EP3457221B1 - Oscillateur horloger a pivot flexible - Google Patents

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EP3457221B1
EP3457221B1 EP18194710.2A EP18194710A EP3457221B1 EP 3457221 B1 EP3457221 B1 EP 3457221B1 EP 18194710 A EP18194710 A EP 18194710A EP 3457221 B1 EP3457221 B1 EP 3457221B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elastic strip
rigid
timepiece oscillator
rigid parts
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18194710.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3457221A2 (fr
EP3457221A3 (fr
Inventor
Anthony Krüttli
David Chabloz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Patek Philippe SA Geneve
Original Assignee
Patek Philippe SA Geneve
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patek Philippe SA Geneve filed Critical Patek Philippe SA Geneve
Publication of EP3457221A2 publication Critical patent/EP3457221A2/fr
Publication of EP3457221A3 publication Critical patent/EP3457221A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3457221B1 publication Critical patent/EP3457221B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • G04B17/045—Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs
    • 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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/02—Shock-damping bearings

Definitions

  • the present invention relates to a horological oscillator with a flexible pivot fulfilling the function of a balance-spring.
  • the document EN 1574359 describes a horological oscillator with a flexible pivot with separate crossed blades comprising a support, a rotary member and elastic blades embedded in the rotary member and fixed to the support by plates and screws.
  • the elastic blades extend in different planes and intersect without contact to define a virtual axis of rotation.
  • the present invention aims to provide a watch oscillator with a flexible pivot of the type with separated crossed blades which is relatively easy to manufacture and which can have a small footprint.
  • a watch component with a flexible pivot 1 comprises a central fixing part 2 and a mobile peripheral part 3, both of which are rigid.
  • the mobile peripheral part 3 surrounds the central fixing part 2.
  • the central fixing part 2 is used to mount the timepiece component 1 on a support 4 (shown schematically), which support can be fixed (for example the plate of a movement) or mobile.
  • the mobile peripheral part 3 is pivotable with respect to the central fixing part 2 and to the support 4 around a virtual axis of rotation 5 defined by an elastic member.
  • the watch component 1 is a rocker, more precisely a clutch rocker carrying a clutch wheel (not shown).
  • the clutch wheel pivots around an axis 6 which is parallel to the virtual axis of rotation 5 but distinct from the latter.
  • This clutch rocker is intended to be used, for example, in a chronograph mechanism.
  • the elastic member defining the virtual axis of rotation 5 comprises two elastic blades 7, 8 called “separate crosses”. These two blades 7, 8 intersect in two different planes parallel to the plane of component 1 (that is to say to the plane of the figure 1 ). Unlike so-called “non-separate crossed blade” systems, the two blades 7, 8 therefore do not physically intersect. This arrangement of the blades 7, 8 reduces the stiffness of the elastic member by a factor of 4 compared to systems with non-separate crossed blades.
  • the virtual axis of rotation 5 corresponds substantially to the straight line which is perpendicular to the plane of the component 1 and which crosses the two blades 7, 8. This virtual axis of rotation 5 is not completely fixed during the movements of the mobile peripheral part 3.
  • the mobile peripheral part 3 can pivot around the virtual axis of rotation 5 without friction and without play.
  • the height of the blades 7, 8 is large enough for the stiffness of the elastic member to be very high perpendicular to the plane of the component 1.
  • component 1 does not tilt under the effect of the weight of the clutch wheel. This is an advantage over conventional clutch rockers mounted around a physical axis. Due to play in the bearings of the physical shaft, these classic clutch levers have a tendency to tilt with respect to the horizontal, which can prevent the clutch wheel from performing its function correctly. meshing.
  • the watch component 1 comprises two monolithic parts 9, 10 assembled to one another.
  • the parts 9, 10 are flat and superimposed in the direction of the virtual axis of rotation 5.
  • the lower part 9 (cf. figures 4 to 6 ) comprises a central part 11 and a peripheral part 12 connected to each other by the elastic blade 7.
  • the central part 11 is lower than the peripheral part 12, or comprises a part which extends below the plane of the peripheral part 12, in order to be able to lean on the support 4 while leaving the peripheral part 12 without contact with this support 4.
  • the support 4 can comprise a raised part on which the central part 11 can lean of the lower part 9 to avoid contact between the peripheral part 12 and said support 4.
  • the upper part 10 (cf.
  • FIG. 7 to 9 comprises a central part 13 and a peripheral part 14 connected to each other by the elastic blade 8.
  • the central part 13 has a greater thickness than the peripheral part 14, or comprises a part which extends beyond below the plane of the peripheral part 14, in order to be able to engage in the central opening of the peripheral part 12 and against the central part 11 of the lower part 9.
  • the central part 11 and the peripheral part 12 of the lower part 9 have the same shape as the central part 13 and the peripheral part 14 of the upper part 10, respectively .
  • the lower and upper parts 9, 10 can thus be pressed against each other to form the component 1.
  • the lower part 9 however includes an extension 15 which forms a bearing receiving a stone 16 in which pivots a first pivot of the clutch wheel shaft. Alternatively, this extension 15 which receives the stone 16 could be part of the upper part 10.
  • the peripheral parts 12, 14 each define two lugs 17, 18 each pierced with a hole.
  • the hole of each ear 17 of the lower part 9 is aligned with the hole of the corresponding ear 18 of the upper part 10 but has a smaller diameter.
  • Tubes 19 are driven into the holes of the ears 17 of the lower part 9 and are received in the holes of the ears 18 of the upper part 10 so as to position and secure in rotation the two parts 9, 10 with respect to each other. the other.
  • Tubes 19 are tapped to allow a bridge to be screwed onto component 1, which bridge includes the bearing for the second pivot of the clutch wheel shaft.
  • the central part 11 of the lower part 9 is pierced with holes 20 which are aligned with corresponding holes 21 of the central part 13 of the upper part 10.
  • holes 20, 21 allow pins fixed to the support 4 to pass through the parts lower and upper 9, 10 to position the component 1 on the support 4.
  • Another hole 22 of the lower part 9 aligned with a hole 23 of the upper part 10 allows a screw to pass through the lower and upper parts 9, 10. This screw is screwed into support 4 and presses component 1 against said support 4.
  • the lower and upper parts 9, 10 are fixed to each other axially by being together fixed to the support 4.
  • the parts 9, 10 could be directly fixed to each other. , for example by gluing or welding, before being mounted on the support 4.
  • the lower and upper parts 9, 10 have their respective central parts 11, 13 which are integral to together form the central fixing part 2 of the component 1 and their peripheral parts 12, 14 which are integral to form together the peripheral part mobile 3 of component 1.
  • the empty space 24 between the central fixing part 2 and the mobile peripheral part 3 which surrounds it has a width l which allows a rotation of the mobile peripheral part 3 with respect to the central fixing part 2 within a certain range .
  • the mobile peripheral part 3 abuts against the central fixing part 2 to limit the deformation of the elastic blades 7, 8.
  • the width l is chosen to be sufficiently small so that the elastic limit of the blades 7, 8 cannot be exceeded.
  • the blades 7, 8 cannot deform plastically or break.
  • a stop could be provided fixed to the support 4 and against which the mobile peripheral part 3 could come to rest.
  • the lower and upper parts 9, 10 are typically made of metal, for example steel or titanium, or of a metal alloy such as a nickel-based alloy, and can be obtained by wire machining, for example. They can also be produced by electroforming, for example according to the LIGA technique, in suitable materials such as gold, nickel or a nickel-based alloy such as nickel-phosphorus.
  • the lower and upper parts 9, 10 can also be made of a fragile material such as silicon and obtained by an etching technique, for example of the DRIE type.
  • parts 9, 10 made of silicon they can be associated with metallic elements electroformed in the silicon or at its periphery, as described in the patent application EP 2145237 , or silicon bonded, as described in the patent application EP 2579104 .
  • the watch component may comprise two monolithic silicon parts each defining two rigid parts connected by an elastic blade, and the rigid parts or one of them can be linked to complementary rigid metal parts serving for example as fastening parts.
  • the timepiece component 1 is relatively easy to manufacture and can take up little space.
  • the above description could apply to watch components other than a clutch lever.
  • the present invention is an application of the above description to a horological oscillator serving as a time base (that is to say fulfilling the function of a balance-spring).
  • peripheral part 3 could be a fixing part used to mount the timepiece component on a support
  • central part 2 could be an active part, mobile relative to the support.
  • the number of separate crossed elastic strips 7, 8 can be greater than two.
  • the timepiece component 1 could comprise three, four or more superimposed monolithic parts of the type of parts 7, 11, 12 and 8, 13, 14, in particular to increase the stiffness, perpendicular to the plane of the component, of the elastic member defining the virtual axis of rotation 5.
  • the figure 10 shows an oscillator 25 intended to fulfill the function of a balance-spring, comprising four assembled monolithic parts 26, 27, 28, 29 together forming an inner fixing part 30, a mobile peripheral part 31 and two elastic members 32, 33 connecting the inner fixing part 30 and the mobile peripheral part 31.
  • the mobile peripheral part 31 has an annular shape and the inner fixing part 30 has the shape of an annular arc concentric with the mobile peripheral part 31.
  • the mobile peripheral part 31 plays the role of an oscillating inertial part (balance wheel) while the elastic members 32, 33 play the role of the hairspring.
  • the elastic members 32, 33 are superimposed and define an axis of rotation Z for the balance.
  • Each elastic member 32, 33 comprises two separate cross blades 32a, 32b, 33a, 33b which connect the fixing part 30 and the mobile peripheral part 31.
  • Spacers 34, 35 can separate the monolithic parts 26, 27 from the monolithic parts 28, 29.
  • this horological oscillator 25 has low rigidity in the direction of rotation Rz around the axis Z, but very high rigidity in the directions of rotation Rx, Ry around axes X, Y perpendicular to the Z axis, as well as very high rigidity in translation along the X, Y and Z axes.
  • oscillator 25 shows an oscillator 25' which differs from oscillator 25 in that the monolithic pieces 28, 29 have been interchanged to change the relative vertical position of the blades 33a, 33b.
  • the figure 12 shows a 25" oscillator which differs from oscillator 25 in that the monolithic parts 28, 29 have been turned by 180° with respect to the monolithic parts 26, 27, the 25" oscillator thus comprising two internal fixing parts 30a, 30b diametrically opposed and defined respectively by the monolithic parts 26, 27 and by the monolithic parts 28, 29.
  • the monolithic parts 28, 29 can also be turned relative to the monolithic parts 26, 27 by an angle different from 180° so that , at rest, the elastic blades 32a and 33a, respectively 32b and 33b, are not in the same vertical plane, unlike the examples of figures 10 to 12 where they are aligned.
  • the oscillator 25 can consist in changing the shape of the internal fixing part 30 and of the mobile peripheral part 31.
  • the internal fixing part 30 could be a central part like the central part 2 of the figures 1 to 3
  • the mobile peripheral part 31 could be an interrupted ring.
  • the present invention is not limited to monolithic parts each comprising a single elastic blade.
  • the figure 13 shows a watch component (oscillator) or part of a watch component, each part of which monolithic comprises two elastic blades 36, 37, respectively 38, 39, which are parallel (as shown) or non-parallel.
  • the figure 14 shows another timepiece component or part of a timepiece component, each monolithic part of which comprises two elastic blades 40, 41, 42, 43 respectively, which are parallel (as shown) or non-parallel.
  • the elastic blades of the different monolithic parts are not necessarily located in different planes, the main thing being that they intersect in a non-physical way, that is to say without contact.
  • the figures 15 to 17 show elastic blades of two respective monolithic parts crossing without contact while they are globally in the same plane.
  • the elastic blades 44, 45 are in the same plane but have notches 46, 47 to allow their crossing.
  • each elastic blade 48, 49 leaves its plane before the crossing of the blades 48, 49 then returns to its plane after the crossing.
  • each elastic blade 50, 51 changes plane before the blades cross.
  • many other configurations are possible in which at least part of each elastic strip is in the same plane as at least part of the other strip. This type of configuration has the advantage of making the component more compact.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un oscillateur horloger à pivot flexible remplissant la fonction d'un balancier-spiral.
  • Des composants horlogers à pivot flexible ont été proposés dans les documents EP 2645189 , EP 2037335 , WO 2011/120180 et WO 2012/010408 . Les composants proposés dans ces documents sont essentiellement des ancres d'échappement et des oscillateurs. Ils sont pivotants autour d'un axe virtuel défini par un organe élastique. L'avantage d'un tel pivot flexible est qu'il supprime les frottements et les jeux de pivotement.
  • Les composants horlogers à pivot flexible connus à ce jour utilisent le plus souvent des pivots flexibles à raideur assez élevée, qui nécessitent une quantité d'énergie importante pourfaire pivoter le composant. Or, dans certaines parties d'un mouvement horloger, peu d'énergie est disponible pour mettre en mouvement les différents composants.
  • Des pivots flexibles à lames croisées séparées, connus pour leur faible raideur, sont décrits dans les documents GB 422862 et EP 2645189 , mais les réalisations proposées soit sont difficiles à mettre en œuvre soit manquent de compacité.
  • Le document FR 1574359 décrit un oscillateur horloger à pivot flexible à lames croisées séparées comprenant un support, un organe rotatif et des lames élastiques encastrées dans l'organe rotatif et fixées au support par des plaquettes et des vis. Les lames élastiques s'étendent dans des plans différents et se croisent sans contact pour définir un axe de rotation virtuel.
  • La présente invention vise à proposer un oscillateur horloger à pivot flexible du type à lames croisées séparées qui soit relativement facile à fabriquer et qui puisse présenter un faible encombrement.
  • A cette fin, la présente invention a pour objet un oscillateur horloger à pivot flexible remplissant la fonction d'un balancier-spiral et comprenant :
    • une première pièce monolithique définissant une première partie rigide et une deuxième partie rigide reliées par au moins une première lame élastique, et
    • une deuxième pièce monolithique définissant une troisième partie rigide et une quatrième partie rigide reliées par au moins une deuxième lame élastique,
    les première et deuxième pièces monolithiques étant assemblées l'une à l'autre de telle sorte que :
    • les première et troisième parties rigides soient solidaires l'une de l'autre,
    • les deuxième et quatrième parties rigides soient solidaires l'une de l'autre, et
    • ladite au moins une première lame élastique et ladite au moins une deuxième lame élastique se croisent sans contact et définissent un axe de rotation virtuel pour les deuxième et quatrième parties rigides par rapport aux première et troisième parties rigides.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • les figures 1 à 3 montrent respectivement en vue de dessus, en perspective de dessus et en perspective de dessous un composant horloger non couvert par les revendications mais utile à la compréhension de l'invention ;
    • les figures 4 à 6 montrent respectivement en vue de dessus, en perspective de dessus et en perspective de dessous une première pièce faisant partie du composant horloger illustré aux figures 1 à 3 ;
    • les figures 7 à 9 montrent respectivement en vue de dessus, en perspective de dessus et en perspective de dessous une deuxième pièce faisant partie du composant horloger illustré aux figures 1 à 3 ;
    • la figure 10 montre en perspective un oscillateur horloger selon l'invention ;
    • les figures 11 et 12 montrent des variantes de l'oscillateur horloger illustré à la figure 10 ;
    • les figures 13 à 17 montrent en perspective différentes variantes de composants horlogers ou de parties de composants horlogers.
  • En référence aux figures 1 à 3, un composant horloger à pivot flexible 1 comprend une partie centrale de fixation 2 et une partie périphérique mobile 3, toutes deux rigides. La partie périphérique mobile 3 entoure la partie centrale de fixation 2. La partie centrale de fixation 2 sert à monter le composant horloger 1 sur un support 4 (représenté schématiquement), support qui peut être fixe (par exemple la platine d'un mouvement) ou mobile. La partie périphérique mobile 3 est pivotante par rapport à la partie centrale de fixation 2 et au support 4 autour d'un axe de rotation virtuel 5 défini par un organe élastique.
  • Dans l'exemple illustré, le composant horloger 1 est une bascule, plus précisément une bascule d'embrayage portant une roue d'embrayage (non représentée). La roue d'embrayage pivote autour d'un axe 6 qui est parallèle à l'axe de rotation virtuel 5 mais distinct de ce dernier. Cette bascule d'embrayage est destinée à être utilisée, par exemple, dans un mécanisme de chronographe.
  • L'organe élastique définissant l'axe de rotation virtuel 5 comprend deux lames élastiques 7, 8 dites « croisées séparées ». Ces deux lames 7, 8 se croisent dans deux plans différents parallèles au plan du composant 1 (c'est-à-dire au plan de la figure 1). Contrairement aux systèmes dits « à lames croisées non séparées », les deux lames 7, 8 ne se croisent donc pas physiquement. Cet agencement des lames 7, 8 diminue d'un facteur 4 la raideur de l'organe élastique par rapport aux systèmes à lames croisées non séparées. L'axe de rotation virtuel 5 correspond sensiblement à la droite qui est perpendiculaire au plan du composant 1 et qui traverse les deux lames 7, 8. Cet axe de rotation virtuel 5 n'est pas complètement fixe pendant les mouvements de la partie périphérique mobile 3. Il est connu dans la théorie qu'il existe une translation parasite de l'axe de rotation qui augmente avec l'angle de rotation. Cette translation parasite peut être annulée par un agencement de lames ou parties élastiques connu, par exemple celui décrit dans la demande de brevet WO 2011/120180 .
  • Ainsi, la partie périphérique mobile 3 peut pivoter autour de l'axe de rotation virtuel 5 sans frottements et sans jeux. La hauteur des lames 7, 8 est suffisamment grande pour que la raideur de l'organe élastique soit très élevée perpendiculairement au plan du composant 1. De la sorte, dans le cas de la bascule d'embrayage illustrée aux figures 1 à 3, le composant 1 ne s'incline pas sous l'effet du poids de la roue d'embrayage. Ceci est un avantage par rapport aux bascules d'embrayage classiques montées autour d'un axe physique. En raison des jeux dans les paliers de l'axe physique, ces bascules d'embrayage classiques ont en effet tendance à s'incliner par rapport à l'horizontale, ce qui peut empêcher la roue d'embrayage d'exercer correctement sa fonction d'engrènement.
  • Comme cela est visible aux figures 2 et 3, le composant horloger 1 comprend deux pièces monolithiques 9, 10 assemblées l'une à l'autre. Les pièces 9, 10 sont plates et superposées dans la direction de l'axe de rotation virtuel 5. La pièce inférieure 9 (cf. figures 4 à 6) comprend une partie centrale 11 et une partie périphérique 12 reliées l'une à l'autre par la lame élastique 7. La partie centrale 11 est plus basse que la partie périphérique 12, ou comprend une partie qui s'étend au-dessous du plan de la partie périphérique 12, pour pouvoir s'appuyer sur le support 4 en laissant la partie périphérique 12 sans contact avec ce support 4. En variante, le support 4 peut comporter une partie surélevée sur laquelle peut s'appuyer la partie centrale 11 de la pièce inférieure 9 pour éviter un contact entre la partie périphérique 12 et ledit support 4. La pièce supérieure 10 (cf. figures 7 à 9) comprend une partie centrale 13 et une partie périphérique 14 reliées l'une à l'autre par la lame élastique 8. La partie centrale 13 a une plus grande épaisseur que la partie périphérique 14, ou comprend une partie qui s'étend au-dessous du plan de la partie périphérique 14, pour pouvoir s'engager dans l'ouverture centrale de la partie périphérique 12 et contre la partie centrale 11 de la pièce inférieure 9. La partie centrale 11 et la partie périphérique 12 de la pièce inférieure 9 ont la même forme que la partie centrale 13 et la partie périphérique 14 de la pièce supérieure 10, respectivement. Les pièces inférieure et supérieure 9, 10 peuvent ainsi être plaquées l'une contre l'autre pour former le composant 1. La pièce inférieure 9 comporte toutefois un prolongement 15 qui forme un palier recevant une pierre 16 dans laquelle pivote un premier pivot de l'arbre de la roue d'embrayage. En variante, ce prolongement 15 qui reçoit la pierre 16 pourrait faire partie de la pièce supérieure 10.
  • Les parties périphériques 12, 14 définissent chacune deux oreilles 17, 18 percées chacune d'un trou. Le trou de chaque oreille 17 de la pièce inférieure 9 est aligné avec le trou de l'oreille 18 correspondante de la pièce supérieure 10 mais a un diamètre plus petit. Des tubes 19 sont chassés dans les trous des oreilles 17 de la pièce inférieure 9 et sont reçus dans les trous des oreilles 18 de la pièce supérieure 10 de manière à positionner et solidariser en rotation les deux pièces 9, 10 l'une par rapport à l'autre. Les tubes 19 sont taraudés pour permettre le vissage d'un pont sur le composant 1, pont qui comprend le palier pour le deuxième pivot de l'arbre de la roue d'embrayage. La partie centrale 11 de la pièce inférieure 9 est percée de trous 20 qui sont alignés avec des trous correspondants 21 de la partie centrale 13 de la pièce supérieure 10. Ces trous 20, 21 permettent à des goupilles fixées au support 4 de traverser les pièces inférieure et supérieure 9, 10 pour positionner le composant 1 sur le support 4. Un autre trou 22 de la pièce inférieure 9 aligné avec un trou 23 de la pièce supérieure 10 permet à une vis de traverser les pièces inférieure et supérieure 9, 10. Cette vis est vissée dans le support 4 et plaque le composant 1 contre ledit support 4.
  • On voit qu'ainsi les pièces inférieure et supérieure 9, 10 sont fixées l'une à l'autre axialement en étant ensemble fixées au support 4. En variante, les pièces 9, 10 pourraient être directement fixées l'une à l'autre, par exemple par collage ou soudage, avant d'être montées sur le support 4.
  • Ainsi assemblées, les pièces inférieure et supérieure 9, 10 ont leurs parties centrales respectives 11, 13 qui sont solidaires pour former ensemble la partie centrale de fixation 2 du composant 1 et leurs parties périphériques 12, 14 qui sont solidaires pour former ensemble la partie périphérique mobile 3 du composant 1.
  • Comme visible à la figure 1, l'espace vide 24 entre la partie centrale de fixation 2 et la partie périphérique mobile 3 qui l'entoure a une largeur l qui permet une rotation de la partie périphérique mobile 3 par rapport à la partie centrale de fixation 2 dans une certaine plage. A partir d'une certaine amplitude de rotation, dans un sens ou dans l'autre, la partie périphérique mobile 3 bute contre la partie centrale de fixation 2 pour limiter la déformation des lames élastiques 7, 8. La largeur l est choisie suffisamment petite pour que la limite élastique des lames 7, 8 ne puisse pas être dépassée. Ainsi, les lames 7, 8 ne peuvent pas se déformer plastiquement ni se rompre. En variante, pour limiter la déformation des lames élastiques 7, 8, on pourrait prévoir une butée fixée au support 4 et contre laquelle pourrait venir s'appuyer la partie périphérique mobile 3.
  • Les pièces inférieure et supérieure 9, 10 sont typiquement en métal, par exemple en acier ou en titane, ou en un alliage métallique tel qu'un alliage à base de nickel, et peuvent être obtenues par usinage au fil, par exemple. Elles peuvent aussi être réalisées par électroformage, par exemple selon la technique LIGA, dans des matériaux appropriés tels que l'or, le nickel ou un alliage à base de nickel tel que le nickel-phosphore. Les pièces inférieure et supérieure 9, 10 peuvent également être en un matériau fragile tel que le silicium et obtenues par une technique de gravure, par exemple du type DRIE. Dans le cas de pièces 9, 10 en silicium, on peut leur associer des éléments métalliques électroformés dans le silicium ou à sa périphérie, comme décrit dans la demande de brevet EP 2145237 , ou soudés au silicium, comme décrit dans la demande de brevet EP 2579104 . Ainsi, par exemple, le composant horloger peut comprendre deux pièces monolithiques en silicium définissant chacune deux parties rigides reliées par une lame élastique, et les parties rigides ou l'une d'entre elles peuvent être liées à des parties rigides complémentaires en métal servant par exemple de parties de fixation.
  • Grâce à ses deux pièces assemblées 9, 10, chacune comprenant l'une des lames élastiques 7, 9, le composant horloger 1 est relativement facile à fabriquer et peut présenter un faible encombrement.
  • La description ci-dessus pourrait s'appliquer à d'autres composants horlogers qu'une bascule d'embrayage. La présente invention est une application de la description ci-dessus à un oscillateur horloger servant de base de temps (c'est-à-dire remplissant la fonction d'un balancier-spiral).
  • Les fonctions des parties centrale 2 et périphérique 3 pourraient être inversées. Ainsi, la partie périphérique 3 pourrait être une partie de fixation servant à monter le composant horloger sur un support, tandis que la partie centrale 2 pourrait être une partie active, mobile par rapport au support.
  • Le nombre de lames élastiques croisées séparées 7, 8 peut être supérieur à deux. En d'autres termes, le composant horloger 1 pourrait comprendre trois, quatre ou plus de pièces monolithiques superposées du type des pièces 7, 11, 12 et 8, 13, 14, pour notamment augmenter la raideur, perpendiculairement au plan du composant, de l'organe élastique définissant l'axe de rotation virtuel 5. A titre d'exemple, la figure 10 montre un oscillateur 25 destiné à remplir la fonction d'un balancier-spiral, comprenant quatre pièces monolithiques assemblées 26, 27, 28, 29 formant ensemble une partie intérieure de fixation 30, une partie périphérique mobile 31 et deux organes élastiques 32, 33 reliant la partie intérieure de fixation 30 et la partie périphérique mobile 31. Dans l'exemple illustré, la partie périphérique mobile 31 a une forme annulaire et la partie intérieure de fixation 30 a une forme d'arc annulaire concentrique avec la partie périphérique mobile 31. La partie périphérique mobile 31 joue le rôle d'une pièce d'inertie oscillante (balancier) tandis que les organes élastiques 32, 33 jouent le rôle du spiral. Les organes élastiques 32, 33 sont superposés et définissent un axe de rotation Z pour le balancier. Chaque organe élastique 32, 33 comprend deux lames croisées séparées 32a, 32b, 33a, 33b qui relient la partie de fixation 30 et la partie périphérique mobile 31. Des entretoises 34, 35 peuvent séparer les pièces monolithiques 26, 27 des pièces monolithiques 28, 29.
  • Grâce à ses organes élastiques superposés 32, 33, cet oscillateur horloger 25 présente une faible rigidité dans la direction de rotation Rz autour de l'axe Z, mais une très grande rigidité dans les directions de rotation Rx, Ry autour d'axes X, Y perpendiculaires à l'axe Z, ainsi qu'une très grande rigidité en translation le long des axes X, Y et Z.
  • De nombreuses modifications de l'oscillateur 25 sont possibles. Par exemple, la figure 11 montre un oscillateur 25' qui diffère de l'oscillateur 25 en ce que les pièces monolithiques 28, 29 ont été interverties pour changer la position verticale relative des lames 33a, 33b. La figure 12 montre un oscillateur 25" qui diffère de l'oscillateur 25 en ce que les pièces monolithiques 28, 29 ont été tournées de 180° par rapport aux pièces monolithiques 26, 27, l'oscillateur 25" comportant ainsi deux parties intérieures de fixation 30a, 30b diamétralement opposées et définies respectivement par les pièces monolithiques 26, 27 et par les pièces monolithiques 28, 29. Les pièces monolithiques 28, 29 peuvent aussi être tournées par rapport aux pièces monolithiques 26, 27 d'un angle différent de 180° pour que, au repos, les lames élastiques 32a et 33a, respectivement 32b et 33b, ne soient pas dans le même plan vertical, à la différence des exemples des figures 10 à 12 où elles sont alignées.
  • D'autres modifications de l'oscillateur 25 peuvent consister à changer la forme de la partie intérieure de fixation 30 et de la partie périphérique mobile 31. Par exemple, la partie intérieure de fixation 30 pourrait être une partie centrale comme la partie centrale 2 des figures 1 à 3, et la partie périphérique mobile 31 pourrait être un anneau interrompu.
  • La présente invention n'est pas limitée à des pièces monolithiques comportant chacune une seule lame élastique. La figure 13 montre un composant horloger (oscillateur) ou une partie de composant horloger dont chaque pièce monolithique comprend deux lames élastiques 36, 37, respectivement 38, 39, qui sont parallèles (comme représenté) ou non parallèles. La figure 14 montre un autre composant horloger ou partie de composant horloger dont chaque pièce monolithique comprend deux lames élastiques 40, 41, respectivement 42, 43, qui sont parallèles (comme représenté) ou non parallèles.
  • Enfin, les lames élastiques des différentes pièces monolithiques ne sont pas nécessairement situées dans des plans différents, l'essentiel étant qu'elles se croisent de manière non physique, c'est-à-dire sans contact. Les figures 15 à 17 montrent des lames élastiques de deux pièces monolithiques respectives se croisant sans contact alors qu'elles sont globalement dans le même plan. A la figure 15, les lames élastiques 44, 45 sont dans le même plan mais présentent des entailles 46, 47 pour permettre leur croisement. A la figure 16, chaque lame élastique 48, 49 sort de son plan avant le croisement des lames 48, 49 puis revient dans son plan après le croisement. A la figure 17, chaque lame élastique 50, 51 change de plan avant le croisement des lames. Bien entendu, de nombreuses autres configurations sont possibles dans lesquelles une partie au moins de chaque lame élastique est dans le même plan qu'une partie au moins de l'autre lame. Ce type de configuration présente l'avantage de rendre le composant plus compact.

Claims (12)

  1. Oscillateur horloger à pivot flexible remplissant la fonction d'un balancier-spiral et comprenant :
    - une première pièce monolithique (26) définissant une première partie rigide et une deuxième partie rigide reliées par au moins une première lame élastique (32a), et
    - une deuxième pièce monolithique (27) définissant une troisième partie rigide et une quatrième partie rigide reliées par au moins une deuxième lame élastique (32b),
    les première et deuxième pièces monolithiques (26, 27) étant assemblées l'une à l'autre de telle sorte que :
    - les première et troisième parties rigides soient solidaires l'une de l'autre,
    - les deuxième et quatrième parties rigides soient solidaires l'une de l'autre, et
    - ladite au moins une première lame élastique (32a) et ladite au moins une deuxième lame élastique (32b) se croisent sans contact et définissent un axe de rotation virtuel (Z) pour les deuxième et quatrième parties rigides par rapport aux première et troisième parties rigides.
  2. Oscillateur horloger selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième pièces monolithiques (26, 27) sont plates et superposées.
  3. Oscillateur horloger selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les première et troisième parties rigides forment une partie centrale ou intérieure (30) de l'oscillateur horloger et en ce que les deuxième et quatrième parties rigides forment une partie périphérique (31) de l'oscillateur horloger.
  4. Oscillateur horloger selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie périphérique (31) entoure complètement ou presque complètement la partie centrale ou intérieure (30).
  5. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les première et troisième parties rigides forment une partie de fixation (30) de l'oscillateur horloger, servant à monter l'oscillateur horloger sur un support (4).
  6. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première partie rigide s'étend au moins partiellement en dehors du plan de la deuxième partie rigide pour permettre sa fixation sur un support (4) sans contact entre le support (4) et les deuxième et quatrième parties.
  7. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble formé par les deuxième et quatrième parties rigides est agencé pour pouvoir buter contre l'ensemble formé par les première et troisième parties rigides lors d'une rotation des deuxième et quatrième parties rigides par rapport aux première et troisième parties rigides, afin de limiter la déformation de ladite au moins une première lame élastique et de ladite au moins une deuxième lame élastique et empêcher que leur limite élastique puisse être dépassée.
  8. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de guidage ou de fixation solidaire des deuxième et quatrième parties rigides et destiné à guider ou fixer un élément supplémentaire.
  9. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite au moins une première lame élastique (32a) et ladite au moins une deuxième lame élastique (32b) sont situées entièrement dans des plans différents sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation virtuel (Z).
  10. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une partie au moins de ladite au moins une première lame élastique (44 ; 48 ; 50) est dans le même plan, sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation virtuel, qu'une partie au moins de ladite au moins une deuxième lame élastique (45 ; 49 ; 51).
  11. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième pièce monolithique (28) définissant des cinquième et sixième parties rigides solidaires respectivement des première et deuxième parties rigides et reliées par au moins une troisième lame élastique (33a), ladite au moins une troisième lame élastique (33a) définissant avec ladite au moins une première lame élastique (32a) et ladite au moins une deuxième lame élastique (32b) l'axe de rotation virtuel (Z).
  12. Oscillateur horloger selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une quatrième pièce monolithique (29) définissant des septième et huitième parties rigides solidaires respectivement des première et deuxième parties rigides et reliées par au moins une quatrième lame élastique (33b), ladite au moins une troisième lame élastique (33a) et ladite au moins une quatrième lame élastique (33b) se croisant sans contact et définissant avec ladite au moins une première lame élastique (32a) et ladite au moins une deuxième lame élastique (32b) l'axe de rotation virtuel (Z).
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