EP2322996B1 - Résonateur balancier - spiral pour une pièce d'horlogerie - Google Patents

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EP2322996B1 EP10187974.0A EP10187974A EP2322996B1 EP 2322996 B1 EP2322996 B1 EP 2322996B1 EP 10187974 A EP10187974 A EP 10187974A EP 2322996 B1 EP2322996 B1 EP 2322996B1
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Daniel Mallet
Frédéric Vaucher
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Nivarox SA
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066—Manufacture of the spiral spring
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • G04B17/34—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring onto the balance
    • G04B17/345—Details of the spiral roll

Definitions

  • the invention relates to a spiral based on silicon comprising a spiral spring formed in a form with a ferrule, characterized in that the shell of the spiral comprises an outgrowth based on silicon coming form forming an arranged pin to cooperate with an exhaust system.
  • the spiral spring assembly 12 - pin 16 that is to say the spiral 15, is formed based on silicon and, more precisely, based on monocrystalline silicon.
  • a substrate of the SOI type abbreviation well known from the English terms "Silicon On Insulator”
  • the spiral 15, that is to say the spiral spring 12 and the shell 14 is etched in the upper layer also called “device”.
  • the pin 16 of the spiral 15 is etched in the lower layer also called “handle”.
  • the spring-spiral assembly 12 - pin 16 would then, in a third time, only to be released from the substrate. It is understood that mass production becomes possible by etching several spirals 15 on the same SOI substrate.

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention se rapporte à un résonateur balancier - spiral pour une pièce d'horlogerie et, plus précisément, un tel résonateur comportant moins de pièces.
    • Arrière plan de l'invention
  • Un résonateur balancier-spiral comporte généralement une configuration telle que décrite à la figure 2. Ainsi, le résonateur 1 comporte un balancier 3 chassé sur un axe 7 afin qu'il soit monté à rotation entre un pont et la platine d'un mouvement horloger. Comme visible à la figure 2, le balancier 3 afin de transmettre sa fréquence d'oscillations au système d'échappement comporte une cheville 6 ajustée dans un évidement dudit balancier. De l'autre côté de la portée 8 de l'axe 7, est ajusté le spiral 5. Le spiral 5 comporte un ressort-spiral 2 formé en une seule pièce avec une virole 4 qui est ajustée sur l'axe 7. Une telle virole est divulguée dans le document EP 1 857 891 .
  • Le document DE 295 02 289 divulgue un spiral formé d'un ressort-spiral dont la virole est séparée. La virole comporte trois sections externes distinctes. Une section centrale de faible section destinée à recevoir une extrémité du ressort-spiral, une section supérieure de moyenne section servant de rebord supérieur à l'extrémité du ressort-spiral et une section inférieur de grande section servant de rebord inférieur à l'extrémité du ressort-spiral et de fixation à une patte latérale. Une extrémité du ressort-spiral est montée dans la section centrale et bloquée contre la virole par déformation plastique de la patte latérale lors de l'enroulement dudit ressort-spiral.
    • Résumé de l'invention
  • Le but de la présente invention est de simplifier la fabrication dudit résonateur balancier - spiral ci-dessus en diminuant le nombre de pièces et, incidemment, en améliorant la qualité de fabrication.
  • A cet effet, l'invention se rapporte à un spiral à base de silicium comprenant un ressort-spiral venu de forme avec une virole caractérisé en ce que la virole du spiral comporte une excroissance à base de silicium venue de forme en formant une cheville agencée pour coopérer avec un système d'échappement.
  • On comprend donc qu'un ensemble ressort-spiral - cheville est formé de manière monobloc ce qui autorise un positionnement parfait entre la cheville, la virole et le ressort-spiral tout en diminuant le nombre de pièces, c'est-à-dire en simplifiant la fabrication du résonateur.
  • L'invention se rapporte également à un résonateur et une pièce d'horlogerie comportant un tel spiral.
  • Enfin, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'au moins un spiral caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    1. a) se munir d'un substrat comportant une couche supérieure et une couche inférieure formées à base de silicium et reliées entre elles par une couche intermédiaire ;
    2. b) graver dans la couche supérieure au moins un ressort-spiral avec une virole en une seule pièce ;
    3. c) graver dans la couche inférieure au moins une cheville reliant ladite virole afin de former un ensemble ressort-spiral - cheville monobloc ;
    4. d) libérer ledit ensemble ressort-spiral - cheville du substrat.
    Description sommaire des dessins
  • D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une représentation en coupe d'un résonateur selon l'invention ;
    • la figure 2 est une représentation en coupe d'un résonateur selon un art antérieur.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • Selon l'invention, le résonateur 11 comporte un balancier 13 chassé sur un axe 17 afin qu'il soit monté à rotation entre un pont et la platine d'un mouvement horloger. De l'autre côté de la portée 18 de l'axe 17, est ajusté le spiral 15. Le spiral 15 comporte un ressort-spiral 12 formé en une seule pièce avec la virole 14 qui est ajusté sur l'axe 17. Avantageusement selon l'invention, le spiral 15 comporte également une cheville 16 formée en une seule pièce avec le ressort-spiral 12 et reliée au niveau de la virole 14. Ainsi, le spiral 15 comporte de manière monobloc non seulement le ressort-spiral 12 et la virole 14 mais également la cheville 16.
  • Comme visible à la figure 2, le balancier 13 comporte un évidement 19 afin de recevoir la cheville 16 dans le but que cette dernière fasse saillie du balancier 13. Ainsi, de manière habituelle, la cheville 16 est destinée à transmettre la fréquence d'oscillations du résonateur 11 au système d'échappement (non représenté), c'est-à-dire, par exemple, aux cornes d'une ancre suisse. On comprend donc que la fabrication du résonateur 11 en est simplifiée en comportant moins de pièces et autorise également un positionnement parfait entre la cheville 16, la virole 14 et le ressort-spiral 12.
  • Préférentiellement selon l'invention, l'ensemble ressort-spiral 12 - cheville 16, c'est-à-dire le spiral 15, est formé à base de silicium et, plus précisément, à base de silicium monocristallin. Cela est rendu possible par l'utilisation d'un substrat du type S.O.I. (abréviation très connue venant des termes anglais « Silicon On Insulator »). En effet, dans un premier temps, le spiral 15, c'est-à-dire le ressort-spiral 12 et la virole 14, est gravé dans la couche supérieure également appelée « device ». Tandis que, dans un deuxième temps, la cheville 16 du spiral 15 est gravée dans la couche inférieure également appelée « handle ». L'ensemble ressort-spiral 12 - cheville 16 n'aurait alors, dans un troisième temps, qu'à être libéré du substrat. On comprend qu'une fabrication en série devient possible par gravage de plusieurs spiraux 15 sur le même substrat S.O.I..
  • Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, une oxydation finale peut intervenir afin d'améliorer la solidité et/ou ajuster le coefficient thermique du résonateur 11 de tout ou partie de l'ensemble ressort-spiral 12 - virole 14 - cheville 16.

Claims (6)

  1. Spiral (15) à base de silicium comprenant un ressort-spiral (12) venu de forme avec une virole (14) caractérisé en ce que la virole (14) du spiral (15) comporte une excroissance (16) à base de silicium venue de forme en formant une cheville agencée pour coopérer avec un système d'échappement.
  2. Spiral (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'excroissance (16) formant une cheville est disposée sensiblement parallèlement audit axe.
  3. Résonateur (11), caractérisé en ce qu'il comporte un balancier (13) monté sur un axe (17) et un spiral (15) selon la revendication 1 ou 2 et en ce que l'excroissance (16) du spiral (15) est montée à travers un évidement (19) du balancier (13).
  4. Pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte un résonateur (11) conforme à la revendication précédente.
  5. Procédé de fabrication d'un spiral (15) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    a) se munir d'un substrat comportant une couche supérieure et une couche inférieure formées à base de silicium et reliées entre elles par une couche intermédiaire ;
    b) graver dans la couche supérieure au moins un ressort-spiral (12) avec une virole (14) en une seule pièce ;
    c) graver dans la couche inférieure au moins une cheville (16) reliant ladite virole afin de former un ensemble ressort-spiral (12) - cheville (16) monobloc ;
    d) libérer ledit ensemble ressort-spiral (12) - cheville (16) du substrat.
  6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que plusieurs spiraux (15) sont fabriqués à partir du même substrat.
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