Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un organe réglant, ou oscillateur, pour un mouvement horloger mécanique comprenant une roue d'échappement et un oscillateur vibrant, autrement dit un résonateur, incluant au moins deux organes ou bras vibrants, par exemple une lame de type diapason, et une partie ancre destinée à coopérer avec la roue d'échappement. La présente invention concerne également un mouvement horloger comprenant un tel organe réglant. Cet organe réglant est destiné à remplacer un organe réglant conventionnel comprenant généralement un balancier-spiral et l'échappement associé.

Etat de la technique [0002] Dans un mouvement d'horlogerie, l'échappement a pour fonction de transmettre l'énergie reçue par le rouage, lui-même entraîné par le ressort-moteur, à l'organe réglant constitué par l'ensemble balancier-spiral. Cet échappement comprend généralement une ancre indépendante oscillant autour d'un axe pivoté dans la platine. La liaison mécanique entre l'ancre et le résonateur, constituée par le plateau portant la cheville qui vient buter contre chacune des cornes de l'ancre, est relativement compliquée. En outre, l'ensemble balancier-spiral nécessite un réglage délicat. Enfin, de tels résonateurs sont généralement limités à des fréquences d'oscillation de 10Hz au plus.

[0003] Le document CH1685665 décrit un dispositif d'échappement comprenant une ancre solidaire d'un organe vibrant où l'ancre est disposée de telle manière qu'elle oscille perpendiculairement au plan de la roue d'échappement. L'ancre est fixée par encastrement ou par soudage, à l'extrémité d'une lame vibrante encastrée par son extrémité dans un support rigide. Un diapason ou un résonateur dérivé du diapason peut être utilisé au lieu de la lame vibrante, l'une des branches portant l'ancre et l'autre branche oscillant librement tout en se synchronisant avec la première branche. [0004] Le document CH442153 décrit un échappement comprenant un diapason, jouant le rôle d'un résonateur primaire, et une lame vibrante, jouant le rôle d'un résonateur secondaire, à l'extrémité de laquelle est fixée une ancre pourvue de deux levées diamétralement opposées par rapport au centre de la roue d'échappement. Sous l'effet du choc d'une dent de la roue d'échappement contre l'une des levées, la lame oscillante oscille, l'amplitude de son oscillation permettant à l'ancre de venir frapper légèrement l'extrémité d'une des branches du diapason qui oscille à son tour à sa fréquence propre.

[0005] Le document EP2574994 décrit un résonateur mécanique comprenant un oscillateur de type diapason coopérant avec une ancre montée mobile en rotation et dont les positions angulaires permettent de verrouiller et déverrouiller une roue d'échappement. Ce résonateur présente l'inconvénient que les ébats nécessaires au fonctionnement dit libre entre les organes montés sur la branche du diapason et les organes, en l'occurrence une fourchette, de l'ancre résultent en des phases de pertes à chaque alternance de l'oscillateur. Ces phases sont connues dans le domaine horloger sous le terme de chemin perdu. D'autre part, le nombre de pièces et leur réglage rend la mise en œuvre de ce système très délicate.

Bref résumé de l'invention

[0006] La présente invention concerne un organe réglant pour un mouvement horloger mécanique comprenant une roue d'échappement et un oscillateur vibrant muni d'au moins deux bras vibrants et une partie ancre solidaire desdits bras vibrants et comprenant au moins deux organes arrangés de manière à coopérer de façon alternée avec les dents de la roue d'échappement, de sorte à entretenir des alternances périodiques de l'oscillateur vibrant et à faire avancer la roue

d'échappement à chaque alternance des oscillations. [0007] De préférence, les bras et la partie ancre sont formées en une seule pièce. Selon une forme d'exécution, l'organe réglant peut être réalisé à partir d'un procédé ou d'une combinaison de procédés de microfabrication soustractive et/ou additive, à partir d'un seul substrat d'un matériau amagnétique ou de matériaux dont la combinaison sera amagnétique. Les matériaux choisis peuvent être de type métalliques ou non métalliques, ou une combinaison des deux. Les matériaux amagnétiques métalliques peuvent comprendre des matériaux au moins partiellement métalliques tels que des alliages métalliques, des composites comprenant au moins un métal ainsi que des alliages métalliques au moins partiellement amorphes. [0008] Les matériaux amagnétiques non métalliques appropriés peuvent comprendre les verres (dont le quartz), les céramiques, les vitrocéramiques et les métalloïdes, comme par exemple le silicium, qui pourra être usiné à partir d'un wafer et d'un procédé de microfabrication approprié, comme par exemple le DRIE.

[0009] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur d'avoir un faible encombrement et de nécessiter un nombre de pièces inférieur à celui normalement requis dans un assortiment conventionnel ou dans un organe réglant de type diapason.

[0010] De plus, la fréquence d'oscillation élevée de cette solution permet d'avoir une meilleure stabilité et précision de la marche de l'organe oscillant au porter, et permet un plus grand facteur de qualité Q., tout en réduisant les besoins de réglage.

Brève description des figures

[0011 ] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles:

la figure 1 représente une vue de dessus d'un oscillateur vibrant, selon un mode de réalisation;

la figure 2 représente une vue de dessus de l'oscillateur vibrant en coopération avec une roue d'échappement, selon un mode de réalisation;

Les figures 3a à 3d illustrent l'oscillation de l'oscillateur vibrant de la figure 1 selon un premier mode d'oscillation fondamental (figure 3a), un second mode (3b), un troisième mode (figure 3c) et un quatrième mode (figure 3d), selon un mode de réalisation; la figure 4 montre une vue en perspective de l'oscillateur vibrant comprenant des masselottes, selon un mode de réalisation;

la figure 5 illustre une vue de côté de l'oscillateur vibrant comprenant des masselottes, selon un autre mode de réalisation;

la figure 6 montre l'oscillateur vibrant comprenant des butées, selon un mode de réalisation;

la figure 7 montre une vue en perspective de l'organe réglant, comportant un second oscillateur, selon un autre mode de réalisation;

la figure 8 montre une vue en perspective de l'oscillateur vibrant, selon encore un autre mode de réalisation;

la figure 9 représente une vue de détail des dents de la roue

d'échappement coopérant avec des organes d'une partie ancre de l'oscillateur vibrant, selon un mode de réalisation;

la figure 10 illustre l'organe réglant comportant un mécanisme marche/arrêt, selon un mode de réalisation;

la figure 11 montre une variante de l'organe réglant comportant un second oscillateur;

la figure 12 montre une autre variante de l'oscillateur vibrant comportant une pluralité d'éléments détachables;

la figure 13 représente une vue de dessus de l'oscillateur vibrant, selon une autre variante exemplaire;

la figure 14 représente une vue schématique d'une autre variante de l'organe vibrant;

La figure 15 représente l'organe réglant, selon un autre mode de réalisation;

La figure 16 représente l'organe réglant, encore selon un autre mode de réalisation;

la figure 17 illustre schématiquement des éléments vibrants, selon divers mode de réalisation. Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0012] Selon l'invention, l'organe réglant comprend une roue d'échappement et un oscillateur vibrant (ou résonateur), comportant au moins deux bras vibrants, qui est couplé en une seule pièce avec une partie ancre. Notamment chaque bras vibrant de l'oscillateur vibrant porte un organe, tel qu'une levée, autrement dit une palette, adapté pour coopérer avec les dents de la roue d'échappement. La roue

d'échappement peut alors être avantageusement disposée entre les bras vibrants et partie ancre l'oscillateur vibrant.

[0013] Les figures 1 et 2 représentent une vue de dessus d'un organe réglant 1 selon un mode de réalisation privilégié de l'invention. Ici, l'organe réglant 1 comprend une roue d'échappement 5 et un oscillateur vibrant 3 incluant deux bras comprenant chacun un élément vibrant 31', tel qu'une lame vibrante, et un élément massique 32. Dans ce mode de réalisation, les éléments vibrants 3 de chaque bras font partie d'un seul élément vibrant 31 formant un diapason, et l'organe réglant 1 comprend également une base 2 destinée à être montée sur une platine ou toute autre partie fixe d'un mouvement horloger, ou encore sur un bâti intermédiaire (non représenté) monté lui-même sur ledit mouvement horloger, et sur laquelle l'élément vibrant 31 est fixé au voisinage de son point nodal, par l'intermédiaire d'un pied 9 de rigidité limitée pour permettre un mode de fonctionnement de type diapason (c'est-à-dire que le pied peut également vibrer). Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, chacun des éléments vibrants 31' a une extrémité distale 36. L'élément massique 32 comprend ici deux éléments massiques 32' séparés, chacun s'étendant à partir de l'extrémité distale 36 d'un des éléments 31'. Avantageusement, la fréquence de l'organe réglant 1 peut être contrôlée en variant la taille de l'élément vibrant 31 et/ou la taille de l'élément massique 32. Ici, par élément massique 32 on entend un élément nettement plus massique et plus rigide que l'élément vibrant 31. Autrement dit, c'est l'élément massique 32 qui constitue principalement l'inertie de l'oscillateur vibrant 3.

[0014] La partie ancre 4 de l'organe réglant 1 comprend dans ce mode de réalisation deux parties ancre 4', chacune des parties ancre 4' s'étendant de l'élément massique 32' près de l'extrémité distale 36 d'un des bras 31'. Chacune des parties ancre 4' comprend un organe, ici en forme de levée 40, adapté pour coopérer avec les dents 50 de la roue d'échappement 5. De préférence, la base 2, les bras 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' s'étendent généralement dans un même plan de référence P, en arc de cercle par rapport à un centre 12. Des moyens de montage 20 peuvent être pratiqués dans la base 2 de manière à fixer la base 2 au bâti recevant l'organe réglant 1 par vissage 21. La base 2 peut cependant être fixée par tout autre moyen approprié.

[0015] Pour la suite de la description on adoptera à titre non limitatif des orientations transversale "x" et longitudinale "y", définissant le plan de référence P dans lequel s'étend l'organe réglant 1, ainsi qu'un axe "z" perpendiculaire aux orientations longitudinale et transversale. Dans la figure 1, les orientations

transversale "x" et longitudinale "y" sont représentés dans la plan de la page et l'axe z sort de la page.

[0016] L'organe réglant 1 est destiné à coopérer avec la roue d'échappement 5 (montrée à la figure 2). De préférence, la roue d'échappement 5 vient se loger dans un espace intérieur 11 délimité par ses bras, voire pas les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' (ou plus généralement la partie ancre 4). La roue d'échappement 5 est montée pivotante autour du centre 12 de manière à ce qu'une denture 50 de la roue d'échappement 5 vienne en coopération avec les levées 40. Dans cette configuration, les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' sont dans un même plan de référence P que la roue d'échappement 5 et sont généralement concentriques avec l'axe de pivotement de la roue

d'échappement 5.

[0017] Les éléments vibrants 3 sont susceptibles d'osciller à la manière d'un diapason à partir de leur extrémité fixée à la base 2. Lorsqu'ils oscillent, les éléments vibrants 31' maintiennent les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' également en oscillation. En particulier, les éléments 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' sont susceptibles d'osciller selon un premier mode d'oscillation fondamental, tel qu'illustré à la figure 3a (les déplacements montrés aux figures 3a à 3d ne sont pas à l'échelle). Dans le premier mode d'oscillation, les deux éléments 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' oscillent dans le plan de référence P de façon asymétrique. Autrement dit, les éléments 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' se déplacent ensemble, dans un mouvement de va-et-vient dans le même sens dans le plan de référence P. Dans la figure 3a, le mouvement des éléments 31', éléments massiques 32' et parties ancre 4' est indiqué par les flèches et leur déplacement est comparé à leur position au repos par les trais de contour. [0018] Lorsque l'organe réglant 1 coopère avec la roue d'échappement 5 et oscille dans le premier mode d'oscillation, les parties ancre 4' oscillent et les levées 40 reçoivent de façon alternée des impulsions des dents de la roue d'échappement 5, de manière à alternativement verrouiller et libérer la roue d'échappement 5 et à entretenir les oscillations périodiques de l'oscillateur vibrant 3. L'organe réglant 1 permet donc l'échappement successif de deux dents 50 de telle manière que la roue d'échappement 5 avance d'une dent dans un mouvement de va-et-vient des parties ancre 4', autrement dit par alternance.

[0019] Les figures 14a et 14 b représentent l'organe réglant 1 selon un autre mode d'exécution dans lequel l'organe réglant 1 comprend un élément vibrant formé de deux lames 31 fixé à une base 2 à leur extrémité proximale. Chacune des deux lames 31 porte, à leur extrémité distale, un bras massique 32 comprenant une dent 40 d'une partie ancre 4. Une roue d'échappement 5 est placée entre les deux bras massique 32 de manière à coopérer avec les dents 40. Les éléments vibrants 31 oscillent à partir de leur extrémité proximale, entraînant en translation dans un mouvement de va-et-vient les deux bras massique 32'. En particulier, les dents 40 reçoivent de façon alternée des impulsions des dents 50 de la roue d'échappement 5, de manière à alternativement verrouiller et libérer la roue d'échappement 5 et à entretenir les oscillations périodiques de l'oscillateur vibrant 3.

[0020] Il est possible d'équiper chaque partie ancre 4 de plus d'un organe 40 de sorte que la roue d'échappement 5 avance à une vitesse différente qu'une dent par alternance, comme l'illustré à la figure 14. Par exemple, en équipant chaque partie ancre 4 de deux organes 40 au lieu d'un, et en les répartissant de telle manière qu'un seul organe 40 sur les quatre (répartis sur deux parties d'ancre 4) coopère avec une dent 50 de la roue d'échappement 5 à chaque oscillation, nous obtenons dans une telle configuration une avance d'une demi-dent par alternance, soit une avance d'une dent pour deux alternances. [0021 ] De la même manière, la fréquence de rotation peut encore être diminuée par l'adjonction de plus de deux organes 40 par partie ancre 4. Dans une telle configuration, il est aussi aisé de modifier les fonctions des organes 40, de sorte que certains participent uniquement au dégagement de la roue 5 tandis que d'autre participent au dégagement et à l'impulsion, soit l'entretien du résonateur, obtenant ainsi un échappement dit à coups perdus, dont le rendement est généralement supérieur, comme c'est le cas des échappements à détente.

[0022] Il est aussi évident que de telles variantes d'échappement pourraient tout aussi bien s'appliquer, avec les adaptations nécessaires, à tout autre type

d'échappement que celui-ci, comme par exemple et sans être limitatif, à des échappements à ancre, à détente, à cylindre ou de type tangentiel ou des

échappements sans contact, comme des échappements magnétiques.

[0023] Dans la configuration des figures 1 et 2, les bras oscillants formés par les éléments vibrants 31' et les éléments massiques 32', jouent le rôle d'un organe de régulation, et les bras d'ancre 4' avec les levées 40 et la roue 5 jouent le rôle d'un organe d'échappement, dans un mouvement horloger conventionnel.

[0024] Dans un mode de réalisation, l'organe réglant 1 comprenant la lame vibrante 31, l'élément massique 32 et l'ancre 4 est fabriqué en une seule pièce. Par exemple, l'organe réglant 1 peut être réalisé dans un même matériau, de préférence un matériau amagnétique. Ce matériau pourra être de type non métallique tel qu'issu du groupe comprenant les métalloïdes (notamment le silicium), les verres (notamment le quartz), le borosilicate, le fused silica), les céramiques ou encore les vitro- céramiques. Le matériau pourra aussi être un matériau au moins partiellement métallique, ou comprendre un métal ou un alliage métallique cristallin ou amorphe, des composites comprenant au moins un élément métallique ou tout autre matériau adapté à un usinage de précision. L'organe réglant 1 peut être fabriqué par un procédé de microfabrication (méthode additive ou soustractive), avantageusement à partir d'un seul substrat, comme par exemple un seul wafer dans le cas du silicium (monocristallin, polycristallin ou amorphe). La roue d'échappement 5 peut également être fabriquée dans le même matériau que l'organe oscillant, possiblement sur le même wafer. [0025] La fréquence du premier mode d'oscillation de l'organe réglant 1 ainsi que la durée dans le temps de l'oscillation (ou taux d'amortissement de l'oscillation) peuvent être modifiées en changeant le moment d'inertie des éléments massiques 32'. Un moment d'inertie plus élevé des éléments massiques 32' résulte dans une fréquence d'oscillation plus basse de l'organe réglant 1 et une durée d'oscillation plus longue (amortissement moins rapide des oscillations).

[0026] Dans une variante, les éléments massiques 32' sont arrangés de manière à ce que le centre de gravité de l'ensemble formé par un élément vibrant 31' et un élément massique 32' se trouve sensiblement à l'extrémité distale 36 du bras 31', c'est-à-dire à la jonction entre le bras 31' et l'élément massique 32'.

[0027] La figure 4 montre une vue en perspective de l'organe réglant 1, selon un mode de réalisation dans lequel au moins l'un des deux éléments massiques 32' comporte une masselotte 34. La masselotte 34 permet de modifier le moment d'inertie de l'élément massique 32' sans augmenter sensiblement l'encombrement de l'oscillateur vibrant 3. La masselotte 34 est avantageusement fabriquée dans un matériau ayant une densité supérieure à celui utilisé pour le reste de l'oscillateur vibrant 3 (et donc des éléments massiques 32'). Par exemple, la masselotte 34 peut être fabriquée en or ou en tout autre métal ou alliage dense. La masselotte 34 peut être usinée par une méthode conventionnelle et assemblée, par collage, brasage, bonding, vissage ou goupillage. Il est également possible de faire croître de la matière, par exemple par croissance galvanique, par frittage ou d'autres procédés additifs applicables à des microcomposants, sur une ou plusieurs des faces de l'oscillateur vibrant 3. La figure 5 illustre une vue de côté de l'organe réglant 1, selon une variante dans laquelle la masselotte 34 est fabriquée par l'ajout de matière, par exemple par croissance de matière, à la surface d'au moins un des éléments massiques 32'. Sur la figure 5, la masselotte 34 apparaît comme un revêtement par-dessus l'élément massique 32'. La croissance de matière peut être réalisée sur toute la surface ou une portion de la surface des éléments massiques 32'. La matière ajoutée peut

comprendre l'or, un alliage d'or ou tout autre matériau permettant d'augmenter la densité de l'élément massique 32'. L'ajout de matière peut également être réalisé dans l'épaisseur d'au moins l'une des deux éléments massiques 32'. De manière alternative, l'ajout de matière peut être réalisé avec le même matériau que celui formant les éléments massiques 32' (et le reste de l'organe réglant 1). [0028] De manière plus générale, la fréquence d'oscillation de l'oscillateur vibrant 3 peut être réglée en modifiant l'inertie des éléments massiques 32' et/ou des masselottes 34. En particulier, la fréquence peut être augmentée par ablation de matière sur au moins l'un des éléments massiques et/ou d'au moins une masselotte. L'ablation de matière peut être réalisée par usinage laser, par rupture d'éléments détachables (tel que décrit dans le document CH656044) ou par tout autre procédé approprié. Si des éléments détachables sont utilisés, ils peuvent être réalisés lors de la même opération que l'opération de fabrication de l'organe réglant. La figure 12 illustre l'oscillateur vibrant 3 selon une variante dans laquelle les éléments massiques 32' portent une pluralité d'éléments détachables 37 à chacune de leur extrémités. Chacun des éléments détachables 37 peut être enlevé de l'élément massique 32' par rupture au niveau d'une section réduite 37' de l'élément détachable 37. D'autre part, la fréquence de l'organe réglant peut être réduite en augmentant la longueur des éléments vibrants 31' et/ou des éléments massiques 32' de l'organe réglant, notamment en supprimant un ou plusieurs des éléments 37".

[0029] Dans la figure 12, les éléments 37 ont tous la même taille et la même masse. Selon une variante, pour obtenir un réglage plus fin avec une plage plus grande, on utilise des éléments détachables avec des masses différentes. A titre d'exemple, les éléments détachables peuvent être dimensionnés en cinq masses différents afin de correspondre, respectivement, à une correction de : 1 s/j, 2 s/j, 4 s/j, 8 s/j, et 16 s/j. De cette façon, il est possible à corriger de 1 à 31 s/j en détachant une combinaison d'éléments appropriés.

[0030] L'organe réglant 1 peut également osciller selon d'autres modes

d'oscillations (harmoniques) que le premier mode d'oscillation décrit ci-dessus. Par exemple, la figure 3b illustre l'oscillateur vibrant 3 oscillant dans un second mode d'oscillation, dans lequel les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' oscillent dans le plan de référence P (selon les orientations

transversale "x" et longitudinale "y") de façon symétrique. Dans le second mode d'oscillation, les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' se déplacent ensembles, successivement vers le centre 12 et en s'éloignant du centre 12. On comprendra que ce mode d'oscillation n'est pas favorable à la fonction de l'ancre de l'organe réglant 1 puisque les levées 40 se resserrent vers la roue d'échappement 5 et s'en écartent successivement, ne permettant pas la régulation du pivotement de la roue d'échappement 5.

[0031 ] Un troisième et quatrième mode d'oscillation sont illustrés respectivement aux figures 3c et 3d, dans lesquels les deux bras de lame 31', les bras massiques 32' et les bras d'ancre 4' oscillent hors du plan de référence P (selon l'axe "z"). Dans le troisième mode d'oscillation (figure 3c), les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' oscillent de façon asymétrique de sorte que l'une des levées 40 monte selon l'axe "z" et l'autre levée 40 descend selon l'axe "z". Dans le quatrième mode de d'oscillation (figure 3d), les éléments vibrants 31', les éléments massiques 32' et les parties ancre 4' oscillent symétriquement de sorte que les deux levées 40 montent et descendent ensembles, selon l'axe "z".

[0032] La fréquence d'oscillation des différents modes d'oscillation dépend de la géométrie de l'oscillateur vibrant 3 et, comme discuté ci-dessus, peut être ajustée en modifiant le moment d'inertie de l'élément massique 32. Les oscillations périodiques correspondant au premier mode d'oscillation où l'oscillateur vibrant 3 oscille dans le plan de référence peuvent avoir une fréquence allant de 10 Hz environ à 5Ό00 Hz, mais de préférence sont entre 10 Hz à 400 Hz, ou encore entre 60 Hz et 5Ό00 Hz, ou encore entre 60 Hz et 200 Hz. Dans un mode de réalisation, le moment d'inertie de l'élément massique 32 est modifié de sorte que la fréquence d'oscillation du premier mode d'oscillation est d'environ 100 Hz, la fréquence d'oscillation du second mode d'oscillation est d'environ 128 Hz, et la fréquence d'oscillation du troisième et quatrième mode d'oscillation est d'environ 183.5 Hz et 205.8 Hz, respectivement. A une fréquence de 100 Hz, le temps d'une phase de repos de l'organe réglant 1 est d'environ 1 ms, et le temps d'une phase d'impulsion est d'un peu plus de 1 ms.

L'organe réglant 1 est donc très peu perturbé par les frottements ou chocs lors des contacts entre les levées 40 avec les dents 50 de la roue d'échappement 5.

[0033] Dans un mode de réalisation illustré à la figure 10, l'organe réglant 1 comporte un mécanisme marche/arrêt 60 comprenant un levier 61 actionné par la tirette 62 d'un mécanisme de mise à l'heure et configuré pour arrêter et maintenir en arrêt l'organe réglant 1, en arrêtant les éléments vibrants 31' et les éléments massiques 32' de l'oscillateur vibrant 3 dans une position de déséquilibre, correspondant à l'une des deux positions extrêmes de l'oscillateur vibrant 3 en mode de fonctionnement normal (voire une position excentrée par rapport à la roue d'échappement 5) de façon à assurer une fonction d'auto-démarrage d'un mouvement horloger. De façon préférée, l'organe réglant 1 est mis en marche dans le premier mode d'oscillation. La vibration de l'organe réglant dans l'une ou l'autre des second, troisième et quatrième modes d'oscillation peut être empêchée en bloquant la vibration de ces modes par des butées ou par d'autres moyens. Par exemple, la figure 6 montre l'organe réglant 1 comprenant des butées 6, selon une forme d'exécution dans laquelle chacune des butées 6 est formée solidaire avec l'un des éléments massiques 32' dans la plan P de manière à venir en butée l'une contre l'autre lorsque l'organe réglant 1 oscille de manière symétrique. Les butées 6 empêchent donc l'oscillateur vibrant 3d'osciller selon le second mode d'oscillation. De façon similaire, des butées (non représentées) peuvent également être configurées de manière à empêcher le mouvement de l'oscillateur vibrant 3 selon l'axe "z", ou encore selon les axes "x", "y" et "z" en cas de choc.

[0034] Encore selon une autre forme d'exécution, l'organe réglant 1 comporte un mécanisme de réglage du point de repère. Dans l'exemple des figures 1 et 2, le mécanisme de réglage prend la forme d'une fourchette de réglage 8 solidaire de la base 2 et arrangée pour coopérer sans jeu avec un excentrique de réglage 80 (voir figure 2) pivotant dans la platine (ou de tout autre partie fixe du mouvement ou du bâti dans lequel l'organe réglant est monté). L'excentrique de réglage 80 est configuré pour se déplacer dans le plan de référence P de manière à entraîner, par

l'intermédiaire de la fourchette de réglage 8, l'oscillateur vibrant 3 en rotation autour d'un point de pivotement montré par le numéro 22 sur les figures 1, 2 et 8. Selon la direction du déplacement de l'excentrique de réglage 80, l'oscillateur vibrant 3 peut être entraîné en rotation dans le sens horaire ou antihoraire de manière à régler la pénétration des levées 40 par rapport aux dents 50 de la roue d'échappement 5.

L'amplitude de réglage peut, par exemple, être de l'ordre d'environ ±120 μιη. La fourchette de réglage 8 peut être suffisamment flexible de sorte à absorber d'éventuels jeux entre la fourchette de réglage 8 et l'excentrique de réglage 80, et assurer ainsi un entraînement immédiat de l'oscillateur vibrant 3 dans les deux sens de rotation. [0035] Dans une autre variante de la forme d'exécution, la base 2 comprend des butées permettant de limiter le mouvement transversal dans le plan de référence P (voir les éléments 6' dans la variante de la figure 8). De telles butées peuvent être orientées sur un axe perpendiculaire au plan de la roue d'échappement [0036] L'oscillation de l'oscillateur vibrant 3 peut être perturbée par l'impulsion des dents 50 de la roue d'échappement sur ses levées 40. Dans un mode de réalisation illustré à la figure 7, l'organe réglant 1 comporte un second oscillateur 7 arrangé pour osciller librement, c'est-à-dire, sans être perturbé par les levées 40. Le second oscillateur 7 peut être accouplé à l'oscillation de l'organe réglant 1 par résonance sympathique. Le second oscillateur 7 permet ainsi de réduire les perturbations dues aux chocs des dents 50 sur les levées 40.

[0037] La transmission et l'accouplage des vibrations entre l'oscillateur vibrant 3 qui coopère avec la roue d'échappement 5, et le second oscillateur 7 peut se faire par l'intermédiaire de matériaux de support (résonance mécanique), d'un fluide ambiant (résonance acoustique) ou par couplage magnétique. Dans le cas d'un couplage par l'intermédiaire d'un fluide ambiant, la surface de l'oscillateur vibrant 3 peut être modifiée (par exemple par nano structuration) de manière à augmenter la pression d'ondes déplacées et ainsi favoriser la qualité de la synchronisation. De façon alternative, ou en combinaison, la géométrie de l'organe réglant 1 peut être modifiée Dans le cas d'un couplage magnétique, le second oscillateur libre 7 peut être monté sous une atmosphère contrôlé, par exemple dans une capsule magnétiquement perméable (non représentée), de manière à améliorer le facteur de qualité de l'organe réglant 1. De manière générale, le second oscillateur 7 contribue à l'amélioration du facteur de qualité de l'organe réglant 1. [0038] Une autre variante d'un tel double oscillateur est également illustrée à la figure 11. Ici le second résonateur 7 comprend un second élément vibrant 71 divisé lui aussi en deux éléments ou bras vibrants 71' et un second élément massique 72 divisé lui aussi en deux éléments massiques 72' de façon à donner une configuration équilibré quasiment en forme de « H » à l'organe réglant 1. [0039] Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l'homme de métier sans sortir du cadre de la présente invention. [0040] La figure 8 représente l'organe réglant 1 selon une autre une forme d'exécution dans laquelle la base 2 est arrangé dans l'espace intérieur 11 de l'oscillateur vibrant 3, mais dans un plan inférieur en-dessous de la roue

d'échappement 5. La configuration de l'oscillateur vibrant 3 de la figure 8 est plus compacte. Dans cette configuration, la base 2 peut comprendre des butées 6' qui empêchent les mouvements transversaux des bras d'ancre 4' dans le plan de référence P.

[0041 ] Les figures 9a et 9b représentent une vue de détail des dents 50 de la roue d'échappement 5, selon un mode de réalisation. Chacune des dents 50 de la roue d'échappement 5 comprend un plan d'impulsion 51 et un plan de repos 52 inclinés. Chacune des levées 40 comprend également un plan de repos 41 incliné mais ne comprend pas de plan d'impulsion, le sommet 42 de la levée 40 ayant plutôt une forme de pointe. La configuration des dents 50 de la roue d'échappement 5 et des levées 40 dans ce mode de réalisation permet aux levées 40 de recevoir les impulsions des dents 50, et d'entretenir les oscillations de l'oscillateur vibrant 3 tout en faisant avancer la roue d'échappement 5 dans un sens ou dans l'autre. Autrement dit, l'organe réglant 1 peut fonctionner quel que soit le sens de rotation de la roue d'échappement 5. La figure 9a montre une levée 40 en prise avec le plan d'impulsion 51 d'une dent 50 pendant la phase d'impulsion, tandis que la figure 9b montre une levée 40 en prise avec le plan de repos 52 d'une dent 50 pendant la phase de repos. [0042] De manière à limiter de possibles rebonds des levées 40 lors de l'impulsion sur les dents 50 de la roue d'échappement 5, cette dernière peut être pourvue de bras 53 élastiques (figure 2) de manière à absorber les chocs des levées 40 sur les dents 50.

[0043] L'organe réglant 1 peut comprendre des moyens de compensation thermique incluant des revêtements compensateurs, des matières à coefficient thermoélastiques nuls, et autres moyens analogues à ceux utilisés sur les balanciers, par exemple des structures bimétalliques, ou autres. Par exemple, si l'oscillateur vibrant 3 est fabriqué en silicium, il peut comprendre un revêtement en dioxyde de silicium déposé sur au moins une partie de sa surface. Alternativement, les moyens de compensation thermique d'un oscillateur vibrant en silicium peuvent être un des moyens décrits dans le document CH699780 de la demanderesse.

[0044] La géométrie de l'oscillateur vibrant 3 et notamment de ses éléments vibrants peut être modifiée de différentes manières. Par exemple, selon une variante chaque élément vibrant, chaque élément massique et/ou chaque partie ancre peuvent être assimilés ensemble comme un seul élément ou bras vibrant de l'organe réglant. Selon une autre variante exemplaire illustrée à la figure 13, les éléments vibrants 31' ont une forme différente avec une section intermédiaire courbée dans l'autre sens, ce qui permet de rigidifier les lames (les levées de la partie ancre ne sont pas visibles dans cette figure).

[0045] Par ailleurs, les organes de la partie ancre (4, 4') adaptés pour coopérer avec les dents de la roue d'échappement peuvent prendre différentes formes, tout comme les dents de la roue d'échappement.

[0046] La figure 15 représente une autre mode d'exécution de l'organe réglant 1 dans lequel l'élément massique 32 permettent à la partie ancre 4, 40 une rotation autour d'un seul axe. En particulier, l'élément massique 32 comporte deux éléments 32' s'étendant généralement dans un même plan P en arc de cercle par rapport à un centre 12. La roue d'échappement 5 est disposée dans l'espace intérieur 11 délimité par ces bras massiques 32', chacun portant une dent 4 de la partie ancre 4. Le mobile d'échappement 5 est monté pivotant autour du centre 12 de manière à ce qu'une denture (non représentée) de la roue d'échappement 5 vienne en coopération avec les dents 40. La roue d'échappement 5 est dans le même plan P que la roue

d'échappement 5, cette dernière étant concentrique avec un cercle inscrit par les bras massique 32'. Des éléments vibrants 31 (des lames ou autres) sont disposées en étoile (ici trois élément vibrants 31 angulairement espacées d'environ 120°) et fixés à une extrémité proximale d'une base 2 ayant la forme d'un arc de cercle. L'extrémité distale des éléments vibrants 31 est fixée à l'élément massique 32 par l'intermédiaire d'un pied 9. En fonctionnement, l'oscillation des éléments vibrants 31 donne un

mouvement d'oscillation dans le plan P comme indiqué par la flèche 90 dans la figue 2.

[0047] La figure 16 représente une autre configuration de l'organe réglant 1 dans lequel l'oscillateur vibrant 3 comprend un élément massique 32, l'oscillateur vibrant 3 constituant la base de temps de l'organe réglant 1. L'élément massique 32 comprend la partie ancre 4 ainsi que les organes 40 configurés de manière à coopérer

directement avec le mobile d'échappement 5 de sorte à entretenir des oscillations du premier résonateur 3 et à faire osciller le mobile d'échappement 5 à chaque alternance des oscillations. En particulier, dans cet exemple, l'oscillateur vibrant 3 est formé de trois éléments vibrants 31 s'étendant radialement à partir d'un centre 12 dans un plan P. Les éléments vibrants 31 sont espacés angulairement d'environ 120° les uns des autres. Chacun des éléments vibrants 31 est fixé à son extrémité proximale (proche du centre 12) à une base 2 destinée à être montée sur une platine ou toute autre partie fixe d'un mouvement horloger ou sur un bâti intermédiaire monté lui-même sur ledit mouvement horloger. L'extrémité distale 35 de chacun des éléments vibrants 31 est fixée à l'élément massique 32. Chacun des éléments vibrants 31 peut donc vibrer, ou osciller, librement entre son extrémité distale et proximale.

[0048] Selon une forme d'exécution, des moyens de montage 20 peuvent être prévus dans la base 2 de manière à fixer la base 2 à un bâti 10. Le bâti 10 peut comprendre une cage comme illustré à la figure 12. Le bâti 10 est destiné à être monté fixe ou mobile sur un mouvement horloger (non représenté). Alternativement, la base 2 est montée directement sur le mouvement horloger, par exemple sur une platine ou un pont.

[0049] Le bâti 10 à l'avantage de faciliter le montage, le démontage, le réglage ainsi que les opérations dédiées dans le cadre du service après-vente de l'oscillateur 1. Le bâti 10 peut prendre la forme d'une cage (comme dans la figure 1) ou d'une capsule. Le bâti 10 peut être monté et réglé sur une partie du mouvement, par exemple la platine, afin de coopérer avec le rouage dont il assure la régulation.

Toujours selon la forme d'exécution montrée à la figure 1, le mobile d'échappement est une roue d'échappement 5 montée pivotante autour d'un arbre 54, lui-même monté dans un pont 21 fixe avec la base 2. Le pont peut comprendre un pont supérieur 21 et un pont inférieur 21'.

[0050] La figure 17 illustre schématiquement différents éléments vibrants 31. Les éléments vibrants 31 peuvent être constitués de manière à limiter les contraintes, notamment à leurs extrémités (proximale et distale). On pourra pour ceci faire appel à des poutres à charges réparties (figure 17b), à des éléments vibrants multi-lames (figures 17a et 17d), ou encore en modifiant la section locale d'une poutre en procédant à des ouvertures locales (figure 17e), des perçages par exemple. On peut encore allonger la longueur active de lame sans augmenter la longueur de l'élément vibrant en réalisant des structures de type « serpentin » (figure 17c), qui permettent de réduire les charges de manière très significative. Enfin, on peut diminuer les risques de ruptures aux encastrements en adoucissant les angles vifs, qui représentent en général des amorces de rupture ou de fatigue.

[0051] D'autre part, nous connaissons des phénomènes vibratoires l'existence de nœuds le long des structures vibrantes et dont l'espacement est une fonction directe de la fréquence de résonance. Nous pouvons ainsi faire varier la section le long de la lame (figure 17b) de sorte à favoriser certaines fréquences et/ou éloigner les harmoniques et ainsi maximiser l'énergie et le facteur de qualité du résonateur. Il est évident qu'une combinaison de plusieurs des moyens cités précédemment pourra aussi être envisagée afin d'en combiner les avantages.

[0052] A titre illustratif, mais sans être limitatif, dans le cas d'un résonateur de masse M (exprimée en g) et comportant plusieurs éléments vibrants 31 formés de poutres simples de raideur k (exprimée en mN.m/rad) et caractérisés par une hauteur h et une épaisseur e, un rapport k/M compris entre 0.1 et 1.0 et un rapport h/e compris entre 3 et 20 donnent des résultats particulièrement satisfaisants.

[0053] Une caractéristique des différentes configurations décrites ci-dessus est que l'élément massique 32 est supporté seulement par la base 2 par l'intermédiaire de l'élément vibrant 31. De la sorte, on diminue de manière importante les frottements que l'on retrouve dans le cas d'un organe réglant de type balancier spiral. [0054] L'organe réglant de la présente invention possède également une esthétique inédite et il peut être avantageusement incorporé dans un mouvement horloger d'une montre d'une manière permettant de les rendre visibles au porteur de la montre. A titre d'exemple, l'organe réglant peut être monté en dessus ou en dessous de l'organe moteur du mouvement. Pour donner également une indication des secondes, la roue d'échappement 5 peut être adaptée afin qu'elle tourne à une vitesse d'un tour par minute.

Numéros de référence employés sur les figures

1 organe réglant

11 espace intérieur

12 centre

2 base

21 is

22 point de pivotement

3 oscillateur vibrant

31 élément vibrant

31' bras

32 élément massique

32' élément massique

34 masselotte

35 masselotte

36 extrémité distale d'un bras de lame

37 élément détachable

37' section réduite de élément détachable

4 partie ancre

4' partie ancre

40 organe ou levée

41 plan de repos de la levée

42 sommet de la dent

5 roue d'échappement

50 dent de la roue d'échappement

51 plan d'impulsion de la dent

52 plan de repos de la dent

53 bras de la roue d'échappement

6 butée

6' butée

60 mécanisme marche/arrêt

61 levier

62 tirette

7 second oscillateur

71 second élément vibrant

71' second élément vibrant

72 second élément massique

72' second élément massique

8 fourchette de réglage

80 excentrique de réglage

9 pied

P plan de référence