to a characteristic of the invention, this first elastic element extends radially with respect to the theoretical axis and from the anchor, to the first component or to a third component connected directly or indirectly to the first component.
[0012] Selon une caractéristique de l’invention, le premier élément élastique est un dièdre en forme de vé ou de vé tronqué, dont la pointe est dirigée vers l’axe théorique et comporte un premier bras élastique s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique depuis l’ancrage vers l’axe théorique jusqu’à une surface de liaison située à proximité du deuxième composant, et comporte encore un deuxième bras élastique s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique depuis la surface de liaison jusqu’au premier composant ou bien jusqu’à un troisième composant raccordé directement ou indirectement au premier composant. According to a characteristic of the invention, the first elastic element is a dihedral shaped vee or vee truncated, whose tip is directed towards the theoretical axis and comprises a first elastic arm extending radially relative to the theoretical axis from the anchoring to the theoretical axis to a connecting surface located near the second component, and further comprises a second elastic arm extending radially relative to the theoretical axis from the connecting surface to the first component or to a third component connected directly or indirectly to the first component.
[0013] Selon une autre caractéristique le mécanisme oscillant comporte au moins un troisième composant raccordé à l’ancrage par au moins un tel premier élément élastique, et au premier composant par au moins un tel deuxième élément élastique. According to another characteristic, the oscillating mechanism comprises at least one third component connected to the anchor by at least one such first elastic element, and the first component by at least one such second elastic element.
[0014] Selon une caractéristique particulière, le deuxième élément élastique s’étend radialement par rapport à l’axe théorique et depuis, ou bien le premier élément élastique ou bien un troisième composant interposé entre le deuxième composant et le premier composant, jusqu’au premier composant. According to a particular characteristic, the second elastic element extends radially with respect to the theoretical axis and since, or the first elastic element or a third component interposed between the second component and the first component, until first component.
[0015] Selon une autre caractéristique, le deuxième élément élastique est un dièdre en forme de vé ou de vé tronqué, dont la pointe est dirigée vers l’axe théorique, et comporte un premier bras élastique s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique depuis, ou bien le premier élément élastique ou bien le troisième composant, vers l’axe théorique, jusqu’à une surface de liaison située à proximité du deuxième composant, et il comporte encore un deuxième bras élastique s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique depuis la surface de liaison jusqu’au premier composant ou bien jusqu’à un autre composant raccordé directement ou indirectement au premier composant. According to another characteristic, the second elastic element is a dihedral shaped vee or vee truncated, whose tip is directed towards the theoretical axis, and comprises a first elastic arm extending radially relative to the theoretical axis since, or the first elastic element or the third component, to the theoretical axis, to a connecting surface located near the second component, and it further comprises a second elastic arm extending radially relative to to the theoretical axis from the connecting surface to the first component or to another component connected directly or indirectly to the first component.
[0016] Selon une autre caractéristique, le premier composant est relié rigidement au deuxième composant par au moins un bras. According to another characteristic, the first component is rigidly connected to the second component by at least one arm.
[0017] Selon une autre caractéristique, ce mécanisme oscillant est monobloc et réalisé dans un matériau micro-usinable, ou silicium, ou oxyde de silicium, ou quartz, ou un de leurs composés, ou un alliage issu de la technologie des MEMS, ou un alliage tel qu’obtenu par le procédé «LIGA», ou en une combinaison de ces matériaux, le matériau étant un matériau rigide de module d’Young supérieur à 80000 MPa, According to another characteristic, this oscillating mechanism is monobloc and made of a micro-machinable material, or silicon, or silicon oxide, or quartz, or one of their compounds, or an alloy derived from MEMS technology, or an alloy as obtained by the "LIGA" process, or a combination of these materials, the material being a rigid Young modulus material greater than 80000 MPa,
[0018] Dans une réalisation particulière, le premier composant est une serge de balancier d’un oscillateur mécanique rotatif avec son centre élastique, d’un ensemble réglant de pièce d’horlogerie. In a particular embodiment, the first component is a beam shank of a rotary mechanical oscillator with its elastic center, a set of clockwork timepiece.
[0019] Selon une autre caractéristique, le deuxième composant est un plateau du balancier, et comporte une cheville de plateau agencée pour coopérer avec une ancre. According to another feature, the second component is a balance plate, and comprises a plate pin arranged to cooperate with an anchor.
[0020] Dans une autre réalisation particulière, le premier composant est une tige d’ancre d’une ancre, ou d’une ancre suisse, ou d’une ancre à détente, à pivot élastique, de mécanisme d’échappement de pièce d’horlogerie. In another particular embodiment, the first component is an anchor rod of an anchor, or of a Swiss anchor, or a detent anchor, with an elastic pivot, of a part exhaust mechanism. watchmaking.
[0021] Selon une autre caractéristique, ce mécanisme oscillant constitue un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d’une pièce d’horlogerie. According to another characteristic, this oscillating mechanism constitutes an escape-oscillator block arranged to regulate the running of a timepiece.
[0022] Selon une caractéristique particulière, ce mécanisme oscillant est réalisé dans les deux parties d’un wafer «SOI», à savoir «device» pour la ancre et son pivot élastique, et pour le oscillateur mécanique rotatif et son centre élastique, et «handle» pour l’ancrage de la ancre et du oscillateur mécanique et pour le alésage de centrage d’une roue d’échappement. According to a particular characteristic, this oscillating mechanism is made in the two parts of a "SOI" wafer, namely "device" for the anchor and its elastic pivot, and for the rotary mechanical oscillator and its elastic center, and "Handle" for anchoring the anchor and the mechanical oscillator and for the centering bore of an escape wheel.
[0023] Dans une autre réalisation particulière, le mécanisme oscillant constitue un échappement de mécanisme de sonnerie pour pièce d’horlogerie. In another particular embodiment, the oscillating mechanism constitutes an escapement of a striking mechanism for a timepiece.
[0024] Dans une autre réalisation particulière, constitue un mobile d’échappement situé entre un barillet et une ancre au niveau de l’interface entre un pignon et une roue d’échappement d’un mécanisme d’échappement pour pièce d’horlogerie. In another particular embodiment, constitutes an escape wheel located between a cylinder and an anchor at the interface between a pinion and an escape wheel of an exhaust mechanism for a timepiece.
[0025] Dans une autre réalisation particulière, le mécanisme oscillant constitue un embrayage de mécanisme de chronographe pour pièce d’horlogerie. In another particular embodiment, the oscillating mechanism constitutes a chronograph mechanism clutch for a timepiece.
[0026] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant. The invention also relates to a timepiece comprising such an oscillating mechanism.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0027] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés où: <tb>- la fig. 1<sep>représente, de façon schématisée et en coupe selon un plan perpendiculaire à un axe théorique de pivotement, un mécanisme oscillant selon l’invention, dans un premier mode de réalisation approprié à la réalisation d’un organe réglant d’une pièce d’horlogerie; <tb>- la fig. 2<sep>représente, de façon similaire à la fig. 1, une variante de ce premier mode dans une version de plus grande amplitude de pivotement que celle de la fig. 1 <tb>- la fig. 3<sep>représente, de façon schématisée analogue aux figures précédentes, un mécanisme oscillant selon l’invention, dans un second mode de réalisation approprié à la réalisation d’un organe d’échappement, en particulier d’une ancre, d’une pièce d’horlogerie; <tb>- la fig. 4<sep>représente, de façon schématisée analogue aux figures précédentes, un mécanisme oscillant selon l’invention, dans une version combinée de ces premier mode et second mode de réalisation, appropriée à la réalisation d’un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d’une pièce d’horlogerie.Other features and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows, with reference to the accompanying drawings in which: <tb> - fig. 1 <sep> shows, schematically and in section along a plane perpendicular to a theoretical axis of pivoting, an oscillating mechanism according to the invention, in a first embodiment suitable for producing a regulating member of a part clock; <tb> - fig. 2 <sep> represents, similarly to FIG. 1, a variant of this first mode in a version of greater amplitude of pivoting than that of FIG. 1 <tb> - fig. 3 <sep> shows schematically similar to the previous figures, an oscillating mechanism according to the invention, in a second embodiment suitable for producing an escapement member, in particular an anchor, a timepiece; <tb> - fig. 4 <sep> represents, schematically similar to the previous figures, an oscillating mechanism according to the invention, in a combined version of these first mode and second embodiment, suitable for producing an escape-oscillator block arranged to regulate the march of a timepiece.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed Description of the Preferred Embodiments
[0028] L’invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l’horlogerie. The invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly to the field of watchmaking.
[0029] L’invention concerne un mécanisme oscillant 1, qui comporte au moins un ancrage 2 à un dispositif externe. The invention relates to an oscillating mechanism 1, which comprises at least one anchor 2 to an external device.
[0030] Le mécanisme oscillant 1 comporte un premier composant 3 mobile au moins en pivotement autour d’un premier axe instantané de pivotement au voisinage d’un axe théorique 4 de position déterminée et fixe par rapport à cet ancrage 2, ou selon le cas à ces ancrages 2 s’il y en a plusieurs, comme dans le cas des fig. 1 à 3 où deux ancrages 2 sont représentés. The oscillating mechanism 1 comprises a first component 3 movable at least pivotally about a first instantaneous pivot axis in the vicinity of a theoretical axis 4 of determined and fixed position relative to this anchor 2, or as the case may be to these anchors 2 if there are several, as in the case of FIGS. 1 to 3 where two anchors 2 are shown.
[0031] Le mécanisme oscillant 1 comporte un deuxième composant 5 au voisinage de cet axe théorique 4. Le premier composant 3 et le deuxième composant 5 sont liés directement ou indirectement l’un à l’autre et l’un d’eux, premier composant 3 ou deuxième composant 5, comporte des moyens de réception d’une impulsion engendrée par des moyens moteurs externes ou internes au mécanisme oscillant 1. Cette impulsion est exercée à l’encontre de moyens de rappel élastique 10, que comporte le mécanisme oscillant 1, et qui sont agencés pour faire osciller le premier composant 3 autour du premier axe instantané de pivotement. The oscillating mechanism 1 comprises a second component 5 in the vicinity of this theoretical axis 4. The first component 3 and the second component 5 are connected directly or indirectly to one another and one of them, first component 3 or second component 5, comprises means for receiving a pulse generated by external or internal motor means to the oscillating mechanism 1. This pulse is exerted against elastic return means 10, which comprises the oscillating mechanism 1 , and which are arranged to oscillate the first component 3 about the first instantaneous pivot axis.
[0032] Selon l’invention, le mécanisme oscillant 1 est monobloc, et les seuls moyens de fixation du mécanisme oscillant 1 à un dispositif externe sont constitués par l’ancrage 2, ou selon le cas les ancrages 2. According to the invention, the oscillating mechanism 1 is in one piece, and the only means for fixing the oscillating mechanism 1 to an external device are constituted by the anchor 2, or, as the case may be, the anchors 2.
[0033] De ce fait, les moyens de rappel élastique 10 constituent un pivot virtuel élastique, qui dispense le mécanisme oscillant 1 de toute fixation sur arbre ou pivot. Therefore, the elastic return means 10 constitute a resilient virtual pivot, which dispenses the oscillating mechanism 1 of any attachment to shaft or pivot.
[0034] Selon l’invention, ces moyens de rappel élastique 10 comportent des moyens d’équilibrage des efforts exercés sur le premier composant 3 pour maintenir le premier axe instantané de pivotement au plus près de l’axe théorique de pivotement 4. According to the invention, these elastic return means 10 comprise means for balancing the forces exerted on the first component 3 to maintain the first instantaneous pivot axis closest to the theoretical axis of pivoting 4.
[0035] De façon avantageuse, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un premier élément élastique 11, dont le débattement angulaire est limité à la valeur d’une course en pivotement du premier composant 3. Cette course en pivotement du premier composant 3 est elle-même déterminée par des premiers moyens de limitation en débattement angulaire 17 par rapport à chaque radiale issue de l’axe théorique 4 et joignant chaque ancrage 2. Advantageously, the elastic return means 10 comprise at least one first elastic element 11, whose angular displacement is limited to the value of a pivoting stroke of the first component 3. This pivoting stroke of the first component 3 is itself determined by first angular deflection limiting means 17 with respect to each radial coming from the theoretical axis 4 and joining each anchor 2.
[0036] De façon préférée, chaque premier élément élastique 11 est de raideur très inférieure à celle du premier composant 3, dans un rapport inférieur à 0,30 par rapport à celle du premier composant 3. Preferably, each first elastic element 11 is of much lower stiffness than that of the first component 3, in a ratio less than 0.30 relative to that of the first component 3.
[0037] Dans un mode préféré de réalisation, tel que visible sur les figures, au moins un, et de préférence chaque premier élément élastique 11 s’étend radialement par rapport à l’axe théorique 4 et depuis l’ancrage 2, jusqu’au premier composant 3 tel que visible sur la fig. 1, ou bien jusqu’à un troisième composant 6 raccordé directement ou indirectement au premier composant 3 tel que visible sur la fig. 2. In a preferred embodiment, as visible in the figures, at least one, and preferably each, first elastic element 11 extends radially with respect to the theoretical axis 4 and from the anchorage 2, until to the first component 3 as visible in FIG. 1, or to a third component 6 connected directly or indirectly to the first component 3 as visible in FIG. 2.
[0038] Dans une réalisation avantageuse et particulièrement résistante aux contraintes issues des déformations alternées, le premier élément élastique 11 est appelé un dièdre et est en forme de vé ou de vé tronqué. La pointe de ce vé est dirigée vers l’axe théorique 4. Le premier élément élastique 11 comporte un premier bras élastique 12 qui s’étend radialement par rapport à l’axe théorique 4, depuis l’ancrage 2 vers l’axe théorique 4, jusqu’à une surface de liaison 7 située à proximité du deuxième composant 5. Cette surface de liaison 7 peut être réduite à sa plus simple expression, c’est-à-dire ponctuelle. Le premier élément élastique 11 comporte encore un deuxième bras élastique 13 s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique 4, depuis la surface de liaison 7, jusqu’au premier composant 3, ou bien jusqu’à un troisième composant 6 qui est raccordé directement ou indirectement au premier composant 3 tel que visible sur la fig. 2. Dans une réalisation particulière et préférée, le premier bras élastique 12 et le deuxième bras élastique 13 sont identiques. De façon préférée, ils sont symétriques par rapport à une radiale issue de l’axe théorique 4. In an advantageous embodiment and particularly resistant to stresses resulting from alternating deformations, the first elastic element 11 is called a dihedron and is vee-shaped or vee truncated. The tip of this vee is directed towards the theoretical axis 4. The first elastic element 11 comprises a first elastic arm 12 which extends radially relative to the theoretical axis 4, from the anchor 2 to the theoretical axis 4 up to a connecting surface 7 located near the second component 5. This connecting surface 7 can be reduced to its simplest expression, that is to say point. The first elastic element 11 further comprises a second elastic arm 13 extending radially relative to the theoretical axis 4, from the connecting surface 7, to the first component 3, or to a third component 6 which is connected directly or indirectly to the first component 3 as visible in FIG. 2. In a particular and preferred embodiment, the first elastic arm 12 and the second elastic arm 13 are identical. In a preferred manner, they are symmetrical with respect to a radial resulting from the theoretical axis 4.
[0039] Dans la variante de la fig. 2, dans une version de plus grande amplitude de pivotement, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un deuxième élément élastique 14 interposé directement ou indirectement entre le premier élément élastique 11 et le premier composant 3. Le débattement angulaire du deuxième élément élastique 14 est limité à la différence entre, la course en pivotement du premier composant 3 déterminée par les moyens de limitation en débattement angulaire 17 d’une part, et le débattement angulaire autorisé par le premier élément élastique 11 d’autre part. On comprend que, en ce qui concerne le débattement angulaire de pivotement du premier composant 3, il est sensiblement égal au cumul des débattements angulaires du premier élément élastique 11 et du deuxième élément élastique 14 associés ensemble. Sur l’exemple des figures, ce premier élément 11 et ce deuxième élément 14 sont de géométrie et de caractéristiques de raideur similaires, ont un débattement d’environ +/-15° chacun, le premier composant 3 a alors un débattement d’environ +/- 30°. In the variant of FIG. 2, in a version of greater amplitude of pivoting, the elastic return means 10 comprise at least one second elastic element 14 interposed directly or indirectly between the first elastic element 11 and the first component 3. The angular displacement of the second elastic element 14 is limited to the difference between, the pivoting stroke of the first component 3 determined by the angular deflection limiting means 17 on the one hand, and the angular deflection allowed by the first elastic element 11 on the other hand. It will be understood that, with regard to the angular pivoting displacement of the first component 3, it is substantially equal to the accumulation of the angular deflections of the first elastic element 11 and the second elastic element 14 associated together. In the example of the figures, this first element 11 and this second element 14 are of similar geometry and stiffness characteristics, have a displacement of approximately +/- 15 ° each, the first component 3 then has a displacement of about +/- 30 °.
[0040] Comme pour le premier élément élastique, chaque deuxième élément élastique 14 est avantageusement de raideur très inférieure à celle du premier composant 3, dans un rapport inférieur à 0,30 par rapport à celle du premier composant 3. As for the first elastic element, each second elastic element 14 is advantageously of much lower stiffness than that of the first component 3, in a ratio less than 0.30 relative to that of the first component 3.
[0041] Dans le mode de réalisation de la fig. 2, le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l’ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 11, et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14. In the embodiment of FIG. 2, the oscillating mechanism 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 11, and to the first component 3 by at least one second elastic element 14.
[0042] De préférence tous les premiers éléments élastiques 11 d’un même mécanisme oscillant 1 sont identiques. Preferably, all the first elastic elements 11 of the same oscillating mechanism 1 are identical.
[0043] De préférence tous les deuxièmes éléments élastiques 14d’un même mécanisme oscillant 1 sont identiques. Preferably, all the second elastic elements 14 of the same oscillating mechanism 1 are identical.
[0044] De préférence tous les troisièmes composants 6 d’un même mécanisme oscillant 1 sont identiques. Preferably all the third components 6 of the same oscillating mechanism 1 are identical.
[0045] Pour revenir au deuxième élément élastique 14, comme le premier élément élastique 1 il s’étend de préférence radialement par rapport à l’axe théorique 4 et depuis, ou bien le premier élément élastique 11 ou bien un troisième composant 6 interposé entre le deuxième composant 5 et le premier composant 3, jusqu’au premier composant 3. To return to the second elastic element 14, as the first elastic element 1 it preferably extends radially relative to the theoretical axis 4 and since, or the first elastic element 11 or a third component 6 interposed between the second component 5 and the first component 3, to the first component 3.
[0046] Dans la variante de la fig. 2, le deuxième élément élastique 14, appelé un dièdre, est en forme de vé ou de vé tronqué. La pointe de ce vé est dirigée vers l’axe théorique 4. Le deuxième élément élastique 14 comporte un premier bras élastique 15 s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique 4 depuis, ou bien le premier élément élastique 11 ou bien le troisième composant 6, vers l’axe théorique 4, jusqu’à une surface de liaison 7A située à proximité du deuxième composant 5. Et il comporte encore un deuxième bras élastique 16 s’étendant radialement par rapport à l’axe théorique 4 depuis la surface de liaison 7A jusqu’au premier composant 3 ou bien jusqu’à un autre composant raccordé directement ou indirectement au premier composant 3. La surface de liaison 7A peut aussi être réduite à sa plus simple expression, c’est-à-dire ponctuelle. Dans une réalisation particulière et préférée, le premier bras élastique 15 et le deuxième bras élastique 16 sont identiques. De façon préférée, ils sont symétriques par rapport à une radiale issue de l’axe théorique 4. In the variant of FIG. 2, the second elastic element 14, called a dihedron, is vee-shaped or vee truncated. The tip of this vee is directed towards the theoretical axis 4. The second elastic element 14 comprises a first elastic arm 15 extending radially relative to the theoretical axis 4 since, or the first elastic element 11 or the third component 6, towards the theoretical axis 4, to a connecting surface 7A located near the second component 5. And it further comprises a second elastic arm 16 extending radially relative to the theoretical axis 4 from the surface link 7A to the first component 3 or to another component connected directly or indirectly to the first component 3. The connecting surface 7A can also be reduced to its simplest expression, that is to say point. In a particular and preferred embodiment, the first elastic arm 15 and the second elastic arm 16 are identical. In a preferred manner, they are symmetrical with respect to a radial resulting from the theoretical axis 4.
[0047] Dans une réalisation avantageuse, visible sur la fig. 2, le premier bras élastique 12 et le deuxième bras élastique 13 du premier élément élastique 11, et le premier bras élastique 15 et le deuxième bras élastique 16 du deuxième élément élastique 14 sont tous identiques entre eux. De façon préférée, ils sont symétriques deux à deux par rapport à une radiale issue de l’axe théorique 4. In an advantageous embodiment, visible in FIG. 2, the first elastic arm 12 and the second elastic arm 13 of the first elastic element 11, and the first elastic arm 15 and the second elastic arm 16 of the second elastic element 14 are all identical to each other. Preferably, they are symmetrical two by two with respect to a radial resulting from the theoretical axis 4.
[0048] De façon préférée, le premier composant 3 est relié rigidement au deuxième composant 5 par au moins un bras 8, et de préférence par une pluralité de bras 8. De préférence, chaque bras 8 est de rigidité supérieure à celle de chacun des moyens de rappel élastique 10. Preferably, the first component 3 is rigidly connected to the second component 5 by at least one arm 8, and preferably by a plurality of arms 8. Preferably, each arm 8 is of greater rigidity than that of each of the elastic return means 10.
[0049] En somme, dans cette variante de la fig. 2, le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l’ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 11, et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14. Le troisième composant 6 est relié rigidement au deuxième composant 5 par au moins un bras rigide 8. Ainsi le deuxième composant 5 constitue avec le troisième composant 6, ou selon le cas les troisièmes composants 6, et avec le bras 8, ou selon le cas les bras 8, un deuxième mobile 9 rigide, qui est mobile en pivotement autour d’un deuxième axe instantané de pivotement très proche de l’axe théorique 4. Les moyens de rappel élastique 10 comportent des moyens d’équilibrage des efforts exercés sur le deuxième mobile 9 pour maintenir le deuxième axe instantané de pivotement 4 au plus près de l’axe théorique de pivotement 4. In short, in this variant of FIG. 2, the oscillating mechanism 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 11, and to the first component 3 by at least one second elastic element 14. The third component 6 is rigidly connected to the second component 5 by at least one rigid arm 8. Thus the second component 5 constitutes with the third component 6, or as the case the third components 6, and with the arm 8, or as the case the arms 8, a second mobile 9 rigid, which is pivotally movable about a second instantaneous axis of pivoting very close to the theoretical axis 4. The elastic return means 10 comprise means for balancing the forces exerted on the second mobile 9 to maintain the second axis instantaneous pivoting 4 closer to the theoretical axis of pivoting 4.
[0050] De façon préférée, tel que visible sur les fig. 1 à 3, le mécanisme oscillant 1 comporte deux ancrages 2; 2A à un dispositif externe, par exemple à un point fixe d’une platine, ou autre. Ces deux ancrages 2; 2A sont de préférence symétriques par rapport à l’axe théorique 4. Preferably, as shown in FIGS. 1 to 3, the oscillating mechanism 1 comprises two anchors 2; 2A to an external device, for example to a fixed point of a plate, or other. These two anchors 2; 2A are preferably symmetrical with respect to the theoretical axis 4.
[0051] Avantageusement, pour compenser tous les efforts, de façon à ramener le premier axe instantané de pivotement du premier composant au plus près de l’axe théorique 4, le mécanisme oscillant 1, à l’état libre et à l’arrêt, est symétrique par rapport à un plan P1 perpendiculaire à l’axe théorique 4 et passant par au moins un ancrage 2. Advantageously, to compensate for all the forces, so as to bring back the first instantaneous axis of pivoting of the first component as close as possible to the theoretical axis 4, the oscillating mechanism 1, in the free state and at a standstill, is symmetrical with respect to a plane P1 perpendicular to the theoretical axis 4 and passing through at least one anchorage 2.
[0052] Dans le même but, le mécanisme oscillant 1, à l’état libre et à l’arrêt, est symétrique par rapport à un plan P2 perpendiculaire à l’axe théorique 4 et perpendiculaire à une droite joignant les deux ancrages 2; 2A quand il en comporte deux ainsi disposés. For the same purpose, the oscillating mechanism 1, in the free state and at a standstill, is symmetrical with respect to a plane P2 perpendicular to the theoretical axis 4 and perpendicular to a straight line joining the two anchors 2; 2A when it has two so arranged.
[0053] Dans une réalisation préférée combinant ces deux symétries, le mécanisme oscillant, à l’état libre et à l’arrêt, est symétrique par rapport à l’axe théorique 4. In a preferred embodiment combining these two symmetries, the oscillating mechanism, in the free state and at a standstill, is symmetrical with respect to the theoretical axis 4.
[0054] De façon plus générale, le mécanisme oscillant 1 peut comporter une pluralité d’ancrages 2 à un dispositif externe, équidistants entre eux et par rapport à l’axe théorique 4. More generally, the oscillating mechanism 1 may comprise a plurality of anchors 2 to an external device, equidistant from each other and with respect to the theoretical axis 4.
[0055] De façon préférée, tel que visible sur les figures, le mécanisme oscillant 1 comporte une pluralité de premiers éléments élastiques 11, groupés deux par deux de part et d’autre de chaque ancrage 2. Preferably, as shown in the figures, the oscillating mechanism 1 comprises a plurality of first elastic elements 11, grouped two by two on each side of each anchor 2.
[0056] De façon préférée, tel que visible sur la fig. 2, le mécanisme oscillant 1 comporte une pluralité de deuxièmes éléments élastiques 14, qui sont groupés deux par deux de part et d’autre d’au moins une zone d’appui 19, par laquelle ces deuxièmes éléments élastiques 14 sont rattachés au premier composant 3. Preferably, as shown in FIG. 2, the oscillating mechanism 1 comprises a plurality of second elastic elements 14, which are grouped two by two on either side of at least one support zone 19, by which these second elastic elements 14 are attached to the first component 3.
[0057] Quand le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l’ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 11, et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14, il comporte avantageusement, au niveau du premier composant 3, des deuxièmes moyens de limitation en débattement angulaire 18 du troisième composant 6. Et l’ancrage 2 constitue encore d’autres moyens de limitation en débattement angulaire du troisième composant 6 au niveau de faces latérales 6A, 6B. When the oscillating mechanism 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 11, and the first component 3 by at least one second elastic element 14, it advantageously comprises, at the the first component 3, the second angular displacement limiting means 18 of the third component 6. And the anchor 2 is still other means for limiting the angular clearance of the third component 6 at side faces 6A, 6B.
[0058] De préférence, le rayon d’inertie du premier composant 3 par rapport à l’axe théorique 4 est supérieur à celui du deuxième composant 5 par rapport au même axe. Preferably, the radius of inertia of the first component 3 with respect to the theoretical axis 4 is greater than that of the second component 5 with respect to the same axis.
[0059] Dans une réalisation avantageuse et rigide, le premier composant 3 et le deuxième composant 5 sont réalisés sous forme d’un treillage de lames minces ou de lames flexibles minces. In an advantageous and rigid embodiment, the first component 3 and the second component 5 are made in the form of a lattice of thin blades or thin flexible blades.
[0060] Dans une réalisation avantageuse et rigide, troisième composant 6 est réalisé sous forme d’un treillage de lames minces ou de lames flexibles minces. In an advantageous and rigid embodiment, third component 6 is made in the form of a lattice of thin blades or thin flexible blades.
[0061] Le premier composant 3 et le troisième composant 6 peuvent aussi être denses, selon le niveau d’inertie souhaitée pour ces composants. The first component 3 and the third component 6 can also be dense, depending on the desired level of inertia for these components.
[0062] Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures, la déformation élastique des composants du mécanisme oscillant 1 est essentiellement plane, tous les composants se déformant élastiquement selon le même plan ou selon des plans parallèles entre eux. In the preferred embodiment shown in the figures, the elastic deformation of the components of the oscillating mechanism 1 is substantially planar, all the components deforming elastically in the same plane or in parallel planes between them.
[0063] Dans le cas de besoins particuliers liés à la cinématique, tout en conservant un premier composant 3 est sensiblement plan, il est possible d’agencer le mécanisme oscillant 1, de façon à ce que la déformation élastique de certains de ses composants comporte une composante selon une normale au plan du premier composant 3. In the case of particular needs related to kinematics, while maintaining a first component 3 is substantially planar, it is possible to arrange the oscillating mechanism 1, so that the elastic deformation of some of its components comprises a component according to a normal to the plane of the first component 3.
[0064] Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de rappel élastique 10 sont répartis sur plusieurs couches parallèles, et les éléments qui les composent sont agencés et joints les uns aux autres de façon à autoriser un débattement angulaire du premier composant mobile 3 de plus grande amplitude que celle qui est autorisée par les débattements des composants, et par les positions de butée qu’ils peuvent représenter les uns pour les autres. On peut ainsi réaliser toute amplitude, notamment supérieure à une révolution du premier composant 1. In a particular embodiment, the elastic return means 10 are distributed over several parallel layers, and the elements that compose them are arranged and joined to each other so as to allow an angular displacement of the first mobile component 3 of greater amplitude than that which is allowed by the movements of the components, and by the stop positions they can represent for each other. It is thus possible to realize any amplitude, in particular greater than a revolution of the first component 1.
[0065] Pour certaines applications particulières, le mécanisme oscillant 1 comporte des moyens d’arrêt ou au moins un cliquet, de façon à retenir en position écartée de sa position d’équilibre tout ou partie des éléments qui composent les moyens de rappel élastique 10, ou encore de façon à retenir en position écartée de sa position d’équilibre le premier composant mobile 3, ou encore de façon à retenir en position écartée de sa position d’équilibre le deuxième mobile 9. For some particular applications, the oscillating mechanism 1 comprises stop means or at least one pawl, so as to retain in position spaced from its equilibrium position all or part of the elements that make up the elastic return means 10 , or in such a way as to keep the first movable component 3 at a position away from its equilibrium position, or else to retain the second mobile 9 in its position away from its equilibrium position.
[0066] De façon préférée et permettant une réalisation industrielle très précise et en même temps économique, le mécanisme oscillant 1 est monobloc et réalisé dans un matériau micro-usinable, ou silicium, ou oxyde de silicium, ou quartz, ou un de leurs composés, ou un alliage issu de la technologie des MEMS, ou un alliage tel qu’obtenu par le procédé «LIGA», ou en une combinaison de ces matériaux. De préférence le matériau choisi est un matériau rigide de module d’Young supérieur à 80000 MPa, De tels matériaux micro-usinables se prêtent particulièrement bien à une réalisation par couches telle que présentée ci-dessus, avec au moins deux couches, par exemple deux ou trois couches sur lesquelles sont répartis et enchaînés les uns aux autres, les différents composants des moyens de rappel élastique 10. Preferably and allowing a very precise and economical industrial production, the oscillating mechanism 1 is monobloc and made of a micro-machinable material, or silicon, or silicon oxide, or quartz, or one of their compounds , or an alloy derived from MEMS technology, or an alloy as obtained by the "LIGA" process, or a combination of these materials. Preferably, the material chosen is a rigid Young modulus material greater than 80000 MPa. Such micro-machinable materials are particularly suitable for a layered embodiment as presented above, with at least two layers, for example two layers. or three layers on which are distributed and chained to each other, the various components of the elastic return means 10.
[0067] Dans une application particulière, tel que visible sur les fig. 1, 2 et 4, le premier composant 3 est une serge de balancier d’un oscillateur mécanique rotatif avec son centre élastique, d’un ensemble réglant de pièce d’horlogerie. Dans cette réalisation, avantageusement le deuxième composant 5 est un plateau du balancier, et comporte une cheville de plateau 22 agencée pour coopérer avec une ancre tel que visible sur la fig. 4. In a particular application, as visible in FIGS. 1, 2 and 4, the first component 3 is a balance rod of a rotary mechanical oscillator with its elastic center, a timepiece adjusting assembly. In this embodiment, advantageously the second component 5 is a balance plate, and comprises a plate pin 22 arranged to cooperate with an anchor as shown in FIG. 4.
[0068] Dans une autre application particulière, tel que visible sur la fig. 3, le premier composant 3 est une tige d’ancre 23 d’une ancre, ou d’une ancre suisse, ou d’une ancre à détente, à pivot élastique, de mécanisme d’échappement de pièce d’horlogerie. On remplace ainsi la tige d’ancre. In another particular application, as visible in FIG. 3, the first component 3 is an anchor rod 23 of an anchor, or a Swiss anchor, or an expansion anchor, with an elastic pivot, of a timepiece escapement mechanism. This replaces the anchor rod.
[0069] Dans une version combinée, particulièrement avantageuse, de ces deux applications particulières, et visible sur la fig. 4, le mécanisme oscillant 1 constitue un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d’une pièce d’horlogerie. Il comporte alors avantageusement un alésage pour le centrage d’une roue d’échappement agencée pour fournir l’énergie nécessaire à l’entretien de l’oscillation, ce qui permet, dans une réalisation en matériau micro-usinable préférée, de garantir une très grande précision de positionnement relatif des organes mobiles entre eux. In a combined version, particularly advantageous, of these two particular applications, and visible in FIG. 4, the oscillating mechanism 1 constitutes an escape-oscillator block arranged to regulate the running of a timepiece. It then advantageously comprises a bore for centering an escape wheel arranged to provide the energy necessary for the maintenance of the oscillation, which makes it possible, in a preferred embodiment of a micro-machining material, to guarantee a very high degree of efficiency. high relative positioning accuracy of the movable members between them.
[0070] Dans ce cas, avantageusement le mécanisme oscillant 1 est réalisé dans les deux parties d’un wafer «SOI», à savoir «device» pour l’ancre et son pivot élastique, et pour le oscillateur mécanique rotatif et son centre élastique, et «handle» pour l’ancrage de l’ancre et du oscillateur mécanique et pour le alésage de centrage d’une roue d’échappement. In this case, advantageously the oscillating mechanism 1 is made in the two parts of a "SOI" wafer, namely "device" for the anchor and its elastic pivot, and for the rotary mechanical oscillator and its elastic center. , and "handle" for anchoring the anchor and the mechanical oscillator and for the centering bore of an escape wheel.
[0071] Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un échappement de mécanisme de sonnerie pour pièce d’horlogerie. In another application, not shown in the figures, the oscillating mechanism 1 constitutes an escapement of a striking mechanism for a timepiece.
[0072] Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un mobile d’échappement situé entre un barillet et une ancre au niveau de l’interface entre un pignon et une roue d’échappement d’un mécanisme d’échappement pour pièce d’horlogerie. In another application, not shown in the figures, the oscillating mechanism 1 constitutes an escape wheel located between a cylinder and an anchor at the interface between a pinion and an escape wheel of a mechanism. exhaust for timepiece.
[0073] Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un embrayage de mécanisme de chronographe pour pièce d’horlogerie. In another application, not shown in the figures, the oscillating mechanism 1 constitutes a chronograph mechanism clutch for a timepiece.
[0074] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant 1. The invention also relates to a timepiece comprising such an oscillating mechanism 1.
[0075] On comprend que le champ d’application de l’invention est extrêmement large. It is understood that the scope of the invention is extremely wide.
[0076] L’invention permet de s’affranchir des difficultés de fabrication et de réglage, ou encore d’assemblage et de pitonnage, qui sont liées à certains composants comme les ressorts-spirals. Elle fournit une solution très compacte au problème de réalisation d’oscillateurs mécaniques de type masse-ressort. La réalisation d’un mécanisme de très faible épaisseur est possible grâce à l’invention, et autorise de nouvelles possibilités d’équipement de pièces d’horlogerie, notamment avec des complications toujours consommatrices de volume. La possibilité de s’affranchir des pivots représente un grand progrès technologique en horlogerie. The invention makes it possible to overcome the difficulties of manufacture and adjustment, or assembly and pitonnage, which are related to certain components such as spiral springs. It provides a very compact solution to the problem of producing mechanical oscillators mass-spring type. The realization of a mechanism of very small thickness is possible thanks to the invention, and allows new possibilities of equipment of timepieces, especially with complications always consuming volume. The possibility of getting rid of the pivots represents a great technological progress in watchmaking.
[0077] La précision de réalisation est très élevée grâce à l’emploi de matériaux micro-usinables, notamment de silicium ou d’oxyde de silicium, ou similaire. La maîtrise des masses, et surtout des inerties, est totale. Ceci signifie qu’une conséquence directe de la mise en œuvre de l’invention est une très grande simplification des réglages sur une pièce d’horlogerie, voire une suppression des réglages. The accuracy of realization is very high thanks to the use of micro-machinable materials, especially silicon or silicon oxide, or the like. The control of the masses, and especially the inertia, is total. This means that a direct consequence of the implementation of the invention is a very great simplification of settings on a timepiece, or even a deletion of settings.
[0078] Naturellement, cette technologie est directement utilisable dans le domaine des nano-technologies, pour la réalisation d’actionneurs rotatifs, oscillateurs, ou autres. Naturally, this technology is directly usable in the field of nano-technologies, for the realization of rotary actuators, oscillators, or others.
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