EP3580618A1 - Organe moteur d'horlogerie - Google Patents

Organe moteur d'horlogerie

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EP3580618A1
EP3580618A1 EP18706317.7A EP18706317A EP3580618A1 EP 3580618 A1 EP3580618 A1 EP 3580618A1 EP 18706317 A EP18706317 A EP 18706317A EP 3580618 A1 EP3580618 A1 EP 3580618A1
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EP
European Patent Office
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units
hub
unit
serge
motor
Prior art date
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EP18706317.7A
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German (de)
English (en)
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EP3580618B1 (fr
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Jean-Baptiste LE BRIS
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Patek Philippe SA Geneve
Original Assignee
Patek Philippe SA Geneve
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Filing date
Publication date
Application filed by Patek Philippe SA Geneve filed Critical Patek Philippe SA Geneve
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Publication of EP3580618B1 publication Critical patent/EP3580618B1/fr
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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
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/18—Constructions for connecting the ends of the mainsprings with the barrel or the arbor
    • 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
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/12—Driving mechanisms with mainspring with several mainsprings
    • 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
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/14—Mainsprings; Bridles therefor
    • 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
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/22—Compensation of changes in the motive power of the mainspring
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a motor unit for the watch industry, in particular a motor member with a moment of substantially constant force.
  • the clock motor unit according to the invention can be either a motor of a watch movement arranged to drive a finishing gear, or a motor member of an additional mechanism such as a striking mechanism or a mechanism of chronograph.
  • a barrel In watchmaking, a barrel has traditionally been used as the driving mechanism of a watchmaking mechanism.
  • a barrel is an assembly of at least three elements: a barrel spring consisting of a spiral spring blade, a barrel drum serving as a housing for said spring, said drum being freely rotatable on a barrel shaft (pivoting shaft between bridge and platen), and a barrel cover for closing the barrel drum, said lid also being freely rotatable on the barrel shaft.
  • the blade comes out in the shape of an inverted S. The unwinding of the blade, wound against the diameter of the bung of the barrel shaft and seeking to return to its original shape, produces the energy necessary for the operation of the clock mechanism.
  • a disadvantage of such a motor member is that its performance is affected by the friction of the turns of the spiral spring against each other and against the inside of the barrel drum, during unwinding of the barrel. To reduce this friction, it is usual to lubricate the turns of the spring and deposit an anti-friction coating in the drum. Despite this, such a drive member suffers energy losses of about 15% due to friction.
  • Such a motor unit is therefore expensive and difficult to manufacture.
  • the object of the present invention is to provide an alternating drive member to the barrel comprising a spiral spring traditionally used which makes it possible to overcome, at least in part, the aforementioned drawbacks.
  • the invention proposes for this purpose a clockwork motor unit comprising at least two monolithic units stacked and connected in series, each of these units comprising a hub and a serge connected by at least one elastic arm.
  • the present invention also proposes a clock mechanism comprising such a clock motor unit.
  • the motor member according to the invention has the advantage of significantly improving the efficiency (average energy loss between 0 and 3% only against 15% for a traditional spiral spring barrel). Indeed, the monolithic units that compose it do not undergo or very little friction.
  • the motor member according to the invention also has the advantage of delivering a moment of force substantially constant, thus improving the isochronism of the watch movement with which it is associated, without require intermediate spring between the drive member and the exhaust.
  • FIG. 1 is a perspective view of a part of a watch mechanism incorporating a clockwork motor member according to a particular embodiment of the invention
  • FIG. 1 is a top view of the mechanism shown in Figure 1;
  • FIG. 3 is a cross-section of the driving member of FIG.
  • Figures 4a, 4b and 4c respectively show, in top view, a first unit, an intermediate unit and a last unit of the drive member of Figure 1;
  • FIGS. 5a and 5b are views respectively from below and from above of a unit of the motor member equipped with a centering device;
  • FIG. 6 is a schematic graphical representation of the moment of elastic return exercised in a unit of the motor unit
  • FIG. 7 shows the coordinates of points defining a particular form of elastic arm for each unit of the motor member
  • FIG. 8a is a graphical representation of the moment of elastic return exercised in a given unit of the motor unit comprising elastic arms having the shape as represented in FIG. 7;
  • FIG. 8b is a graphical representation of the moment of force delivered by a motor unit comprising eleven units such as that studied in FIG. 8a, stacked and connected in series;
  • FIGS. 1 and 2 represent a part of a watchmaking mechanism, more specifically a watchmaking movement, comprising a clockwork motor unit 1 according to one particular embodiment of the invention, this motor unit 1 being held in position by through an axis 2 of said watch movement.
  • This watch movement furthermore comprises, in particular, a finishing gear 3, an escapement 4 and a winding mechanism 5a, 5b, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the winding mechanism comprises a rod winding 5a and a winding gear 5b.
  • it could be of automatic type, oscillating weight.
  • the motor unit 1 comprises several monolithic units 1 10, 210, 310, stacked one on the other and connected in series, as shown in FIG. 3.
  • Each of these units 1 10, 210, 310 comprises a hub 120, 220 , 320 and a serge 130, 230, 330 connected by several elastic arms 140, 240, 340 uniformly distributed around its hub 120, 220, 320, as shown in Figures 4a, 4b and 4c.
  • the first 1 10 of said units is associated with a toothing 160 for connection with the winding gear 5b.
  • This toothing 160 which meshes with the winding gear 5b is typically carried by a winding wheel 170 coaxial and integral with the hub 120 of said first unit 1 10, as shown in Figures 1, 2, 3 and 4a.
  • the toothing 160 may be integral with the serge 130 of the first unit 1 10.
  • the last 310 of said units is associated with another toothing 360 which meshes with the work train 3 to deliver a moment of force.
  • This other toothing 360 is typically integral with the serge 330 of the latter unit 310, as shown in Figures 1, 2, 3 and 4c.
  • the toothing 360 may be integral with the hub 320 of the last unit 310. That or hub 320 or of the serge 330 of the last unit 310 which is integral with said other set of teeth 360, and thus through which the energy flows, constitutes an output element of the stack of the units 1 10, 210, 310.
  • Intermediate units 210 placed between said first and last 310 units are not associated with a toothing, as shown in FIGS. 1, 3 and 4b.
  • each of the units 1 10, 210, 310 according to the invention is unidirectional, that is to say it has, due to the shape of its elastic arms 140, 240, 340, a direction of rotation privileged its serge 130, 230, 330 relative to its hub 120, 220, 320, this sense being defined as that which, from the state of rest of the unit considered, the largest relative angular displacement of its serge 130, 230, 330 with respect to its hub 120, 220, 320.
  • the arrows A, B and C, respectively shown in FIGS. 4a, 4b and 4c, illustrate this preferred direction of rotation of the serrations 130, 230, 330 relative to the hubs 120, 220, 320 for the units 1 10, 210, 310 of the motor member 1 shown.
  • all the units 1 10, 210, 310 are identical (in particular the arms 140, 240, 340 have the same shape) and are stacked coaxially and head-to-tail, two successive units having directions of opposite privileged rotation.
  • the motor unit comprises three units 1 10, 210, 310, it can comprise a first unit 1 10 whose preferred direction of rotation is the clockwise direction (as represented in FIG. 4a), a single intermediate unit 210 whose preferred direction of rotation is the counterclockwise direction (corresponding to a unit 210 as represented in FIG. 4b returned) and a last unit 310 whose preferred direction of rotation is the clockwise direction (as represented in FIG. 4c).
  • the units 1 10, 210, 310 are further connected in series, these units 1 10, 210, 310 being in pairs connected alternately by their serges 130, 230, 330 and their hubs 120, 220, 320 .
  • the serge 130 of the first unit 1 10 is integral with the serge 231 of the first intermediate unit 21 1
  • the hub 221 of this first intermediate unit 21 1 is integral with the hub 222 of the second intermediate unit 212 and so on, the hub of the last intermediate unit being integral with the hub 320 of the last unit 310.
  • the preferred direction of rotation of the first 1 10 and the last 310 units and the choice of the input and output elements (serge or hub) depends on the position of the motor unit 1 in the watch mechanism and depends on the mechanism
  • the preferred direction of rotation of the intermediate units 210 is tuned according to their number and in the direction of the first 1 10 and last 310 units.
  • the hubs 120, 220, 320 of the units 1 10, 210, 310 of the motor unit 1 comprise bores 150, 250, 350, for example circular, these bores 150, 250, 350 being traversed by the axis 2 of the watch movement, said axis 2 is preferably fixedly mounted relative to the movement, for example in the movement plate.
  • This axis 2 positions the motor member 1 and helps to keep the hubs 120, 220, 320 aligned with all the units 1 10, 210, 310, the hubs 120, 220, 320 being free to rotate about the axis 2.
  • the hubs 120, 220, 320 of the units 1 10, 210, 310 of the motor unit 1 may not comprise bores 150, 250, 350.
  • the motor member may be maintained in position, for example, through two axes mounted on the hubs 120, 320 respectively of the first 1 10 and last 310 units, these axes being respectively integral in rotation with said hubs 120, 320 and free in rotation with respect to a fixed part of the movement, typically with respect to the plate.
  • This motor unit may, in addition, be placed in a drum.
  • the very structure of the motor member 1 involves centering the hub 120, 220, 320 of each unit 1 10, 210, 310 relative to its serge 130, 230, 330.
  • the driving member 1 may comprise one or more hub centering devices for reinforcing the centering of the hubs 120, 220, 320.
  • Such devices typically comprise a rigid junction element 6, on the one hand, integrally fixed to two diametrically opposite zones of the serge 130, 230, 330 of a unit 1 10, 210, 310 and secondly, positioned free in rotation on the axis 2.
  • FIGS. 5a and 5b are views respectively from below and from above a unit 1 10, 210, 310 of the motor member 1 equipped with such a centering device.
  • the set of elastic arms 140, 240, 340 of each unit 1 10, 210, 310 of the motor unit 1 is designed, in particular by its shape, to exert, in this unit 1 10, 210, 310, a substantially constant elastic return moment over a range of angular displacement of the serge 130, 230 330 of said unit 1 10, 210, 310 with respect to its hub 120, 220, 320 of at least 10 °, preferably at least 15 °, for example about 21 °.
  • substantially constant moment is meant a moment not varying by more than 10%, preferably 5%, more preferably 3%, typically 1.5%, it being understood that this percentage may be further decreased.
  • ⁇ be the angular displacement of the serge 130, 230, 330 of a unit 1 10, 210, 310 of the drive member 1 with respect to the hub 120, 220, 320 of the same unit 1 10, 210, 310 in its favored rotation direction, ⁇ being zero when said unit 1 1 0, 21 0, 31 0 is at rest, that is to say when all its elastic arms 1 40, 240, 340 are at rest,
  • FIG. 6 illustrates the evolution ⁇ ( ⁇ ) of the moment of elastic return exerted by all of the elastic arms 1 40, 240, 340 of a unit 1 1 0, 21 0, 31 0 in this unit as a function of the angular displacement ⁇ .
  • the unit 1 1 0, 21 0, 31 0 is in a stable phase. Indeed, between this first value ⁇ and a second value ⁇ 2, the elastic return moment is substantially constant with respect to the angular displacement ⁇ ;
  • the monolithic units 1 10, 210, 310 having a curve ⁇ ( ⁇ ) of the type shown in FIG. 6 differ from conventional elastic structures. Their properties are based on a sinuous shape of their elastic arms which deform so as to generate a substantially constant elastic return moment (the curve ⁇ ( ⁇ ) has a plateau). In addition, because of their sinuous shape, the elastic arms 140, 240, 340 of a given unit 10, 210, 310 have the advantage of being relatively long without the risk of rubbing against each other during the rotation of the serge 130, 230, 330 of said unit 1 10, 210, 310 relative to its hub 120, 220, 320.
  • the topological optimization discussed in the above article uses parametric polynomial curves such as Bezier curves to determine the geometric shape of the elastic arms.
  • each of the elastic arms 140, 240, 340 of the driving member 1 is a Bézier curve whose control points have been optimized to take into account, in particular, the dimensions of the unit 1 10, 210, 310 to design and the constraint "(Mmax-Mmin) / ((Mmax + Mmin) / 2) ⁇ 0.05" sought.
  • the inequation "(Mmax-Mmin) / ((Mmax + Mmin) / 2) ⁇ 0.05" corresponds to a constancy of the elastic return moment of 5% over an angular range [0min_5%,
  • each of the elastic arms 140, 240, 340 of the motor unit 1 is defined by the set of points where the B 1's are the Bernstein polynomials given by the function
  • Qix and Qiy are respectively the x and y coordinates of the control points Qi.
  • the Applicant has designed a particular unit of a motor member, said particular unit comprising twenty-three resilient arms distributed uniformly around the hub.
  • the dimensions of this particular unit are as follows:
  • Table 1 Coordinates of control points Qo to Qe.
  • the Bézier curve has been decomposed into two segments, a first segment corresponding to a curve of Bezier of order 4 based on control points Qo to Q3 and a second segment corresponding to a Bézier curve of order 4 based on control points Cb to ⁇ 6.
  • the graph of FIG. 7 shows the geometry of the outer diameter of the hub, the inner diameter of the serge and one of the elastic arms of the particular unit that the applicant has designed, the geometry of said arm being defined by a passing curve. by the set of point coordinates defined in Table 2 above. This graph is made in an orthonormal frame.
  • FIG. 8a represents the results of a simulation of the evolution of the elastic return moment of the particular unit thus produced as a function of the angular displacement of its serge with respect to its hub.
  • monolithic whose moment of elastic return is substantially constant over the same angular ranges [Omin, Omax].
  • the angular operating range for the delivery of a substantially constant moment being a constant related to the shape of the elastic arms, it is important to take into account the ratio between the elastic limit and the Young's modulus of the material to choose the material.
  • a motor unit 1 comprising eleven units identical to the particular unit studied in FIG. 8a, stacked and connected in series, has also been designed.
  • a simulation made it possible to graphically represent the moment of force delivered by the serge 330 (output element) of the last unit 31 0 of this motor unit 1 as a function of the angular displacement of the serge 330 of the last unit 31 0 with respect to the hub 1 20 (input element) of the first unit 1 1 0.
  • the results of this simulation are shown in Figure 8b (curve C2).
  • FIG. 8b also represents the elastic moment of return of a single particular unit identical to that studied in FIG. 8a as a function of the angular displacement of its serge with respect to its hub (curve C 1).
  • each angle 0min_3% and 6max_3% for the motor unit 1 is equal to eleven (that is to say the number of units placed in series) times the corresponding angle 0min_3% and 0max_3% for one unit.
  • 6min_3% and 6max_3% for eleven units are respectively 1 43 ° and 374 °.
  • the motor unit 1 does not comprise an intermediate unit 21 0 but comprises only a first unit 1 1 0 and a last unit 31 0 stacked and connected by their respective serges or by their respective hubs.
  • the clock mechanism incorporating the motor member
  • the motor member 1 may include stops to maintain said drive member 1 in the angular displacement range of the output member of its last unit 31 0 relative to the input element of its first unit 1 1 0 for the delivery of a moment of substantially constant force.
  • the motor member 1 can be made of any suitable material, in particular with regard to its elastic limit and its Young's modulus.
  • the units 1 10, 210, 310 can be manufactured separately and then assembled. They may for example be manufactured by machining, especially in the case where they are made of metal or an alloy such as Nivaflex ® , by DRIE etching in the case of silicon for example, or by molding, particularly in the case where they are made of plastic or metal glass.
  • the units 1 10, 210, 310 obtained can then be assembled together, typically by gluing, welding or brazing.
  • the motor member 1 can be made in one piece monolithic, for example using 3-dimensional printing techniques or laser cutting techniques, typically in mineral glass.
  • the coaxially stacked units 10, 210, 310 are arranged so that the elastic arms 140, 240, 340 of the units whose preferred direction of rotation is the same are aligned, which makes it possible to obtain an aesthetic effect.
  • advantageous as illustrated in Figures 1 and 2.
  • the motor unit 1 may comprise monolithic units of a shape different from that illustrated in FIGS. 1, 2 and 4. They may in particular take a shape as shown in FIG. 9.
  • the monolithic unit 10 shown in FIG. 9 comprises elastic arms 40 exerting a substantially constant elastic return moment over a range of angular displacement of the serge 30 of said unit relative to its hub 20 by at least 10 °, of preferably at least 15 °, for example about 21 °.
  • a motor unit 1 comprising a number of monolithic units different from that shown in the figures and / or comprising units with elastic arms of different shapes from those shown in the figures and / or the number of elastic arms is different from that shown in the figures, a monolithic unit may in particular have only one elastic arm.
  • the value of the moment of force reached in the stable phase of the drive member can in particular be adjusted by varying the number of elastic arms that comprise the units that constitute it, the thickness of the elastic arms and / or the material used. .
  • q being an integer greater than or equal to 2
  • the moment of force exerted by all of these q elastic arms in the monolithic unit in its stable phase is typically equal to q times the moment of force exerted, in a similar monolithic unit comprising only one of these elastic arms, by said single elastic arm in this unit, in its stable phase.
  • the angular range [Omin, Omax] over which the moment of force delivered is substantially constant can, for its part, be adjusted by adjusting the number of units stacked and connected in series.
  • At least one or each of the elastic arms of the units according to the invention has a variable section, for example a variable thickness.
  • the section could typically be larger on the hub side than on the side of the serge.
  • the toothing 360 associated with the last unit 310 of the motor unit 1 according to the invention may, as desired, be secured to the hub 320 or serge 330 of this unit 310. In particular, it can be carried directly by said serge 330 or said hub 320.
  • the toothing 160 associated with the first unit 1 10 of the motor unit 1 according to the invention may, as desired, be integral with the hub 120 or the serge 130 of this unit 1 10. In particular, can be carried directly by said serge 130 or by said hub 120.
  • the skilled person can further easily adjust, according to his needs (that is to say for example according to the number of units that comprises the drive member 1, as the toothing 360 is secured to the hub 320 or serge 330 of the last unit 310, depending on whether the toothing 160 is integral with the hub 120 or the serge 130 of the first unit 1 10, according to the preferred direction of rotation chosen for any one of the units ... ), the arrangement of serge-serge and hub-hub connections of a motor member 1 according to the invention.
  • the moment of force delivered by the driving member 1 may allow the setting in motion of another type of gear only a work train 3 or an additional mechanism such as a striking mechanism or chronograph .

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Abstract

Organe moteur (1) d'horlogerie comprenant au moins deux unités monolithiques (110, 210, 310) empilées et reliées en série, chacune de ces unités comprenant un moyeu (120, 220, 320) et une serge (130, 230, 330) reliés par au moins un bras élastique (140, 240, 340). Mécanisme d'horlogerie comprenant un tel organe moteur.

Description

Organe moteur d'horlogerie
La présente invention concerne un organe moteur pour l'horlogerie, en particulier un organe moteur à moment de force sensiblement constant.
L'organe moteur d'horlogerie selon l'invention peut être soit un organe moteur d'un mouvement horloger agencé pour entraîner un rouage de finissage, soit un organe moteur d'un mécanisme additionnel tel qu'un mécanisme de sonnerie ou un mécanisme de chronographe.
En horlogerie, on a traditionnellement recours à un barillet comme organe moteur d'un mécanisme horloger. Un barillet est un assemblage d'au moins trois éléments : un ressort de barillet consistant en une lame ressort en forme de spirale, un tambour de barillet servant de logement audit ressort, ledit tambour pouvant tourner librement sur un arbre de barillet (axe pivotant entre pont et platine), et un couvercle de barillet pour fermer le tambour de barillet, ledit couvercle pouvant également tourner librement sur l'arbre de barillet. Hors du tambour de barillet, la lame ressort a la forme d'un S retourné. Le déroulement de la lame, enroulée contre le diamètre de la bonde de l'arbre de barillet et cherchant à reprendre sa forme initiale, produit l'énergie nécessaire au fonctionnement du mécanisme horloger.
Un inconvénient d'un tel organe moteur est que son rendement est affecté par les frottements des spires du ressort en spirale les unes contre les autres et contre l'intérieur du tambour de barillet, lors du dévidement du barillet. Pour atténuer ces frottements, il est habituel de lubrifier les spires du ressort et de déposer un revêtement anti-frottements dans le tambour. Malgré cela, un tel organe moteur subit des pertes d'énergie d'environ 15% dues aux frottements.
Un autre inconvénient d'un tel organe moteur est que la fabrication et la mise en forme de la lame ressort qu'il contient, de sa forme en S retourné à sa forme en spirale, doit fortement tenir compte de la limite d'élasticité du matériau constituant la lame ressort. De plus, la mise en place du ressort en spirale logé dans le tambour de barillet est basée sur une longue expérience de l'horloger et nécessite de nombreuses étapes de manipulation. Il s'agit en outre d'un assemblage de plusieurs éléments.
Un tel organe moteur est donc coûteux et difficile à fabriquer.
En outre, le moment de force délivré par un tel organe moteur n'est pas constant, ce qui affecte l'isochronisme du mécanisme horloger. Pour atténuer ce problème, certains mouvements horlogers emploient un ressort intermédiaire de type spiral entre l'organe moteur et l'échappement. Un inconvénient de cette solution est qu'elle complexifie le mouvement en introduisant un élément supplémentaire.
Le but de la présente invention est de fournir un organe moteur alternatif au barillet comprenant un ressort en spirale traditionnellement utilisé qui permette de pallier, au moins en partie, les inconvénients précités.
L'invention propose à cette fin un organe moteur d'horlogerie comprenant au moins deux unités monolithiques empilées et reliées en série, chacune de ces unités comprenant un moyeu et une serge reliés par au moins un bras élastique.
La présente invention propose également un mécanisme horloger comprenant un tel organe moteur d'horlogerie.
L'organe moteur selon l'invention présente l'avantage d'améliorer nettement le rendement (perte d'énergie moyenne comprise entre 0 et 3% seulement contre 15% environ pour un barillet à ressort en spirale traditionnel). En effet, les unités monolithiques qui le composent ne subissent pas ou très peu de frottements.
En outre, lorsqu'il comprend des bras élastiques de forme appropriée, l'organe moteur selon l'invention présente également l'avantage de délivrer un moment de force sensiblement constant, améliorant ainsi l'isochronisme du mouvement horloger auquel il est associé, sans nécessiter de ressort intermédiaire entre l'organe moteur et l'échappement. 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 :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un mécanisme horloger intégrant un organe moteur d'horlogerie selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus du mécanisme représenté à la figure 1 ;
- la figure 3 est une coupe transversale de l'organe moteur de la figure
1 ;
- les figures 4a, 4b et 4c représentent respectivement, en vue de dessus, une première unité, une unité intermédiaire et une dernière unité de l'organe moteur de la figure 1 ;
- les figures 5a et 5b sont des vues respectivement de dessous et de dessus d'une unité de l'organe moteur équipée d'un dispositif de centrage ;
- la figure 6 est une représentation graphique schématique du moment de rappel élastique exercé dans une unité de l'organe moteur ;
- la figure 7 représente les coordonnées de points définissant une forme particulière de bras élastique pour chaque unité de l'organe moteur ;
- la figure 8a est une représentation graphique du moment de rappel élastique exercé dans une unité donnée de l'organe moteur comprenant des bras élastiques ayant la forme telle que représentée à la figure 7 ;
- la figure 8b est une représentation graphique du moment de force délivré par un organe moteur comprenant onze unités telles que celle étudiée à la figure 8a, empilées et reliées en série ;
- la figure 9 représente, en vue de dessus, une variante d'une unité de l'organe moteur d'horlogerie selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une partie d'un mécanisme horloger, plus précisément d'un mouvement horloger, comprenant un organe moteur d'horlogerie 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention, cet organe moteur 1 étant maintenu en position par le biais d'un axe 2 dudit mouvement horloger. Ce mouvement horloger comprend en outre, notamment, un rouage de finissage 3, un échappement 4 et un mécanisme de remontoir 5a, 5b, tels qu'illustrés aux figures 1 et 2. Dans l'exemple illustré, le mécanisme de remontoir comprend une tige de remontoir 5a et un rouage de remontoir 5b. Dans une variante, il pourrait être de type automatique, à masse oscillante.
L'organe moteur 1 comprend plusieurs unités monolithiques 1 10, 210, 310, empilées les unes sur les autres et reliées en série, comme illustré à la figure 3. Chacune de ces unités 1 10, 210, 310 comprend un moyeu 120, 220, 320 et une serge 130, 230, 330 reliés par plusieurs bras élastiques 140, 240, 340 uniformément répartis autour de son moyeu 120, 220, 320, comme illustré aux figures 4a, 4b et 4c.
La première 1 10 desdites unités est associée à une denture 160 permettant la liaison avec le rouage de remontoir 5b. Cette denture 160 qui engrène avec le rouage de remontoir 5b est typiquement portée par une roue de remontoir 170 coaxiale et solidaire du moyeu 120 de ladite première unité 1 10, comme représenté aux figures 1 , 2, 3 et 4a. En variante, la denture 160 peut être solidaire de la serge 130 de la première unité 1 10. Celui ou celle du moyeu 120 ou de la serge 130 de la première unité 1 10 qui est solidaire de la denture 160, et donc par lequel entre l'énergie, constitue un élément d'entrée de l'empilement des unités 1 10, 210, 310.
La dernière 310 desdites unités est associée à une autre denture 360 qui engrène avec le rouage de finissage 3 pour lui délivrer un moment de force. Cette autre denture 360 est typiquement solidaire de la serge 330 de cette dernière unité 310, comme représenté aux figures 1 , 2, 3 et 4c. En variante, la denture 360 peut être solidaire du moyeu 320 de la dernière unité 310. Celui ou celle du moyeu 320 ou de la serge 330 de la dernière unité 310 qui est solidaire de ladite autre denture 360, et donc par lequel sort l'énergie, constitue un élément de sortie de l'empilement des unités 1 10, 210, 310.
Les unités intermédiaires 210 placées entre lesdites première 1 10 et dernière 310 unités ne sont pas associées à une denture, comme représenté aux figures 1 , 3 et 4b.
En outre, chacune des unités 1 10, 210, 310 selon l'invention est unidirectionnelle, c'est-à-dire qu'elle présente, en raison de la forme de ses bras élastiques 140, 240, 340, un sens de rotation privilégié de sa serge 130, 230, 330 par rapport à son moyeu 120, 220, 320, ce sens étant défini comme celui qui permet, à partir de l'état de repos de l'unité considérée, le plus grand déplacement angulaire relatif de sa serge 130, 230, 330 par rapport à son moyeu 120, 220, 320. Les flèches A, B et C, représentées respectivement sur les figures 4a, 4b et 4c, illustrent ce sens de rotation privilégié des serges 130, 230, 330 par rapport aux moyeux 120, 220, 320 pour les unités 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 représentées.
De préférence, toutes les unités 1 10, 210, 310 (dentures non comprises) sont identiques (en particulier les bras 140, 240, 340 ont la même forme) et sont empilées coaxialement et tête-bêche, deux unités successives ayant des sens de rotation privilégiés opposés. Par exemple, lorsque l'organe moteur comprend trois unités 1 10, 210, 310, il peut comprendre une première unité 1 10 dont le sens de rotation privilégié est le sens horaire (comme représenté à la figure 4a), une unique unité intermédiaire 210 dont le sens de rotation privilégié est le sens antihoraire (correspondant à une unité 210 telle que représentée à la figure 4b retournée) et une dernière unité 310 dont le sens de rotation privilégié est le sens horaire (comme représenté à la figure 4c).
Comme déjà indiqué, les unités 1 10, 210, 310 sont en outre reliées en série, ces unités 1 10, 210, 310 étant deux à deux reliées alternativement par leurs serges 130, 230, 330 et par leurs moyeux 120, 220, 320. Dans l'exemple de la figure 3, la serge 130 de la première unité 1 10 est solidaire de la serge 231 de la première unité intermédiaire 21 1 , le moyeu 221 de cette première unité intermédiaire 21 1 est solidaire du moyeu 222 de la seconde unité intermédiaire 212 et ainsi de suite, le moyeu de la dernière unité intermédiaire étant solidaire du moyeu 320 de la dernière unité 310.
Le sens de rotation privilégié de la première 1 10 et de la dernière 310 unité et le choix des éléments d'entrée et de sortie (serge ou moyeu) dépend de la position de l'organe moteur 1 dans le mécanisme horloger et dépend du mécanisme de remontoir 5a, 5b et du rouage de finissage 3. Le sens de rotation privilégié des unités intermédiaires 210 est accordé selon leur nombre et selon le sens des première 1 10 et dernière 310 unités.
Comme illustré aux figures 1 à 4c, les moyeux 120, 220, 320 des unités 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 comprennent des perçages 150, 250, 350, par exemple circulaires, ces perçages 150, 250, 350 étant traversés par l'axe 2 du mouvement horloger, ledit axe 2 étant de préférence monté fixe par rapport au mouvement, par exemple dans la platine du mouvement. Cet axe 2 positionne l'organe moteur 1 et aide à maintenir alignés les moyeux 120, 220, 320 de l'ensemble des unités 1 10, 210, 310, les moyeux 120, 220, 320 étant libres en rotation autour de l'axe 2.
Dans des variantes, les moyeux 120, 220, 320 des unités 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 peuvent ne pas comprendre de perçages 150, 250, 350. L'organe moteur peut, dans ce cas, être maintenu en position, par exemple, par le biais de deux axes montés sur les moyeux 120, 320 respectivement des première 1 10 et dernière 310 unités, ces axes étant, respectivement, solidaires en rotation desdits moyeux 120, 320 et libres en rotation par rapport à une partie fixe du mouvement, typiquement par rapport à la platine. Cet organe moteur peut, en outre, être placé dans un tambour.
La structure même de l'organe moteur 1 implique le centrage du moyeu 120, 220, 320 de chaque unité 1 10, 210, 310 par rapport à sa serge 130, 230, 330. Cependant, l'organe moteur 1 peut comprendre un ou plusieurs dispositifs de centrage des moyeux visant à renforcer le centrage des moyeux 120, 220, 320. De tels dispositifs comprennent typiquement un élément rigide de jonction 6, d'une part, fixé solidairement à deux zones diamétralement opposées de la serge 130, 230, 330 d'une unité 1 10, 210, 310 et d'autre part, positionné libre en rotation sur l'axe 2. Les figures 5a et 5b sont des vues respectivement de dessous et de dessus d'une unité 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 équipée d'un tel dispositif de centrage.
D'une manière générale, l'ensemble des bras élastiques 140, 240, 340 de chaque unité 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 est conçu, notamment de par sa forme, pour exercer, dans cette unité 1 10, 210, 310, un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage de déplacement angulaire de la serge 130, 230 330 de ladite unité 1 10, 210, 310 par rapport à son moyeu 120, 220, 320 d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, par exemple de 21 ° environ.
On entend par moment « sensiblement constant » un moment ne variant pas de plus de 10%, de préférence 5%, de préférence encore 3%, typiquement 1 ,5% étant entendu que ce pourcentage peut être diminué davantage.
Plus précisément, soient respectivement Mmin et Mmax les valeurs des moments minimum et maximum exercés dans une unité 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 sur une plage donnée de déplacement angulaire de sa serge 130, 230, 330 par rapport à son moyeu 120, 220, 320, le moment exercé dans cette unité 1 10, 210, 310 est sensiblement constant dès lors que l'inéquation « (Mmax- Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0, 1 » est vérifiée, plus précisément, dès lors que l'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < y% », avec y=10, de préférence 5, de préférence encore 3, par exemple 1 ,5, est vérifiée.
Soit Θ le déplacement angulaire de la serge 130, 230, 330 d'une unité 1 10, 210, 310 de l'organe moteur 1 par rapport au moyeu 120, 220, 320 de cette même unité 1 10, 210, 310 dans son sens de rotation privilégié, Θ étant égal à zéro lorsque ladite unité 1 1 0, 21 0, 31 0 est au repos, c'est-à-dire lorsque tous ses bras élastiques 1 40, 240, 340 sont au repos, la figure 6 illustre l'évolution Μ(θ) du moment de rappel élastique exercé par l'ensemble des bras élastiques 1 40, 240, 340 d'une unité 1 1 0, 21 0, 31 0 dans cette unité en fonction du déplacement angulaire Θ.
Comme cela est visible sur la courbe Μ(θ) de la figure 6, ce moment de rappel élastique suit une évolution en trois phases :
- pour un angle Θ compris entre 0 et une première valeur θι , le moment de rappel élastique augmente rapidement avec le déplacement angulaire Θ, cette phase correspond à la phase d'armage ;
- au-delà de cette première valeur θι, l'unité 1 1 0, 21 0, 31 0 est dans une phase stable. En effet, entre cette première valeur θι et une seconde valeur Θ2, le moment de rappel élastique est sensiblement constant par rapport au déplacement angulaire Θ ;
- au-delà de cette deuxième valeur Θ2, le moment de rappel élastique augmente à nouveau jusqu'à atteindre une valeur limite Mnmite, pour un déplacement angulaire Θ=θ3. Cette valeur Mnmite dépend des propriétés du matériau dans lequel l'unité 1 1 0, 21 0, 31 0 est réalisée et correspond à la contrainte maximale que peut subir une unité 1 1 0, 21 0, 31 0.
Pour une unité monolithique donnée, il est possible de définir des valeurs limites d'angles 0min_y% et 0max_y% entre lesquelles le moment de rappel élastique est sensiblement constant, avec une constance de y%. Par exemple, si l'on veut obtenir une constance du moment de rappel élastique de 5%, on définit à l'aide de la courbe Μ(θ), les valeurs des angles 0min_5% et 0max_5% pour que l'inéquation : « (Mmax-Mmin) / ((Mmax+Mmin)/2) < 0, 05 » soit vérifiée ; avec Mmax le moment de rappel élastique maximum sur l'intervalle d'angles [0min_5%, 0max_5%] et Mmin le moment de rappel élastique minimum sur ce même intervalle. Les unités monolithiques 1 10, 210, 310 présentant une courbe Μ(θ) du type de celle représentée à la figure 6 diffèrent des structures élastiques classiques. Leurs propriétés reposent sur une forme sinueuse de leurs bras élastiques qui se déforment de manière à générer un moment de rappel élastique sensiblement constant (la courbe Μ(θ) présente un plateau). De plus, du fait de leur forme sinueuse, les bras élastiques 140, 240, 340 d'une unité 1 10, 210, 310 donnée présentent l'avantage de pouvoir être relativement longs sans risquer de frotter les uns contre les autres lors de la rotation de la serge 130, 230, 330 de ladite unité 1 10, 210, 310 par rapport à son moyeu 120, 220, 320.
L'obtention de tels bras élastiques requiert une conception spécifique et paramétrée. Ils peuvent par exemple être obtenus par optimisation topologique en appliquant l'enseignement de la publication « Design of adjustable constant-force forceps for robot-assisted surgical manipulation », Chao-Chieh Lan et al., 2011 - IEEE International Conférence on robotics and automation Shanghai International Conférence Center May 9-13, China.
L'optimisation topologique dont il est question dans l'article précité utilise des courbes polynomiales paramétriques telles que les courbes de Bézier pour déterminer la forme géométrique des bras élastiques.
Les courbes de Bézier se définissent, conjointement à une série de m=(n+1 ) points de contrôle (Qo, Qi , . . . Qn), par un ensemble de points dont les coordonnées sont données par des sommes de polynômes de Bernstein pondérées par les coordonnées desdits points de contrôle.
La forme géométrique de chacun des bras élastiques 140, 240, 340 de l'organe moteur 1 est une courbe de Bézier dont les points de contrôle ont été optimisés pour prendre en compte, notamment, les dimensions de l'unité 1 10, 210, 310 à concevoir ainsi que la contrainte « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » recherchée. L'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » correspond à une constance du moment de rappel élastique de 5% sur une plage angulaire [0min_5%,
6max_5%]. Plus précisément, la forme géométrique de chacun des bras élastiques 140, 240, 340 de l'organe moteur 1 est définie par l'ensemble des points où les B 1 sont les polynômes de Bernstein donnés par la fonction
B^£) = ^¾ £i(1 - t m"i"1 a ec . , [0. 1 ,. et où les Qi sont les points de contrôle Qo à Qn. Elle correspond à la représentation graphique dans un repère orthonormé de l'ensemble des points définis par les couples de coordonnées (x ; y) définis respectivement par les fonctions x(t) et y(t), t G [0, 1 ], ci-dessous :
∑m-l
i=o
dans lesquelles Qix et Qiy sont respectivement les coordonnées x et y des points de contrôle Qi.
Les formules indiquées ci-dessus donnent les coordonnées d'une courbe de Bézier d'ordre m, c'est-à-dire une courbe de Bézier basée sur m points de contrôle. Pour des raisons pratiques, une telle courbe de Bézier peut être décomposée en une succession de courbes de Bézier d'ordre inférieur à m, auquel cas la forme géométrique de chacun des bras élastiques est une succession de courbes de Bézier.
En utilisant ce principe, la demanderesse a conçu une unité particulière d'un organe moteur, ladite unité particulière comprenant vingt-trois bras élastiques répartis uniformément autour du moyeu. Les dimensions de cette unité particulière sont les suivantes :
Diamètre extérieur de la serge : 12 mm
Diamètre extérieur du moyeu : 2 mm Diamètre intérieur de la serge : 10 mm
Hauteur : 0, 15 mm
Epaisseur des bras élastiques : 60 pm Dans le cadre de cette conception, sept points de contrôle Qo, Qi , Q2, Cb,
G , Qs, Û6 ont été utilisés. Les coordonnées de ces points de contrôle sont indiquées dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 : Coordonnées des points de contrôle Qo à Qe.
Avec ces sept points de contrôle il aurait été possible de réaliser une courbe de Bézier d'ordre sept. Cependant, selon le principe indiqué ci-dessus, la courbe de Bézier a été décomposée en deux segments, un premier segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Qo à Q3 et un second segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Cb à Û6.
En utilisant les coordonnées des points de contrôle Qo à Û6 ci-dessus dans les fonctions x(t) et y(t) précitées, la demanderesse a obtenu les coordonnées des points définissant la forme géométrique d'un bras élastique de l'unité particulière. Un certain nombre de ces couples de coordonnées sont donnés dans le tableau 2 ci-après.
Tableau 2 : Coordonnées de points de passage du bras élastique optimisé
Le graphique de la figure 7 fait apparaître la géométrie du diamètre externe du moyeu, du diamètre interne de la serge et d'un des bras élastique de l'unité particulière que la demanderesse a conçue, la géométrie dudit bras étant définie par une courbe passant par l'ensemble des coordonnées de points défini dans le tableau 2 ci-dessus. Ce graphique est réalisé dans un repère orthonormé.
La figure 8a représente les résultats d'une simulation de l'évolution du moment de rappel élastique de l'unité particulière ainsi réalisée en fonction du déplacement angulaire de sa serge par rapport à son moyeu. La simulation effectuée considère une unité particulière réalisée dans un alliage à base de cobalt, nickel et chrome, plus précisément en Nivaflex® 45/18 (module de Young E= 220 GPa) mais tout matériau approprié peut être utilisé. Par exemple des matériaux tels que le silicium (E=130 GPa), typiquement revêtu d'oxyde de silicium, le verre métallique, le plastique ou le CK101 (acier de construction non-allié) conviennent également et permettent l'obtention d'unités monolithiques dont le moment de rappel élastique est sensiblement constant sur les mêmes plages angulaires [Omin, Omax]. La plage angulaire de fonctionnement permettant la délivrance d'un moment sensiblement constant étant une constante liée à la forme des bras élastiques, il est important de tenir compte du rapport entre la limite élastique et le module de Young du matériau pour choisir le matériau.
Il ressort de l'analyse des résultats présentés à la figure 8a qu'une constance de 3% du moment de rappel élastique est obtenue pour un déplacement angulaire de la serge de l'unité particulière étudiée par rapport à son moyeu compris entre 0min_3%, soit 1 3°, et 0max_3%, soit 34°, soit sur une plage de fonctionnement de 21 °.
En augmentant le nombre de points de contrôle lors de la conception des bras élastiques 1 40, 240, 340, on devrait pouvoir augmenter la précision de la forme de ces bras élastiques et améliorer ainsi la constance du moment de force.
Un organe moteur 1 comprenant onze unités identiques à l'unité particulière étudiée à la figure 8a, empilées et reliées en série, a également été conçu. Une simulation a permis de représenter graphiquement le moment de force délivré par la serge 330 (élément de sortie) de la dernière unité 31 0 de cet organe moteur 1 en fonction du déplacement angulaire de la serge 330 de la dernière unité 31 0 par rapport au moyeu 1 20 (élément d'entrée) de la première unité 1 1 0. Les résultats de cette simulation sont présentés à la figure 8b (courbe C2). La figure 8b représente également le moment de rappel élastique d'une seule unité particulière identique à celle étudiée à la figure 8a en fonction du déplacement angulaire de sa serge par rapport à son moyeu (courbe C 1 ).
Comme on peut le voir sur cette figure 8b, la valeur du moment de force exercé par l'organe moteur 1 comprenant onze unités, lorsqu'il est dans sa phase stable, (environ 5 N.mm) est inchangée par rapport à la valeur du moment de rappel élastique exercé par l'ensemble des bras élastiques d'une unité monolithique isolée, dans cette unité, dans sa phase stable. Chaque angle 0min_3% et 6max_3% pour l'organe moteur 1 est égal à onze (c'est-à-dire le nombre d'unités placées en série) fois l'angle correspondant 0min_3% et 0max_3% pour une unité. En effet, 6min_3% et 6max_3% pour onze unités valent respectivement 1 43° et 374°.
L'agencement en série de telles unités permet donc d'augmenter l'amplitude du déplacement angulaire associé à la délivrance d'un moment sensiblement constant tout en conservant l'intensité de ce moment.
De manière générale, la demanderesse a pu constater qu'un organe moteur
1 comprenant p unités 1 1 0, 21 0, 31 0, p étant un nombre entier supérieur ou égal à deux, permet la délivrance d'un moment de force sensiblement constant sur une plage de déplacement angulaire de l'élément de sortie, serge 330 ou moyeu 320, de sa dernière unité 31 0 par rapport à l'élément d'entrée, serge 1 30 ou moyeu 1 20, de sa première unité 1 1 0 d'au moins (p x 1 0)°, de préférence d'au moins (p x 1 5)°, par exemple de (p x 21 )° environ.
Lorsque p=2, l'organe moteur 1 ne comprend pas d'unité intermédiaire 21 0 mais comprend uniquement une première unité 1 1 0 et une dernière unité 31 0 empilées et reliées par leurs serges respectives ou par leurs moyeux respectifs.
De manière avantageuse, le mécanisme horloger intégrant l'organe moteur
1 peut comprendre des butées permettant de maintenir ledit organe moteur 1 dans la plage de déplacement angulaire de l'élément de sortie de sa dernière unité 31 0 par rapport à l'élément d'entrée de sa première unité 1 1 0 permettant la délivrance d'un moment de force sensiblement constant. Comme indiqué précédemment, l'organe moteur 1 peut être réalisé en tout matériau approprié, notamment en ce qui concerne sa limite d'élasticité et son module de Young.
Les unités 1 10, 210, 310 peuvent être fabriquées séparément puis assemblées. Elles peuvent par exemple être fabriquées par usinage, notamment dans le cas où elles sont faites de métal ou d'un alliage tel que le Nivaflex®, par gravure DRIE dans le cas du silicium par exemple, ou encore par moulage, notamment dans le cas où elles sont fabriquées en plastique ou en verre métallique. Les unités 1 10, 210, 310 obtenues peuvent ensuite être assemblées entre elles, typiquement par collage, soudure ou brasage.
En variante, l'organe moteur 1 peut être réalisé en une seule pièce monolithique, par exemple en utilisant des techniques d'impression en 3 dimensions ou des techniques de découpe laser, typiquement dans du verre minéral.
Avantageusement, les unités 1 10, 210, 310 empilées coaxialement sont agencées pour que les bras élastiques 140, 240, 340 des unités dont le sens de rotation privilégié est le même s'alignent, ce qui permet l'obtention d'un effet esthétique avantageux, comme illustré aux figures 1 et 2.
Dans des variantes, l'organe moteur 1 peut comprendre des unités monolithiques de forme différente de celle illustrée aux figures 1 , 2 et 4. Elles peuvent notamment prendre une forme telle que représentée à la figure 9.
L'unité monolithique 10 représentée à la figure 9 comprend des bras élastiques 40 exerçant un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage de déplacement angulaire de la serge 30 de ladite unité par rapport à son moyeu 20 d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, par exemple de 21 ° environ.
Un moyen d'obtenir de tels bras élastiques 40 est notamment décrit dans l'article « Functional joint mechanisms with constant torque outputs », Mechanism and machine theory 62 (2013) 166-181, Chia-Wen Hou et al. Il apparaîtra clairement à l'homme du métier que la présente invention n'est en aucun cas limitée aux modes de réalisation présentés ci-dessus et illustrés aux figures.
II est par exemple très bien envisageable de réaliser un organe moteur 1 comprenant un nombre d'unités monolithiques différent de celui représenté dans les figures et/ou comprenant des unités avec des bras élastiques de formes différentes de celles représentées dans les figures et/ou dont le nombre de bras élastiques est différent de celui représenté aux les figures, une unité monolithique pouvant en particulier n'avoir qu'un seul bras élastique.
La valeur du moment de force atteint dans la phase stable de l'organe moteur peut notamment être ajustée en jouant sur le nombre de bras élastiques que comprennent les unités qui le constituent, sur l'épaisseur des bras élastiques et/ou sur le matériau utilisé. En particulier, dans une unité monolithique comprenant q bras élastiques, q étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, le moment de force exercé par l'ensemble de ces q bras élastiques dans l'unité monolithique dans sa phase stable est typiquement égal à q fois le moment de force exercé, dans une unité monolithique similaire comprenant un seul de ces bras élastiques, par ledit seul bras élastique dans cette unité, dans sa phase stable.
La plage angulaire [Omin, Omax] sur laquelle le moment de force délivré est sensiblement constant peut, quant à elle, se régler en ajustant le nombre d'unités empilées et reliées en série.
Il est également possible qu'au moins un ou que chacun des bras élastiques des unités selon l'invention ait une section variable, par exemple une épaisseur variable. La section pourrait typiquement être plus grande du côté du moyeu que du côté de la serge.
En outre, comme déjà indiqué, la denture 360 associée à la dernière unité 310 de l'organe moteur 1 selon l'invention peut, au choix, être solidaire du moyeu 320 ou de la serge 330 de cette unité 310. En particulier, elle peut être portée directement par ladite serge 330 ou par ledit moyeu 320.
De la même façon, la denture 160 associée à la première unité 1 10 de l'organe moteur 1 selon l'invention peut, au choix, être solidaire du moyeu 120 ou de la serge 130 de cette unité 1 10. En particulier, elle peut être portée directement par ladite serge 130 ou par ledit moyeu 120.
L'homme du métier peut en outre ajuster aisément, en fonction de ses besoins (c'est-à-dire par exemple selon le nombre d'unités que comprend l'organe moteur 1 , selon que la denture 360 est solidaire du moyeu 320 ou de la serge 330 de la dernière unité 310, selon que la denture 160 est solidaire du moyeu 120 ou de la serge 130 de la première unité 1 10, selon le sens de rotation privilégié choisi pour l'une quelconque des unités... ), l'agencement des liaisons serge-serge et moyeu-moyeu d'un organe moteur 1 selon l'invention.
De plus, le moment de force délivré par l'organe moteur 1 peut permettre la mise en mouvement d'un autre type de rouage qu'un rouage de finissage 3 ou d'un mécanisme additionnel tel qu'un mécanisme de sonnerie ou de chronographe.

Claims

REVENDICATIONS Organe moteur (1 ) d'horlogerie comprenant au moins deux unités monolithiques (1 10, 210, 310) empilées et reliées en série, chacune de ces unités comprenant un moyeu (120, 220, 320) et une serge (130,
230, 330) reliés par au moins un bras élastique (140, 240, 340).
Organe moteur (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend une première denture (160) permettant la liaison entre lesdites unités monolithiques (1 10, 210, 310) et un mécanisme de remontoir (5a, 5b) et une deuxième denture (360) permettant la délivrance d'un moment de force par lesdites unités monolithiques (1 10, 210, 310).
Organe moteur (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première denture (160) est solidaire du moyeu (120) ou de la serge (130) d'une première (1 10) desdites unités monolithiques (1 10, 210, 310).
Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la deuxième denture (360) est solidaire du moyeu (320) ou de la serge (330) d'une dernière (310) desdites unités monolithiques (1 10, 210, 310).
Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme de l'au moins un bras élastique (140, 240, 340) est la même pour toutes les unités monolithiques (1 10, 210, 310) et en ce que les unités monolithiques (1 10, 210, 310) sont unidirectionnelles et sont placées deux à deux tête-bêche.
6. Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune desdites unités monolithiques (1 10, 210, 310) comprend plusieurs bras élastiques (140, 240, 340) uniformément répartis autour de son moyeu (120, 220, 320).
7. Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif (6) de centrage des moyeux (120, 220, 320).
8. Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un bras élastique (140, 240, 340) de chaque unité monolithique (1 10, 210, 310) est conçu pour exercer un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage de déplacement angulaire de la serge (130, 230, 330) de ladite unité monolithique (1 10, 210, 310) par rapport à son moyeu (120, 220, 320) d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, par exemple de 21 ° environ.
9. Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend p unités monolithiques (1 10, 210, 310), p étant un entier supérieur ou égal à deux, et en ce que les bras élastiques (140, 240, 340) sont conçus pour que l'organe moteur (1 ) délivre un moment de force sensiblement constant sur une plage de déplacement angulaire d'un élément de sortie, serge (330) ou moyeu (320), de l'empilement des unités monolithiques (1 10, 210, 310) par rapport à un élément d'entrée, serge (130) ou moyeu (120), dudit empilement d'au moins (p x 10)°, de préférence d'au moins (p x 15)°, par exemple de (p x 21 )° environ.
10. Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chacun des bras élastiques (140, 240, 340) de l'une quelconque desdites unités (1 10, 210, 310) est de forme sinueuse.
1 1 . Organe moteur (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme géométrique du ou de chaque bras élastique (140, 240, 340) de l'une quelconque desdites unités monolithiques (1 10, 210, 310) est une courbe de Bézier ou une succession de courbes de Bézier.
12. Mécanisme horloger caractérisé en ce qu'il comprend un organe moteur (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 .
13. Mécanisme horloger selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un axe (2) traversant les moyeux (120, 220, 320) des unités monolithiques (1 10, 210, 310).
14. Mécanisme horloger selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend des butées permettant de maintenir l'organe moteur (1 ) dans une plage de déplacement angulaire d'un élément de sortie, serge (330) ou moyeu (320), de l'empilement des unités monolithiques (1 10, 210, 310) par rapport à un élément d'entrée, serge (130) ou moyeu (120), dudit empilement permettant la délivrance d'un moment de force sensiblement constant.
15. Mécanisme horloger selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de remontoir (5a, 5b) agencé pour armer l'organe moteur (1) et un rouage (3) agencé pour être entraîné par l'organe moteur (1).
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