EP3548973B1 - Dispositif pour pièce d'horlogerie, mouvement horloger et pièce d'horlogerie comprenant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif pour pièce d'horlogerie, mouvement horloger et pièce d'horlogerie comprenant un tel dispositif Download PDF

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EP3548973B1
EP3548973B1 EP17805224.7A EP17805224A EP3548973B1 EP 3548973 B1 EP3548973 B1 EP 3548973B1 EP 17805224 A EP17805224 A EP 17805224A EP 3548973 B1 EP3548973 B1 EP 3548973B1
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EP
European Patent Office
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rigid
support
elastic
regulating member
anchor
Prior art date
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Active
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EP17805224.7A
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German (de)
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EP3548973A1 (fr
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Guy Semon
Thomas MERCIER
Florian DANARD
Wout Johannes Benjamin Ypma
Maarten Pieter LUSTIG
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LVMH Swiss Manufactures SA
Original Assignee
LVMH Swiss Manufactures SA
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Publication date
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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
    • G04B17/045—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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever escapements
    • 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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel

Definitions

  • the present invention relates to devices for timepieces, as well as to watch movements and to timepieces comprising such devices.
  • the object of the present invention is in particular to improve devices of this type, in particular to improve their timing accuracy.
  • the document CH428578A furthermore relates to a mechanical resonator having a generally H shape, coupling means and fixing means between the legs of the H, in which oscillating masses are arranged at the ends of the legs of the H.
  • a device of the type in question is characterized in that said regulating member comprises a number n of rigid portions interconnected two by two by n elastic coupling links, and in that the elastic suspension comprises n elastic suspension links respectively connecting each rigid portion to the support.
  • the invention also relates to a watch movement comprising the device as defined above and an energy distribution member provided with teeth and intended to be requested by an energy storage device, said device comprising an anchor adapted to cooperate with the energy distribution member, said anchor being controlled by said regulating member to regularly and alternately block and release the energy distribution member, so that said energy distribution member does not move stepping under the stress of the energy storage device according to a repetitive movement cycle, and said anchor being adapted to transfer mechanical energy to said regulating member during this repetitive movement cycle.
  • the invention also relates to a timepiece comprising a movement as defined above.
  • the anchor 11 and the regulator 12 form a mechanism 13.
  • the mechanism 13 is advantageously a monolithic system formed in the same plate 14 (usually flat) and the moving parts of which are designed to move essentially in a mean plane of said plate 14.
  • the plate 14 may be of small thickness, for example about 0.05 to about 1 mm, depending on the nature of the material of the plate 14.
  • the plate 14 may have transverse dimensions, in the XY plane of the plate (in particular width and length, or diameter), of between approximately 10 mm and 40 mm.
  • X and Y are two perpendicular axes defining the plane of plate 14.
  • the plate 14 may be made of any suitable rigid material, preferably having a low Young's modulus to exhibit good elasticity properties and a low oscillation frequency. Examples of materials that can be used to make the plate 14 include silicon, nickel, iron / nickel alloy, steel, titanium. In the case of silicon, the thickness of the plate 14 may for example be between 0.2 and 0.6 mm.
  • mechanism monolithic, a mechanism composed of elements which, by the nature or the shape of their assembly, are so integral to each other that any deformation of one component causes deformation of the other parts.
  • the monolithic mechanism can advantageously be formed in a single piece of material, optionally treated to present an outer layer of a different nature from the rest of the material (for example an oxidized layer).
  • the monolithic mechanism may also include certain added parts (for example glued, welded or the like) in the plane of the plate.
  • the various members formed in the plate 14 are obtained by making openings in the plate 14, obtained by any manufacturing process used in micromechanics, in particular the processes used for manufacturing MEMS.
  • the wafer can be locally hollowed out, for example by deep reactive ion etching (DRIE - “Deep Reactive Ion Etching”) or possibly by laser cutting for small series.
  • DRIE deep reactive ion etching
  • the plate could in particular be produced by the LIGA process, or by laser cutting.
  • the plate 14 can be hollowed out, for example by wire spark erosion (WEDM).
  • WEDM wire spark erosion
  • the constituent parts of the mechanism will now be described in more detail.
  • Some of these parts are rigid and others (in particular those called “elastic branches”) are elastically deformable, essentially in bending.
  • the difference between the rigid parts and the elastic parts is their stiffness in the XY plane of the plate 14, which is due to their shape and in particular to their slenderness.
  • the slenderness can be measured in particular by the ratio slenderness (length / width ratio of the part concerned).
  • the rigid parts have a stiffness at least about 100 times greater in the XY plane than the elastic parts.
  • Typical dimensions for elastic links for example the elastic legs which will be described below, include lengths of for example between 5 and 13 mm and widths of for example between 0.01 mm (10 ⁇ m) and 0.04 mm (40 ⁇ m), especially about 0.025 mm (25 ⁇ m).
  • the slenderness ratio of these beams in longitudinal section is between 5 and 60. The largest possible slenderness ratio is to be favored to limit the modes. oscillation out of plane.
  • the plate 14 comprises a support 15, 115, 215, 315 which is secured to a support plate 14a, for example by screws or the like (not shown) passing through holes 15a, 115a, 215a, 315a of the support 15, 115, 215, 315.
  • the support plate 14a is secured to the case 2 of the timepiece 1.
  • the energy distribution member 10 may be an escapement wheel mounted to rotate, for example on the support plate 14a, so as to be able to rotate about an axis of rotation Z1 perpendicular to the XY plane of the plate 14. L
  • the energy distribution member 10 is requested by the energy storage device 8 in a single direction of rotation 16.
  • the energy distribution member 10 has external teeth 17.
  • the regulating member of the regulator 12 is connected to the support 15, 115, 215, 315, by an elastic suspension connecting said regulating member to the support. More specifically, said regulating member 18 has substantially an axial symmetry of order n with respect to a central axis Z0 orthogonal to the mean plane XY and fixed relative to the support 15, 115, 215, 315.
  • substantially an axial symmetry of order n it is meant that the regulating member 18 is essentially shaped according to this symmetry, but that some parts of relatively negligible mass may not have this symmetry (for example parts used for coupling the anchor with the regulating member).
  • Said regulating member 18 comprises a number n of rigid portions interconnected in pairs by n elastic coupling links, not being an integer at least equal to 2.
  • the elastic suspension comprises n elastic suspension links respectively connecting each rigid portion of the regulating member to the support 15, 115, 215, 315.
  • the elastic suspension can be provided so that the regulating member 18; 118; 218; 318 is movable substantially in rotation about the central axis Z0.
  • each rigid portion of the regulating member is connected to two adjacent rigid portions of the regulating member respectively by two elastic coupling links .
  • the regulating member 18 of the regulator 12 may have a generally annular shape centered on the central axis Z0 and comprises 3 rigid portions 20 interconnected two by two by 3 elastic coupling links 21 .
  • the elastic suspension 19 which connects the regulating member 18 of the regulator 12 to the support 15, comprises 3 elastic suspension links 22 respectively connecting each rigid portion 20 to the support 15 so that each rigid portion 20 is movable according to at least one rotational movement around the central axis Z0, the regulating member having an overall rotational movement approximately around the central axis Z0.
  • Each elastic suspension link 22 advantageously comprises at least one elastic branch 23, for example an elastic branch 23.
  • Each elastic branch 23 may optionally include a rigid section 23a, for example towards the center of said elastic branch 23.
  • the rigid portions 20 of the regulating member are movable both in rotation and in radial translation relative to the central axis Z0.
  • the support 15 may optionally have a substantially star shape, with three branches 15b connected by a central part 15c.
  • the rigid portions 20 of the regulating member 18 may each include a portion 24 in the form of an arc of a circle centered on the central axis Z0.
  • the parts 24 in the form of a circular arc are adjacent to each other and together form a discontinuous ring centered on the central axis Z0.
  • Each elastic branch 23 can extend substantially radially relative to the central axis Z0 and connect the part 24 in the form of a circular arc of one of the rigid portions 20, to the aforementioned central part 15c of the support 15.
  • the circular arc shaped portions 24 each extend angularly between a first end 25 and a second end 26 which overlap each other in an angular direction.
  • each first end 25 may form a first finger 25a extending towards the adjacent rigid portion 20 and each second end 26 may form a second finger 26a extending towards the adjacent rigid portion 20, each first finger 25a outwardly covering the second finger 26a of the adjacent rigid portion 20.
  • each portion 24 in the form of an arc of a circle can be extended substantially radially inwards by a rigid arm 27 terminated by a spout 28 extending angularly beyond the second end, in the direction of the adjacent rigid portion 20.
  • Each elastic coupling link 21 may comprise at least one elastic coupling branch 21a (here 2 elastic coupling branches 21a parallel) extending substantially radially with respect to the central axis Z0 and connecting the spout 28 of each rigid portion 20 to the first end 25 of the part 24 in an arc of a circle of the adjacent rigid portion 20.
  • each rigid portion 20 of the regulating member may be limited by means for limiting movement with respect to the support 15, to limit the displacements, in particular angular, of the rigid portions 20 and to protect the mechanism 13 in particular in the event of an impact or more generally when it undergoes strong accelerations.
  • These movement limitation means may include a slot 29 formed in each part 24 in an arc of a circle and extending angularly around the central axis Z0, and a pin 30 which is integral with the support 15 (in fact, fixed to the support plate 14a) and which is disposed in the slot 29.
  • the slots 29 are shaped according to the kinematics of the rigid portions 20 during the rotational movement of the regulating member 18.
  • the slots 29 are therefore not of circular shape centered on the central axis Z0, but here rather in the form of sections of spirals.
  • the anchor 11 and the energy distribution member 10 can be placed inside the regulating member 18.
  • the anchor 11 is a rigid part which may include a rigid body 31 adjacent to the part 24 in the arc of a circle of one of the rigid portions 20 of the regulating member.
  • the anchor 11 may further include a rigid drive arm 32 which is integral with the rigid body 31 and which extends towards one of the branches 15b of the support from said rigid body 31.
  • the anchor 11 is elastically connected to the support 15, so as to be able to oscillate, for example according to a movement substantially in rotation about an axis Z2 perpendicular to the XY plane.
  • the oscillations of the anchor 11 are controlled by the regulating member 18.
  • the rigid arm 27 of one of the rigid portions 20 of the regulating member can be extended inwards by an additional rigid arm 33, the free end of which is connected to the free end of the rigid arm of drive 32 by an elastic drive branch 34.
  • the anchor 11 can be connected to the support 15 by an elastic suspension, comprising for example two elastic anchor suspension branches 35 converging substantially towards the axis Z2.
  • the elastic branches 35 can connect the rigid body 31 to the free end 15e of one of the branches 15b of the support.
  • the anchor 11 comprises two stop members 36, 37 in the form of lugs projecting substantially towards the axis Z1, which are adapted to cooperate with the energy distribution member 10.
  • the anchor 11 is thus controlled by said member adjusting to regularly and alternately block and release the energy distribution member 10 with the aid of the stop members 36, 37, so that said energy distribution member 10 moves step by step in the direction 16 under the stress of the energy storage device 8 according to a repetitive movement cycle, and said anchor 11 is further adapted to transfer mechanical energy to the regulating member 18 during this repetitive movement cycle, so known per se.
  • the total mass of the oscillating parts of the mechanism can be approximately 0.33 g and their inertia approximately 20.19 10 -9 kg.m 2 , the frequency of oscillation of the regulating member is about 18 Hz and the rotational stiffness of the mechanism is about 2.58 10 -4 Nm / rad.
  • Such a mechanism exhibits very good isochronism, which leads to very good temporal precision.
  • the regulating member 118 of the regulator 12 comprises 3 rigid portions 120 interconnected in pairs by 3 elastic coupling links 121.
  • the elastic suspension 119 which connects the regulating member 118 of the regulator 12 to the support 115, comprises 3 elastic suspension links 122 respectively connecting each rigid portion 120 to the support 115 so that each rigid portion 20 is movable according to at least one rotational movement. around the central axis Z0.
  • Each elastic suspension link 122 advantageously comprises at least one elastic branch 123, for example an elastic branch 123.
  • Each elastic branch 123 may optionally include a rigid section 123a, for example towards the center of said elastic branch 123.
  • the portions rigid 120 of the regulating member are movable both in rotation and in radial translation relative to the central axis Z0.
  • the support 115 may optionally have an annular shape surrounding the regulator 118, the energy distribution member 10 and the anchor 11.
  • the rigid portions 120 of the regulating member 118 may each include a portion 124 in the form of an arc of a circle centered on the central axis Z0.
  • the parts 124 in the form of a circular arc are here relatively spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • Each rigid portion 120 may further include a rigid arm 127 which extends substantially radially inwardly from the portion 124 in the form of an arc of a circle, to a central end 128 in the form of a heel.
  • Each elastic branch 123 can extend substantially radially with respect to the central axis Z0, between the central end 128 of one of the rigid parts 120 and the support 115, passing between two adjacent parts 124.
  • Each elastic coupling link 121 can include at least one elastic coupling branch 121a (here 2 elastic coupling branches 121a parallel) extending substantially radially with respect to the central axis Z0 and connecting the central end 128 of each rigid portion 120 to the arcuate portion 124 of an adjacent rigid portion 120.
  • the anchor 11 is a rigid part which may for example comprise two integral branches 111a, 111b forming an angle between them, for example of the order of 90 degrees, the branch 111a being here extended beyond the branch 111b by a heel. 111c.
  • the anchor 11 is elastically connected to the support 115, so as to be able to oscillate, for example according to a movement substantially in rotation about a perpendicular axis Z2. in the XY plane.
  • the oscillations of the anchor 11 are controlled by the regulating member 118.
  • the rigid arm 127 of one of the rigid portions 120 of the regulating member can be connected, for example, to the branch 111a of the anchor by an elastic drive branch 134, optionally provided with a rigid central section. 134a.
  • the anchor 11 can be connected to the support 115 by an elastic suspension, comprising for example two elastic anchor suspension branches 135 converging substantially towards the axis Z2.
  • the elastic branches 135 can connect the heel 111c of the anchor 11 to the support 115.
  • the anchor 11 comprises two stop members 136, 137 in the form of lugs projecting substantially towards the axis Z1, which are adapted to cooperate with the energy distribution member 10.
  • the anchor 11 is thus controlled by said regulating member 118 to regularly and alternately block and release the energy distribution member 10 by means of the stop members 136, 137, so that said distribution member energy 10 moves step by step in the direction 16 under the stress of the energy storage device 8 in a repetitive motion cycle, and said anchor 11 is further adapted to transfer mechanical energy to the regulating member 118 during this repetitive movement cycle, in a manner known per se.
  • the regulating member 218 of the regulator 12 may have a generally annular shape centered on the central axis Z0 and comprises 3 rigid portions 220 interconnected two by two by 3 elastic coupling links 221.
  • the rigid portions 220 of the regulating member 218 may each include a portion 224 in the form of an arc of a circle centered on the central axis Z0.
  • the parts 224 in the form of a circular arc are adjacent to each other and together form a discontinuous ring centered on the central axis Z0.
  • the circular arc shaped portions 224 each extend angularly between a first end 225 and a second end 226 which overlap each other in an angular direction.
  • each second end 226 may extend at an angle angularly towards the adjacent rigid portion 220 and radially inward, to a spout 228 covered outwardly by the first end 225 of the adjacent rigid portion 220.
  • Each elastic coupling link 221 may include at least one elastic coupling branch 221a (here 2 elastic coupling branches 221a parallel) extending substantially radially with respect to the central axis Z0 and connecting the spout 228 of each rigid portion 220 to the first end 225 of the circular arc portion 224 of the adjacent rigid portion 220.
  • the support 215 is arranged in the center of the regulating member 218.
  • the elastic suspension 219 which connects the regulating member 218 of the regulator 12 to the support 215, comprises 3 elastic suspension links 222 respectively connecting each rigid portion 220 to the support 215 so that each rigid portion 220 is movable according to at least one rotational movement. around the central axis Z0.
  • Each elastic suspension link 222 can for example connect the support 215 (for example an angle 215b of the support 215 when this support has a substantially triangular shape as in the example shown).
  • Each elastic suspension link 222 can optionally comprising an intermediate rigid body 238 which comprises for example an arcuate portion 239 of concavity oriented towards the corresponding angle 215b of the support 215 and a rigid link arm 240 oriented substantially away from said angle 215b.
  • the arcuate part 239 can be connected to said angle 215b, for example by two elastic branches 241 converging towards the angle 215b.
  • the rigid link arm 240 can be connected to the second end 226 of the part 224 in the corresponding arc of a circle, for example by two parallel elastic branches 242, possibly comprising rigid central sections 242a.
  • the anchor 11 and the energy distribution member 10 may be placed inside the regulating member 218, for example at least partially in a recess 215c made in the support 215.
  • the anchor 11 may be formed by a rigid arm 231 which extends parallel to one of the flexible branches 241 of one of the elastic links 222, from one end of the corresponding arcuate portion 239.
  • the rigid arm 231 comprises two stop members 236, 237 in the form of lugs projecting substantially towards the axis Z1, which are adapted to cooperate with the energy distribution member 10.
  • the regulating member 318 of the regulator 12 may have a generally annular shape centered on the central axis Z0 and comprises 3 rigid portions 320 interconnected two by two by 3 elastic coupling links 321.
  • the elastic suspension 319 which connects the regulating member 318 of the regulator 12 to the support 315, comprises 3 elastic suspension links 322 respectively connecting each rigid portion 320 to the support 315 so that each rigid portion 320 is movable according to at least one rotational movement about the central axis Z0.
  • Each elastic suspension link 322 advantageously comprises at least one elastic branch 323, for example an elastic branch 323.
  • Each elastic branch 323 may optionally include a rigid section 323a, for example towards the center of said elastic branch 323.
  • the rigid portions 320 of the regulating member are movable both in rotation and in radial translation relative to the central axis Z0.
  • the support 315 may optionally have a substantially star shape, with three branches 315b connected by a central part 315c.
  • the rigid portions 320 of the regulating member 318 may each include a portion 324 in the form of an arc of a circle centered on the central axis Z0.
  • the parts 324 in the form of an arc of a circle are close to each other and together form a discontinuous ring centered on the central axis Z0.
  • Each elastic branch 323 can extend substantially radially relative to the central axis Z0 and connect the part 324 in the form of a circular arc of one of the rigid portions 320, to the aforementioned central part 315c of the support 315.
  • the parts 324 in the form of a circular arc each extend angularly between a first end 325 and a second end 326.
  • the second end 326 of each part 324 in the form of an arc of a circle can be extended substantially radially inwardly. by a rigid arm 327 terminated by a spout 328 extending angularly beyond the second end, in direction of the adjacent rigid portion 320.
  • Each elastic coupling link 321 may comprise at least one elastic coupling branch 321a (here 2 elastic coupling branches 321a parallel) extending substantially radially with respect to the central axis Z0 and connecting the spout 328 of each rigid portion 320 to the first end 325 of the circular arc portion 324 of the adjacent rigid portion 320.
  • the deflections of at least certain rigid portions 320 of the regulating member can be limited by movement limiting means relative to the support 15, to limit the displacements, in particular angular, of the rigid portions 320 and to protect the mechanism, in particular in the event of an impact. or more generally when it undergoes strong accelerations.
  • These movement limitation means may comprise a rigid movement limitation arm 329 belonging to at least one rigid portion 320 of the regulating member 318, and two complementary movement limitation members 330a belonging to the support 315 and radially framing said control arm.
  • movement limitation 329, said movement limitation arm extending angularly with respect to the central axis Z0.
  • the rigid movement limiting arm 329 can penetrate into a recess 330 made in the support 315. Said recess 330 opens out of said support 315 in the XY plane through a narrowed opening delimited by two flanges belonging to said support and forming said limitation members.
  • complementary movement 330a complementary movement 330a.
  • each movement limitation arm 329 may include a free end provided with a head 329b widened in the radial direction, said head 329b being disposed in the recess 330 and being wider than the distance between the two limitation members. additional movement 330a belonging to the support.
  • Each recess 330 may be shaped substantially as a circular arc centered on the central axis Z0, and each movement limiting arm may be shaped substantially as a circular arc centered on the central axis, or more advantageously as a portion of a corresponding spiral. with the kinematics of the rigid portions 320 of the regulating member 318.
  • one of the branches 315b of the support 315 comprises a recess 315d which accommodates the energy distribution member 10 and the anchor 11, and each of the other two branches 315c comprises two recesses 330 opening out to the 'opposite one another and respectively receiving two movement limiting arms 329 extending towards each other, belonging to one of the rigid portions 320.
  • One of the rigid portions 320 may be devoid of arms limitation of movement 329 but be coupled to the anchor 11 as will be explained below.
  • one of the two movement limitation arms 329 of each rigid portion 320 may be integral with a support arm 329a extending radially inward from the portion 324 in the arc of a circle of this portion. rigid 320, in the vicinity of the first end 325 of said part 324 in the form of an arc of a circle.
  • the other movement limitation arm 329 of the same rigid portion 320 may be integral with the aforementioned rigid arm 327.
  • the anchor 11 is a rigid part which may include a rigid body 331 adjacent to the part 324 in the arc of a circle of one of the rigid portions 320 of the regulating member (that which is devoid of movement limiting arm 329 in the example considered).
  • the anchor 11 may further include a rigid drive arm 332 which is integral with the rigid body 331.
  • the anchor 11 is elastically connected to the support 315, so as to be able to oscillate, for example according to a movement substantially in rotation about an axis Z2 perpendicular to the XY plane.
  • the oscillations of the anchor 11 are controlled by the regulating member 318.
  • the rigid arm 327 of the rigid portion 320 adjacent to the anchor 11 can be extended inwards by an additional rigid arm 333, the free end of which is connected to the free end of the rigid drive arm. 332 by a resilient drive branch 334 (possibly provided with a rigid central section 334a).
  • the anchor 11 can be connected to the support 315 by an elastic suspension, comprising for example two elastic anchor suspension branches 335 converging substantially towards the axis Z2.
  • the anchor 11 comprises two stop members 336, 337 in the form of lugs projecting substantially towards the axis Z1, which are adapted to cooperate with the energy distribution member 10.
  • the anchor 11 is thus controlled by said regulating member 318 to regularly and alternately block and release the energy distribution member 10 by means of the stop members 336, 337, so that said distribution member energy 10 moves step by step in the direction 16 under the stress of the energy storage device 8 in a repetitive cycle of movement, and said anchor 11 is further adapted to transfer mechanical energy to the regulating member 18 during this repetitive movement cycle, in a manner known per se.
  • the anchor 11 may further include a monostable elastic member 341, which may be in the in the form of an elastic tongue whose free end bears on the teeth 17 of the energy distribution member 10.
  • the monostable elastic member 341 can be connected to the rigid body 331 of the anchor 11, for example by an elastic suspension comprising two substantially parallel elastic branches 339 extending to a rigid support 340 which carries the monostable elastic member 341.
  • the monostable elastic member 341 serves for the energy distribution member 10 to transfer a mechanical energy precisely determined at the regulating member 318, at each operating cycle of the watch movement 3, as explained in the document WO2016091951 .

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • La présente invention est relative aux dispositifs pour pièces d'horlogerie, ainsi qu'aux mouvements horlogers et aux pièces d'horlogerie comprenant de tels dispositifs.
    • ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
  • On connaît des dispositifs pour pièces d'horlogerie comprenant un mécanisme de forme plane s'étendant selon un plan moyen, ledit mécanisme comportant :
    • un support,
    • un organe réglant inertiel relié au support, par une suspension élastique, ledit organe réglant présentant sensiblement une symétrie axiale d'ordre n par rapport à un axe central orthogonal audit plan moyen et fixe par rapport au support, n'étant un nombre entier au moins égal à 2.
  • Le document WO2016091823A1 décrit un exemple d'un tel dispositif.
  • La présente invention a notamment pour but de perfectionner les dispositifs de ce type, notamment pour améliorer leur précision temporelle.
  • Le document CH428578A concerne par ailleurs un résonateur mécanique ayant une forme généralement en H, des moyens de couplage et des moyens de fixation entre les jambes du H, dans lequel des masses oscillantes sont disposées aux extrémités des jambes du H.
    • OBJETS ET RESUME DE L'INVENTION
  • A cet effet, selon l'invention, un dispositif du genre en question est caractérisé en ce que ledit organe réglant comprend un nombre n de portions rigides reliées entre elles deux à deux par n liaisons élastiques de couplage,
    et en ce que la suspension élastique comprend n liaisons élastiques de suspension reliant respectivement chaque portion rigide au support.
  • Grâce à ces dispositions, on évite d'avoir des surcontraintes sur l'organe réglant et sa suspension élastique, ce qui améliore l'isochronisme du mécanisme.
  • Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
    • l'organe réglant est mobile sensiblement en rotation autour dudit axe central ;
    • les portions rigides de l'organe réglant sont mobiles à la fois en rotation et en translation radiale par rapport à l'axe central ;
    • les liaisons élastiques de suspension comprennent chacune au moins une branche élastique ;
    • le nombre n est au moins égal à 3 et chaque portion rigide est reliée à deux portions rigides adjacentes respectivement par deux liaisons élastiques de couplage ;
    • le nombre n est égal à 3 ;
    • les portions rigides comportent chacune une partie en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central ;
    • les parties en forme d'arc de cercle sont voisines les unes des autres et forment ensemble un anneau discontinu ;
    • les parties en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité et une deuxième extrémité qui se recouvrent mutuellement en direction angulaire ;
    • les parties en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité et une deuxième extrémité, la deuxième extrémité étant prolongée radialement par un bras rigide terminé par un bec s'étendant angulairement au-delà de la deuxième extrémité, et chaque liaison élastique de couplage comportant au moins une branche élastique de couplage s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central et reliant ledit bec de chaque portion rigide à la première extrémité de la partie en arc de cercle d'une portion rigide adjacente;
    • le support comporte au moins une partie centrale entourée par les portions rigides de l'organe réglant et chaque liaison élastique de suspension comporte au moins une branche élastique de suspension s'étendant sensiblement radialement vers l'intérieur depuis la portion rigide correspondante jusqu'à ladite partie centrale du support ;
    • le mécanisme comporte en outre une ancre adaptée pour coopérer avec un organe de distribution d'énergie pourvu de dents et destiné à être sollicité par un dispositif de stockage d'énergie, ladite ancre étant commandée par ledit organe réglant pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie, de sorte que ledit organe de distribution d'énergie se déplace pas à pas sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre étant adaptée pour transférer de l'énergie mécanique audit organe réglant au cours de ce cycle de mouvement répétitif ;
    • ladite ancre est reliée au support par deux branches élastiques de suspension d'ancre et à l'une des portions rigides de l'organe réglant par au moins une branche élastique d'entraînement ;
    • les branches élastiques de suspension d'ancre sont disposées pour que ladite ancre soit mobile sensiblement en rotation autour d'un axe de rotation supplémentaire parallèle audit axe central ;
    • l'ancre comporte un corps principal rigide qui comporte deux organes d'arrêt adaptés pour coopérer avec les dents de l'organe de distribution d'énergie, le corps principal de l'ancre étant disposé intérieurement par rapport à la partie en forme d'arc de cercle d'une des portions rigides et l'ancre comportant en outre un bras rigide d'entraînement solidaire du corps principal et relié au bras rigide de ladite portion rigide par ladite branche élastique d'entraînement ;
    • le dispositif comporte des moyens de limitation de mouvement adaptés pour limiter les débattements d'au moins une portion rigide de l'organe réglant par rapport au support ;
    • lesdits moyens de limitation de mouvement limitent un débattement angulaire de ladite au moins une portion rigide de l'organe réglant par rapport au support, autour de l'axe central ;
    • lesdits moyens de limitation de mouvement comportent une fente ménagée dans ladite au moins une portion rigide de l'organe réglant et s'étendant angulairement autour de l'axe central, et un pion qui est solidaire du support et qui est disposé dans la fente ;
    • lesdits moyens de limitation de mouvement comportent un bras de limitation de mouvement rigide appartenant à ladite au moins une portion rigide de l'organe réglant, et deux organes de limitation de mouvement complémentaires appartenant au support et encadrant radialement ledit bras de limitation de mouvement, ledit bras de limitation de mouvement s'étendant angulairement par rapport à l'axe central ;
    • le bras de limitation de mouvement comporte une extrémité libre pourvue d'une tête élargie en direction radiale, ladite tête étant plus large que l'écartement entre les deux organes de limitation de mouvement complémentaires appartenant au support ;
    • la tête élargie est mobile angulairement dans un évidement en arc de cercle centré sur l'axe central, qui est formé dans le support, ledit évidement débouchant dudit support par une ouverture rétrécie délimitée par deux rebords appartenant audit support et formant lesdits organes de limitation de mouvement complémentaires ;
    • le support est disposé au moins partiellement autour de l'organe réglant, chaque portion rigide comporte une partie en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central et un bras rigide s'étendant depuis la partie en forme d'arc de cercle jusqu'à une extrémité intérieure voisine de l'axe central, chaque liaison élastique de suspension comportant une branche élastique de suspension reliant le support à l'extrémité intérieure du bras rigide et s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central, et chaque liaison élastique de couplage comportant au moins une branche élastique de couplage reliant la partie en forme d'arc de cercle d'une portion rigide à la première extrémité du bras rigide d'une portion rigide adjacente, ladite branche élastique de couplage s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central.
  • Par ailleurs, l'invention concerne également un mouvement horloger comprenant le dispositif tel que défini ci-dessus et un organe de distribution d'énergie pourvu de dents et destiné à être sollicité par un dispositif de stockage d'énergie, ledit dispositif comportant une ancre adaptée pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie, ladite ancre étant commandée par ledit organe réglant pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie, de sorte que ledit organe de distribution d'énergie se déplace pas à pas sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre étant adaptée pour transférer de l'énergie mécanique audit organe réglant au cours de ce cycle de mouvement répétitif.
  • Enfin, l'invention concerne également une pièce d'horlogerie comprenant un mouvement tel que défini ci-dessus.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints.
  • Sur les dessins :
    • la figure 1 est une vue schématique d'une pièce d'horlogerie pouvant comprendre un mécanisme selon une forme de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est un schéma bloc du mouvement de la pièce d'horlogerie de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue en plan d'une partie du mouvement de la figure 2 selon une première forme de réalisation de l'invention, comprenant le régulateur, l'ancre et l'organe de distribution d'énergie,
    • les figures 4 et 5 sont des vues similaires à la figure 3, montrant deux positions extrêmes du mécanisme,
    • les figures 6 à 8 sont des vues similaires respectivement aux figures 3 à 5, pour une deuxième forme de réalisation de l'invention,
    • et les figures 9 et 10 sont des vues similaires à la figure 3, respectivement pour des troisième et quatrième formes de réalisation de l'invention.
    DESCRIPTION PLUS DETAILLEE
  • Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
  • La figure 1 représente une pièce d'horlogerie 1 telle qu'une montre, comprenant :
    • un boîtier 2,
    • un mouvement horloger 3 contenu dans le boîtier 2,
    • généralement, un remontoir 4,
    • un cadran 5,
    • un verre 6 recouvrant le cadran 5,
    • un indicateur de temps 7, comprenant par exemple deux aiguilles 7a, 7b respectivement pour les heures et les minutes, disposé entre le verre 6 et le cadran 5 et actionné par le mouvement horloger 3.
  • Comme représenté schématiquement sur la figure 2, le mouvement horloger 3 peut comprendre par exemple :
    • un dispositif 8 de stockage d'énergie mécanique, généralement un ressort de barillet,
    • une transmission mécanique 9 mue par le dispositif 8 de stockage d'énergie mécanique,
    • l'indicateur de temps 7 susmentionné,
    • un organe de distribution d'énergie 10 (par exemple une roue d'échappement),
    • une ancre 11 adaptée pour séquentiellement retenir et libérer l'organe de distribution d'énergie 10,
    • un régulateur 12, qui est un mécanisme comportant un organe réglant inertiel oscillant, contrôlant l'ancre 11 pour la déplacer régulièrement de façon que l'organe de de distribution d'énergie soit déplacé pas à pas à intervalles de temps constants.
  • L'ancre 11 et le régulateur 12 forment un mécanisme 13. Comme représenté sur les différentes figures, le mécanisme 13 est avantageusement un système monolithique formé dans une même plaque 14 (habituellement plane) et dont les pièces mobiles sont conçues pour se déplacer essentiellement dans un plan moyen de ladite plaque 14.
  • La plaque 14 peut être de faible épaisseur, par exemple environ 0,05 à environ 1 mm, selon la nature du matériau de la plaque 14.
  • La plaque 14 peut avoir des dimensions transversales, dans le plan XY de la plaque (notamment largeur et longueur, ou diamètre), comprises entre environ 10 mm et 40 mm. X et Y sont deux axes perpendiculaires définissant le plan de la plaque 14.
  • La plaque 14 peut être fabriquée en tout matériau rigide adapté, ayant de préférence un module d'Young faible pour présenter de bonnes propriétés d'élasticité et une fréquence d'oscillation basse. Des exemples de matériaux utilisables pour réaliser la plaque 14 incluent le silicium, le nickel, l'alliage fer/nickel, l'acier, le titane. Dans le cas du silicium, l'épaisseur de la plaque 14 peut par exemple être comprise entre 0,2 et 0,6 mm.
  • Tel qu'entendu ici, on entend par mécanisme monolithique, un mécanisme composé d'éléments qui, par la nature ou la forme de leur assemblage, sont solidaires les uns des autres au point que toute déformation d'un composant entraîne une déformation des autres parties. Le mécanisme monolithique peut avantageusement être formé dans une seule pièce de matériau, éventuellement traité pour présenter une couche externe de nature différente du reste du matériau (par exemple une couche oxydée). En variante, le mécanisme monolithique peut aussi comporter certaines parties rapportées (par exemple collées, soudées ou autre) dans le plan de la plaque.
  • Les différents organes formés dans la plaque 14, sont obtenus par réalisation d'ouvertures dans la plaque 14, obtenues par tout procédé de fabrication utilisé en micromécanique, en particulier les procédés utilisés pour la fabrication des MEMS.
  • Dans le cas d'une plaque 14 de silicium, la plaque peut être localement évidée par exemple par gravure ionique réactive profonde (DRIE - "Deep Reactive Ion Etching") ou éventuellement par découpe laser pour les petites séries.
  • Dans le cas d'une plaque 14 de fer/nickel, la plaque pourrait être notamment réalisée par le procédé LIGA, ou par découpe laser.
  • Dans le cas d'une plaque 14 d'acier ou de titane, la plaque 14 peut être évidée par exemple par électroérosion par fil (WEDM).
  • Les parties constitutives du mécanisme vont maintenant être décrites plus en détail. Certaines de ces parties sont rigides et d'autres (notamment celles dénommées « branches élastiques ») sont élastiquement déformables, essentiellement en flexion. La différence entre les parties rigides et les parties élastiques, est leur raideur dans le plan XY de la plaque 14, qui est due à leur forme et en particulier à leur élancement. L'élancement peut être mesuré notamment par le rapport d'élancement (rapport longueur / largeur de la partie concernée). Par exemple, les parties rigides ont une raideur au moins environ 100 fois plus élevée dans le plan XY, que les parties élastiques. Des dimensions typiques pour les liaisons élastiques, par exemple les branches élastiques qui seront décrites ci-après, incluent des longueurs comprises par exemple entre 5 et 13 mm et des largeurs comprises par exemple entre 0,01 mm (10 µm) et 0,04 mm (40 µm), notamment environ 0,025 mm (25 µm). Compte tenu des largeurs des poutres et de l'épaisseur de la plaque 14, le rapport d'élancement de ces poutres en coupe longitudinale est compris entre 5 et 60. Le rapport d'élancement le plus grand possible est à privilégier pour limiter les modes d'oscillation hors plan.
  • La plaque 14 comporte un support 15, 115, 215, 315 qui est solidarisé à une platine de support 14a, par exemple par des vis ou similaires (non représentées) traversant des trous 15a, 115a, 215a, 315a du support 15, 115, 215, 315. La platine de support 14a est solidarisée au boîtier 2 de la pièce d'horlogerie 1.
  • L'organe de distribution d'énergie 10 peut être une roue d'échappement montée rotative par exemple sur la platine de support 14a, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation Z1 perpendiculaire au plan XY de la plaque 14. L'organe de distribution d'énergie 10 est sollicité par le dispositif de stockage d'énergie 8 dans un unique sens de rotation 16.
  • L'organe de distribution d'énergie 10 présente des dents externes 17.
  • Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, l'organe réglant du régulateur 12 est relié au support 15, 115, 215, 315, par une suspension élastique reliant ledit organe réglant au support. Plus spécifiquement, ledit organe réglant 18 présente sensiblement une symétrie axiale d'ordre n par rapport à un axe central Z0 orthogonal au plan moyen XY et fixe par rapport au support 15, 115, 215, 315. Par « présente sensiblement une symétrie axiale d'ordre n », on entend que l'organe réglant 18 est pour l'essentiel conformé selon cette symétrie, mais que certaines parties de masse relativement négligeable peuvent ne pas présenter cette symétrie (par exemple des parties servant au couplage de l'ancre avec l'organe réglant).
  • Ledit organe réglant 18 comprend un nombre n de portions rigides reliées entre elles deux à deux par n liaisons élastiques de couplage, n'étant un nombre entier au moins égal à 2.
  • La suspension élastique comprend n liaisons élastiques de suspension reliant respectivement chaque portion rigide de l'organe réglant au support 15, 115, 215, 315.
  • En particulier, la suspension élastique peut être prévue pour que l'organe réglant 18 ; 118 ; 218 ; 318 soit mobile sensiblement en rotation autour de l'axe central Z0.
  • Le nombre n'est avantageusement égal à 3 ; il peut toutefois être égal à 2 ou plus que 3. Lorsque le nombre n'est de 3 ou plus, chaque portion rigide de l'organe réglant est reliée à deux portions rigides adjacentes de l'organe réglant respectivement par deux liaisons élastiques de couplage.
    • Première forme de réalisation :
  • Dans la première forme de réalisation de l'invention, représentée sur les figures 3 à 5, le nombre n'est égal à 3. L'organe réglant 18 du régulateur 12 peut présenter une forme générale annulaire centrée sur l'axe central Z0 et comprend 3 portions rigides 20 reliées entre elles deux à deux par 3 liaisons élastiques de couplage 21.
  • La suspension élastique 19 qui relie l'organe réglant 18 du régulateur 12 au support 15, comprend 3 liaisons élastiques de suspension 22 reliant respectivement chaque portion rigide 20 au support 15 de façon que chaque portion rigide 20 soit mobile selon un mouvement au moins de rotation autour de l'axe central Z0, l'organe réglant ayant un mouvement global sensiblement de rotation autour de l'axe central Z0.
  • Chaque liaison élastique de suspension 22 comprend avantageusement au moins une branche élastique 23, par exemple une branche élastique 23. Chaque branche élastique 23 peut éventuellement comporter un tronçon rigide 23a, par exemple vers le centre de ladite branche élastique 23.
  • Du fait que les branches élastiques 23 fléchissent lors de la rotation de l'organe réglant, les portions rigides 20 de l'organe réglant sont mobiles à la fois en rotation et en translation radiale par rapport à l'axe central Z0.
  • Le support 15 peut éventuellement présenter une forme sensiblement en étoile, avec trois branches 15b reliées par une partie centrale 15c.
  • Les portions rigides 20 de l'organe réglant 18 peuvent comporter chacune une partie 24 en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central Z0. Les parties 24 en forme d'arc de cercle sont voisines les unes des autres et forment ensemble un anneau discontinu centré sur l'axe central Z0.
  • Chaque branche élastique 23 peut s'étendre sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et relier la partie 24 en forme d'arc de cercle d'une des portions rigides 20, à la partie centrale 15c susmentionnée du support 15.
  • Les parties 24 en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité 25 et une deuxième extrémité 26 qui se recouvrent mutuellement en direction angulaire. Par exemple, chaque première extrémité 25 peut former un premier doigt 25a s'étendant vers la portion rigide 20 adjacente et chaque deuxième extrémité 26 peut former un deuxième doigt 26a s'étendant vers la portion rigide 20 adjacente, chaque premier doigt 25a recouvrant vers l'extérieur le deuxième doigt 26a de la portion rigide 20 adjacente.
  • La deuxième extrémité 26 de chaque partie 24 en forme d'arc de cercle peut être prolongée sensiblement radialement vers l'intérieur par un bras rigide 27 terminé par un bec 28 s'étendant angulairement au-delà de la deuxième extrémité, en direction de la portion rigide 20 adjacente.
  • Chaque liaison élastique de couplage 21 peut comporter au moins une branche élastique de couplage 21a (ici 2 branches élastiques de couplage 21a parallèles) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et reliant le bec 28 de chaque portion rigide 20 à la première extrémité 25 de la partie 24 en arc de cercle de la portion rigide 20 adjacente.
  • Les débattements de chaque portion rigide 20 de l'organe réglant peuvent être limités par des moyens de limitation de mouvement par rapport au support 15, pour limiter les débattements notamment angulaires des portions rigides 20 et protéger le mécanisme 13 notamment en cas de choc ou plus généralement lorsqu'il subit de fortes accélérations.
  • Ces moyens de limitation de mouvement peuvent comporter une fente 29 ménagée dans chaque partie 24 en arc de cercle et s'étendant angulairement autour de l'axe central Z0, et un pion 30 qui est solidaire du support 15 (en fait, fixé à la platine de support 14a) et qui est disposé dans la fente 29. Les fentes 29 sont conformées selon la cinématique des portions rigides 20 lors du mouvement de rotation de l'organe réglant 18. Les fentes 29 ne sont donc pas de forme circulaire centrée sur l'axe central Z0, mais ici plutôt en forme de tronçons de spirales.
  • Les moyens de limitation de mouvement susmentionnés, ou des moyens de limitation de mouvement similaires, pourraient être prévus dans les autres formes de réalisation de l'invention.
  • L'ancre 11 et l'organe de distribution d'énergie 10 peuvent être disposés à l'intérieur de l'organe réglant 18.
  • L'ancre 11 est une pièce rigide qui peut comporter un corps rigide 31 voisin de la partie 24 en arc de cercle d'une des portions rigides 20 de l'organe réglant. L'ancre 11 peut comporter en outre un bras rigide d'entraînement 32 qui est solidaire du corps rigide 31 et qui s'étend vers l'une des branches 15b du support à partir dudit corps rigide 31.
  • L'ancre 11 est reliée élastiquement au support 15, de façon à pouvoir osciller, par exemple selon un mouvement sensiblement en rotation autour d'un axe Z2 perpendiculaire au plan XY. Les oscillations de l'ancre 11 sont commandées par l'organe réglant 18.
  • A cet effet, le bras rigide 27 d'une des portions rigides 20 de l'organe réglant peut être prolongé vers l'intérieur par un bras rigide supplémentaire 33 dont l'extrémité libre est reliée à l'extrémité libre du bras rigide d'entraînement 32 par une branche élastique d'entraînement 34.
  • Avantageusement, l'ancre 11 peut être reliée au support 15 par une suspension élastique, comprenant par exemple deux branches élastiques 35 de suspension d'ancre convergeant sensiblement vers l'axe Z2. Eventuellement, les branches élastiques 35 peuvent relier le corps rigide 31 à l'extrémité libre 15e d'une des branches 15 b du support.
  • L'ancre 11 comporte deux organes d'arrêt 36, 37 en forme d'ergots faisant saillie sensiblement vers l'axe Z1, qui sont adaptés pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie 10.
  • L'ancre 11 est ainsi commandée par ledit organe réglant pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie 10 à l'aide des organes d'arrêt 36, 37, de sorte que ledit organe de distribution d'énergie 10 se déplace pas à pas dans la direction 16 sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie 8 selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre 11 est en outre adaptée pour transférer de l'énergie mécanique à l'organe réglant 18 au cours de ce cycle de mouvement répétitif, de façon connue en soi.
  • Dans un exemple de réalisation, la masse totale des parties oscillantes du mécanisme peut être d'environ 0,33 g et leur inertie d'environ 20,19 10-9 kg.m2, la fréquence d'oscillation de l'organe réglant est d'environ 18 Hz et la raideur en rotation du mécanisme est d'environ 2,58 10-4 Nm/rad. Un tel mécanisme présente un très bon isochronisme, qui conduit à une très bonne précision temporelle.
    • Deuxième forme de réalisation :
  • Dans la deuxième forme de réalisation de l'invention, représentée sur les figures 6 à 8, le nombre n'est encore égal à 3. L'organe réglant 118 du régulateur 12 comprend 3 portions rigides 120 reliées entre elles deux à deux par 3 liaisons élastiques de couplage 121.
  • La suspension élastique 119 qui relie l'organe réglant 118 du régulateur 12 au support 115, comprend 3 liaisons élastiques de suspension 122 reliant respectivement chaque portion rigide 120 au support 115 de façon que chaque portion rigide 20 soit mobile selon un mouvement au moins de rotation autour de l'axe central Z0.
  • Chaque liaison élastique de suspension 122 comprend avantageusement au moins une branche élastique 123, par exemple une branche élastique 123. Chaque branche élastique 123 peut éventuellement comporter un tronçon rigide 123a, par exemple vers le centre de ladite branche élastique 123.
  • Du fait que les branches élastiques 123 fléchissent lors de la rotation de l'organe réglant, les portions rigides 120 de l'organe réglant sont mobiles à la fois en rotation et en translation radiale par rapport à l'axe central Z0.
  • Le support 115 peut éventuellement présenter une forme annulaire entourant le régulateur 118, l'organe de distribution d'énergie 10 et l'ancre 11.
  • Les portions rigides 120 de l'organe réglant 118 peuvent comporter chacune une partie 124 en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central Z0. Les parties 124 en forme d'arc de cercle sont ici relativement écartées les unes des autres dans la direction circonférentielle.
  • Chaque portion rigide 120 peut comporter en outre un bras rigide 127 qui s'étend sensiblement radialement vers l'intérieur depuis la partie 124 en forme d'arc de cercle, jusqu'à une extrémité centrale 128 en forme de talon. Chaque branche élastique 123 peut s'étendre sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0, entre l'extrémité centrale 128 d'une des parties rigides 120 et le support 115, en passant entre deux parties 124 adjacentes.
  • Chaque liaison élastique de couplage 121 peut comporter au moins une branche élastique de couplage 121a (ici 2 branches élastiques de couplage 121a parallèles) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et reliant l'extrémité centrale 128 de chaque portion rigide 120 à la partie 124 en arc de cercle d'une portion rigide 120 adjacente.
  • L'ancre 11 est une pièce rigide qui peut comporter par exemple deux branches 111a, 111b solidaires formant entre elles un angle par exemple de l'ordre de 90 degrés, la branche 111a étant ici prolongée au-delà de la branche 111b par un talon 111c.
  • L'ancre 11 est reliée élastiquement au support 115, de façon à pouvoir osciller, par exemple selon un mouvement sensiblement en rotation autour d'un axe Z2 perpendiculaire au plan XY. Les oscillations de l'ancre 11 sont commandées par l'organe réglant 118.
  • A cet effet, le bras rigide 127 d'une des portions rigides 120 de l'organe réglant peut être relié par exemple à la branche 111a de l'ancre par une branche élastique d'entraînement 134, éventuellement pourvue d'un tronçon central rigide 134a.
  • Avantageusement, l'ancre 11 peut être reliée au support 115 par une suspension élastique, comprenant par exemple deux branches élastiques 135 de suspension d'ancre convergeant sensiblement vers l'axe Z2. Eventuellement, les branches élastiques 135 peuvent relier le talon 111c de l'ancre 11 au support 115.
  • L'ancre 11 comporte deux organes d'arrêt 136, 137 en forme d'ergots faisant saillie sensiblement vers l'axe Z1, qui sont adaptés pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie 10.
  • L'ancre 11 est ainsi commandée par ledit organe réglant 118 pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie 10 à l'aide des organes d'arrêt 136, 137, de sorte que ledit organe de distribution d'énergie 10 se déplace pas à pas dans la direction 16 sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie 8 selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre 11 est en outre adaptée pour transférer de l'énergie mécanique à l'organe réglant 118 au cours de ce cycle de mouvement répétitif, de façon connue en soi.
    • Troisième forme de réalisation :
  • Dans la troisième forme de réalisation de l'invention, représentée sur la figure 9, le nombre n'est encore égal à 3. L'organe réglant 218 du régulateur 12 peut présenter une forme générale annulaire centrée sur l'axe central Z0 et comprend 3 portions rigides 220 reliées entre elles deux à deux par 3 liaisons élastiques de couplage 221.
  • Les portions rigides 220 de l'organe réglant 218 peuvent comporter chacune une partie 224 en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central Z0. Les parties 224 en forme d'arc de cercle sont voisines les unes des autres et forment ensemble un anneau discontinu centré sur l'axe central Z0.
  • Les parties 224 en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité 225 et une deuxième extrémité 226 qui se recouvrent mutuellement en direction angulaire. Par exemple, chaque deuxième extrémité 226 peut s'étendre en biais angulairement vers la portion rigide 220 adjacente et radialement vers l'intérieur, jusqu'à un bec 228 recouvert vers l'extérieur par la première extrémité 225 de la portion rigide 220 adjacente.
  • Chaque liaison élastique de couplage 221 peut comporter au moins une branche élastique de couplage 221a (ici 2 branches élastiques de couplage 221a parallèles) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et reliant le bec 228 de chaque portion rigide 220 à la première extrémité 225 de la partie 224 en arc de cercle de la portion rigide 220 adjacente.
  • Le support 215 est disposé au centre de l'organe réglant 218.
  • La suspension élastique 219 qui relie l'organe réglant 218 du régulateur 12 au support 215, comprend 3 liaisons élastiques de suspension 222 reliant respectivement chaque portion rigide 220 au support 215 de façon que chaque portion rigide 220 soit mobile selon un mouvement au moins de rotation autour de l'axe central Z0.
  • Chaque liaison élastique de suspension 222 peut par exemple relier le support 215 (par exemple un angle 215b du support 215 lorsque ce support présente une forme sensiblement triangulaire comme dans l'exemple représenté).
  • Chaque liaison élastique de suspension 222 peut éventuellement comporter un corps rigide intermédiaire 238 qui comprend par exemple une partie arquée 239 de concavité orientée vers l'angle 215b correspondant du support 215 et un bras de liaison rigide 240 orienté sensiblement à l'opposé dudit angle 215b.
  • La partie arquée 239 peut être reliée audit angle 215b par exemple par deux branches élastiques 241 convergeant vers l'angle 215b.
  • Le bras de liaison rigide 240 peut être relié à la deuxième extrémité 226 de la partie 224 en arc de cercle correspondante, par exemple par deux branches élastiques 242 parallèles, pouvant éventuellement comporter des tronçons centraux rigides 242a.
  • L'ancre 11 et l'organe de distribution d'énergie 10 peuvent être disposés à l'intérieur de l'organe réglant 218, par exemple au moins partiellement dans un évidement 215c ménagé dans le support 215.
  • L'ancre 11 peut être formée par un bras rigide 231 qui s'étend parallèlement à une des branches flexibles 241 d'une des liaisons élastiques 222, à partir d'une extrémité de la partie arquée 239 correspondante. Le bras rigide 231 comporte deux organes d'arrêt 236, 237 en forme d'ergots faisant saillie sensiblement vers l'axe Z1, qui sont adaptés pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie 10.
    • Quatrième forme de réalisation :
  • Dans la quatrième forme de réalisation de l'invention, représentée sur la figure 10, le nombre n'est encore égal à 3. L'organe réglant 318 du régulateur 12 peut présenter une forme générale annulaire centrée sur l'axe central Z0 et comprend 3 portions rigides 320 reliées entre elles deux à deux par 3 liaisons élastiques de couplage 321.
  • La suspension élastique 319 qui relie l'organe réglant 318 du régulateur 12 au support 315, comprend 3 liaisons élastiques de suspension 322 reliant respectivement chaque portion rigide 320 au support 315 de façon que chaque portion rigide 320 soit mobile selon un mouvement au moins de rotation autour de l'axe central Z0.
  • Chaque liaison élastique de suspension 322 comprend avantageusement au moins une branche élastique 323, par exemple une branche élastique 323. Chaque branche élastique 323 peut éventuellement comporter un tronçon rigide 323a, par exemple vers le centre de ladite branche élastique 323.
  • Du fait que les branches élastiques 323 fléchissent lors de la rotation de l'organe réglant, les portions rigides 320 de l'organe réglant sont mobiles à la fois en rotation et en translation radiale par rapport à l'axe central Z0.
  • Le support 315 peut éventuellement présenter une forme sensiblement en étoile, avec trois branches 315b reliées par une partie centrale 315c.
  • Les portions rigides 320 de l'organe réglant 318 peuvent comporter chacune une partie 324 en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central Z0. Les parties 324 en forme d'arc de cercle sont voisines les unes des autres et forment ensemble un anneau discontinu centré sur l'axe central Z0.
  • Chaque branche élastique 323 peut s'étendre sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et relier la partie 324 en forme d'arc de cercle d'une des portions rigides 320, à la partie centrale 315c susmentionnée du support 315.
  • Les parties 324 en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité 325 et une deuxième extrémité 326. La deuxième extrémité 326 de chaque partie 324 en forme d'arc de cercle peut être prolongée sensiblement radialement vers l'intérieur par un bras rigide 327 terminé par un bec 328 s'étendant angulairement au-delà de la deuxième extrémité, en direction de la portion rigide 320 adjacente.
  • Chaque liaison élastique de couplage 321 peut comporter au moins une branche élastique de couplage 321a (ici 2 branches élastiques de couplage 321a parallèles) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central Z0 et reliant le bec 328 de chaque portion rigide 320 à la première extrémité 325 de la partie 324 en arc de cercle de la portion rigide 320 adjacente.
  • Les débattements d'au moins certaines portions rigides 320 de l'organe réglant peuvent être limités par des moyens de limitation de mouvement par rapport au support 15, pour limiter les débattements notamment angulaires des portions rigides 320 et protéger le mécanisme notamment en cas de choc ou plus généralement lorsqu'il subit de fortes accélérations.
  • Ces moyens de limitation de mouvement peuvent comporter un bras de limitation de mouvement rigide 329 appartenant à au moins une portion rigide 320 de l'organe réglant 318, et deux organes de limitation de mouvement complémentaires 330a appartenant au support 315 et encadrant radialement ledit bras de limitation de mouvement 329, ledit bras de limitation de mouvement s'étendant angulairement par rapport à l'axe central Z0. Le bras de limitation de mouvement rigide 329 peut pénétrer dans un évidement 330 ménagé dans le support 315. Ledit évidement 330 débouche hors dudit support 315 dans le plan XY par une ouverture rétrécie délimitée par deux rebords appartenant audit support et formant lesdits organes de limitation de mouvement complémentaires 330a.
  • Avantageusement, chaque bras de limitation de mouvement 329 peut comporter une extrémité libre pourvue d'une tête 329b élargie en direction radiale, ladite tête 329b étant disposée dans l'évidement 330 et étant plus large que l'écartement entre les deux organes de limitation de mouvement complémentaires 330a appartenant au support.
  • Chaque évidement 330 peut être conformé sensiblement en arc de cercle centré sur l'axe central Z0, et chaque bras de limitation de mouvement peut être conformé sensiblement en arc de cercle centré sur l'axe central, ou plus avantageusement en portion de spirale en correspondance avec la cinématique des portions rigides 320 de l'organe réglant 318.
  • Dans l'exemple représenté, l'une des branches 315b du support 315 comporte un évidement 315d qui accueille l'organe de distribution d'énergie 10 et l'ancre 11, et chacune des deux autres branches 315c comporte deux évidements 330 débouchant à l'opposé l'un de l'autre et recevant respectivement deux bras de limitation de mouvement 329 s'étendant l'un vers l'autre, appartenant à une des portions rigides 320. L'une des portions rigides 320 peut être dépourvue de bras de limitation de mouvement 329 mais être couplée à l'ancre 11 comme il sera expliqué ci-après.
  • Par exemple, l'un des deux bras de limitation de mouvement 329 de chaque portion rigide 320 peut être solidaire d'un bras de support 329a s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la partie 324 en arc de cercle de cette portion rigide 320, au voisinage de la première extrémité 325 de ladite partie 324 en arc de cercle. L'autre bras de limitation de mouvement 329 de la même portion rigide 320 peut être solidaire du bras rigide 327 susmentionné.
  • Les moyens de limitation de mouvement susmentionnés, ou des moyens de limitation de mouvement similaires, pourraient être prévus dans les autres formes de réalisation de l'invention.
  • L'ancre 11 est une pièce rigide qui peut comporter un corps rigide 331 voisin de la partie 324 en arc de cercle d'une des portions rigides 320 de l'organe réglant (celle qui est dépourvue de bras de limitation de mouvement 329 dans l'exemple considéré). L'ancre 11 peut comporter en outre un bras rigide d'entraînement 332 qui est solidaire du corps rigide 331.
  • L'ancre 11 est reliée élastiquement au support 315, de façon à pouvoir osciller, par exemple selon un mouvement sensiblement en rotation autour d'un axe Z2 perpendiculaire au plan XY. Les oscillations de l'ancre 11 sont commandées par l'organe réglant 318.
  • A cet effet, le bras rigide 327 de la portion rigide 320 adjacente à l'ancre 11 peut être prolongé vers l'intérieur par un bras rigide supplémentaire 333 dont l'extrémité libre est reliée à l'extrémité libre du bras rigide d'entraînement 332 par une branche élastique d'entraînement 334 (éventuellement pourvue d'un tronçon central rigide 334a).
  • Avantageusement, l'ancre 11 peut être reliée au support 315 par une suspension élastique, comprenant par exemple deux branches élastiques 335 de suspension d'ancre convergeant sensiblement vers l'axe Z2.
  • L'ancre 11 comporte deux organes d'arrêt 336, 337 en forme d'ergots faisant saillie sensiblement vers l'axe Z1, qui sont adaptés pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie 10.
  • L'ancre 11 est ainsi commandée par ledit organe réglant 318 pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie 10 à l'aide des organes d'arrêt 336, 337, de sorte que ledit organe de distribution d'énergie 10 se déplace pas à pas dans la direction 16 sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie 8 selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre 11 est en outre adaptée pour transférer de l'énergie mécanique à l'organe réglant 18 au cours de ce cycle de mouvement répétitif, de façon connue en soi.
  • L'ancre 11 peut en outre comporter un organe élastique monostable 341, qui peut se présenter sous la forme d'une languette élastique dont l'extrémité libre vient porter sur les dents 17 de l'organe de distribution d'énergie 10. L'organe élastique monostable 341 peut être relié au corps rigide 331 de l'ancre 11, par exemple par une suspension élastique comprenant deux branches élastiques sensiblement parallèles 339 s'étendant jusqu'à un support rigide 340 qui porte l'organe élastique monostable 341. L'organe élastique monostable 341 sert à ce que l'organe de distribution d'énergie 10 transfère une énergie mécanique précisément déterminée à l'organe réglant 318, à chaque cycle de fonctionnement du mouvement horloger 3, comme expliqué dans le document WO2016091951 .

Claims (24)

  1. Dispositif pour pièce d'horlogerie comprenant un mécanisme (13) de forme plane s'étendant selon un plan moyen (XY), ledit mécanisme (13) comportant :
    - un support (15 ; 115 ; 215 ; 315),
    - un organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) inertiel relié au support (15 ; 115 ; 215 ; 315), par une suspension élastique (19 ; 119 ; 219 ; 319), ledit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) présentant sensiblement une symétrie axiale d'ordre n par rapport à un axe central orthogonal audit plan moyen et fixe par rapport au support, n étant un nombre entier au moins égal à 2,
    dans lequel ledit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) comprend un nombre n de portions rigides (20 ; 120 ; 220 ; 320) reliées entre elles deux à deux par n liaisons élastiques de couplage (21 ; 121 ; 221 ; 321),
    et la suspension élastique (19 ; 119 ; 219 ; 319) comprend n liaisons élastiques de suspension (22 ; 122 ; 222 ; 322) distinctes des liaisons élastiques de couplage et reliant respectivement chaque portion rigide (20 ; 120 ; 220 ; 320) au support.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) est mobile sensiblement en rotation autour dudit axe central (Z0).
  3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les portions rigides (20 ; 120 ; 220 ; 320) de l'organe réglant sont mobiles à la fois en rotation et en translation radiale par rapport à l'axe central (Z0).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les liaisons élastiques de suspension (22 ; 122 ; 222 ; 322) comprennent chacune au moins une branche élastique (23 ; 123 ; 223 ; 323) .
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre n est au moins égal à 3 et chaque portion rigide (20 ; 120 ; 220 ; 320) est reliée à deux portions rigides adjacentes (20 ; 120 ; 220 ; 320) respectivement par deux liaisons élastiques de couplage (21 ; 121 ; 221 ; 321).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre n est égal à 3.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les portions rigides (20 ; 120 ; 220 ; 320) comportent chacune une partie (24 ; 124 ; 224 ; 324) en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central (Z0).
  8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les parties (24 ; 224 ; 324) en forme d'arc de cercle sont voisines les unes des autres et forment ensemble un anneau discontinu.
  9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les parties (24 ; 224) en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité (25 ; 225) et une deuxième extrémité (26 ; 226) qui se recouvrent mutuellement en direction angulaire.
  10. Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel les parties (24 ; 324) en forme d'arc de cercle s'étendent chacune angulairement entre une première extrémité (25 ; 325) et une deuxième extrémité (26 ; 326), la deuxième extrémité étant prolongée radialement par un bras rigide (27 ; 327) terminé par un bec (28 ; 328) s'étendant angulairement au-delà de la deuxième extrémité (26 ; 326), et chaque liaison élastique de couplage (21 ; 321) comportant au moins une branche élastique de couplage (21a, 321a) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central (Z0) et reliant ledit bec (28 ; 328) de chaque portion rigide à la première extrémité (25 ; 325) de la partie en arc de cercle d'une portion rigide adjacente.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (15 ; 215 ; 315) comporte au moins une partie centrale entourée par les portions rigides (20 ; 220 ; 320) de l'organe réglant et chaque liaison élastique de suspension (22 ; 222 ; 322) comporte au moins une branche élastique de suspension (23 ; 223 ; 323) s'étendant sensiblement radialement vers l'intérieur depuis la portion rigide correspondante jusqu'à ladite partie centrale du support.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme (13) comporte en outre une ancre (11) adaptée pour coopérer avec un organe de distribution d'énergie (10) pourvu de dents (17) et destiné à être sollicité par un dispositif de stockage d'énergie (8), ladite ancre (11) étant commandée par ledit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie (10), de sorte que ledit organe de distribution d'énergie (10) se déplace pas à pas sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie (8) selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre (11) étant adaptée pour transférer de l'énergie mécanique audit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) au cours de ce cycle de mouvement répétitif.
  13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel ladite ancre (11) est reliée au support (15 ; 15 ; 215 ; 315) par deux branches élastiques de suspension d'ancre (35 ; 135 ; 241 ; 335) et à l'une des portions rigides (20 ; 120 ; 220 ; 320) de l'organe réglant par au moins une branche élastique d'entraînement (34 ; 134 ; 242 ; 334).
  14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel les branches élastiques de suspension d'ancre (35 ; 135 ; 241 ; 335) sont disposées pour que ladite ancre (11) soit mobile sensiblement en rotation autour d'un axe de rotation supplémentaire (Z2) parallèle audit axe central (Z0).
  15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 14, dans lequel l'ancre (11) comporte un corps principal (31 ; 331) rigide qui comporte deux organes d'arrêt (36, 37 ; 336, 337) adaptés pour coopérer avec les dents (17) de l'organe de distribution d'énergie (10), le corps principal de l'ancre étant disposé intérieurement par rapport à la partie (24 ; 324) en forme d'arc de cercle d'une des portions rigides et l'ancre (11) comportant en outre un bras rigide d'entraînement (32 ; 332) solidaire du corps principal et relié au bras rigide de ladite portion rigide par ladite branche élastique d'entraînement (34 ; 334).
  16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de limitation de mouvement (29, 30 ; 329, 330a) adaptés pour limiter les débattements d'au moins une portion rigide (20 ; 320) de l'organe réglant par rapport au support.
  17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel lesdits moyens de limitation de mouvement (29, 30 ; 329, 330a) limitent un débattement angulaire de ladite au moins une portion rigide de l'organe réglant par rapport au support, autour de l'axe central.
  18. Dispositif selon la revendication 16 ou la revendication 17, dans lequel lesdits moyens de limitation de mouvement comportent une fente (29) ménagée dans ladite au moins une portion rigide (20 ; 320) de l'organe réglant et s'étendant angulairement autour de l'axe central (Z0), et un pion (30) qui est solidaire du support (15) et qui est disposé dans la fente (29).
  19. Dispositif selon la revendication 16 ou la revendication 17, dans lequel lesdits moyens de limitation de mouvement comportent un bras de limitation de mouvement rigide (329) appartenant à ladite au moins une portion rigide (320) de l'organe réglant, et deux organes de limitation de mouvement complémentaires (330a) appartenant au support (315) et encadrant radialement ledit bras de limitation de mouvement (329), ledit bras de limitation de mouvement (329) s'étendant angulairement par rapport à l'axe central (Z0).
  20. Dispositif selon la revendication 19, dans lequel le bras de limitation de mouvement (329) comporte une extrémité libre pourvue d'une tête (329b) élargie en direction radiale, ladite tête (329b) étant plus large que l'écartement entre les deux organes de limitation de mouvement complémentaires (330a) appartenant au support.
  21. Dispositif selon la revendication 20, dans lequel la tête élargie (329b) est mobile angulairement dans un évidement (330) en arc de cercle centré sur l'axe central (Z0), qui est formé dans le support, ledit évidement débouchant dudit support par une ouverture rétrécie délimitée par deux rebords (330a) appartenant audit support et formant lesdits organes de limitation de mouvement complémentaires.
  22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le support (115) est disposé au moins partiellement autour de l'organe réglant (118), chaque portion rigide (120) comporte une partie (124) en forme d'arc de cercle centré sur l'axe central (Z0) et un bras rigide (127) s'étendant depuis la partie (124) en forme d'arc de cercle jusqu'à une extrémité intérieure (128) voisine de l'axe central, chaque liaison élastique de suspension (122) comportant une branche élastique de suspension (123) reliant le support (115) à l'extrémité intérieure (128) du bras rigide et s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central (Z0), et chaque liaison élastique de couplage (121) comportant au moins une branche élastique de couplage (121a) reliant la partie (124) en forme d'arc de cercle d'une portion rigide à l'extrémité intérieure (128) du bras rigide (127) d'une portion rigide adjacente, ladite branche élastique de couplage (121a) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe central (Z0).
  23. Mouvement horloger (3) comprenant un dispositif (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un organe de distribution d'énergie (10) pourvu de dents (17) et destiné à être sollicité par un dispositif de stockage d'énergie (8), ledit dispositif (13) comportant une ancre (11) adaptée pour coopérer avec l'organe de distribution d'énergie (10), ladite ancre (11) étant commandée par ledit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) pour régulièrement et alternativement bloquer et libérer l'organe de distribution d'énergie (10), de sorte que ledit organe de distribution d'énergie (10) se déplace pas à pas sous la sollicitation du dispositif de stockage d'énergie (8) selon un cycle de mouvement répétitif, et ladite ancre (11) étant adaptée pour transférer de l'énergie mécanique audit organe réglant (18 ; 118 ; 218 ; 318) au cours de ce cycle de mouvement répétitif.
  24. Pièce d'horlogerie (1) comprenant un mouvement horloger (3) selon la revendication 23.
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