CH709078A2 - Spiral polygonal pour un résonateur horloger. - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à un spiral (21) pour un résonateur horloger comportant une lame (23) enroulée sur elle-même selon plusieurs spires (S int , S e x t ). Selon l’invention, la lame (23) est formée par une succession de portions prismatiques solidaires entre elles ou l’une desdites au moins deux faces (F in t , F ext ) opposées étant formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles afin de former un spiral (21) polygonal. L’invention concerne le domaine des résonateurs pour pièce d’horlogerie.

Description

Domaine de l’invention

[0001] L’invention se rapporte à un spiral polygonal destiné à diminuer le risque de collement entre ses spires afin d’améliorer la marche d’un résonateur dans lequel ledit spiral est utilisé.

Arrière-plan de l’invention

[0002] Il est habituel dans l’horlogerie de former des spiraux dont l’enroulement de la lame épouse sensiblement la trajectoire d’une spirale d’Archimède. Toutefois, il a été remarqué que des collements de spires pouvaient être engendrés depuis l’utilisation en horlogerie des nouveaux matériaux comme par exemple du silicium cristallin.

Résumé de l’invention

[0003] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant une alternative au spiral habituel qui évite le collement des spires entre elles.

[0004] A cet effet, selon un premier mode de réalisation, l’invention se rapporte à un spiral pour un résonateur horloger comportant une lame pleine enroulée sur elle-même selon plusieurs spires caractérisé en ce qu’au moins une partie de la lame est formée par une succession de portions prismatiques solidaires entre elles afin de former un spiral polygonal.

[0005] Selon un deuxième mode de réalisation, l’invention se rapporte à un spiral pour un résonateur horloger comportant une lame pleine enroulée sur elle-même selon plusieurs spires caractérisé en ce que les deux faces opposées de chaque spire étant en vis-à-vis avec au moins une autre spire sont asymétriques, au moins une partie d’une desdites au moins deux faces opposées étant formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles afin de former un spiral polygonal.

[0006] Avantageusement selon les deux modes de réalisation de l’invention, le spiral polygonal ainsi obtenu permet de diminuer géométriquement le risque de collement entre spires, voire de limiter strictement la surface de contact entre spires à la surface de jonction entre deux portions prismatiques de la lame ou entre deux portions rectangulaires de la face d’une spire.

[0007] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention:

[0008] Enfin, l’invention se rapporte également à une pièce d’horlogerie caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un spiral selon l’une des variantes précédentes.

Description sommaire des dessins

[0009] D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: <tb>la fig. 1<SEP>est une vue schématique de deux portions prismatiques adjacentes selon un premier mode de réalisation de l’invention; <tb>les fig. 2 et 3<SEP>sont des vues de dessus partielles de deux exemples de spiral selon un premier mode de réalisation de l’invention; <tb>la fig. 4<SEP>est une vue en perspective partielle d’une virole et du début de spire interne d’un spiral selon l’invention; <tb>les fig. 5 et 6<SEP>sont des vues de dessus d’alternatives d’un spiral selon un premier mode de réalisation de l’invention; <tb>les fig. 7 à 10<SEP>sont des vues de dessus d’alternatives ou variantes d’un spiral selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

[0010] La présente invention se rapporte à un spiral destiné au domaine de l’horlogerie. Plus précisément, le spiral est destiné à être monté dans une pièce d’horlogerie comme, par exemple, en coopération avec un balancier pour former un résonateur balancier – spiral formant l’organe réglant de la pièce d’horlogerie.

[0011] Comme expliqué ci-dessus, il a été remarqué que des collements de spires pouvaient être engendrés avec l’utilisation de spiraux en silicium cristallin. En effet, les hauteurs des spires se faisant faces sont tellement lisses qu’une adhérence peut être engendrée par simple rapprochement de deux spires lors, par exemple, d’un choc subi par la pièce d’horlogerie. Cette adhérence peut encore être augmentée par la contamination du spiral par des impuretés ou du lubrifiant lors de la fabrication ou au porté.

[0012] Le spiral 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 selon l’invention comporte une lame 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 pleine, c’est-à-dire ne comportant pas d’évidement, comprenant une longueur L, une hauteur H et une épaisseur E. La lame 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 est enroulée sur elle-même selon plusieurs spires S1, S2, S ́1, S ́2, S3, Sext, Sint.

[0013] Avantageusement selon un premier mode de réalisation de l’invention, au moins une partie de la lame 3, 23, 43, 63 est formée par une succession de portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzprismatiques solidaires entre elles afin d’obtenir un spiral 1, 21, 41, 61 polygonal.

[0014] Le spiral 1, 21, 41, 61 polygonal ainsi obtenu permet de diminuer géométriquement le risque de collement entre spires S1, S2, S ́1, S ́2, S3, Sext, Sint, voire de limiter strictement la surface de contact entre spires S1, S2, S ́1, S ́2, S3, Sext, Sint, à la surface de jonction entre deux portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y. Pzprismatiques. En effet, chaque jonction forme un angle α entre chaque portion P comme, dans l’exemple de la fig. 1 , l’angle αz1entre la portion Pzet la portion Pz+1. On comprend donc que la spire S3possède, au niveau de chaque jonction, une surface de contact 5 sensiblement verticale et parallèle à la hauteur H qui fait face à la spire immédiatement consécutive.

[0015] Comme expliqué ci-dessus, la lame 3, 23, 43, 63 devant être enroulée sur elle-même, au moins deux portions prismatiques P1, P2, Px, P ́x. Py. P ́yPzadjacentes forment, préférentiellement selon l’invention, un angle α obtus, c’est-à-dire un angle α inférieur à 180° mais supérieur à 90°. En effet, toutes les portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzn’ont pas à être strictement non alignées et certaines portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzconsécutives peuvent avoir l’utilité d’être solidaires selon un angle α, par exemple, égal à 180°.

[0016] Il est bien-sûr également possible que chaque portion P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzprismatique soit solidarisée à au moins une autre portion prismatique adjacente selon un angle obtus. Un tel exemple est illustré aux fig. 2 et 5 .

[0017] A la fig. 2 , on peut voir partiellement un spiral 21 formé par une lame 23 unique dont deux spires successives S1, S2sont formées respectivement par les portions Px, Px+1, Px+2, Px+3et les portions Py, Py+1, Py+2, Py+3, Py+4. La spire S1en trait plein est référencée S1 ́en trait discontinu pour illustrer son déplacement lors d’un choc. On remarque alors immédiatement que, contrairement à un spiral classique, seules les jonctions entre les portions Px, Px+1, Px+2, Px+3entreront, lors d’un choc, en contact avec respectivement les portions Py, Py+1, Py+2, Py+3, Py+4, etc. de la spire S2immédiatement consécutive.

[0018] Afin d’augmenter les chances que les jonctions entre les portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzseules touchent la spire immédiatement consécutive, les longueurs des portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzprismatiques formant la spire interne dudit spiral peuvent être plus grandes que les longueurs des portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzprismatiques formant la spire externe dudit spiral.

[0019] Toutefois, dans le but de totalement éviter le contact hors des jonctions, les longueurs des portions P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pzprismatiques diminuent, de manière continue, de la première portion prismatique de la spire interne jusqu’à la dernière portion prismatique de la spire externe dudit spiral quel que soit l’état d’armage du spiral. Un tel exemple est illustré aux fig. 3 et 6 .

[0020] A la fig. 3 , on peut voir partiellement un spiral 41 formé par une lame 43 unique dont deux spires successives S ́1, S ́2sont formées respectivement par les portions P ́x, P ́x+1, P ́x+2, P ́x+3et les portions P ́y, P ́y+1, P ́y+2, P ́y+3. P ́y+4. La spire S ́1en trait plein est référencée S ́1en trait discontinu pour illustrer son déplacement lors d’un choc. On remarque alors immédiatement que, géométriquement, seules les jonctions de la spire S1entre les portions P ́x, P ́x+1, P ́x+2, P ́x+3sont capables d’entrer, lors d’un choc, en contact avec respectivement les portions P ́y, P ́y+1, P ́y+2, P ́y+3, P ́y+4, etc. de la spire S ́2immédiatement consécutive.

[0021] Avantageusement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, les deux faces Fint, Fextopposées de chaque spire étant en vis-à-vis avec au moins une autre spire sont asymétriques comme illustré dans les exemples des fig. 7 à 10 . Préférentiellement, au moins une partie d’une desdites au moins deux faces Fint, Fextopposées est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles afin de former un spiral 11, 31, 51, 71 polygonal.

[0022] Le spiral 11, 31, 51, 71 polygonal ainsi obtenu permet de diminuer géométriquement le risque de collement entre les spires comprises entre la spire interne Sintet la spire externe Sext, voire de limiter strictement la surface de contact entre spires à la surface de jonction (symbolisé par un point aux fig. 7 à 10 ) entre deux portions rectangulaires. En effet, comme pour le premier mode de réalisation, chaque jonction forme un angle α entre chaque portion rectangulaire. On comprend donc que la spire interne S1«t possède, au niveau de chaque jonction, une surface de contact sensiblement verticale et parallèle à la hauteur H qui fait face à la spire immédiatement consécutive.

[0023] Comme expliqué ci-dessus, la lame 13, 33, 53, 73 devant être enroulée sur elle-même, au moins deux portions rectangulaires adjacentes forment, préférentiellement selon l’invention, un angle α obtus, c’est-à-dire un angle α inférieur à 180° mais supérieur à 90°. En effet, toutes les portions n’ont pas à être strictement non alignées et certaines portions consécutives peuvent avoir l’utilité d’être solidaires selon un angle α, par exemple, égal à 180°.

[0024] Il est bien-sûr également possible que chaque portion rectangulaire soit solidarisée à au moins une autre portion rectangulaire adjacente selon un angle obtus comme illustré dans les exemples des fig. 7 à 10 .

[0025] De plus, les longueurs des portions rectangulaires formant ladite une desdites au moins deux faces opposées peuvent ne pas être constante. Ainsi, suivant une première alternative illustrée aux fig. 7 et 9 , en partant de la spire interne Sint, la face externe Fextde chaque spire est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles (chaque jonction étant symbolisée par un point), la longueur de chaque portion rectangulaire étant constante.

[0026] A l’inverse, suivant une deuxième alternative illustrée aux fig. 8 et 10 , en partant de la spire interne Sint, la face externe Fextde chaque spire est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles, la longueur de chaque portion rectangulaire n’étant pas constante. Plus précisément, les longueurs des portions rectangulaires augmentent, de manière continue, de la première portion rectangulaire de la face externe Fextde la spire interne Sintjusqu’à la dernière portion rectangulaire de la face externe Fextde la spire externe Sextdu spiral 31, 71.

[0027] Comme visible aux fig. 7 à 10 , chaque face Fint, Fextopposées de chaque spire étant asymétriques, l’autre face est libre quant à sa géométrie contrairement au premier mode de réalisation. Ainsi, selon une première variante, l’autre desdites au moins deux faces Fint, Fextopposées est formée par une surface unique en forme de spirale comme un spiral habituel.

[0028] Dans l’exemple visible à la fig. 7 , le spiral 11 comporte une face interne Fintformée par une surface unique en forme de spirale alors que sa face externe Fextest formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles (chaque jonction étant symbolisée par un point), la longueur de chaque portion rectangulaire étant constante. On comprend donc que géométriquement l’épaisseur E de la lame 13 n’est pas constante.

[0029] Dans l’exemple visible à la fig. 8 , le spiral 21 comporte une face interne Fintformée par une surface unique en forme de spirale alors que sa face externe Fextest formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles, la longueur de chaque portion rectangulaire n’étant pas constante. Plus précisément, les longueurs des portions rectangulaires augmentent, de manière continue, de la première portion rectangulaire de la face externe Fextde la spire interne Sintjusqu’à la dernière portion rectangulaire de la face externe Fextde la spire externe Sextdu spiral 31. On comprend donc que géométriquement l’épaisseur E de la lame 33 n’est pas non plus constante.

[0030] Selon une deuxième variante, l’autre desdites au moins deux faces Fint, Fextopposées peut également être formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles comme pour la première face.

[0031] Dans l’exemple visible à la fig. 9 , chaque face interne Fintet externe Fextdu spiral 51 est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles (chaque jonction étant symbolisée par un point), la longueur de chaque portion rectangulaire étant constante. On remarque que la longueur constante choisie pour chaque face Fint, Fextn’est pas identique. En effet, la longueur constante de chaque portion rectangulaire de la face interne Fintest plus petite que la longueur constante de chaque portion rectangulaire de la face externe Fext. On comprend, ici aussi, que géométriquement l’épaisseur E de la lame 53 n’est pas constante.

[0032] Dans l’exemple visible à la fig. 10 , chaque face interne Fintet externe Fextdu spiral 71 est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles (chaque jonction étant symbolisée par un point), la longueur de chaque portion rectangulaire n’étant pas constante. Plus précisément, pour chaque face Fint, Fext, les longueurs des portions rectangulaires augmentent, de manière continue, de la première portion rectangulaire de la spire interne Sintjusqu’à la dernière portion rectangulaire de la spire externe Sextdu spiral 71. On remarque que la longueur minimale choisie pour chaque face Fint, Fextn’est pas identique. En effet, la longueur minimale de la première portion rectangulaire de la face interne Fintest plus petite que la longueur minimale de la première portion rectangulaire de la face externe Fext. On comprend, ici aussi, que géométriquement l’épaisseur E de la lame 73 n’est pas constante.

[0033] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art. En particulier, les modes de réalisation, variantes ou alternatives sont combinables. Ainsi, à titre d’exemple, une partie de la longueur du spiral pourrait être formée à l’aide d’un des modes de réalisation et, une autre partie de la longueur du spiral, par un autre mode de réalisation.

[0034] De plus, le spiral 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 polygonal peut également comporter une spire interne Sintqui est solidaire d’une virole agencée pour être fixée à un axe. Un tel exemple est illustré à la fig. 4 . A cette fig. 4 , on peut voir partiellement un spiral 61 formé par une lame 63 unique dont la spire interne Sintest formée par les portions P1, P2, etc. reliée entre elles par un angle α12, la première portion P1étant solidaire d’une virole 65. La virole 65 sensiblement en forme de trèfle comporte un trou 64 destiné, par exemple, à recevoir un axe de balancier.

[0035] Il est également envisageable, quel que soit le mode de réalisation, que l’épaisseur E de la lame 3,13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 du spiral 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 soit localement modifiée, comme par exemple épaissie, afin de modifier, comme par exemple augmenter, localement la rigidité de la lame 3,13, 23, 33, 43, 53, 63, 73.

[0036] A la lecture des exemples ci-dessus, on comprend que le spiral 1,11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 peut être monobloc, c’est-à-dire que la lame 3,13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 est formée sans discontinuité de matière. Un tel spiral peut être est formé à base d’un matériau comportant du silicium, c’est-à-dire, par exemple, du silicium monocristallin, du silicium polycristallin, du silicium monocristallin dopé, du silicium polycristallin dopé, du carbure de silicium dopé ou non, du nitrure de silicium dopé ou non, de l’oxyde de silicium dopé ou non tel que le quartz ou de la silice. En effet, le gravage anisotrope de tels matériaux peut être réalisé par voie humide ou par voie sèche.

Claims (15)

1. Spiral (1, 21, 41, 61) pour un résonateur horloger comportant une lame (3, 23, 43, 63) pleine enroulée sur elle-même selon plusieurs spires (S1, S2, S ́1, S ́2, S3, Sint, Sext) caractérisé en ce qu’au moins une partie de la lame (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73) est formée par une succession de portions (P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y. Pz) prismatiques solidaires entre elles afin de former un spiral (1, 21, 41, 61) polygonal.

2. Spiral (1, 21, 41, 61) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’au moins deux portions (P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y. Pz) prismatiques adjacentes forment un angle (α, αz1, α12) obtus entre elles.

3. Spiral (1, 21, 41, 61) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les longueurs des portions (P1, P2) prismatiques formant ledit spiral ne sont pas constantes.

4. Spiral (1, 21, 41, 61) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les longueurs des portions (P1, P2, Px, P ́x, Py, P ́y, Pz) prismatiques diminuent, de manière continue, de la première portion (PO prismatique de la spire interne (Sint) jusqu’à la dernière portion (Px, P ́x, Py, P ́y, P2) prismatique de la spire externe dudit spiral.

5. Spiral (11, 31, 51, 71) pour un résonateur horloger comportant une lame (13, 33, 53, 73) pleine enroulée sur elle-même selon plusieurs spires (Sint, Sext) caractérisé en ce que les deux faces (Fint, Fext) opposées de chaque spire étant en vis-à-vis avec au moins une autre spire sont asymétriques, au moins une partie de l’une desdites au moins deux faces (Fint, Fext) opposées étant formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles afin de former un spiral (11, 31, 51, 71) polygonal.

6. Spiral (11, 31, 51, 71) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les longueurs des portions rectangulaires formant ladite une desdites au moins deux faces opposées, ne sont pas constantes.

7. Spiral (11, 31, 51, 71) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l’autre desdites au moins deux faces (Fext, Fint) opposées est formée par une surface unique en forme de spirale.

8. Spiral (11, 31, 51, 71) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu’au moins une partie de l’autre desdites au moins deux faces (Fext. Fint) opposées est formée par une succession de portions rectangulaires solidaires entre elles.

9. Spiral (11, 31, 51, 71) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les longueurs des portions rectangulaires formant l’autre desdites au moins deux faces opposées, ne sont pas constantes.

10. Spiral (11, 31, 51, 71) selon l’une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les longueurs des portions rectangulaires augmentent, de manière continue, de la première portion rectangulaire de la spire interne (Sint) jusqu’à la dernière portion rectangulaire de la spire externe (Sext) dudit spiral.

11. Spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur de la lame (13, 33, 53, 73) est localement modifiée afin d’y changer sa rigidité.

12. Spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la spire interne (Sint) est solidaire d’une virole (65) agencée pour être fixée à un axe.

13. Spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) est monobloc.

14. Spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) est formé à base d’un matériau comportant du silicium.

15. Pièce d’horlogerie caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un spiral (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71) selon l’une des revendications précédentes.