CH709052B1

CH709052B1 - Balancier-spiral, mouvement et pièce d'horlogerie.

Info

Publication number: CH709052B1
Application number: CH02049/14A
Authority: CH
Inventors: Kawauchiya Takuma; Niwa Takashi; Nakajima Masahiro
Original assignee: Seiko Instr Inc
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2019-09-30
Also published as: US9128465B2; US20150185700A1; CN104749933A; JP2015143673A; CH709052A2; CN104749933B

Abstract

L‘invention concerne un balancier-spiral de pièce d’horlogerie dans lequel le moment d’inertie de balancier peut être modifié sans générer d’asymétrie au niveau du poids. Le balancier-spiral comprend un arbre de balancier (4), et un balancier agencée autour de l’arbre de balancier (4), dans lequel il est prévu une première serge (6) constituant le balancier et ayant une partie de guidage configurée pour varier, au niveau de la distance depuis l’arbre de balancier (4) en accord avec une direction périphérique autour de l’arbre de balancier (4), une partie élastique (30) agencée pour glisser le long de la partie de guidage et capable de déformation élastique dans la direction radiale autour de l’arbre de balancier, et une deuxième serge (18) ayant une pluralité de parties de poids (28) agencées dans la direction périphérique de façon à permettre de régler le moment d’inertie de la roue de balancier sans générer d’asymétrie au niveau du poids.

Description

Arrière-plan de l’invention

1. Domaine de l’invention [0001] La présente invention se rapporte à un balancier-spiral monté dans une pièce d’horlogerie, un mouvement incluant le balancier-spiral et une pièce d’horlogerie.

2. Description de l’art antérieur [0002] Comme mécanisme pour ajuster la marche d’une pièce d’horlogerie mécanique, on connaît un balancier-spiral sans raquette (voir, par exemple, le brevet américain No. 7 661 875 (premier document brevet)). Le balancier-spiral sans raquette est un mécanisme qui module le moment d’inertie du balancier-spiral afin de varier son cycle d’oscillation, ajustant de cette manière le retard et l’avancement de la pièce d’horlogerie. Le cycle d’oscillation du balancier-spiral peut être exprimé par l’équation (1).

Equation (1) [0003] Lorsque le moment d’inertie du balancier-spiral est plus grand que celui exprimé par l’équation (1), le cycle d’oscillation du balancier-spiral est long; et lorsque le moment d’inertie du balancier-spiral est plus petit que celui exprimé par l’équation (1), le cycle d’oscillation du balancier-spiral est court. En tant que méthode de modulation du moment d’inertie, on utilise généralement un poids; en déplaçant le poids dans la direction radiale, on modifie le moment d’inertie. [0004] Dans cette technique conventionnelle, les positions d’une pluralité de poids vissés sont ajustées de manière séparée, de manière que si la quantité de mouvement de chaque poids diffère même légèrement, le centre de gravité du balancier-spiral est dévié de l’axe de rotation, et on risque que le cycle d’oscillation du balancier-spiral lorsque celui-ci se trouve à plat soit déréglé.

[0005] En outre, on connaît un mécanisme dans lequel les positions des poids sont déplacées le long des bras servant également de guidage pour ajuster de cette manière le moment d’inertie (voir, par exemple, le brevet américain No. 2 880 570 (deuxième document brevet)). Les positions des poids sont réglées par un élément de réglage de position de poids; en tournant ce composant par rapport à l’arbre de balancier, il est possible de déplacer de manière avantageuse, d’une certaine quantité, les poids situés à l’opposé de l’axe rotationnel.

[0006] Dans la technique conventionnelle, cependant, il doit exister, du point de vue de la fabrication, un espace entre le poids et le rail de guidage et entre le poids et l’élément de réglage de position de poids; et, en raison de cet espace, il existe la possibilité que les positions des poids opposés soient déviées. Lorsque les positions des poids opposés sont déviées, le centre de gravité du balancier-spiral est éloigné de l’axe de rotation, et il est généré une asymétrie au niveau du poids, dans laquelle la position du centre de gravité est située d’un seul côté, de manière qu’on peut craindre que le cycle d’oscillation du balancier-spiral lorsque celui-ci se trouve à plat soit déréglé.

Résumé de l’invention [0007] Un but de la présente demande de brevet est de proposer un balancier-spiral, un mouvement, et une pièce d’horlogerie avec lesquels on peut régler le moment d’inertie de la roue de balancier sans générer d’asymétrie au niveau du poids.

[0008] Selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral incluant un arbre de balancier, et une roue de balancier agencée autour de l’arbre de balancier, dans lequel la roue de balancier comprend une première serge et une deuxième serge. La première serge est rotative autour de l’arbre de balancier et a une partie de guidage configurée de manière que sa distance à l’arbre de balancier varie quand on se déplace selon une direction périphérique autour de l’arbre de balancier. La deuxième serge comporte, d’une part, une partie élastique connectée à un bras fixe par rapport à l’arbre de balancier, agencée pour glisser le long de la partie de guidage et capable de déformation élastique dans la direction radiale autour de l’arbre de balancier, et d’autre part, une pluralité de masselottes attachées à la portion élastique et réparties selon la direction périphérique de façon à permettre de régler le moment d’inertie de la roue de balancier sans générer d’asymétrie au niveau des poids.

[0009] En raison de cette caractéristique, il est possible d’ajuster le moment d’inertie de la roue de balancier tout en supprimant effectivement l’espace entre la première serge et la deuxième serge ayant les masselottes, de manière qu’il soit possible de supprimer l’asymétrie au niveau du poids de la roue de balancier.

[0010] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la deuxième serge a une partie de contact configurée pour être en contact avec la première serge par la déformation élastique de la partie élastique; et la partie de contact est attenante à l’une des masselottes.

CH 709 052 B1 [0011] En raison de cette caractéristique, la partie élastique de la deuxième serge entre seulement en contact avec la partie de contact, par laquelle il est plus aisé de contrôler les parties mises en contact l’une avec l’autre, rendant possible d’ajuster précisément la distance entre les masselottes et l’arbre de balancier.

[0012] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la partie de guidage a une surface inclinée qui est inclinée de manière que la distance depuis l’arbre de balancier varie uniformément le long de la direction périphérique autour de l’arbre de balancier.

[0013] En raison de cette caractéristique, lors de l’ajustement de la distance entre les masselottes et l’arbre de balancier, il est possible d’ajuster la distance à un ratio uniforme, de manière qu’il soit possible de garantir de manière fiable un moment d’inertie désiré.

[0014] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la deuxième serge a une partie d’engagement configurée pour être engagée avec la première serge par déformation élastique de la partie élastique; et la partie d’engagement est engagée avec la première serge, moyennant quoi le mouvement de glissement de la deuxième serge le long de la partie de guidage est défini.

[0015] En raison de cette caractéristique, la première serge et la deuxième serge sont engagées de manière fiable l’une avec l’autre grâce à la partie d’engagement, de manière qu’il soit possible, en particulier, de supprimer une déviation relative de la première serge et la deuxième serge dans la direction axiale de l’arbre de balancier. Donc, il est possible d’ajuster le moment d’inertie de l’arbre de balancier d’une manière plus stable.

[0016] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la première serge comporte une fente ayant une largeur plus petite que le diamètre de l’arbre de balancier, qui passe dans cette fente.

[0017] En raison de cette caractéristique, une compensation de la première serge et l’arbre de balancier est supprimée en raison de la résilience de la fente, de manière qu’il soit possible d’ajuster précisément la distance de la partie de guidage depuis l’arbre de balancier.

[0018] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la première serge comporte une partie de soutien à une distance fixe de l’arbre de balancier quand on se déplace selon la direction périphérique autour de l’arbre de balancier; la partie de guidage étant formée entre deux extrémités qui se trouvent sur la première serge et qui sont une première extrémité à une première distance depuis l’arbre de balancier et une deuxième extrémité à une deuxième distance depuis l’arbre de balancier qui est plus petite que la première distance; et la partie élastique ayant la forme d’un arc moins long que l’arc entre la première extrémité et la deuxième extrémité sur la partie de soutien.

[0019] En raison de cette caractéristique, même lorsque l’ajustement est fait de manière que la distance entre les masselottes et l’arbre de balancier est grande, la quantité de saillie depuis la partie de guidage est supprimée, rendant possible de supprimer l’augmentation dans le diamètre externe de la roue de balancier autant que possible. Donc, il est possible d’augmenter la marge de liberté en agençant le balancier-spiral dans la pièce d’horlogerie.

[0020] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la partie de guidage est formée sur la surface périphérique externe de la première serge.

[0021] En raison de cette caractéristique, il est possible d’ajuster le moment d’inertie de la roue de balancier d’une manière plus stable.

[0022] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la partie de guidage est formée sur la surface périphérique interne de la première serge.

[0023] En raison de cette caractéristique, il est possible de supprimer une déviation relative de la première serge et la deuxième serge à cause d’une force centrifuge ou semblable, rendant possible d’ajuster le moment d’inertie de la roue de balancier d’une manière plus stable.

[0024] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, dans lequel la partie de guidage comporte une partie de guidage auxiliaire retenant la partie élastique depuis le côté périphérique externe.

[0025] En raison de cette caractéristique, une déviation relative de la première serge et la deuxième serge est en outre supprimée, et il est possible d’ajuster le moment d’inertie de la roue de balancier d’une manière plus stable.

[0026] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, comprenant une serge formée d’un bimétal.

[0027] En raison de cette caractéristique, il est possible de prévoir un balancier-spiral le cycle d’oscillation duquel n’est pas facilement changé même si la température change.

[0028] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un balancier-spiral, comprenant un dispositif de réglage de position angulaire relative utilisable pour faire pivoter la première serge et la deuxième serge l’une par rapport à l’autre et pour régler ainsi la position angulaire de la première serge et de la deuxième serge l’une par rapport à l’autre.

[0029] En raison de cette caractéristique, il est possible d’ajuster la position angulaire de la première serge et de la deuxième serge l’une par rapport à l’autre facilement et avec précision.

CH 709 052 B1 [0030] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé un mouvement de pièce d’horlogerie, comprenant un mécanisme d’échappement/régulateur incluant le balancier-spiral susmentionné, et un train de rouage.

[0031] En outre, selon la présente demande de brevet, il est proposé une pièce d’horlogerie qui comprend le mouvement susmentionné, et ’un élément externe ayant un cadran.

[0032] En raison de cette caractéristique, il est possible de prévoir une pièce d’horlogerie, dont le mouvement est protégé correctement.

Brève description des dessins

[0033] La fig. 1	est un diagramme structurel illustrant une pièce d’horlogerie selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
La fig. 2	est un diagramme structurel illustrant un mouvement à insérer dans la pièce d’horlogerie selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
La fig. 3A	est une vue en perspective d’un balancier-spiral sur lequel un ressort spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention est monté.
La fig. 3B	est une vue en perspective d’un balancier-spiral duquel le ressort spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention a été enlevé.
La fig. 4	est une vue explosée du balancier-spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
La fig. 5A	est une vue en plan du balancier-spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne.
La fig. 5B	est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 5A.
La fig. 6A	est une vue en plan du balancier-spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur minimale.
La fig. 6B	est une vue en plan du balancier-spiral selon le premier mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur maximale.
La fig. 7A	est une vue en plan du balancier-spiral selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne.
La fig. 7B	est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 7A.
La fig. 8A	est une vue en plan du balancier-spiral selon un troisième mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne.
La fig. 8B	est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 8A.
La fig. 9A	est une vue en plan du balancier-spiral selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne.
La fig. 9B	est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 9A.
La fig. 10A	est une vue en plan du balancier-spiral selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne.
Les fig. 10B, 10C et 10D	sont des vues en plan illustrant comment la position angulaire d’une première serge est ajustée par rapport à une deuxième serge.

Description détaillée des modes de réalisation préférés [0034] Le premier mode de réalisation selon la présente invention sera décrit en référence aux fig. 1 à 6.

[0035] Premièrement, une pièce d’horlogerie et un mouvement vont être décrits schématiquement en référence aux fig. 1 et 2. La fig. 1 est une vue structurelle illustrant la pièce d’horlogerie, et la fig. 2 est une vue structurelle illustrant le mouvement à insérer dans la pièce d’horlogerie.

[0036] Un mouvement 500 à monter dans une pièce d’horlogerie mécanique (pièce d’horlogerie) 1000 a un ressort moteur installé dans son tambour de barillet. L’énergie accumulée dans le ressort moteur est transmise depuis le barillet

CH 709 052 B1 de mouvement à un mobile de centre, un troisième mobile, et un deuxième mobile avant d’être transmise à un mobile d’échappement. Cette transmission par un rouage 700 est transmise à un mécanisme d’échappement/régulateur. Le mobile d’échappement et une ancre fonctionnent principalement comme un mécanisme d’échappement, et un balancier-spiral 1 effectue une régulation de vitesse.

[0037] Maintenant, le balancier-spiral inséré dans le mouvement va être décrit en référence à la fig. 3. La fig. 3A est une vue en perspective du balancier-spiral 1 sur lequel un ressort-spiral 2 est monté, et la fig. 3B est une vue en perspective du balancier-spiral 1 sans le ressort-spiral 2.

[0038] Le balancier-spiral 1 a un arbre de balancier 4 soutenu de manière rotative par rapport à une platine principale et une platine de soutien du mouvement appelée pont, par l’intermédiaire d’un coussinet incluant une pierre à trou et une pierre contre-pivot. Une roue de balancier 6 est montée de manière solidaire à l’arbre de balancier 4, 18 par l’intermédiaire des bras 8 et 20 appelés «bras».

[0039] La roue de balancier peut être moulée de manière monobloc avec les bras ou peut être formée de manière solidaire au moyen d’un emboîtement ou analogue. La roue de balancier 6, 18 peut tourner autour de l’axe de l’arbre de balancier 4. La roue de balancier a une deuxième serge 18 fixée à l’arbre de balancier 4 par le deuxième bras 20, et une première serge 6 tournant par rapport à la deuxième serge 18.

[0040] La première serge 6 est formée de manière monobloc avec le premier bras 8. Au niveau de sa partie centrale, le premier bras 8 a une fente 10 plus étroite que le diamètre de l’arbre de balancier 4; cette fente 10 est légèrement élargie pour être engagée avec l’arbre de balancier 4, de manière à ce que l’arbre de balancier 4 et la première serge 6 soient supportés pour pouvoir tourner l’un par rapport à l’autre en raison de la résilience de la fente 10. En outre, pour empêcher un détachement de la première serge 6 de l’arbre de balancier 4, l’arbre de balancier 4 a une première partie de rebord 5. [0041] La première serge 6 est formée avec une configuration annulaire dans la forme d’un arc fermé, et est composée d’une partie de soutien 12 ayant une circonférence d’un diamètre externe à la même distance comme mesuré depuis l’arbre de balancier 4, et une partie de guidage 14 d’un diamètre externe qui n’est pas de la même distance que celle mesurée depuis l’arbre de balancier. La partie de guidage 14 est inclinée de manière que son diamètre externe, c’est-à-dire, sa distance à l’arbre de balancier 4, change uniformément le long de la direction circonférentielle. Cette surface inclinée 16 a pour fonction de guider la deuxième serge 18 décrite ci-dessous. La surface inclinée 16 est prévue sur le côté périphérique externe de la première serge 6. Comme elle s’étend depuis une première extrémité 34 en direction d’une deuxième extrémité 36 dans la circonférence de la première serge 6, la surface inclinée 16 est telle que sa distance à l’arbre de balancier 4 augmente.

[0042] En outre, en raison de la résilience de la fente 10, la première serge 6 est engagée par insertion dans l’arbre de balancier 4, de manière que la compensation de la première serge 6 et l’arbre de balancier 4 soit supprimée, de façon que la distance des deux parties de guidage 14 de l’arbre de balancier 4 puisse être facilement maintenue égale. Donc, la distance depuis l’arbre de balancier de la deuxième serge 18 décrite ci-dessous qui est guidée par les parties de guidage 14 est également uniforme, et la position du centre de gravité du balancier-spiral est toujours maintenue proche de l’axe rotationnel de l’arbre de balancier 4. Donc, il est possible de supprimer la perturbation affectant la précision en raison de l’asymétrie au niveau du poids (le déséquilibre dans le centre de gravité pendant la rotation).

[0043] Pour supprimer la génération de l’asymétrie au niveau de poids du balancier-spiral 1, il est souhaitable que la première serge 6 soit formée avec la configuration correcte. Donc, la première serge 6 est usinée par une technique d’usinage de forme de haute précision, telle que l’UV-LIGA (Ultraviolet Lithographie Galvanoformung Abformung) ou DRIE (Deep Reactive Ion Etching) ou MIM (Métal Injection Molding). En outre, la première serge 6 est formée en un matériau adapté pour les méthodes d’usinage ci-dessus, par exemple un métal tel que le nickel, ou un matériau avec une orientation cristalline comme le silicium monocristallin.

[0044] Ici, lors de l’ajustement du moment d’inertie, la surface inclinée 16 glisse sur la deuxième serge 18. Donc, il est souhaitable que la première serge 6 soit réalisée en un matériau d’une grande dureté. Le nickel et le silicium présentent une grande dureté, et sont adaptés comme matériau pour la première serge 6.

[0045] La deuxième serge 18 est connectée à l’arbre de balancier 4 par le deuxième bras 20. Un trou débouchant 22 est prévu au niveau de la partie centrale du deuxième bras 20; l’arbre de balancier 4 est inséré dans ce trou débouchant 22, de manière que le deuxième bras 20 et l’arbre de balancier 4 soient fixés l’un à l’autre. Ici, la deuxième serge 18 a une forme arquée, et a une extrémité immobile 24 fixée au deuxième bras 20, et une extrémité libre 26 formée à l’opposé de l’extrémité immobile 24 regardé dans la direction périphérique. L’extrémité libre 26 n’est pas fixée au deuxième bras 20, de manière qu’elle peut être déplacée par une force d’inertie, une force externe ou similaire. Une pluralité de masselottes 28 sont montées à l’extrémité libre 26. En ajustant arbitrairement le volume, le poids, la position, etc. des masselottes 28, il est possible d’ajuster le moment d’inertie du balancier-spiral 1. Ici, une partie élastique 30 est formée entre l’extrémité immobile 24 et l’extrémité libre 26 de la deuxième serge 18. En outre, la partie élastique 30 a une partie d’engagement 32 engagée avec la partie de guidage 14 de la première serge 6. La partie d’engagement 32 sert à améliorer la proximité dans le contact entre la partie élastique 30 de la deuxième serge 18 et la partie de guidage 14 de la première serge 6. Dans le présent mode de réalisation, la partie d’engagement 32 fait saillie depuis la deuxième serge 18, vers la première serge 6, et jouxte la surface d’extrémité dans la direction axiale de l’arbre de balancier 4 de la première serge 6, de manière

CH 709 052 B1 qu’il soit possible d’empêcher un décalage positionnel entre la première serge 6 et la deuxième serge 18 selon la direction axiale de l’arbre de balancier.

[0046] La partie élastique 30 est formée en un matériau capable de déformation élastique. Des exemples de matériaux incluent le fer, l’acier inoxydable, l’acier au carbone, le laiton, la résine, l’alliage de nickel, l’invar et le bronze au phosphore. Avant l’assemblage, la partie élastique 30 (qui est dans l’état de longueur naturel) est réglée à une courbure plus grande que la courbure de la première serge annulaire 6. En raison de cette différence de courbure, la deuxième serge 18 peut être en étroit contact avec la première serge 6, sans présence d’aucun espace.

[0047] Un trou 29 est prévu entre la première serge 6 et la deuxième serge. Dans ce contexte, il est prévu, à l’extrémité libre 26, une partie de contact 26a faisant saillie précisément vers la première serge. En raison du trou 29 et de la partie de contact 26a, seule la partie de contact 26a de la partie élastique 30 est en contact avec la première serge 6. Puisque la partie de contact 26a est en contact avec la première serge 6 seulement à un unique point, la position de contact est définie de manière précise, de façon que les distances entre les deux extrémités libres 26 et l’arbre de balancier 4 puissent être facilement maintenues égales. En d’autres termes, les distances entre les masselottes 28 et l’arbre de balancier 4 peuvent être facilement maintenues égales, ce qui permet d’empêcher que soit générée une asymétrie au niveau de poids. En outre, en raison du trou 29, les parties de la partie élastique 30 autres que la partie de contact 26a ne sont pas autorisées à entrer en contact avec la première serge 6. Donc, il est possible d’éviter la situation dans laquelle l’extrémité libre 26 ne peut pas être mise en contact étroit avec la première serge à cause des parties de la partie élastique 30 autres que la partie de contact 26a venant en contact avec la première serge 6.

[0048] Maintenant, l’ordre dans lequel le balancier-spiral est assemblé va être décrit en référence à la fig. 4. La fig. 4 est une vue explosée du balancier-spiral 1.

[0049] L’arbre de balancier 4 est inséré dans un trou débouchant 22 au centre de la deuxième serge 18; il est inséré jusqu’à ce que le deuxième bras 20 de la deuxième serge 18 jouxte une deuxième partie de rebord 38 s’étendant dans la direction radiale de l’arbre de balancier 4. Le diamètre interne du trou débouchant 22 est formé de manière plus petite que le diamètre externe de la partie d’insertion de l’arbre de balancier 4 de, par exemple, 1/100 mm; en raison de cette différence dans le diamètre, la deuxième serge 18 peut être fixée pour être à même de tourner de manière relative par le forçage de l’arbre de balancier 4.

[0050] Ensuite, l’arbre de balancier 4 est inséré dans la fente 10 au centre de la première serge 6, et la première serge 6 est emboîtée avec l’arbre de balancier 4. Au centre de la première serge 6, il est prévu la fente 10 d’une largeur plus petite que la largeur de l’arbre de balancier 4; cette fente 10 est légèrement étendue pour permettre l’insertion de l’arbre de balancier 4, de manière que la première serge 6 soit maintenue pour être capable de tourner de manière relative en raison de la résilience. A ce moment, la première serge 6 est également maintenue en contact avec la partie d’engagement 32 de la deuxième serge 18.

[0051] Par les procédés ci-dessus, l’arbre de balancier 4 et la première serge 6 sont supportés de manière à être à même de tourner de manière relative, et la deuxième serge 18 est fixée à l’arbre de balancier 4 de manière à ne pas pouvoir tourner.

[0052] Après ceci, une masselotte 28 est montée près de chaque extrémité libre 26 de la deuxième serge 18. Ici, la première serge 6 est tenue entre les masselottes 28 et la deuxième serge 18. En raison de cet agencement, il est possible d’empêcher un déplacement relatif, dans la direction axiale de l’arbre de balancier, entre la partie de guidage 14 de la première serge 6 et les extrémités libres 26 de la deuxième serge 18.

[0053] Maintenant, une méthode d’ajustement du moment d’inertie du balancier-spiral va être décrite en référence aux fig. 5 et 6. La fig. 5A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne; la fig. 6A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur minimale; et la fig. 6B est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur maximale. La fig. 5B est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 5A.

[0054] Lors de l’ajustement du moment d’inertie du balancier-spiral 1, on fait tourner la première serge 6 par rapport à l’arbre de balancier 4 et la deuxième serge 18, et la surface inclinée 16 de la partie de guidage 14 est amenée à glisser par rapport aux masselottes 28 de la deuxième serge 18. En raison du glissement de la surface inclinée 16, la distance entre les masselottes 28 et l’arbre de balancier 4 est changée. Donc, il est possible d’ajuster le moment d’inertie du balancier-spiral 1.

[0055] La partie élastique 30 en contact avec la surface inclinée 16 est capable de déformation élastique pour entrer en contact étroit avec la première serge 6, de manière que la position commune entre la première serge 6 et la deuxième serge 18 peut être fixée facilement.

[0056] Ici, par exemple, lors du réglage du moment d’inertie à une valeur faible, la première extrémité 34 de chaque surface inclinée 16 est réglée pour être proche de la masselotte 28 comme montré à la fig. 6A. D’un autre côté, lors du réglage du moment d’inertie à une valeur importante, la deuxième extrémité 36 de chaque surface inclinée 16 est réglée pour être proche de la masselotte 28 comme représenté à la fig. 6B.

CH 709 052 B1 [0057] Dans l’état représenté à la fig. 6A, dans lequel le moment d’inertie est réglé pour être faible, la partie élastique 30 est agencée entre la première extrémité 34 de la partie de guidage 14 et la deuxième extrémité 36 de la partie de guidage adjacente 14. Par conséquent, la quantité de saillie depuis la partie de guidage est supprimée, rendant possible de supprimer autant que possible au diamètre externe de la roue de balancier. En outre, le diamètre externe est supprimé, avec le moment d’inertie étant réglé de manière faible, de sorte que même dans l’état de la fig. 6B, dans lequel le moment d’inertie est réglé de manière importante, la quantité de saillie depuis la partie de guidage est supprimée, rendant possible de supprimer le diamètre externe de la roue de balancier autant que possible. Donc, la marge de liberté lors de l’agencement du balancier-spiral dans la pièce d’horlogerie est augmenté.

[0058] Maintenant, le deuxième mode de réalisation de la présente invention va être décrit en référence à la fig. 7. La fig. 7A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne, et la fig. 7B est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 7A. Les composants qui sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation sont indiqués par les mêmes numéros de référence, et leur description sera laissée de côté.

[0059] Le présent mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que la partie élastique avant l’assemblage (dans l’état naturel de longueur) est réglée à une courbure plus petite que celle de la première serge, et en ce que la surface inclinée de la partie de guidage est prévue sur le côté périphérique interne de la première serge.

[0060] Dans le présent mode de réalisation, une surface inclinée 116 est formée sur la surface périphérique interne de la première serge 6. L’extrémité libre de la partie élastique 30 de la deuxième serge 18 s’efforçant pour être restaurée dans la direction de diamètre externe est supprimée par la surface périphérique interne de la première serge annulaire 6, de manière que même quand le balancier-spiral tourne, la possibilité que la deuxième serge 18 se sépare de la première serge 6 en raison d’une force telle que la force centrifuge s’exerçant sur les masselottes 28 est toujours inférieure.

[0061] En outre, en agençant les masselottes sur le côté interne de la première serge annulaire, il n’y a pas de partie faisant saillie depuis la roue de balancier, rendant donc possible de supprimer le diamètre externe de la roue de balancier pour être petit. Donc, la marge de liberté lors de l’agencement du balancier-spiral dans la pièce d’horlogerie est augmenté. En outre, puisqu’il n’y a pas de partie faisant saillie depuis la roue de balancier, il est possible de réduire la perte d’énergie due à la résistance de frottement visqueux de l’air.

[0062] Ensuite, le troisième mode de réalisation de la présente invention sera décrit en référence à la fig. 8. La fig. 8A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne, et la fig. 8B est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 8A. Les composants qui sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation sont indiqués par les mêmes numéros de référence, et leur description sera laissée de côté.

[0063] Le présent mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que la partie élastique avant l’assemblage (qui est dans l’état naturel de longueur) est réglée à une courbure plus petite que celle de la première serge annulaire, et en ce que la partie de guidage de la première serge guide la partie élastique de la deuxième serge depuis deux côtés.

[0064] Dans le présent mode de réalisation, la première serge 6 a en outre une partie de guidage auxiliaire 214 formée de manière monobloc et de manière continue avec la partie de guidage 14 sur le côté périphérique interne. En outre, chaque masselotte 28 a une saillie 29. La saillie 29 est formée de manière que son extrémité fait saillie depuis l’extrémité libre 26 en étant forcée dans l’extrémité libre 26. La partie de guidage auxiliaire 214 vient en contact avec chaque saillie 29 depuis le côté périphérique externe, de manière que la deuxième serge 18 ne soit pas séparée sur le côté périphérique externe. Donc, même quand le balancier-spiral tourne, la possibilité que la deuxième serge 18 se sépare de la première serge 6 en raison d’une force, telle que la force centrifuge agissant sur les masselottes 28, est toujours inférieure. En outre, même si la partie élastique 30 et les masselottes 28 sont détournées de manière radiale vers l’intérieur en raison d’un choc extérieur tel qu’une chute, chaque saillie 29 entre en contact avec la partie de guidage 14 pour empêcher cela. Donc, la possibilité que la deuxième serge 18 se sépare de la première serge 6 est toujours inférieure.

[0065] Dans le mode de réalisation ci-dessus, la deuxième serge constituant la roue de balancier est montée très proche de la première serge en raison de la partie élastique, de manière qu’il soit possible d’empêcher que la position radiale de la masselotte de la deuxième serge devienne accidentée en accord avec la direction périphérique. Donc, il est possible de prévoir un balancier-spiral ajusté dans le moment d’inertie tout en supprimant l’asymétrie au niveau du poids.

[0066] Maintenant, le quatrième mode de réalisation de la présente invention va être décrit en référence à la fig. 9. La fig. 9A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne, et la fig. 9B est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la fig. 9A. Les composants qui sont les mêmes que ceux du deuxième mode de réalisation sont indiqués par les mêmes numéros de référence, et leur description sera laissée de côté.

[0067] Le présent mode de réalisation est une modification du deuxième mode de réalisation; il diffère du deuxième mode de réalisation en ce qu’une serge en bimétal 46, qui est une serge formée d’un bimétal, et une vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 sont agencées de manière radiale sur le côté externe de la première serge 6.

[0068] Dans le présent mode de réalisation, le deuxième bras 20 s’étend de manière radiale sur le côté externe de l’extrémité immobile 24 de la deuxième serge 18, et une extrémité immobile 40 de la serge en bimétal 46 est fixée à l’extrémité du deuxième bras d’extension 20. La serge en bimétal 46 est coupée en deux parties coupées 44, et sa partie

CH 709 052 B1 sur le côté opposé à l’extrémité immobile 40 de manière périphérique est formée comme une extrémité libre 45 qui n’est pas connectée au deuxième bras. Un trou 47 est prévu entre la serge en bimétal 46 et la première serge 6, et la serge en bimétal 46 et la première serge sont retenues pour ne pas entrer en contact l’une avec l’autre. La serge en bimétal 46 est composée d’une serge interne 42 formée d’un matériau de coefficient d’expansion thermique relativement bas, et une serge externe 43 formée d’un matériau de coefficient d’expansion thermique relativement haut, la serge interne 42 et la serge externe 43 étant reliée par brasure ou analogue. Des exemples de combinaison de matériaux pour la serge interne 42 et la serge externe 43 incluent laiton et acier, laiton et invar, et acier inoxydable et invar. La serge en bimétal est munie des trous de vis agencés à intervalles circonférentiels fixes, une vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 étant montée à chaque trou de vis. Le nombre de trous de vis est plus grand que le nombre de vis d’ajustement de quantité de correction de température; à la fig. 9A, des trous de vis (non représentés) sont prévus entre les vis d’ajustement de quantité de correction de température 41a, 41b, 41c et 41 d, rendant possible de changer de manière arbitraire les positions de montage des vis d’ajustement de quantité de correction de température.

[0069] Maintenant, les effets de la serge en bimétal 46 et des vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 vont être décrits. Dans le cas où un matériau du module de Young qui varie de manière linéaire par rapport au changement de température, comme le fer, est utilisé pour le ressort-spiral du balancier-spiral, le module de Young du ressort spiral est abaissé lorsque la température du ressort spiral augmente en raison, par exemple, d’une augmentation de la température, de manière que le cycle d’oscillation augmente, et la pièce d’horlogerie ralentit. Pour compenser cette perte, la serge en bimétal change le moment d’inertie du balancier-spiral avec un changement de température. Dans le cas, par exemple, où la température augmente, lorsque le moment d’inertie du balancier-spiral est réduit, le cycle d’oscillation diminue, et la pièce d’horlogerie accélère. En d’autres termes, la serge en bimétal 46 et les vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 compensent le changement dans le cycle d’oscillation généré dans le ressort spiral par un changement dans le moment d’inertie du balancier-spiral.

[0070] Le coefficient d’expansion thermique du bras externe 43 de la serge en bimétal 46 est plus grand que celui de sa serge interne 42; donc, lorsque, par exemple, la température augmente, la courbure de la serge en bimétal 46 augmente en raison de cette différence. L’extrémité immobile 40 de la serge en bimétal 46 est fixée au deuxième bras 20, de manière que, lorsque la courbure de la serge en bimétal 46 augmente, plus l’extrémité libre 45 est proche, plus proche est l’arbre de balancier 4. Lorsque la masse de la serge en bimétal 46 et des vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 montée à la serge en bimétal 46 se rapprochent de celle de l’arbre de balancier 4, le moment d’inertie est réduit, et le cycle d’oscillation est raccourci. Pour ajuster le degré de changement dans le cycle d’oscillation, les positions des vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 sont changées. En d’autres termes, lorsqu’un grand nombre de vis d’ajustement de quantité de correction de température sont montées à des positions proches de l’extrémité libre 45, la quantité dont est changé le cycle d’oscillation est plus grande; et lorsqu’un grand nombre de vis d’ajustement de quantité de correction de température sont montées à des positions proches de l’extrémité immobile 40, la quantité dont est changé le cycle d’oscillation est plus petite. Pour empêcher le déséquilibre dans le centre de gravité, les vis d’ajustement de quantité de correction de température 41 sont toujours montées par paires à des positions qui sont opposées l’une de l’autre avec l’arbre de balancier 4 entre elles. Donc, en changeant les positions de montage des vis d’ajustement de quantité de correction de température 41, il est nécessaire de déplacer simultanément les vis d’ajustement de quantité de correction de température couplées 41. Les positions de montage des vis d’ajustement de quantité de correction de température sont ajustées de manière que la quantité dont le cycle d’oscillation change en raison du changement dans le module de Young du ressort spiral 2 est proche pour changer la quantité dans le cycle d’oscillation en raison d’un changement dans le moment d’inertie de la serge en bimétal 46, de manière qu’il soit possible de prévoir un balancier-spiral de plus haute précision qui n’est pas sujet à un changement du cycle d’oscillation si la température autour du balancier-spiral change.

[0071] Donc, selon le présent mode de réalisation, il est possible de prévoir un balancier-spiral de plus haute précision qui, en plus des effets des modes de réalisation ci-dessus, n’est pas sujet à un changement du cycle d’oscillation si la température change. En outre, au lieu d’être une modification du deuxième mode de réalisation, le présent mode de réalisation peut être une modification du premier mode de réalisation et du troisième mode de réalisation.

[0072] En outre, au lieu d’être prévu de manière radiale sur le côté externe de la deuxième serge, la serge en bimétal du présent mode de réalisation peut être prévue sur le côté interne.

[0073] En outre, la combinaison de matériaux de la serge en bimétal du présent mode de réalisation peut être une combinaison de matériaux autres que ceux mentionnés dans le présent mode de réalisation aussi longtemps que ce sont des matériaux avec des coefficients d’expansions thermiques différents.

[0074] Maintenant, le cinquième mode de réalisation de la présente invention va être décrit en référence à la fig. 10. La fig. 10A est une vue en plan du balancier-spiral lorsque son moment d’inertie est réglé à une valeur moyenne, et les fig. 10B, 10C et 10D sont des vues en plan illustrant comment est ajustée la position angulaire de la première serge 6 par rapport à la deuxième serge 18. Les composants qui sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation sont indiqués par les mêmes numéros de référence, et leur description sera laissée de côté.

[0075] Le présent mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce qu’une rainure de réglage de position angulaire relative 51 est prévue dans la périphérie interne de la première serge 6, qu’une échelle 52 est prévue dans la

CH 709 052 B1 périphérie externe de la première serge 6, et qu’un trou de réglage de position angulaire relative 50 est prévu à l’extrémité immobile 24 de la deuxième serge 18.

[0076] Dans le présent mode de réalisation, parmi une partie de soutien 12 et une partie de guidage 14 dans la périphérie interne de la première serge 6, la partie de soutien 12 est prévue avec la rainure de réglage de position angulaire relative 51 à chaque dix degrés. En outre, sur le côté périphérique externe de la partie de la première serge où les rainures d’ajustement de position 51 sont prévues, il est prévu l’échelle 52, qui est graduée à chaque degré. En outre, le trou de réglage de position angulaire relative 50 est prévu à l’extrémité immobile 24 de la deuxième serge.

[0077] Maintenant, la méthode de réglage de position angulaire relative va être décrite. Un gabarit 60 est muni d’une première saillie 61 et une deuxième saillie 62. Le diamètre de la première saillie 61 est plus petit que celui du trou de réglage de position angulaire relative 50, et le diamètre de la deuxième saillie 62 est plus petit que le diamètre d’une partie de fond en forme d’arc 51a de chaque rainure de réglage de position angulaire relative 51. A la fig. 10A, lorsque la première serge 6 doit être tournée dans le sens des aiguilles d’une montre, la première saillie 61 du gabarit 60 est engagée avec le trou de réglage de position angulaire relative 50, et la deuxième saillie 62 est engagée avec l’une des rainures de réglage de position angulaire relative 51 avant de tourner le gabarit 60 dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dans la direction Y1, comme représentée à la fig. 10B. Ensuite, le gabarit 60 tourne autour de la première saillie 61, et la deuxième saillie appuie la surface de côté de la rainure de réglage de position angulaire relative 51, de manière que la première serge 6 soit tournée dans le sens des aiguilles d’une montre, et l’état de la fig. 10D est atteint en passant par l’état de la fig. 10C. Dans l’état de la fig. 10D, le gabarit 60 ne peut en outre pas tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, de manière que le gabarit 60 est enlevé une fois du balancier-spiral 1, et le gabarit 60 est engagé encore pour atteindre l’état d’engagement de la fig. 10B pour répéter la même opération. L’échelle 52 est prévue dans la périphérie externe de la première serge 6, de manière que, par exemple, en comptant le nombre de graduations d’échelle ayant passé l’extrémité immobile 24, il est possible de saisir facilement de combien a été changée la position angulaire de la première serge. En outre, lorsque la quantité dont le cycle d’oscillation est changé par un angle rotationnel de la première serge 6 est comptée précédemment, il est possible de connaître, par exemple, le nombre de graduations d’échelle par lequel la première serge 6 doit être tournée dans le sens inverse des aiguilles d’une montre lorsque le ratio de la pièce d’horlogerie est de gagner dix secondes.

[0078] En outre, alors que dans le présent mode de réalisation les rainures de réglage de position angulaire relative sont prévues dans la première serge, et le trou de réglage de position angulaire relative est prévu dans la deuxième serge, il est également possible de prévoir les rainures de réglage de position angulaire relative dans la deuxième serge et le trou de réglage de position angulaire relative dans la première serge.

[0079] Dans le présent mode de réalisation, il est prévu un dispositif de réglage de position angulaire relative pour régler la position angulaire de la première serge et de la deuxième serge l’une par rapport à l’autre. Dans le présent mode de réalisation décrit ci-dessus, il est possible d’effectuer un réglage de la position angulaire de la première serge 6 par rapport à la deuxième serge 18 de manière facile et correcte, de façon qu’il soit possible de prévoir un balancier-spiral de plus haute précision.

[0080] La présente invention n’est pas restreinte aux modes de réalisation ci-dessus mais permet différentes modifications.

[0081] Il est également possible de combiner différents modes de réalisation l’un avec l’autre; par exemple, il est possible d’appliquer la partie de guidage du troisième mode de réalisation au deuxième mode de réalisation.

[0082] En outre, au lieu d’être d’une structure de type en porte-à-faux ayant une extrémité immobile et une extrémité libre, la partie élastique peut être une structure de type poutre en appui à doubles extrémités ayant des extrémités immobiles aux deux extrémités de l’arc. Dans ce cas également, il est possible de prévoir le même effet que celui des modes de réalisation ci-dessus si la courbure de la partie élastique est différente de celle de la première serge.

Revendications

Claims

1. Balancier-spiral (1), comprenant un arbre de balancier (4) et une roue de balancier (6) agencée autour de l’arbre de balancier (4), dans lequel la roue de balancier (6) comprend:

une première serge (6) rotative autour de l’arbre de balancier (4) et ayant une partie de guidage (14) configurée de manière que sa distance à l’arbre de balancier (4) varie quand on se déplace selon une direction périphérique autour de l’arbre de balancier (4), et une deuxième serge (18) comportant, d’une part, une partie élastique (30) connectée à un bras (20) fixe par rapport à l’arbre de balancier (4), agencée pour glisser le long de la partie de guidage (14) et capable de déformation élastique dans la direction radiale autour de l’arbre de balancier (4), et d’autre part, une pluralité de masselottes (28) attachées à la portion élastique (30) et réparties selon la direction périphérique de façon à permettre de régler le moment d’inertie de la roue de balancier sans générer d’asymétrie au niveau du poids.

2. Balancier-spiral (1) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième serge (18) a une partie de contact configurée pour être en contact avec la première serge (6) par la déformation élastique de la partie élastique (30); et

CH 709 052 B1 la partie de contact est attenante aux masselottes (28).

3. Balancier-spiral (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie de guidage (14) a une surface inclinée (16; 116) qui est inclinée de manière que la distance depuis l’arbre de balancier (4) varie uniformément le long de la direction périphérique autour de l’arbre de balancier (4).

4. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la deuxième serge (18) a une partie d’engagement (32) configurée pour être engagée avec la première serge (6) par une déformation élastique de la partie élastique (30); et la partie d’engagement (32) est engagée avec la première serge (6), moyennant quoi le mouvement de glissement de la deuxième serge (18) le long de la partie de guidage (14) est défini.

5. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la première serge (6) comporte une fente (10) ayant une largeur plus petite que le diamètre de l’arbre de balancier (4), qui passe dans cette fente (10).

6. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la première serge (6) comporte une partie de soutien (12) à une distance fixe de l’arbre de balancier (4) quand on se déplace selon la direction périphérique autour de l’arbre de balancier (4);

la partie de guidage (14) étant formée entre deux extrémités qui se trouvent sur la première serge (6) et qui sont une première extrémité (34) à une première distance de l’arbre de balancier (4) et une deuxième extrémité (36) à une deuxième distance de l’arbre de balancier (4) qui est plus petite que la première distance; et la partie élastique (30) ayant la forme d’un arc moins long que l’arc entre la première extrémité (34) et la deuxième extrémité (36) sur la partie de soutien (12).

7. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la partie de guidage (14) est formée sur la surface périphérique externe de la première serge (6).

8. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la partie de guidage (14) est formée sur la surface périphérique interne de la première serge (6).

9. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la partie de guidage (14) comporte une partie de guidage auxiliaire (214) retenant la partie élastique (30) depuis le côté périphérique externe.

10. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant une serge formée d’un bimétal.

11. Balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant un dispositif de réglage de position angulaire relative (50, 51, 52) utilisable pour faire pivoter la première serge (6) et la deuxième serge (18) l’une par rapport à l’autre et pour régler ainsi la position angulaire de la première serge (6) et de la deuxième serge (18) l’une par rapport à l’autre autour de l’arbre de balancier (4).

12. Mouvement (500), comprenant un mécanisme d’échappement/régulateur incluant un balancier-spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 11, et un train de rouage (700).

13. Pièce d’horlogerie (1000), comprenant un mouvement (500) selon la revendication 12, ainsi qu’un élément extérieur ayant un cadran.