OSCILLATEUR HORLOGER

Abstract

 L'oscillateur horloger selon l'invention comprend un balancier (2) monté sur un axe de balancier (3), un plateau de balancier (16) monté sur l'axe de balancier (3) et portant une cheville (26), et une bascule d'échappement (14) comprenant un corps (14a) monté sur un axe de bascule d'échappement (15) et une fourchette (20) à une extrémité du corps (14a). Le corps (14a) s'étend sur un premier niveau et la fourchette (20) s'étend sur un deuxième niveau. La fourchette (20) est agencée pour coopérer avec la cheville (26) afin d'entretenir les oscillations du balancier. La cheville (26) fait saillie sur le plateau de balancier (16) parallèlement à l'axe de balancier (3). La cheville (26) est dirigée vers le balancier (2).

Description

[0001] La présente invention concerne un oscillateur horloger, typiquement un oscillateur d'un mouvement horloger, comprenant un balancier monté sur un axe de balancier, un plateau de balancier monté sur l'axe de balancier et portant une cheville, et une bascule d'échappement comprenant un corps monté sur un axe de bascule d'échappement et une fourchette à une extrémité du corps. Le corps s'étend sur un premier niveau et la fourchette s'étend sur un deuxième niveau. La fourchette est agencée pour coopérer avec la cheville afin d'entretenir les oscillations du balancier. La cheville fait saillie sur le plateau de balancier parallèlement à l'axe de balancier.

[0002] On trouve ce type d'oscillateur, notamment, dans des mouvements horlogers à échappement à impulsion semi-directe, par exemple à échappement tel que décrit dans le brevet EP 2941673 B1. Un échappement à impulsion semi-directe est un échappement dont la roue d'échappement communique au plateau de balancier une impulsion directe et une impulsion indirecte, par l'intermédiaire d'une bascule d'échappement, à chaque période d'oscillation, l'impulsion directe étant communiquée pendant l'une des deux alternances du balancier et l'impulsion indirecte pendant l'autre alternance. La fourchette de la bascule d'échappement est sur un niveau différent de celui du corps de la bascule d'échappement pour ne pas entrer en collision avec la roue d'échappement ni avec une dent du plateau de balancier qui coopère avec la roue d'échappement pendant l'impulsion directe. Cette construction de la bascule d'échappement en deux niveaux augmente l'encombrement en hauteur de l'oscillateur.

[0003] On connaît aussi un mouvement horloger, à savoir le calibre 177 de la marque Patek Philippe, dans lequel la bascule d'échappement (ici une ancre suisse) est pliée en quatre endroits pour définir un premier niveau comprenant le corps de la bascule et un deuxième niveau comprenant les palettes d'entrée et de sortie et la fourchette. La fourchette est proche du balancier et coopère avec une cheville chassée dans un bras du balancier. Cette construction est compacte en hauteur mais elle nécessite de fixer une cheville au balancier, ce qui peut avoir des conséquences négatives comme une déformation du balancier ou un manque de précision dans la position de la cheville.

[0004] La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique et propose à cette fin un oscillateur horloger selon la revendication 1, des modes de réalisation particuliers étant définis dans les revendications dépendantes.

[0005] La présente invention propose en outre une pièce d'horlogerie, par exemple une montre, comprenant un tel oscillateur.

[0006] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 est une vue en coupe d'un oscillateur horloger selon l'invention ;
• la figure 2 est une vue de dessus d'un échappement de l'oscillateur horloger selon l'invention ;
• les figures 3 à 12 montrent différents états de l'échappement de l'oscillateur horloger selon l'invention pendant son cycle de fonctionnement ;
• la figure 13 montre, respectivement en trait plein et en trait pointillé, deux positions de repos successives de l'échappement de l'oscillateur horloger selon l'invention ;
• la figure 14 montre en perspective un plateau de balancier de l'oscillateur horloger selon l'invention.

[0007] En référence aux figures 1 à 3, un oscillateur horloger selon un mode de réalisation particulier de l'invention, pour un mouvement horloger, notamment un mouvement de montre, comprend un résonateur 1 et un échappement 10 agencé pour entretenir les oscillations du résonateur 1.

[0008] Le résonateur 1 comprend un balancier 2 monté sur un axe de balancier 3 et un ressort 4, typiquement un spiral, agencé pour rappeler le balancier 2 dans une position d'équilibre.

[0009] L'échappement 10 comprend une roue d'échappement 12, une bascule d'échappement 14 et un plateau de balancier 16.

[0010] La roue d'échappement 12 est montée sur un axe de roue d'échappement 13 et est coaxialement solidaire d'un pignon 18 qui engrène avec la roue de seconde 19 d'un rouage de finissage. Ce dernier tend à faire tourner la roue d'échappement 12 dans un unique sens, qui est le sens antihoraire sur les figures 2 à 12. La roue d'échappement 12 comprend sur son pourtour, sur un même niveau et en alternance, des dents courtes 36 et des dents longues 38. Par les termes « court » et « long » on entend que la distance entre le sommet de la dent et l'axe de roue d'échappement 13 est plus petite pour les dents courtes 36 que pour les dents longues 38. Les dents courtes 36 sont identiques et régulièrement réparties. Les dents longues 38 sont elles aussi identiques et régulièrement réparties. Cependant, chaque dent courte 36 peut être plus proche de l'une des deux dents longues 38 adjacentes entre lesquelles elle se situe que de l'autre, comme visible sur les dessins.

[0011] La bascule d'échappement 14 est montée sur un axe de bascule d'échappement 15 et comprend un corps 14a traversé par l'axe 15. Une fourchette 20, un premier bras 22 et un deuxième bras 24 font saillie depuis le corps 14a. A son extrémité distale, le premier bras 22 de la bascule d'échappement 14 définit une première surface de repos 30 de forme concave. De même, à son extrémité distale le deuxième bras 24 de la bascule d'échappement 14 définit une deuxième surface de repos 32 de forme concave. Ces surfaces concaves 30, 32 peuvent être des surfaces courbes ou constituées de deux plans inclinés. Une surface d'impulsion 34, latérale, jouxte la deuxième surface de repos 32 sur le deuxième bras 24.

[0012] Le plateau de balancier 16 est monté sur l'axe de balancier 3 pour tourner coaxialement et solidairement avec le balancier 2. Le plateau de balancier 16 porte une cheville de plateau 26, une dent d'impulsion 28 et une dent d'auto-démarrage 46.

[0013] La roue d'échappement 12, la bascule d'échappement 14 et le plateau de balancier 16 peuvent être maintenus sur leurs axes respectifs 13, 15, 3 élastiquement, comme représenté, ou d'une autre manière, par exemple par collage ou brasage. Les axes 13, 15 de la roue d'échappement 12 et de la bascule d'échappement 14 ainsi que l'axe de la roue de seconde 19 ont chacun une extrémité qui pivote dans une platine 5 qui peut être la platine du mouvement horloger et une autre extrémité qui pivote dans un pont d'échappement 29. L'axe de balancier 3 pivote à une extrémité dans la platine 5 et à son autre extrémité dans un pont de balancier 6.

[0014] L'échappement 10 est du type à une impulsion par alternance, plus précisément du type à impulsion semi-directe. Chaque alternance (demi-période d'oscillation) du balancier 2 comprend une phase de repos, une phase de dégagement et une phase d'impulsion. Les figures 3 à 12 montrent des états successifs de l'échappement 10 pendant la période d'oscillation.

[0015] Dans un premier état (figure 3), une dent courte 36a est en appui contre la première surface de repos 30 de la bascule d'échappement 14. La forme concave de la première surface de repos 30 permet à la roue d'échappement 12 et à la bascule d'échappement 14 de se verrouiller mutuellement. La roue d'échappement 12 et la bascule d'échappement 14 sont dans une position de repos d'entrée. Le plateau de balancier 16 tourne librement dans un premier sens S1, à savoir le sens horaire sur la figure 3, sous l'action du ressort de rappel 4 du balancier 2.

[0016] A un moment donné, la cheville 26 du plateau de balancier 16, tournant toujours dans le sens S1, s'engage dans la fourchette 20 et entre en contact avec la surface intérieure 40a de l'une 40 des cornes de celle-ci pour faire pivoter la bascule d'échappement 14 et dégager la roue d'échappement 12 de la première surface de repos 30 (figure 4). La roue d'échappement 12 est partiellement libérée, sa rotation étant freinée par une surface de transition 44 du premier bras 22 sur laquelle doit glisser la dent courte 36a.

[0017] Dès que la bascule d'échappement 14, toujours sous l'action de la cheville 26, a totalement libéré la roue d'échappement 12 (figure 5), une dent longue 38a attrape la dent d'impulsion 28 pour l'entraîner et communiquer ainsi une impulsion directe au plateau de balancier 16 dans le sens S1 (figures 6 et 7).

[0018] Après cette impulsion, une autre dent longue 38b vient buter contre la deuxième surface de repos 32 de la bascule d'échappement 14 (figure 8). La forme concave de la deuxième surface de repos 32 permet à la roue d'échappement 12 et à la bascule d'échappement 14 de se verrouiller mutuellement. La roue d'échappement 12 et la bascule d'échappement 14 sont dans une position de repos de sortie. Le plateau de balancier 16 poursuit sa course dans le sens S1 puis inverse son sens de rotation, qui devient S2, sous l'action du ressort de rappel 4 du balancier 2.

[0019] Ensuite, comme montré à la figure 9, la cheville 26 du plateau de balancier 16, tournant dans le sens S2, entre en contact avec la surface intérieure 42a de l'autre corne 42 de la fourchette 20 pour faire pivoter la bascule d'échappement 14 et dégager la roue d'échappement 12 de la deuxième surface de repos 32 (figure 10). La dent longue 38b atteint la surface d'impulsion 34 et coopère avec elle pour communiquer une impulsion à la bascule d'échappement 14 (figures 11 et 12). Cette impulsion est transmise de la bascule d'échappement 14 au plateau de balancier 16 par l'interaction entre la fourchette 20 et la cheville 26.

[0020] Après cette impulsion, une autre dent courte 36b de la roue d'échappement 12 vient buter contre la première surface de repos 30 de la bascule d'échappement 14 et le plateau de balancier 16 poursuit sa course dans le sens S2 jusqu'à inverser de nouveau son sens de rotation sous l'action du ressort de rappel 4 du balancier 2. L'échappement 10 se retrouve alors dans l'état illustré à la figure 3 et le cycle se répète.

[0021] Dans cet échappement 10, à l'instar de l'échappement décrit dans le brevet EP 2941673 B1 et comme cela est illustré à la figure 13, l'angle α entre les positions de repos d'entrée et de sortie de la roue d'échappement 12 est plus petit que l'angle β entre la position de repos d'entrée de la roue d'échappement 12 et l'axe imaginaire de rotation de la bascule d'échappement 14, ces angles étant vus depuis l'axe imaginaire de rotation de la roue d'échappement 12. Cette caractéristique rend l'échappement 10 compact en vue de dessus.

[0022] L'alternance des dents courtes et longues 36, 38, et le fait que les dents courtes 36 coopèrent exclusivement avec la première surface de repos 30 alors que les dents longues 38 coopèrent avec la deuxième surface de repos 32, la surface d'impulsion 34 et la dent d'impulsion 28, permettent à la bascule d'échappement 14 d'être mieux équilibrée et donc à l'échappement 10 d'être moins sensible aux chocs et aux variations de l'orientation de la montre par rapport à la force gravitationnelle.

[0023] La dent d'auto-démarrage 46 que porte le plateau de balancier 16 facilite le redémarrage de l'échappement 10 lorsque le désarmage de l'organe moteur (typiquement un ressort de barillet) du mouvement horloger fait que le couple sur la roue d'échappement 12 n'est plus suffisant pour vaincre la résistance du ressort de rappel 4 du balancier 2 lors de l'impulsion, provoquant l'arrêt de l'échappement 10. Il est possible de régler la position angulaire neutre du balancier 2, c'est-à-dire la position angulaire à laquelle le couple du ressort de rappel 4 du balancier 2 est nul, pour que l'échappement 10 s'arrête toujours dans une position où une dent longue 38 de la roue d'échappement 12 est située entre la dent d'impulsion 28 et la dent d'auto-démarrage 46 du plateau de balancier 16. Lors du réarmage de l'organe moteur, la roue d'échappement 12 se remet en mouvement et la dent longue 38 qui se trouve entre les dents d'impulsion et d'auto-démarrage 28, 46 coopère avec la dent d'auto-démarrage 46 pour entraîner le plateau de balancier 16 dans le sens S1 et redémarrer l'oscillation du balancier 2, sans que l'utilisateur ait besoin de secouer la montre.

[0024] Le plateau de balancier 16 est en deux niveaux, comme cela est représenté sur la figure 14. Sur un premier niveau, il comporte un corps circulaire 48 et, sur le pourtour de celui-ci, les dents d'impulsion et d'auto-démarrage 28, 46 et une protubérance radiale 50. Un deuxième niveau comprend la cheville 26 saillant depuis l'extrémité de la protubérance radiale 50 dans la direction axiale du plateau de balancier 16, un corps circulaire tronqué 52 aligné avec le corps circulaire 48 et, entre la cheville 26 et le corps circulaire tronqué 52, un dégagement 54.

[0025] Le plateau de balancier 16 peut être obtenu, par exemple, par gravure ionique réactive profonde (DRIE) multi-niveau d'un substrat en silicium, par gravure des deux côtés d'un substrat silicium sur isolant (dit SOI) ou par gravure mono-niveau de deux substrats en silicium séparés puis assemblage des deux substrats gravés par fusion (« fusion bonding ») ou autre technique appropriée. D'autres matériaux que le silicium peuvent bien entendu être employés. Dans une variante de l'invention, les dents d'impulsion et d'auto-démarrage 28, 46 pourraient être sous la forme de palettes encastrées dans le corps circulaire 48.

[0026] Le dégagement 54 permet aux cornes 40, 42 de la fourchette 20 de passer derrière la cheville 26 pendant les phases de dégagement et la phase d'impulsion indirecte (cf. figures 4, 10 et 12). Ceci donne plus de liberté dans la conception de l'échappement.

[0027] La partie circulaire du pourtour du corps circulaire tronqué 52 sert de butée au revers des cornes 40, 42 en cas de choc pour empêcher le renversement de la bascule d'échappement 14 d'une de ses positions de repos à l'autre lorsque la cheville 26 est en dehors de la fourchette 20. Le corps circulaire tronqué 52 et le revers des cornes 40, 42 remplacent avantageusement le petit plateau à encoche et le dard des échappements traditionnels et diminue le nombre de niveaux (de trois à deux) du plateau de balancier et donc la hauteur de l'échappement.

[0028] La bascule d'échappement 14 est elle aussi en deux niveaux, avec un premier niveau comprenant le corps 14a et les bras 22, 24 et un deuxième niveau comprenant la fourchette 20. La fourchette 20, ainsi surélevée par rapport au corps 14a, peut coopérer avec le deuxième niveau 26, 52 du plateau de balancier 16 sans risque d'entrer en collision avec la roue d'échappement 12 ou avec les dents d'impulsion et d'auto-démarrage 28, 46.

[0029] Conformément à l'invention et en référence à la figure 1, le plateau de balancier 16 est retourné par rapport à la position classique d'un plateau de balancier. En d'autres termes, son deuxième niveau 26, 52 est du côté du balancier 2 tandis que le premier niveau 48, 46, 28, 50 est du côté de la platine 5. La cheville 26 est donc dirigée vers le balancier 2, ce qui permet à la fourchette 20 d'être placée près du balancier 2, dans un dégagement entre la partie supérieure, 29a, du pont d'échappement 29 et l'axe de balancier 3. De la sorte, la bascule d'échappement 14 n'augmente pas l'encombrement en hauteur de l'oscillateur malgré sa construction sur deux niveaux, et ceci sans devoir fixer la cheville 26 directement sur le balancier 2.

[0030] Avantageusement, en cas de choc important reçu par la pièce d'horlogerie alors que la bascule d'échappement 14 se trouve dans l'une quelconque de ses deux positions de repos, ce choc causant un déverrouillage entre la roue d'échappement 12 et la bascule d'échappement 14 entraînant la bascule d'échappement 14 au-delà de cette position de repos, la fourchette 20 peut buter contre la partie supérieure 29a du pont d'échappement 29 et limiter ainsi sa rotation.

[0031] La présente invention est applicable également à l'échappement décrit dans le brevet EP 2941673 B1, à d'autres échappements à impulsion semi-directe, ainsi qu'à d'autres types d'échappement tels que l'échappement à ancre suisse.

Revendications

1. Oscillateur horloger comprenant un balancier (2) monté sur un axe de balancier (3), un plateau de balancier (16) monté sur l'axe de balancier (3) et portant une cheville (26), et une bascule d'échappement (14) comprenant un corps (14a) monté sur un axe de bascule d'échappement (15) et une fourchette (20) à une extrémité du corps (14a), le corps (14a) s'étendant sur un premier niveau et la fourchette (20) s'étendant sur un deuxième niveau, la fourchette (20) étant agencée pour coopérer avec la cheville (26) afin d'entretenir les oscillations du balancier (2), la cheville (26) faisant saillie sur le plateau de balancier (16) parallèlement à l'axe de balancier (3), caractérisé en ce que la cheville (26) est dirigée vers le balancier (2).

2. Oscillateur horloger selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bascule d'échappement (14) est sans dard.

3. Oscillateur horloger selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plateau de balancier (16) comprend, sur un même niveau que la cheville (26), un corps circulaire tronqué (52) dont le pourtour sert de butée à la fourchette (20) en cas de choc reçu par l'oscillateur horloger lorsque la cheville (26) est en dehors de la fourchette (20), pour empêcher un renversement de la bascule d'échappement (14).

4. Oscillateur horloger selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau de balancier (16) comprend, entre le corps circulaire tronqué (52) et la cheville (26), un dégagement (54) apte à recevoir une partie de la fourchette (20).

5. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fourchette (20) est située en partie au moins dans un dégagement entre l'axe de balancier (13) et une partie supérieure (29a) d'un pont (29) dans lequel pivote une extrémité de l'axe de bascule d'échappement (15).

6. Oscillateur horloger selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fourchette (20) est agencée pour buter contre la partie supérieure (29a) du pont (29) lors d'un choc reçu par l'oscillateur horloger alors que la bascule d'échappement (14) se trouve dans une position de repos et causant un déverrouillage entre la roue d'échappement (12) et la bascule d'échappement (14) entraînant la bascule d'échappement (14) au-delà de cette position de repos.

7. Oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bascule d'échappement (14) et le plateau de balancier (16) font partie d'un échappement à impulsion semi-directe.

8. Oscillateur horloger selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échappement à impulsion semi-directe comprend en outre une roue d'échappement (12) et en ce que l'angle (a) entre des positions de repos d'entrée et de sortie de la roue d'échappement (12) est plus petit que l'angle (β) entre la position de repos d'entrée de la roue d'échappement (12) et l'axe imaginaire de rotation de la bascule d'échappement (14), ces angles (α, β) étant vus depuis l'axe imaginaire de rotation de la roue d'échappement (12).

9. Pièce d'horlogerie, par exemple une montre, comprenant un oscillateur horloger selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

Dessins