Domaine de l'invention
[0001] L'invention concerne un mouvement mécanique d'horlogerie, comportant un mécanisme
résonateur à lames qui comporte au moins un élément inertiel oscillant autour d'un
premier axe de pivotement sous l'action de moyens de rappel élastique mécaniques comportant
une pluralité de lames flexibles fixées d'une part, directement ou indirectement,
à une structure dudit mécanisme résonateur, et d'autre part, directement ou indirectement,
audit au moins un élément inertiel, ledit mécanisme résonateur étant couplé avec un
mécanisme d'échappement magnétique qui comporte au moins un mobile d'échappement pivotant
autour d'un deuxième axe de pivotement et soumis à un couple exercé par au moins une
source d'énergie, et ledit au moins un élément inertiel comportant au moins deux premières
zones aimantées à sa périphérie, agencées pour coopérer directement avec des deuxièmes
zones aimantées que comporte un dit mobile d'échappement et en superposition partielle
avec lui en projection sur un plan de projection perpendiculaire audit premier axe
de pivotement.
[0002] L'invention concerne encore une montre comportant au moins un tel mouvement.
[0003] L'invention concerne encore une roue d'échappement magnétique agencée pour pivoter
autour d'un deuxième axe de pivotement, et comportant à sa périphérie des zones aimantées.
[0004] L'invention concerne le domaine des mouvements d'horlogerie comportant des résonateurs
à lames, et comportant des mécanismes d'échappement magnétiques.
Arrière-plan de l'invention
[0005] Des échappements magnétiques sont connus depuis les années 1960-1970, et ont fait
l'objet de demandes de brevets:
US 2946183 au nom de Clifford,
JPS 5240366,
JPS 5245468U,
JPS 5263453U. Ces dispositifs ne sont souvent pas faciles à intégrer dans une montre, en raison
de leur encombrement. Surtout, ils présentent l'inconvénient d'être anisochrones,
c'est-à-dire que l'entretien perturbe la marche du résonateur, et la valeur de cette
perturbation de marche varie avec l'amplitude d'oscillation.
[0006] Les demandes
EP 2891930 et
WO2015 097172 au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT Ltd proposent des agencements qui
permettent de réduire considérablement la perturbation de marche provoquée par l'entretien,
afin que sa variation avec l'amplitude devienne négligeable. Toutefois, en pratique
il est difficile de construire un système idéalement isochrone, car il faut utiliser
un entrefer de très faible dimension, c'est-à-dire de dimension négligeable comparée
à l'amplitude d'oscillation de l'élément de couplage du résonateur. Dans ces situations,
il serait utile de disposer d'un mécanisme qui permette de compenser l'anisochronisme
résiduel produit par un échappement non idéal.
[0007] Il existe une autre situation ou un tel mécanisme de correction d'isochronisme serait
utile. En effet, il faut garder à l'esprit que c'est l'oscillateur complet, composé
du résonateur entretenu par l'échappement, qui doit être isochrone. Il arrive que
la marche du résonateur libre varie avec l'amplitude, autrement-dit le résonateur
seul, c'est-à-dire sans entretien, est anisochrone. Dans une telle situation, il serait
utile de pouvoir compenser l'anisochronisme du résonateur par l'anisochronisme de
l'entretien.
Résumé de l'invention
[0008] L'invention se propose de réaliser un oscillateur mécanique isochrone, comportant
un résonateur à lames flexibles entretenu par un échappement magnétique.
[0009] Pour obtenir un oscillateur isochrone, il faut que l'anisochronisme du résonateur
soit compensé par l'anisochronisme du retard à l'échappement. Le correcteur d'isochronisme
est une amélioration de l'échappement qui a pour but de réaliser cette compensation.
[0010] L'invention concerne ainsi un oscillateur comportant un résonateur à lames flexibles
entretenu par un échappement magnétique avec correcteur d'isochronisme.
[0011] L'invention concerne un mouvement d'horlogerie selon la revendication 1.
[0012] L'invention concerne encore une montre comportant au moins un tel mouvement.
[0013] L'invention concerne encore une roue d'échappement magnétique selon la revendication
11.
Description sommaire des dessins
[0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de
la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :
- la figure 1 représente, de façon schématisée, et en vue en plan, un mécanisme oscillateur
selon l'invention;
- la figure 2 représente, de façon similaire à la figure 1, uniquement les zones aimantées
de l'élément inertiel du résonateur et du mobile d'échappement, ainsi que les composants
mécaniques de l'élément inertiel du résonateur et du mobile d'échappement formant
des butées d'anti-décrochage ;
- les figures 3 à 10 représentent, de façon similaire à la figure 2, le fonctionnement
de l'échappement magnétique, à des instants décalés d'un huitième de période ;
- la figure 11 est un schéma-blocs figurant une montre comportant un tel oscillateur
et une source d'énergie.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
[0015] La présente description se base, de façon non limitative, sur le mécanisme d'échappement
magnétique décrit dans le document
WO2015 097172.
[0016] L'invention combine avec un tel mécanisme d'échappement, un mécanisme qui permet
de produire un anisochronisme contrôlé, dont le but est :
- de compenser l'anisochronisme résiduel d'un échappement non idéal, et/ou
- de compenser l'anisochronisme résiduel d'un résonateur à lames flexibles non idéal.
[0017] Dans un mode particulier de réalisation, on agence la roue d'échappement avec des
aimants dans une configuration particulière, et dans des zones qui permettent de produire
une faible perturbation contrôlée sur la variation de marche due à l'entretien.
[0018] Un oscillateur selon l'invention est illustré par les figures 1 et 2. Cet oscillateur
comporte un résonateur à lames flexibles, entretenu par un échappement magnétique.
Deux aimants situés sur le mobile inertiel du résonateur sont ici pris en sandwich
entre deux disques, que comporte, dans ce cas particulier non limitatif, la roue d'échappement.
Naturellement, le mécanisme d'échappement magnétique peut aussi être à un seul niveau
[0019] Ces aimants du résonateur sont en répulsion avec les aimants de la roue d'échappement.
Il est important de remarquer qu'il n'y a pas de contact entre le résonateur et la
roue d'échappement.
[0020] De façon particulière, au moins un disque de la roue d'échappement comporte une première
rangée d'aimants périphériques, tangentiels ou sensiblement tangentiels, dénommés
ci-après « aimants tangentiels », qui sont les aimants destinés à coopérer en répulsion
avec les aimants du résonateur.
[0021] De façon plus particulière, au moins un disque de la roue d'échappement comporte
une deuxième rangée d'aimants compensateurs, qui ont pour fonction d'ajuster le retard
à l'échappement, de sorte à compenser l'anisochronisme éventuel du résonateur, de
façon à obtenir un oscillateur qui est globalement isochrone.
[0022] Dans une réalisation avantageuse illustrée par les figures, et non limitative, ces
aimants compensateurs sont radiaux, ou sensiblement radiaux, et sont dénommés ci-après
« aimants radiaux »,
[0023] Les figures 3 à 10, décalées entre elles d'un huitième de période, illustrent le
fonctionnement de l'échappement magnétique, où les deux aimants du résonateur sont
repoussés à tour de rôle par les aimants tangentiels de la roue d'échappement.
[0024] Plus précisément, durant la première alternance visible sur les figures 3 à 6, l'un
des aimants tangentiels de la roue d'échappement s'approche de la position de l'aimant
de droite, dit premier aimant, du résonateur qui est ainsi repoussé vers la droite,
et l'aimant de gauche, dit deuxième aimant, du résonateur pénètre alors dans l'entrefer
de la roue d'échappement dans une zone où il n'y a pas d'aimant tangentiel.
[0025] Durant la seconde alternance, visible sur les figures 3 à 6, c'est le deuxième aimant
(de gauche) du résonateur qui est repoussé vers la gauche par un aimant tangentiel
de la roue, alors que le premier aimant (de droite) du résonateur pénètre dans l'entrefer
de la roue d'échappement.
[0026] Le correcteur d'isochronisme résulte de la coopération d'aimants compensateurs de
la roue d'échappement avec le premier aimant ou le deuxième aimant du résonateur.
[0027] En effet, lors de la première alternance, le résonateur effectue une évolution libre
entre t=T/8 et 3T/8. Durant ce laps de temps, on peut influencer la marche de l'oscillateur
en positionnant des aimants, et en particulier ces aimants radiaux, à proximité de
l'aimant du résonateur qui pénètre dans la roue d'échappement. Il en va de même pour
la seconde alternance entre t=5T/8 et 7T/8.
[0028] D'une façon générale, l'anisochronisme résiduel qu'il faut corriger est faible, qu'il
vienne de l'échappement ou du résonateur. Il faut donc veiller à produire une variation
de marche qui soit faible, et dont la valeur varie avec l'amplitude d'oscillation.
[0029] Dans l'exemple illustré sur les figures, on a choisi de disposer les aimants compensateurs
sensiblement dans la direction radiale sur la roue, ou encore strictement dans la
direction radiale de la roue comme illustré sur les figures, dans une zone adjacente
à la trajectoire de l'aimant du résonateur. De cette façon c'est le faible champ de
fuite de ces aimants compensateurs, notamment aimants radiaux, qui interagit avec
l'aimant du résonateur et par conséquent qui produit une faible variation de marche.
Les dimensions (longueur, largeur) des aimants radiaux, ainsi que leur position radiale,
sont ajustées finement afin que la dépendance à l'amplitude d'oscillation de la variation
de marche compense exactement l'anisochronisme résiduel du résonateur ou de l'échappement.
Cet ajustement doit être fait de cas en cas, en adaptant la géométrie des aimants
radiaux. Notons que la largeur peut aussi être variable en fonction de la distance
radiale.
[0030] De façon avantageuse, afin d'assurer l'anti-décrochage de l'oscillateur en cas de
choc violent, le mécanisme comporte des butées mécaniques d'anti-décrochage : la roue
d'échappement est équipée d'une étoile et l'élément inertiel, notamment un balancier,
du résonateur est équipé de deux doigts. Ces éléments agissent comme des butées mécaniques
lors d'un choc qui provoquerait le décrochage de l'échappement magnétique. Cette géométrie
particulière, avec deux doigts sur l'élément inertiel, permet d'obtenir une sécurité
totale dans le sens suivant : à chaque instant, l'un des deux doigts pénètre la zone
des butées qui se trouvent sur la roue, afin d'assurer l'anti-décrochage en cas de
choc. Notons qu'il n'y a aucun contact mécanique entre ces éléments lors du fonctionnement
normal de l'échappement magnétique.
[0031] Plus particulièrement, en référence aux figures, le mouvement 1000 mécanique d'horlogerie
comporte un mécanisme résonateur 100 à lames, lequel qui comporte au moins un élément
inertiel 10 oscillant autour d'un premier axe de pivotement D1 sous l'action de moyens
de rappel élastique mécaniques 11.
[0032] Ces moyens de rappel élastique mécaniques 11 comportent une pluralité de lames 13
flexibles fixées d'une part, directement ou indirectement, à une structure 12 du mécanisme
résonateur 100, et d'autre part, directement ou indirectement, à au moins un élément
inertiel 10.
[0033] Ce mécanisme résonateur 100 est couplé avec un mécanisme d'échappement 200 magnétique,
lequel comporte au moins un mobile d'échappement 20 pivotant autour d'un deuxième
axe de pivotement D2, et qui est soumis à un couple exercé par au moins une source
d'énergie 300, telle qu'un barillet ou similaire.
[0034] Au moins un tel élément inertiel 10 comporte au moins deux premières zones aimantées
15 à sa périphérie, agencées pour coopérer directement avec des deuxièmes zones aimantées
25 que comporte un mobile d'échappement 20 et en superposition partielle avec lui
en projection sur un plan de projection perpendiculaire au premier axe de pivotement
D1, une seule première zone aimantée 15 coopérant avec au moins une deuxième zones
aimantée 25 du mobile d'échappement 20 à un instant donné.
[0035] Selon l'invention, cet au moins un mobile d'échappement 20 comporte une pluralité
de deuxièmes zones aimantées 25 tangentielles, qui sont agencées chacune sensiblement
tangentiellement, et chacune agencée pour repousser l'une des premières zones aimantées
15.
[0036] Et le mouvement 1000 comporte des moyens de correction d'isochronisme combinant,
d'une part certaines des premières zones aimantées 15, et d'autre part des aimants
compensateurs 27 agencés au niveau du au moins un mobile d'échappement 20.
[0037] Chaque aimant compensateur 27 est agencé à proximité d'une deuxième zone aimantée
tangentielle 25 voisine, et exerce un champ de fuite dans une autre direction que
celle du champ de la deuxième zone aimantée tangentielle 25 voisine.
[0038] L'intensité du champ de fuite est faible par rapport à celle du champ de la deuxième
zone aimantée tangentielle 25 voisine. Ce champ de fuite est dimensionné pour interagir
avec une des premières zones aimantées 15, et produire une faible variation de marche
du mécanisme résonateur 100.
[0039] De préférence, au moins un mobile d'échappement 20 comporte une pluralité de tels
aimants compensateurs 27, qui constituent des zones aimantées radiales agencées pour
limiter le retard à l'échappement, en coopération avec les premières zones aimantées
15 que comporte un élément inertiel 10 à sa périphérie, pour assurer l'isochronisme
du mécanisme résonateur 100.
[0040] Plus particulièrement, chaque aimant compensateur 27 s'étend au droit d'une deuxième
zone aimantée tangentielle 25.
[0041] Pour assurer l'anti-décrochage, dans une variante avantageuse, au moins un élément
inertiel 10 comporte à sa périphérie deux doigts 16 s'étendant radialement, par rapport
au premier axe de pivotement D1, au-delà des premières zones aimantées 15. Et le mobile
d'échappement 20 comporte, en alternance avec les deuxièmes zones aimantées 25 tangentielles,
une pluralité de butées, notamment des butées radiales 26, chacune axée sur le deuxième
axe de pivotement D2, et agencée pour constituer des moyens mécaniques d'anti-décrochement,
en coopération avec l'un des doigts 16 formant butée. La géométrie choisie, avec deux
doigts 16 sur l'élément inertiel, permet d'obtenir une sécurité totale dans le sens
suivant : à chaque instant, l'un des deux doigts 16 pénètre la zone des butées qui
se trouvent sur la roue, afin d'assurer l'anti-décrochage en cas de choc. Une sécurité
totale du mécanisme résonateur 100 est ainsi assurée, grâce à l'agencement de cette
pluralité de butées radiales 26, qui est agencée pour coopérer, à tout instant, avec
l'un ou l'autre des doigts 16 formant butée.
[0042] Plus particulièrement, les butées radiales 26 forment ensemble une étoile 260 axée
sur le deuxième axe de pivotement D2.
[0043] Plus particulièrement, les doigts 16 s'étendent sensiblement selon un cercle C centré
sur le premier axe de pivotement D1.
[0044] Plus particulièrement, les aimants compensateurs 27 s'étendent radialement, par rapport
au deuxième axe de pivotement D2, au-delà de l'emprise radiale des butées radiales
26.
[0045] Dans une variante particulière, au moins un élément inertiel 10 comporte une pluralité
de masselottes 17 d'inertie réglable permettant, d'une part, l'ajustement de la fréquence,
et d'autre part, l'ajustement de la position du centre d'inertie de l'élément inertiel
10, ou de l'ensemble de l'équipage mobile du résonateur 100, sur le premier axe de
pivotement D1.
[0046] Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 est un résonateur à lames croisées,
les moyens de rappel mécaniques 11 comportant une pluralité de lames 13 s'étendant
sur des niveaux sensiblement parallèles, à distance les unes des autres, et, en projection
sur le plan de projection, se croisant au niveau du premier axe de pivotement D1.
[0047] L'invention concerne encore une montre 2000 comportant au moins un tel mouvement
1000.
[0048] L'invention concerne aussi une roue d'échappement magnétique 20 agencée pour pivoter
autour d'un deuxième axe de pivotement D2, et comportant à sa périphérie des zones
aimantées 25. Selon l'invention les deuxièmes zones aimantées 25 sont agencées chacune
sensiblement tangentiellement, et la roue d'échappement magnétique 20 comporte des
aimants compensateurs 27, chaque aimant compensateur 27 étant agencé à proximité d'une
deuxième zone aimantée tangentielle 25 voisine, et exerçant un champ de fuite dans
une autre direction que celle du champ de la deuxième zone aimantée tangentielle 25
voisine, et l'intensité du champ de fuite étant faible par rapport à celle du champ
de la deuxième zone aimantée tangentielle 25 voisine.
[0049] Plus particulièrement, chaque aimant compensateur 27 s'étend au droit d'une deuxième
zone aimantée tangentielle 25.
[0050] Plus particulièrement, le mobile d'échappement 20 comporte, en alternance avec les
deuxièmes zones aimantées 25 tangentielles, une pluralité de butées radiales 26 chacune
axée sur le deuxième axe de pivotement D2 et agencée pour constituer des moyens mécaniques
d'anti-décrochement.
[0051] Plus particulièrement, les butées radiales 26 forment ensemble une étoile 260 axée
sur le deuxième axe de pivotement D2.
[0052] Plus particulièrement, les aimants compensateurs 27 s'étendent radialement, par rapport
au deuxième axe de pivotement D2, au-delà de l'emprise radiale des butées radiales
26.
1. Mouvement (1000) mécanique d'horlogerie, comportant un mécanisme résonateur (100)
à lames qui comporte au moins un élément inertiel (10) oscillant autour d'un premier
axe de pivotement (D1) sous l'action de moyens de rappel élastique mécaniques (11)
comportant une pluralité de lames (13) flexibles fixées d'une part, directement ou
indirectement, à une structure (12) dudit mécanisme résonateur (100), et d'autre part,
directement ou indirectement, audit au moins un élément inertiel (10), ledit mécanisme
résonateur (100) étant couplé avec un mécanisme d'échappement (200) magnétique qui
comporte au moins un mobile d'échappement (20) pivotant autour d'un deuxième axe de
pivotement (D2) et soumis à un couple exercé par au moins une source d'énergie (300),
et ledit au moins un élément inertiel (10) comportant au moins deux premières zones
aimantées (15) à sa périphérie, agencées pour coopérer directement avec des deuxièmes
zones aimantées (25) que comporte un dit mobile d'échappement (20) et en superposition
partielle avec lui en projection sur un plan de projection perpendiculaire audit premier
axe de pivotement (D1), caractérisé en ce que ledit au moins un mobile d'échappement (20) comporte une pluralité de dites deuxièmes
zones aimantées (25) tangentielles agencées chacune sensiblement tangentiellement,
et chacune agencée pour repousser l'une desdites premières zones aimantées (15), et
encore caractérisé en ce que ledit mouvement (1000) comporte des moyens de correction d'isochronisme combinant,
d'une part des dites premières zones aimantées (15) dudit au moins un élément inertiel
(10), et d'autre part des aimants compensateurs (27) au niveau dudit au moins un mobile
d'échappement (20), chaque dit aimant compensateur (27) étant agencé à proximité d'une
dite deuxième zone aimantée tangentielle (25) voisine et exerçant un champ de fuite
dans une autre direction que celle du champ de ladite deuxième zone aimantée tangentielle
(25) voisine, et l'intensité dudit champ de fuite étant faible par rapport à celle
du champ de ladite deuxième zone aimantée tangentielle (25) voisine, et ledit champ
de fuite étant dimensionné pour interagir avec une desdites premières zones aimantées
(15) dudit au moins un élément inertiel (10) et produire une faible variation de marche
dudit mécanisme résonateur (100).
2. Mouvement (1000) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un mobile d'échappement (20) comporte une pluralité de dits aimants
compensateurs (27) qui constituent des zones aimantées radiales agencées pour limiter
le retard à l'échappement, en coopération avec lesdites premières zones aimantées
(15) que comporte ledit au moins un élément inertiel (10) à sa périphérie, pour assurer
l'isochronisme dudit mécanisme résonateur (100).
3. Mouvement (1000) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque dit aimant compensateur (27) s'étend au droit d'une dite deuxième zone aimantée
tangentielle (25).
4. Mouvement (1000) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit au moins un élément inertiel (10) comporte à sa périphérie deux doigts (16)
s'étendant radialement, par rapport audit premier axe de pivotement (D1), au-delà
desdites premières zones aimantées (15), et en ce que ledit mobile d'échappement (20) comporte, en alternance avec lesdites deuxièmes zones
aimantées (25) tangentielles, une pluralité de butées radiales (26) chacune axée sur
ledit deuxième axe de pivotement (D2) et agencée pour constituer des moyens mécaniques
d'anti-décrochement, ladite pluralité de butées radiales (26) étant agencée pour coopérer,
à tout instant, avec l'un ou l'autre desdits doigts (16) formant butée, pour assurer
une sécurité totale dudit mécanisme résonateur (100).
5. Mouvement (1000) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites butées radiales (26) forment ensemble une étoile (260) axée sur ledit deuxième
axe de pivotement (D2).
6. Mouvement (1000) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits doigts (16) s'étendent sensiblement selon un cercle (C) centré sur ledit
premier axe de pivotement (D1).
7. Mouvement (1000) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits aimants compensateurs (27) s'étendent radialement, par rapport audit deuxième
axe de pivotement (D2), au-delà de l'emprise radiale desdites butées radiales (26).
8. Mouvement (1000) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément inertiel (10) comporte une pluralité de masselottes (17) d'inertie
réglable permettant l'ajustement de la position du centre d'inertie dudit élément
inertiel (10) sur ledit premier axe de pivotement (D1).
9. Mouvement (1000) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) est un résonateur à lames croisées, lesdits moyens
de rappel mécaniques (11) comportant une pluralité de lames (13) s'étendant sur des
niveaux sensiblement parallèles, à distance les unes des autres, et, en projection
sur ledit plan de projection, se croisant au niveau dudit premier axe de pivotement
(D1).
10. Montre (2000) comportant au moins un mouvement (1000) selon l'une des revendications
1 à 9.
11. Roue d'échappement magnétique (20) agencée pour pivoter autour d'un deuxième axe de
pivotement (D2), et comportant à sa périphérie des zones aimantées (25), caractérisée en ce que lesdites deuxièmes zones aimantées (25) sont agencées chacune sensiblement tangentiellement,
et en ce que ladite roue d'échappement magnétique (20) comporte des aimants compensateurs (27),
chaque dit aimant compensateur (27) étant agencé à proximité d'une dite deuxième zone
aimantée tangentielle (25) voisine et exerçant un champ de fuite dans une autre direction
que celle du champ de ladite deuxième zone aimantée tangentielle (25) voisine, et
l'intensité dudit champ de fuite étant faible par rapport à celle du champ de ladite
deuxième zone aimantée tangentielle (25) voisine.
12. Roue d'échappement magnétique (20) selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque dit aimant compensateur (27) s'étend au droit d'une dite deuxième zone aimantée
tangentielle (25).
13. Roue d'échappement magnétique (20) selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que ledit mobile d'échappement (20) comporte, en alternance avec lesdites deuxièmes zones
aimantées (25) tangentielles, une pluralité de butées radiales (26) chacune axée sur
ledit deuxième axe de pivotement (D2) et agencée pour constituer des moyens mécaniques
d'anti-décrochement.
14. Roue d'échappement magnétique (20) selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdites butées radiales (26) forment ensemble une étoile (260) axée sur ledit deuxième
axe de pivotement (D2).
15. Roue d'échappement magnétique (20) selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce que lesdits aimants compensateurs (27) s'étendent radialement, par rapport audit deuxième
axe de pivotement (D2), au-delà de l'emprise radiale desdites butées radiales (26).