EP1366391A1 - Utilisation d'un revetement amagnetique pour recouvrir des pieces dans un mouvement d'horlogerie - Google Patents

Utilisation d'un revetement amagnetique pour recouvrir des pieces dans un mouvement d'horlogerie

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EP1366391A1
EP1366391A1 EP02709965A EP02709965A EP1366391A1 EP 1366391 A1 EP1366391 A1 EP 1366391A1 EP 02709965 A EP02709965 A EP 02709965A EP 02709965 A EP02709965 A EP 02709965A EP 1366391 A1 EP1366391 A1 EP 1366391A1
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magnetic
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microgenerator
generator
movement
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    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/008—Mounting, assembling of components

Definitions

  • the present invention relates to a movement for a timepiece comprising in particular a functional unit comprising magnetic masses, said functional unit being located within said movement and therefore at least partially surrounded by non-magnetic blank parts covered with a finishing coating. .
  • the subject of the present application relates to a timepiece of which said functional unit is a microgenerator.
  • non-magnetic or “non-magnetic” material is understood to mean a material which is not ferromagnetic, which is not or only very slightly paramagnetic, and which possibly will have a weak diamagnetism.
  • close to the microgenerator is meant the entire peripheral region of the microgenerator in which the magnetic flux of the magnetized masses has a significant value.
  • Patent CH 597636 describes a watch movement in which a spring drives, through a set of gears, on the one hand the needles and on the other hand a generator producing an alternating current.
  • the generator supplies power to an electronic circuit comprising in particular a stabilized quartz oscillator and making it possible to regulate the operation of the generator and therefore the operation of the hands.
  • Such a watch therefore combines the advantages of a mechanical watch with the precision of a quartz watch.
  • the Applicant has found the existence of sources of magnetic disturbances within the watch movement. Indeed, the interest of such a timepiece increases when its energy consumption decreases, that is to say when for example the efficiency of the generator increases.
  • the applicant has highlighted that not only ferromagnetic masses, such as rough parts or steel supplies, but also the presence of thin layers of ferromagnetic coating on non magnetic rough parts, located near the generator, exert a parasitic magnetic force on the latter thus reducing its efficiency.
  • the present invention therefore aims to improve the aforementioned timepiece by avoiding the drawbacks described above, in particular by means of a simple and inexpensive improvement during manufacture.
  • the invention relates to a timepiece of the type indicated above, characterized in that said finishing coating covering said blank parts located near said functional unit has essentially non-magnetic properties.
  • the various parts of the blank are covered with a non-magnetic alloy based on nickel ensuring effective protection against the risks of oxidation while guaranteeing a very correct aesthetic appearance. It should be noted that this type of alloy has excellent adhesion to the surface of the blank.
  • said first nickel-based layer is covered with a second metallic layer, in particular to modify the aesthetic appearance.
  • a gold-based alloy to give a golden color to the blank, which generally corresponds to a more luxurious level of finish of the timepiece.
  • the first nickel-based layer also provides a diffusion barrier function, preventing the gold from diffusing into the bulk of the blank.
  • FIG. 1 is a simplified top view of the partially mounted movement of a timepiece comprising a generator
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the movement along line II-II of Figure 1.
  • FIG. 1 represents a view of the generator 1 comprising a rotor 2 having two flanges 3, only one of which is shown, arranged on either side of three flat coils 4 forming the stator and offset substantially by 120 degrees one by relative to the other relative to the axis of the rotor 2, in the same plane orthogonal thereto.
  • a printed circuit 6 serves as a support in particular for the coils 4 and for an integrated circuit 7.
  • the integrated circuit 7, with low energy consumption, is supplied by the electric microgenerator 1 - consisting of the shaft assembly 8 of the rotor 2, flanges 3, magnets 5 and coils 4 - driven via a kinematic link 9 by a barrel device 10.
  • the passage of the magnets 5 near the coils 4 generates a substantially sinusoidal induced voltage across these coils 4.
  • On the cross section along the line ll-ll of Figure 1 shown in Figure 2 appear rough parts 11 and 12 of brass.
  • the shaft 8 of the rotor 2 is pivotally mounted in two stones 13, 14, one of which is driven into a gear train 11 and the other into the plate 12 of the movement. It is clear from this figure 2 that, due to their immediate proximity to the magnets 5, said blank parts 11, 12 are partially immersed in the magnetic field of these magnets.
  • the Applicant has shown during its research that the fact of using a conventional magnetic material for producing the finishing coating of the blank has a significant influence on the performance of the microgenerator. Surprisingly, the exclusive use of non-magnetic materials for the coating results in a significant reduction in magnetic disturbances, the magnetic coupling between the magnetized masses 5 and the coils 4 and therefore the efficiency of the microgenerator 1 thus being increased.
  • the timepiece movement according to the invention thus comprises at least parts of the blank 11, 12 made of brass or any other suitable material having non-magnetic properties.
  • the blank is covered with a metal coating for protection against oxidation.
  • this metallic coating is also made of a material having no magnetic properties, such as an amagnetic alloy of nickel with phosphorus or tin.
  • a non-magnetic alloy based on rhodium can be used to coat said parts 11, 12 of the blank.
  • a coating comprising at least two layers of different materials.
  • a first treatment in order to cover them with a protective undercoat, generally made in nickel.
  • a first layer of protection against oxidation is thus obtained which also fulfills a function of diffusion barrier, preventing gold from diffusing into the mass of the blank.
  • this fine sublayer here consists of a non-magnetic alloy preferably based on nickel, in accordance with the invention.

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Description

UTI LISATION D'UN REVETEMENT AMAGNETIQUE POUR RECOUVRIR DES PIECES DANS UN MOUVEMENT D'HORLOGERI E
La présente invention concerne un mouvement pour pièce d'horlogerie comportant notamment une unité fonctionnelle comprenant des masses aimantées, ladite unité fonctionnelle étant située au sein dudit mouvement et donc entourée au moins partiellement de parties d'ébauche non magnétiques recouvertes d'un revêtement de finition.
En particulier, l'objet de la présente demande concerne une pièce d'horlogerie dont ladite unité fonctionnelle est une microgénératrice.
Dans la suite de la présente demande, on entend par matériau "amagnétique" ou "non-magnétique" un matériau qui n'est pas ferromagnétique, qui n'est pas ou que très faiblement paramagnétique, et qui éventuellement présentera un diamagnétisme faible. De même, par "à proximité de la microgénératrice" on entend toute la région périphérique de la microgénératrice dans laquelle le flux magnétique des masses aimantées a une valeur significative.
Le principe de fonctionnement d'un tel mouvement d'horlogerie est décrit notamment dans les fascicules de brevet CH 597636 et EP 851322, dont l'enseignement est incorporé en référence dans la présente demande. Le brevet CH 597636, par exemple, décrit un mouvement de montre dans lequel un ressort entraîne, au travers d'un jeu d'engrenages, d'une part des aiguilles et d'autre part un générateur produisant un courant alternatif. Le générateur permet d'alimenter un circuit électronique comprenant notamment un oscillateur à quartz stabilisé et permettant de régler la marche du générateur et donc la marche des aiguilles. Une telle montre combine par conséquent les avantages d'une montre mécanique avec la précision d'une montre à quartz.
Cependant, en cherchant à développer un produit de ce type, la demanderesse a constaté l'existence de sources de perturbations magnétiques à l'intérieur du mouvement d'horlogerie. En effet, l'intérêt d'une telle pièce d'horlogerie augmente lorsque sa consommation d'énergie diminue, c'est-à-dire lorsque par exemple le rendement de la génératrice augmente. Partant de ce constat, la demanderesse a mis en évidence que non seulement des masses ferromagnétiques, telles des parties d'ébauche ou des fournitures en acier, mais également la présence de fines couches de revêtement ferromagnétique sur des parties d'ébauche non magnétiques, situées à proximité de la génératrice, exercent sur cette dernière une force magnétique parasite faisant ainsi diminuer son rendement. La présente invention a donc pour but d'améliorer la pièce d'horlogerie susmentionnée en évitant les inconvénients décrits ci-dessus, notamment grâce à un perfectionnement simple et peu coûteux à la fabrication.
A cet effet, l'invention concerne une pièce d'horlogerie du type indiqué ci- avant, caractérisée par le fait que ledit revêtement de finition recouvrant lesdites parties d'ébauche situées à proximité de ladite unité fonctionnelle présente des propriétés essentiellement non magnétiques.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les diverses parties de l'ébauche sont recouvertes d'un alliage amagnétique à base de nickel assurant une protection efficace contre les risques d'oxydation tout en garantissant une apparence esthétique très correcte. Il est à noter que ce type d'alliages présente une excellente adhérence sur la surface de l'ébauche.
Dans une autre variante de réalisation, ladite première couche à base de nickel est recouverte d'une seconde couche métallique, notamment pour modifier l'aspect esthétique. On peut, par exemple, utiliser un alliage à base d'or pour donner une coloration dorée à l'ébauche, ce qui correspond généralement à un niveau de finition de la pièce d'horlogerie plus luxueux. Dans ce cas, la première couche à base de nickel assure en outre une fonction de barrière de diffusion, empêchant l'or de diffuser dans la masse de l'ébauche. L'invention sera exposée plus en détail à l'aide de la description suivante d'un exemple d'exécution faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue de dessus simplifiée du mouvement partiellement monté d'une pièce d'horlogerie comportant une génératrice, et
- la figure 2 est une vue en coupe transversale du mouvement selon la ligne II- II de la figure 1.
La figure 1 représente une vue de la génératrice 1 comprenant un rotor 2 ayant deux flasques 3, dont un seul est représenté, agencés de part et d'autre de trois bobines plates 4 formant le stator et décalées sensiblement de 120 degrés l'une par rapport à l'autre relativement à l'axe du rotor 2, dans un même plan orthogonal à celui-ci.
Six aimants 5 sont fixés radialement et à intervalles réguliers sur chaque flasque 3, en vis-à-vis des bobines 4. La polarité de deux aimants 5 consécutifs est opposée. En outre, deux aimants 5 en regard l'un de l'autre se présentent mutuellement des polarités opposées. Un circuit imprimé 6 sert de support notamment pour les bobines 4 et pour un circuit intégré 7.
L'alimentation du circuit intégré 7, à faible consommation d'énergie, est assurée par la microgénératrice électrique 1 - constituée de l'ensemble arbre 8 du rotor 2, flasques 3, aimants 5 et bobines 4 - entraînée via une liaison cinématique 9 par un dispositif à barillet 10. Le passage des aimants 5 à proximité des bobines 4 génère une tension induite substantiellement sinusoïdale aux bornes de ces bobines 4. Sur la coupe transversale selon la ligne ll-ll de la figure 1 représentée en figure 2 apparaissent des parties d'ébauche 11 et 12 en laiton. En particulier, l'arbre 8 du rotor 2 est monté à pivot dans deux pierres 13, 14, dont l'une est chassée dans un pont de rouage 11 et l'autre dans la platine 12 du mouvement. Il apparaît clairement de cette figure 2 que, du fait de leur proximité immédiate avec les aimants 5, lesdites parties d'ébauche 11, 12 sont partiellement baignées dans le champ magnétique de ces aimants.
La demanderesse a mis en évidence au cours de ses recherches que le fait d'utiliser un matériau magnétique conventionnel pour la réalisation du revêtement de finition de l'ébauche a une influence significative sur le rendement de la microgénératrice. Etonnamment, l'utilisation exclusive de matériaux non magnétiques pour le revêtement opère une diminution sensible des perturbations magnétiques, le couplage magnétique entre les masses aimantées 5 et les bobines 4 et donc le rendement de la microgénératrice 1 se trouvant ainsi augmentés.
Le mouvement d'horlogerie selon l'invention comporte ainsi au moins des parties de l'ébauche 11, 12 réalisées en laiton ou en tout autre matériau approprié présentant des propriétés non magnétiques. En outre, conformément à l'invention, l'ébauche est recouverte d'un revêtement métallique de protection contre l'oxydation. Pour les raisons précitées, ce revêtement métallique est également réalisé en un matériau ne présentant pas de propriétés magnétiques, tel qu'un alliage amagnétique de nickel avec du phosphore ou de l'étain. Lorsque le mouvement est destiné à être monté dans une pièce d'horlogerie à forte valeur ajoutée, on peut utiliser un alliage amagnétique à base de rhodium pour effectuer le revêtement desdites parties 11 , 12 de l'ébauche.
Dans une variante de réalisation, il peut être souhaitable de réaliser un revêtement comportant au moins deux couches de matériaux différents. En effet, si on souhaite fabriquer un mouvement proposant une finition dorée de l'ébauche, il convient d'appliquer auxdites parties 11 , 12 d'ébauche un premier traitement afin de les recouvrir d'une sous-couche de protection, généralement réalisée en nickel. On obtient ainsi une première couche de protection contre l'oxydation qui remplit également une fonction de barrière de diffusion, empêchant l'or de diffuser dans la masse de l'ébauche. De manière surprenante, les recherches ont montré que même lorsque la couche apparente est en or ou en rhodium qui sont des matériaux non ferromagnétiques, la seule sous-couche à base de nickel magnétique diminue le rendement de la génératrice et donc la réserve de marche disponible pour la pièce d'horlogerie. C'est pourquoi cette fine sous-couche est constituée ici d'un alliage amagnétique préférentiellement à base de nickel, conformément à l'invention.
On peut notamment utiliser à cet effet un alliage à base de nickel et comprenant du phosphore, puisque pour certaines valeurs de sa composition l'alliage obtenu ne présente pas de propriétés magnétiques. On peut éventuellement recourir à l'utilisation d'autres métaux pour remplacer le nickel, tel que le palladium par exemple dont certains alliages présentent également des propriétés amagnétiques. La réalisation du revêtement de finition en tant que telle ne constituant pas le cœur de l'invention, elle ne sera pas développée plus en détail dans la présente demande. L'homme de l'art pourra notamment se référer au brevet US 6,099,624 divulguant des exemples d'alliages utilisés dans la fabrication de revêtements métalliques de protection, également utilisés à des fins esthétiques.
On peut imaginer de multiples applications, dans le domaine horloger, pour la sélection de matériaux non magnétiques pour recouvrir l'ébauche conformément à l'invention. En effet, on a décrit leur utilisation dans le cas d'une pièce d'horlogerie fonctionnant avec une microgénératrice, mais on peut également prévoir l'utilisation de tels matériaux dans tout autre type de pièce d'horlogerie présentant une sensibilité aux perturbations magnétiques. On peut en particulier mettre l'invention en œuvre dans une pièce d'horlogerie dont l'unité fonctionnelle est une boussole, ou dans tout autre type de pièce d'horlogerie mettant en œuvre des moyens interagissant avec un champ magnétique externe, notamment en vue de sa détection .

Claims

REVEND ICATIONS
1. Mouvement pour pièce d'horlogerie comportant notamment une microgénératrice (1 ) comprenant des masses aimantées (5), ladite microgénératrice (1) étant entourée au moins partiellement de parties d'ébauche (11 , 12) non magnétiques recouvertes d'un revêtement de finition caractérisé en ce que le revêtement de finition recouvrant lesdites parties d'ébauche (11 , 12) situées à proximité de ladite microgénératrice (1 ) présente des propriétés essentiellement non magnétiques.
2. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit revêtement comporte au moins deux couches métalliques dont au moins celle qui se trouve directement au contact desdites parties d'ébauche (11 , 12) contient du nickel en tant que constituant d'un alliage amagnétique.
3. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite microgénératrice (1) comporte un rotor (2) comprenant deux flasques (3) ayant chacun sensiblement la forme d'un disque et portant chacun, sur sa face en regard de l'autre flasque, un nombre pair de masses aimantées (5), ladite microgénératrice comportant en outre un module électronique (6) comportant au moins une bobine statorique (4) partiellement insérée entre les deux flasques (3) et en ce que ladite microgénératrice est au moins partiellement située dans un volume délimité par les projections orthogonales desdites parties d'ébauche (11 , 12) amagnétiques.
4. Mouvement pour pièce d'horlogerie comportant notamment une unité fonctionnelle (1 ) comprenant des masses aimantées (5), et permettant de détecter la présence d'un champ magnétique externe, ladite unité fonctionnelle (1 ) étant entourée au moins partiellement de parties d'ébauche (11 , 12) non magnétiques recouvertes d'un revêtement de finition caractérisé en ce que le revêtement de finition recouvrant lesdites parties d'ébauche (11 , 12) situées à proximité de ladite unité fonctionnelle (1 ) présente des propriétés essentiellement non magnétiques.
5. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité fonctionnelle assure la fonction d'une boussole.
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