CH706087B1 - Spiral plat pour organe régulateur d'un mouvement d'horlogerie. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un spiral plat apte à être intégré dans un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie, le spiral (1) comportant une série de spires formées par une lame enroulée et reparties sur une partie terminale intérieure (1.1), une partie intermédiaire (1.2), et une partie terminale extérieure (1.3), le spiral (1) comportant sur sa partie terminale extérieure (1.3) une succession de zones rigidifiées (1.3.1) et de zones flexibles (1.3.2) comportant au moins deux zones rigidifiées (1.3.1) séparées par une zone flexible (1.3.2) sur la spire extérieure. La présente invention concerne également un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie et une pièce d’horlogerie comportant un tel spiral.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un spiral plat apte à être intégré dans un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie, le spiral comportant une série de spires formées par une lame enroulée et reparties sur une partie terminale intérieure, une partie intermédiaire, et une partie terminale extérieure, ainsi qu’un organe régulateur et une pièce d’horlogerie correspondants.

[0002] Dans l’horlogerie, les conditions que doit remplir un spiral adapté de façon optimale pour garantir l’isochronisme d’un organe régulateur de type balancier-spiral d’un mouvement mécanique sont connus depuis longtemps. Ces principes, établis, au début, par les horlogers de manière empirique, ont trouvé un fondement mathématique avec le travail d’Edouard Phillips vers le milieu du XIX siècle. Selon ces principes, le centre de gravité du spiral au repos doit être concentrique au centre de rotation de l’ensemble balancier-spiral, c’est-à-dire à l’axe du balancier, le centre de gravité du spiral en mouvement doit rester confondu avec l’axe de balancier, c’est-à-dire lors de l’expansion et la contraction du spiral pendant l’oscillation de l’ensemble balancier-spiral, et le spiral ne doit exercer aucune pression sur les pivots de l’axe de balancier.

[0003] Afin de remplir ces conditions de façon optimale, les horlogers ont imaginé de nombreuses formes géométriques pour le spiral. En outre, pour pallier au mieux au développement non-concentrique du spiral lors de l’oscillation de l’ensemble balancier-spiral, ils ont proposé le spiral Breguet, constitué d’un spiral plat en forme d’une spirale d’Archimède, équipé d’une ou deux courbes terminales, formées dans un plan parallèle au spiral plat.

[0004] De même, des matériaux les plus divers ont été utilisés pour fabriquer le spiral, tel que l’acier trempé ayant d’excellentes qualités élastiques, mais étant magnétique et oxydable, des alliages ferro- ou paramagnétiques ayant une limite flexible plus basse, mais des qualités thermiques auto-compensatrices, ainsi que des matériaux cristallins comme du silicium étant amagnétique et quasiment insensible aux fluctuations de la température, mais d’une nature fragile.

[0005] Le passé plus récent a vu de nombreux essais réunir les avantages, d’une part, de la forme géométrique du spiral Breguet en termes du développement concentrique du spiral lors de l’oscillation de l’ensemble balancier-spiral, et, d’autre part, des matériaux cristallins en termes de leur qualités thermiques et de leur propriété amagnétique. Cela reste pourtant difficile du fait qu’il n’est pas encore possible de fabriquer d’une manière convenable une liaison courbée entre le spiral plat et la partie terminale du spiral Breguet située dans un plan parallèle, étant donné la nature fragile de ces matériaux.

[0006] De ce fait, les développements récents de spiraux en matériaux cristallins ont le plus souvent visé des spiraux plats formés dans un plan unique, mais pourvus de caractéristiques destinées à produire un effet technique similaire aux courbes terminales d’un spiral Breguet. Un spiral de ce genre est par exemple proposé dans le document EP 1 473 604. Cette divulgation se base sur la proposition de MM. Emile et Gaston Michel de former une partie de la lame du spiral en cornière en rigidifiant une portion de spire. Notamment, la proposition initiale, mais abandonnée de MM. Emile et Gaston Michel, de former une cornière sur la spire extérieure du spiral est recyclé dans ce document en prévoyant un écart suffisamment grand entre la partie terminale de la spire extérieure et l’avant-dernière spire, ceci afin d’éviter tout contact entre ces spires lors du mouvement du balancier-spiral, ce qui avait apparemment conduit les premiers à abandonner leur proposition. Cette solution nécessite pourtant de modifier la forme de la spirale d’Archimède sur la partie extérieure du spiral et augmente ainsi l’encombrement nécessaire pour le spiral. Un autre exemple d’un spiral de ce genre est divulgué dans le document EP 2 299 336. Ses auteurs proposent d’obtenir l’effet d’un spiral Breguet en rigidifiant les extrémités internes et externes du spiral, ceci notamment en augmentant l’épaisseur de la lame des spires correspondantes. Afin d’éviter que les spires des extrémités internes et, en particulier externes, d’une plus grande épaisseur touchent les spires voisines lors de l’oscillation du balancier-spiral, il est nécessaire d’augmenter localement le pas entre certaines spires, c’est-à-dire de prévoir un maximum local du pas entre les spires à ces endroits. La conception et la fabrication de ce type de spiral se trouvent donc compliquées, l’épaisseur de la lame et le pas entre les spires ayant des distributions non-uniformes et complexes sur plusieurs parties du spiral. Ce document cite par ailleurs de nombreux autres documents proposant d’autres solutions en ce sens et, de manière générale, passe en revue les solutions de l’art antérieur connu pour arriver à la même conclusion que les auteurs de la présente invention qu’il existe actuellement toujours le besoin de disposer d’un spiral en matériau cristallin réalisé en un plan unique, mais disposant d’un comportement comparable à celui d’un spiral Breguet.

[0007] Le but de la présente invention est donc de proposer une solution alternative au problème formulé ci-dessus, notamment de permettre la réalisation d’un spiral en matériau cristallin réalisé en un plan unique et ayant un effet technique similaire à un spiral Breguet, ceci tout en gardant autant que possible la forme géométrique d’une spirale d’Archimède, de façon à ce que l’isochronisme de l’organe régulateur correspondant puisse être amélioré. De plus, un autre objectif de la présente invention consiste à standardiser le dimensionnement d’un spiral plat en fonction de l’encombrement disponible, c’est-à-dire de l’enveloppe du spiral, ainsi que du couple et de la fréquence voulus du spiral. Ce dimensionnement devrait, d’une part, maximiser l’amplitude du balancier avant que les spires du spiral se touchent, et, d’autre part, diminuer le déplacement du centre de gravité du spiral au moins du même ordre qu’un spiral Breguet, ceci en gardant une contrainte maximale inférieure à la limite élastique du spiral.

[0008] A cet effet, la présente invention propose un spiral qui se distingue par les caractéristiques énoncées à la revendication 1, ainsi qu’un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie respectivement une pièce d’horlogerie correspondants comportant un tel spiral. En particulier, un spiral selon la présente invention comporte sur sa partie terminale extérieure une succession de zones rigidifiées et de zones flexibles comportant au moins deux zones rigidifiées séparées par une zone flexible sur la spire extérieure.

[0009] De préférence, la succession de zones rigidifiées et de zones flexibles sur la partie terminale extérieure du spiral est réalisée par une variation de l’épaisseur de la lame du spiral le long de la ou des spires de la partie terminale extérieure, cette variation ayant de façon avantageuse une distribution sinusoïdale. La dimension de ces zones, rigides et flexibles, est optimisée selon les caractéristiques techniques souhaitées.

[0010] Dans une forme d’exécution préférée du spiral selon la présente invention, la partie terminale extérieure comprend quatre zones rigidifiées occupant chacune un secteur angulaire sensiblement égale à 90°, séparées de quatre zones flexibles situées à une distance angulaire sensiblement égale à 90°.

[0011] Par ces mesures, du fait que le spiral a dans son ensemble la forme d’une spirale d’Archimède et que la partie terminale extérieure remplit le rôle des courbes terminales d’un spiral Breguet, on obtient un spiral plat qui peut être réalisé en un plan unique, avec un encombrement bien défini, et ayant un déplacement réduit de son centre de gravité pendant l’oscillation du balancier-spiral correspondant, ce qui conduit à un isochronisme amélioré de l’organe régulateur comportant un tel spiral.

[0012] Dans des variantes, les zones rigidifiées et les zones flexibles peuvent s’étendre sur des secteurs angulaires plus ou moins grands et l’épaisseur de ces zones peut être modifiées en conséquence pour obtenir un résultat équivalent. De même, le nombre de zones rigidifiées et de zones flexibles peut varier, ainsi que la longueur de la partie terminale extérieure et/ou intérieure. Ainsi, le spiral peut être agencé de façon à être idéalement adapté en fonction de la dimension, du couple, de la fréquence, et de la limite élastique du spiral à réaliser.

[0013] D’autres caractéristiques, ainsi que les avantages correspondants, ressortiront des revendications dépendantes, ainsi que de la description exposant ci-après l’invention plus en détail.

[0014] Les figures annexées représentent schématiquement et à titre d’exemple deux formes d’exécution de l’invention, en particulier la forme de la courbe terminale externe du spiral.

[0015] La fig. 1a montre une vue en plan d’une spirale d’Archimède; la fig. 1b est une vue en plan schématique d’un spiral typique de l’art antérieur ayant la forme d’une spirale d’Archimède selon la fig. 1a .

[0016] La fig. 2a est une vue en plan schématique d’une première forme d’exécution d’un spiral plat selon la présente invention, dans sa position de repos; la fig. 2b est une vue en plan agrandie de la partie terminale extérieure de ce spiral; la fig. 2c montre un agrandissement de la succession de zones rigidifiées et de zones flexibles sur cette partie terminale extérieure.

[0017] La fig. 3a montre la variation du pas P des spires du spiral selon la première forme d’exécution illustrée à la fig. 2a en fonction du nombre de tours N du spiral; la fig. 3b montre la variation de l’épaisseur e de la lame des spires du spiral selon la première forme d’exécution illustrée à la fig. 2a en fonction du nombre de tours N du spiral; la fig. 3c montre plus en détail la variation de l’épaisseur e de la lame des spires le long de la dernière spire de la partie terminale extérieure dudit spiral.

[0018] La fig. 4a est une vue en plan agrandie de la partie terminale extérieure d’une deuxième forme d’exécution d’un spiral plat selon la présente invention, dans sa position de repos; la fig. 4b montre un agrandissement de la succession de zones rigidifiées et de zones flexibles sur cette partie terminale extérieure; la fig. 4c montre la variation du pas P des spires du spiral selon la deuxième forme d’exécution illustrée par la fig. 4a en fonction du nombre de tours N du spiral; la fig. 4d montre la variation de l’épaisseur e de la lame des spires le long de la dernière spire de la partie terminale extérieure dudit spiral; la fig. 4e montre une comparaison en termes du déplacement du centre de gravité entre un spiral optimisé selon la première forme d’exécution de la présente invention et, d’une part, un spiral Breguet conventionnel dont la courbe terminale se situe dans un plan parallèle ainsi que, d’autre part, un spiral plat conventionnel.

[0019] L’invention sera maintenant décrite en détail en référence aux dessins annexés illustrant à titre d’exemple deux formes d’exécution de l’invention.

[0020] Un spiral selon la présente invention est destiné à être intégré dans un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie mécanique, ce dernier pouvant équiper toute sorte de pièce d’horlogerie, notamment une montre bracelet mécanique.

[0021] En général, un spiral tel que mentionné dans l’introduction est un spiral plat et comporte une série de spires formées par une lame enroulée. Il peut être décrit comme ayant trois parties, à savoir une courbe terminale interne, une partie intermédiaire ayant conventionnellement la forme d’une spirale d’Archimède, et une courbe terminale externe.

[0022] La partie intermédiaire d’un tel spiral a la forme d’une spirale d’Archimède tel qu’illustré schématiquement à la fig. 1a . Cette spirale est définie par l’équation polaire r = ρ/2π * θ et par le nombre de spires n = (r2–r1) / ρ, r étant le rayon du vecteur correspondant à l’angle θ, ρ étant le pas ou l’écartement des spires, r1étant le rayon de la spire attachée à la virole, et r2étant le rayon de la dernière spire avant la courbe terminale extérieure. Les rayons r1et r2sont indiqués schématiquement à la fig. 1b qui montre un plan schématique d’un spiral typique de l’art antérieur possédant la forme d’une spirale d’Archimède selon la fig. 1a .

[0023] Tel qu’illustré également à la fig. 1b , 1a courbe terminale interne d’un spiral conventionnel de ce type est formée par la spire intérieure qui est attachée à la virole 2. D’une manière, la courbe terminale interne remplace les quelques premières spires intérieures d’une spirale d’Archimède, coupées depuis l’origine, pour faire place à la virole. La courbe terminale interne devrait avoir le même comportement que les spires enlevées, par exemple en termes de son centre de gravité, et son rayon r1peut être déterminé à partir de l’équation polaire de la spirale d’Archimède.

[0024] La courbe terminale externe d’un tel spiral est la spire qui est attachée au piton 3. Cette courbe terminale externe est censée ramener le centre de gravité du spiral sur l’axe du balancier ainsi que favoriser, en outre, un développement concentrique du centre de gravité lors du mouvement du spiral, de façon à garantir un isochronisme optimal de l’organe réglant correspondant selon les principes énoncés par Edouard Phillips et mentionnés dans l’introduction.

[0025] Afin d’atteindre les objectifs de la présente invention tels qu’énoncés dans l’introduction, une optimisation de la forme géométrique d’un spiral plat de ce genre, tout en maintenant sa forme géométrique d’une spirale d’Archimède, a été réalisé. Lors de la modélisation d’un tel nouveau spiral, le pas ρ et l’épaisseur e de spire ont été considérés comme non-constants, tandis que les rayons r1et r2ont été définis comme des paramètres fixes. La valeur de ces deux paramètres est donnée par la dimension de la virole et l’encombrement maximal à disposition pour le spiral. Une des autres contraintes lors de l’optimisation de la forme géométrique de ce spiral a été la contrainte maximale de rupture imposée sur les différentes parties du spiral qui doit évidemment rester inférieure à la limite élastique du spiral et pour laquelle un facteur de sécurité de 1,5 au minimum a été utilisé. Par ailleurs, si la forme géométrique optimale d’un spiral plat selon la présente invention vise en particulier les caractéristiques de sa partie terminale extérieure, tel que cela deviendra plus clair par la suite de la description, cette optimisation est le résultat de la combinaison des paramètres géométriques concernant la partie terminale intérieure, la partie intermédiaire en forme d’une spirale d’Archimède, et la partie terminale extérieure pendant la modélisation de la forme géométrique.

[0026] La forme géométrique d’un spiral plat selon une première forme d’exécution de la présente invention, résultant de la modélisation susmentionnée, est illustrée à la fig. 2a par une vue en plan schématique dans la position de repos du spiral plat. Ce spiral 1 comporte, de façon similaire aux spiraux conventionnels mentionnés ci-dessus, une série de spires formées par une lame enroulée et pouvant être considérées réparties sur une partie terminale intérieure 1.1, une partie intermédiaire 1.2, et une partie terminale extérieure 1.3. Cependant, la partie terminale intérieure 1.1 de ce spiral peut s’étendre sur une longueur correspondant à une longueur comprise entre une et quatre spires, et la partie terminale extérieure 1.3 peut s’étendre sur une longueur correspondant à une longueur comprise entre une et deux spires. De préférence, la partie terminale extérieure 1.3 est néanmoins réalisée que sur la dernière spire extérieure.

[0027] En effet, tel que cela ressort plus particulièrement de la fig. 2b montrant une vue en plan agrandie de la partie terminale extérieure 1.3 du spiral 1 selon la fig. 2a , ce dernier comporte sur sa partie terminale extérieure 1.3 une succession de zones rigidifiées 1.3.1 et de zones flexibles 1.3.2. Cette succession comporte au moins deux zones rigidifiées 1.3.1 séparées par une zone flexible 1.3.2 sur la spire extérieure. La succession de zones rigidifiées 1.3.1 et de zones flexibles 1.3.2 sur la partie terminale extérieure 1.3 du spiral 1 peut être réalisée par exemple par une variation de la section de la lame du spiral ou d’autres moyens équivalents. De préférence, elle est réalisée par une variation de l’épaisseur de la lame du spiral le long de la ou des spires de la partie terminale extérieure 1.3.

[0028] La fig. 2c montre un agrandissement de la succession de zones rigidifiées et de zones flexibles sur la partie terminale extérieure 1.3 du spiral illustré aux figures 2a et 2b, où l’épaisseur e de la lame des spires respectivement de la spire de la partie terminale extérieure 1.3 varie le long de sa longueur selon une fonction sensiblement sinusoïdale, illustrée de façon schématique et à titre d’exemple à la fig. 3c . Tel que cela ressortira par la suite, la distribution de l’épaisseur e ne suit pas obligatoirement une fonction sinusoïdale. Cette fonction sinusoïdale peut par ailleurs être modulée, de manière à ce que dans l’exemple illustré schématiquement aux figures 2a à 2c, l’épaisseur maximale emaxdes zones rigidifiées 1.3.1 de la partie terminale extérieure 1.3 est plus grande à l’intérieur de la partie terminale extérieure 1.3 et diminue vers l’extérieur (emax1> emax2> emax3> emax4), de préférence linéairement ou selon une fonction exponentielle. De même, l’épaisseur minimale emindes zones flexibles 1.3.2 de la partie terminale extérieure 1.3 est plus élevée à l’intérieur de la partie terminale extérieure 1.3 et diminue vers l’extérieur (emin1> emin2> emin3> emin4), de préférence également linéairement ou selon une fonction exponentielle. Les zones rigidifiées 1.3.1 et les zones flexibles 1.3.2 sont donc dans cette forme d’exécution préférée plus épaisses au début de la partie terminale extérieure, vu depuis l’intérieur vers l’extérieur, et deviennent plus minces vers l’extérieur du spiral 1, ceci de manière à obtenir l’effet technique souhaité que cette partie terminale extérieure 1.3, réalisée dans le même plan que le reste du spiral plat 1, produise un effet similaire à un spiral Breguet, c’est-à-dire de limiter au mieux le déplacement du centre de gravité du spiral lors de son expansion et de sa contraction. En effet, afin d’expliquer sur le plan phénoménologique l’effet de ces mesures, les zones rigidifiées 1.3.1 de la partie terminale extérieure 1.3 permettent à cette dernière d’avoir une inertie plus importante par rapport aux spires de la partie intermédiaire 1.2 afin de garantir de façon optimale le déplacement concentrique lors de l’expansion et de la contraction du spiral 1, tandis que les zones flexibles 1.3.2 permettent un mouvement relatif entre les zones rigidifiées 1.3.1 afin d’éviter tout contact avec la dernière spire avant la partie terminale extérieure 1.3 lors des grandes amplitudes d’oscillation d’un balancier-spiral correspondant.

[0029] Afin de renforcer cet effet, l’agencement des zones rigidifiées 1.3.1 et des zones flexibles 1.3.2 de la partie terminale extérieure 1.3 peut être adapté, par exemple en fonction de la dimension du spiral 1 voire de son couple ou de la fréquence d’oscillation lors de son opération. En général, il est préférable que chaque zone rigidifiée 1.3.1 de la partie terminale extérieure 1.3 s’étend sur un secteur angulaire α identique choisi dans une plage angulaire comprise entre 20° et 120°, de préférence entre 30° et 90°, donc que la répartition des zones rigidifiées respectivement des zones flexibles est uniforme. Dans la forme d’exécution du spiral illustré aux figures 2a à 2c , la partie terminale extérieure 1.3 comprend quatre zones rigidifiées 1.3.1 occupant chacune un secteur angulaire α sensiblement égale à 90°, séparées de quatre zones flexibles 1.3.2 situées à une distance angulaire γ sensiblement égale à 90°. Par ailleurs, l’épaisseur minimale eminde chaque zone flexible 1.3.2 est choisie de manière à ne pas favoriser la concentration de contrainte en dessous de la limite élastique de la lame du spiral; pour cela, un facteur de sécurité d’au moins 1.5 a été appliqué lors de la modélisation sur la valeur de la contrainte maximale exercée sur les zones flexibles 1.3.2. En ce qui concerne le choix de l’épaisseur maximale emaxd’une zone rigidifiée 1.3.1, elle peut de manière avantageuse être choisie dans une plage allant de deux à quatre fois la valeur de l’épaisseur minimale eminde la zone flexible 1.3.2 correspondante. De plus, il est possible de déterminer par des simulations numériques l’influence de ces paramètres géométriques sur la précision du spiral afin d’anticiper les effets d’éventuelles sources d’erreurs telles que les défauts de fabrication, les contraintes dues à l’assemblage des spires avec le piton et la virole.

[0030] Tel que brièvement mentionné ci-dessus, l’optimisation de la forme géométrique du spiral, notamment de sa partie terminale extérieure 1.3 tel que décrit ci-dessus, résulte d’une modélisation globale des paramètres du spiral, donc concernant la partie terminale intérieure 1.1, la partie intermédiaire 1.2 en forme d’une spirale d’Archimède, et la partie terminale extérieure 1.3. Pour cette raison, l’agencement des zones rigidifiées 1.3.1 et des zones flexibles 1.3.2 et donc en outre la distribution de l’épaisseur de la lame de la partie terminale extérieure 1.3 fait partie intégrale d’une distribution de l’épaisseur e de la lame enroulée du spiral 1 le long de sa longueur totale telle qu’illustrée à titre d’exemple à la fig. 3b . Il ressort de cette figure, montrant un diagramme de l’épaisseur e de la lame du spiral en fonction du nombre de tours N du spiral, qu’au moins une partie des spires de la partie terminale intérieure 1.1 peut être agencée de façon à avoir une épaisseur de lame supérieure à l’épaisseur des spires de la partie intermédiaire 1.2. Il ressort également de ce diagramme ainsi que de la fig. 2a que la partie terminale intérieure 1.1 d’un spiral selon la présente invention peut s’étendre sur plus que la spire intérieure, notamment sur une longueur correspondant à une longueur comprise entre une et quatre spires. Dans le cas illustré aux figures 2a et 3b , la partie terminale intérieure 1.1 s’étend sur les quatre spires intérieures et ce sont notamment les deuxièmes et troisièmes spires, compté depuis l’intérieur du spiral 1, qui ont une épaisseur sensiblement plus importante de la lame comparées aux spires de la partie intermédiaire 1.2, ceci dans le même but que mentionné ci-dessus de conférer au spiral plat 1 un développement concentrique de son centre de gravité lors de son mouvement, c’est-à-dire lors de l’oscillation du balancier-spiral correspondant.

[0031] Par ailleurs, dans le même esprit d’une modélisation globale des paramètres du spiral 1, il est possible de choisir d’augmenter le pas P des spires de la partie intermédiaire 1.2 à partir des spires de la partie terminale intérieure 1.1 vers les spires de la partie terminale extérieure 1.3 selon une fonction linéaire, tel que cela ressort des figures 2a et 3a , cette dernière montrant un diagramme du pas P des spires du spiral 1 selon la première forme d’exécution illustrée à la fig. 2a en fonction du nombre de tours N du spiral. Alternativement, il est possible de maintenir constant le pas P des spires de la partie intermédiaire 1.2.

[0032] Dans une deuxième forme d’exécution d’un spiral plat selon la présente invention illustrée aux figures 4a à 4e et montrant une paramétrisation alternative de la partie terminale externe d’un tel spiral 1, la partie terminale extérieure 1.3 comprend douze zones rigidifiées 1.3.1 occupant chacune un secteur angulaire α sensiblement égale à 30°, séparées de douze zones flexibles 1.3.2 occupant chacune un secteur angulaire β sensiblement égale à 3° et situées à une distance angulaire γ sensiblement égale à 30°. La partie terminale extérieure 1.3 de cette forme d’exécution d’un spiral plat 1 s’étend, de préférence, également sur une spire. La fig. 4b montre un agrandissement de la succession de zones rigidifiées 1.3.1 et de zones flexibles 1.3.2 sur la partie terminale extérieure 1.3 de ce spiral 1 et la fig. 4c illustre la variation du pas P des spires du spiral selon la deuxième forme d’exécution en fonction du nombre de tours N du spiral qui augmente dans l’exemple illustré linéairement, de façon similaire à la première forme d’exécution. Tel qu’il ressort notamment de la fig. 4d , l’épaisseur e de la lame de la spire respectivement des spires de la partie terminale extérieure 1.3 suit le long de sa longueur une fonction sensiblement constante, avec une diminution locale de l’épaisseur e aux zones flexibles.

[0033] Le résultat en termes d’isochronisme d’un organe régulateur de type balancier-spiral équipé d’un spiral plat 1 selon la présente invention peut être jugé à l’aide de la fig. 4e qui montre une comparaison en termes du déplacement du centre de gravité dans le plan x–y parallèle au spiral 1 lors de son expansion et sa contraction pendant le mouvement du système balancier-spiral. Il est clairement visible sur cette figure que le déplacement du centre de gravité d’un spiral plat optimisé selon la première forme d’exécution de la présente invention, représenté par une ligne continue, est comparable au déplacement d’un spiral Breguet conventionnel dont la courbe terminale se situe dans un plan parallèle, représenté par une ligne discontinue en tirets, tandis que le déplacement du centre de gravité d’un spiral plat conventionnel, représenté par une ligne discontinue points-tirets, est beaucoup plus important.

[0034] Le spiral plat 1 selon la présente invention est avantageusement réalisé en un matériau cristallin, de préférence en silicium, ce matériau étant amagnétique et quasiment insensible aux fluctuations de la température. Sa réalisation en un autre matériau, tel qu’un métal ou un alliage, n’est pourtant pas exclue. Les procédés de fabrication d’un spiral selon la présente invention ne forment pas l’objet de la présente, car étant connus à l’homme du métier. Pour cette raison, il suffira à cet endroit de nommer, à titre d’exemple et sans aller dans les détails, les techniques de masquage avec attaque chimique, d’électrodéposition, de traitement par laser ou autre après la fabrication de pièces brutes, ou d’autres techniques similaires qui pourraient convenir pour fabriquer un spiral plat selon la présente invention.

[0035] Finalement, il reste à noter qu’un spiral plat selon la présente invention permet de réaliser une solution alternative pour un spiral plat permettant de réduire au mieux le développement non-concentrique du spiral lors de l’oscillation de l’ensemble balancier-spiral et ainsi d’améliorer l’isochronisme de l’organe régulateur d’une pièce d’horlogerie, ceci en gardant la forme géométrique d’une spirale d’Archimède pour le spiral. De plus, en utilisant l’instruction technique de cette invention, l’homme du métier peut standardiser autant que possible le dimensionnement d’un tel spiral plat en fonction de l’encombrement disponible ainsi que d’autres paramètres tels que le couple et la fréquence voulus du spiral, afin de maximiser l’amplitude du balancier avant que les spires du spiral se touchent et de diminuer le déplacement du centre de gravité du spiral au moins du même ordre qu’un spiral Breguet.

Claims (13)

1. Spiral plat apte à être intégré dans un organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie, le spiral (1) comportant une série de spires formées par une lame enroulée et reparties sur une partie terminale intérieure (1.1), une partie intermédiaire (1.2), et une partie terminale extérieure (1.3), caractérisé par le fait que le spiral (1) comporte sur sa partie terminale extérieure (1.3) une succession de zones rigidifiées (1.3.1) et de zones flexibles (1.3.2) comportant au moins deux zones rigidifiées (1.3.1) séparées par une zone flexible (1.3.2) sur la spire extérieure.

2. Spiral selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la succession de zones rigidifiées (1.3.1) et de zones flexibles (1.3.2) sur la partie terminale extérieure (1.3) du spiral (1) est réalisée par une variation de l’épaisseur de la lame du spiral le long de la ou des spires de la partie terminale extérieure (1.3).

3. Spiral selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l’épaisseur de la lame des spires de la partie terminale extérieure (1.3) varie le long de la longueur de la partie terminale extérieure (1.3) selon une fonction sinusoïdale.

4. Spiral selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l’épaisseur maximale (emax) des zones rigidifiées (1.3.1) et/ou l’épaisseur minimale (emin) des zones flexibles (1.3.2) de la partie terminale extérieure (1.3) est plus grande à l’intérieur de la partie terminale extérieure (1.3) et diminue vers l’extérieur, de préférence linéairement ou selon une fonction exponentielle.

5. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone rigidifiée (1.3.1) de la partie terminale extérieure (1.3) s’étend sur un secteur angulaire (α) identique choisi dans une plage angulaire comprise entre 20° et 120°, de préférence entre 30° et 90°.

6. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie terminale extérieure (1.3) comprend quatre zones rigidifiées (1.3.1) occupant chacune un secteur angulaire (α) égale à 90°, séparées de quatre zones flexibles (1.3.2).

7. Spiral selon l’une des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie terminale extérieure (1.3) comprend douze zones rigidifiées (1.3.1) occupant chacune un secteur angulaire (α) égale à 30°, séparées de douze zones flexibles (1.3.2) occupant chacune un secteur angulaire (β) égale à 3°.

8. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie terminale extérieure (1.3) s’étend sur une longueur correspondant à une longueur comprise entre une et deux spires, de préférence sur une spire.

9. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le pas des spires de la partie intermédiaire (1.2) soit augmenté à partir des spires de la partie terminale intérieure (1.1) vers les spires de la partie terminale extérieure (1.3) selon une fonction linéaire soit resté constant.

10. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l’épaisseur d’au moins une partie des spires de la partie terminale intérieure (1.1), cette dernière s’étendant sur une longueur correspondant à une longueur comprise entre une et quatre spires, est supérieure à l’épaisseur des spires de la partie intermédiaire (1.2).

11. Spiral selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le spiral (1) est réalisé en un matériau cristallin, de préférence en silicium.

12. Organe régulateur d’un mouvement d’horlogerie, caractérisé par le fait qu’il comprend un balancier et spiral plat (1) selon l’une des revendications précédentes.

13. Pièce d’horlogerie, caractérisé par le fait qu’elle comprend un spiral plat (1) selon l’une des revendications précédentes 1 à 11 ou un organe régulateur selon la revendication précédente.