Brevet FR2000706A1 — publié le 19690912

Cette invention concerne un commutateur pour la propul sion sans contact d'un organe oscillant ou rotatif, de préférence du balancier-régulateur d'appareils compteurs de temps, comprenant un groupe commutateur formé par un transistor de commande et un transistor de propulsion, et un seul enroulement sollicité par un ensemble d'aimants permanents mobiles par rapport à cet enroule- ment et de préférence distribués sur l'organe oscillant ou rotatif. On connaît déjà un commutateur du type précité, destiné à la propulsion du balancier-régulateur d'appareils compteurs ae temps comprenant un commutateur à bascule, remplissant la fonction de bascule génératrice, et qui est synchronisé par les tensions induites dans l'enroulement. A cet effet, une extrémité de l'enroulement est connectée à la base du transistor de commande par l'intermédiaire d'un condensateur. Dans ce dispositif de com- mutation, la durée des impulsions est constante indépendamment de l'amplitude d'oscillation, ce qui rend difficile le maintien àrune amplitude constante des oscillations. De plus, la condensateur nécessaire présente des dimensions relativement grandes, ce qui constitue un inconvénient pour le montage dans le boîtier d'une montre, notamment d'une montre-bracelet. Le but de cette invention est de créer un commutateur du type précité, se prestant à la réalisation avec des dimensions réduites et dans lequel la durée des impulsions décroît au fur et à mesure que la vitesse de l'organe à propulser augmente, ce qui permet d'obtenir une certaine stabilisation de la vitesse. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que. l'ensemble des aimants et l'enroulement Sp sont conçus et agencés de façon qu'il en résulte dans l'enroulement des impulsions engendrées par paires avec des polarités opposées, par cet autre fait que le com- mutateur à transistors est conçu sous la forme d'un commutateur à bascule bistable, à transistors présentant des conductivités de sens opposés, enfin par le fait que l'enroulement est direùte- ment intercalé dans le circuit d'entrée du transistor de commande et dans le circuit de sortie du transistor de propulsion. Un commutateur de ce genre peut être réalisé sans l'utilisation de condensateurs, de sorte qu'il se prête à la fabrication sons des dimensions très réduites.Dans un commutateur ainsi conçu, l'ap- parition d'oscillations électriques propres ntest pas à craindre. De préférence, on utilise le transistor de commande sous la formé d'un transistor au silicium. Une résistance peut être intercalée en série avec l'enroulement dans le circuit d'entrée du transistor de commande, de préférence dans le conducteur abou- tissant à l'émetteur. Dans ce circuit de sortie du transistor de commande peut être intercalée une résistance à laquelle sont con- nectées les électrodes d'entrée du transistor de propulsion. Cet agencement est particulierement avantageux lorsque le transistor de propulsion est utilisé sous la forme d'un transistor au germa- nium. Un mode de mise en oeuvre de l'invention sera décrit ci- après en détail et à titre d'exemple en regard du dessin annexé, sur lequel: La figure Q est un schéma des circuits du commutateur selon l'invention. La figure 2 est un graphique indiquant en fonction du temps la tension induite dans l'enroulement. La figure 3 est un graphique indiquant en fonction du temps le courant de sortie du transistor de propulsion. La figure 4 est une vue en é élévation latérale d'un organe oscillant propulse par le commutateur selon l'invention. la figure 5 e est t une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la fig. 4. La figure 6 est une vue en élévation latérale d'un moteur actionné par le commutateur selon l'invention. La figure 7 est une vue en coupe faite suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. Ce commutateur selon l'invention est représenté schémati- quement sur la fig. 1. II peut servir à la propulsion d'un organe oscillant ou rotatif. Deux organes à propulser sont représentés sur les fig. 4 à 7. La propulsion a lieu par l'intermédiaire d'un enroulement Sp coopérant avec des aimants, de préférence avec des aimants permanents. L'enroulement Sp est de préférence immobilisé, tandis que les aimants sont distribués sur l'organe mobile. Ltan- roulement Sp et le groupe des aimants sont conçus et agencés dlune manière connue en soi, de façon qu'un déplacement des aimants par rapport à l'enroulement fasse apparaître dans celui-ci des couples d'impulsions de polarités opposées, et atteignant de préférence la meAme amplitude. Sur les figures 4 et 5, le nombre de référence 10 désigne le pivot d'un organe oscillant, et ce pivot est rendu solidaire de deux disques Il et 12 en matière ferromagnétique. Même l'été ment lOa, entretoisant les deux disques 11 et 12, est fait en matière ferromagnétique. En 13 et 14 sont indiqués des aimants permanents disposés en regard l'un de l'autre, et présentant des aimantations de sens opposés. L'enroulement Sp pénètre dans lten- trefer entre les aimants 13 et 14, et cet enroulement est rendu solidaire d'un support 19. Les éléments 15 et 16 sont des contrepoids destinés à l'équilibrage des aimants permanents 13 et 14. En 17 est indiqué un ressort en spirale accroché par une extrémité au pivot 10, et par ltextrmitd oppose à un support 18. Ce ressort 17 a tendance à rappeler ltorgane oscillant 10 à 16 vers la position de repos représentée sur la fig. 5. Sur les fig. 6 et 7 du dessin, le nombre de référence 20 désigne le pivot du rotor d'un moteur. Ce pivot 20 est rendu so- lidaire en rotation de deux disques 21 et 22 en matière ferro magnétique, reliés entre eux par l'entretoise 20a également en matière ferromagnétique et faisant partie du pivot 20. Sur le pourtour des disques 21 et 22 sont distribués cinq aimants permanents 23a à 23d et 24a à 24d de fanon qutils soient disposés deux par deux en regard les uns des autres, et que les aimants de chaque paire soient séparés par un entrefer. les entrefers ménagés entre les paires consécutives dlai- mants permanents reçoivent successivement, et pendant la rotation du rotor, l'enroulement Sp rendu solidaire d'un support 25. Le commutateur proprement dit (fig. 1) comprend deux transistors T1 et T2 connectés l'une à l'autre pour former une bascule bistable. Le transistor T1 est destin à la commande, et llenroulement Sp est intercalé dans son circuit dlentrée. Cet enroulemant Sp est également intercalé dans le circuit de sortie du transistor de propulsion T2, et connecté en série avec une source de tension Uo. Dans le commutateur représenté, le transistor de commande T1 est un transistor npn, tandis que le transistor de propulsion T2 est un transistor pnp. Bien entendu, on peut également choisir un agencement interverti, le transistor T1 remplissant alors la fonction d'un transistor pnp, tandis que le transistor de propulsion T2 remplit celle d'un transistor npn. Le transistor de commande Tl, qui doit rester stable naigré les variations de la température, est de préférence un transistor au silicium, tandis que le transistor de propulsion T2 peut être un transistor au germanium. Dans ce cas, le circuit de sortie du transistor de commande T1 peut contenir une résistance R3, sur laquelle est prélevée la tension de commande du transistor de propulsion T2. Une résistance R2 est complémentai- rement intercale dans le conducteur aboutissant à la base au transistor de propulsion T2. Une autre résistance R1 est intercalée dans le conducteur aboutissant à la base du transistor de commande T1.Cette résistance R1 peut être également intercalée dans lo conducteur aboutissant à L'émetteur du transistor T1. Dans ce dernier cas, la valeur de cette résistance peut être choisie plus faible. On supposera que les deux transistors T1 et T2 sont bloqués. Dans ce cas, une tension négative est appliquée à la base du transistor npn T1, tandis qu'une tension positive est appliquée à la base du transistor pnp T2, de sorte que les deux transistors restent bloqués. Dès qu'on déplace l'organe oscillant non représenté sur le dessin, par exemple le régulateur de marche d'un mouvement dthorlogerie, il en résulte qui une tension est induite dans l'enroulement Sp. Les variations de cette tension en fonc tion du temps sont indiquées sur la fig. 2. La tension induite dans l'enroulement Sp est une tension alternative, dont chaque alternance intervient pour la commande du transistor de commande T1. Sur cette fig. 2 du dessin, le caractère de référence a désigne le seuil de mise en circuit du transistor Tl. Ce seuil de mise en circuit a est atteint après un intervalle de temps a'. Après cet intervalle de temps, le transistor de commande T1 est rendu conduc- teur, ce qui réduit brusquement la valeur de la résistance entre l'émetteur et le conducteur du transistor de commande T1. I1 en résulte qu'une tension de polarisation négative est appliquée à la base du transistor de propulsion T2, de sorte que celui-ci est rendu conducteur à son tour. L'enroulement Sp est donc traversé par un courant tel que le montre la fig. 3. La courbure indiquée résulte de la tension induite dans l'enroulement Sp par l'ensemble des aimants permanents. Dès que le champ magnétique engendré par chaque couple d'aimants quitte l'enroulement Sp, il en résulte une inversion de la polarité, de sorte que le transistor de commande T1 est à nouveau bloqué. Il sn résulte qu'une tension positive est appliquée à la base du transistor de propulsion T2, ce qui fait que ce dernier est bloqué à son tour. Le courant cesse donc de circuler à travers l'enroulement Sp, et l'organe oscillant du régulateur de marche peut continuer de se mouvoir librement. Dès que l'enroulement Sp revient dans la zone au champ magnétique, le cycle de fonctionnement précédemment décrit se repète. Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, le sens de la conductivité des transistors peut être également inversé par rapport à celui qui a été indiqué sur le dessin. Dans ce cas, il est bien évident que les polarités aux bornes de la source de tension Uo peubent être également interverties. Le commutateur selon l'invention peut être réalisé avec dos éléments commutateurs do tres petites dimensions, de sorte qu'ils peuvent notamment servir à la fabrication de commutateurs dits intégrés. II est également tres possible de fabriquer le commuta teur selon l l'invention par l'utilisation de la technique dite hybride. par contre, la fabrication des commutateurs connus selon la technique hybride, ou sous la forme de commutateurs intégrés se heurte à des difficultés, parce que cette technique na permet pas la fabrication des condensateurs. REVENDICATIONS 1. Commutateur pour la propulsion sans contact d'un organe oscillant ou rotati?, de préférence d'un régulateur de marche pour appareils compteurs de temps comprenant un commuta- teur à bascule doté d'un transistor de commande st d'un transis- tor de propulsion et un seul enroulement sollicité par un ensemble d'aimants mobiles pr rapport à cet enroulement, de préféren- ce rendus solidaires de l'organe oscillant ou rotatif, caractérisé par le fait que les aimants et l'enroulement Sp sont conçus et agencés de façon que les couple d'imralsions à polarités alternées soient engendrés dans l'enroulement, par cet autre fait que le commutateur à bascule bis table est normé par des transis- tors T1, T2, dont les sens de conductivité sont opposés, enfin par le fait que l'enroulement Sp est directement intercalé dans le circuit d'entrée du transistor de commande Tl et dans le cir- cuit de sortie du transistor de propulsion T2. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en oe que le transistor de commande T1 est un transistor au sili- cium. 3. Commutateur selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'une résistance R1 est intercalée en série avec ltenroulement Sp dans le circuit d'entrée du transistor de com- mande TI, de préférence dans le conducteur aboutissant à son émetteur. 4. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de sortie du transistor de commande T1 contient une résistance R3, aux bornes de laquelle sont connectées les électrodes d'entrée du transistor de propulsion T2.