Brevet FR2132851A1 — publié le 19721124

La présente invention se rapporte à un ensemble oscillateur entraîné électromagnétiquement et agencé pour être utilisé dans une montre électrique, et elle a trait plus particulièrement à un ensemble oscillateur du type à balancier circulaire 5 ou diapason portant des aimants permanents et dans lequel le balancier circulaire ou le diapason conserve le mouvement oscillant correct sous l'effet d'une force électromagnétique engendrée entre les aimants permanents et des bobines unitaires fixées sur un support de mouvement. 10 Dans une montre-bracelet électrique, il est nécessaire de convertir une énergie électrique en énergie mécanique avec un haut rendement du fait que la montre-bracelet est habituellement pourvue d'une pile électrique de petites dimensions et de faible capacité servant de source de courant en vue de per-15 mettre la miniaturisation de la montre. La réduction des dimensions d'une montre nécessite d'utiliser une pile plus petite et par conséquent de capacité inférieure. Il en résulte que l'énergie électrique fournie par la pile doit être convertie avec un bon rendement en une énergie mécanique suffisamment grande pour 20 entraîner l'oscillateur. Le rendement h de conversion d'énergie peut être défini par la formule h= ei^w Ei où E désigne la tension fournie par la source électrique, e, une tension induite, i l'intensité du courant électrique et w une 25 perte d'énergie dans l'oscillateur. Par approximation le rendement >\ est défini par la relation >) = §■> en négligeant w à cause de sa valeur relativement faible et en conséquence il est proportionnel à la tension induite e du fait de la tension constante E. D'autre part la ten-30 sion £ induite dans la bobine peut être exprimée par la relation e BNV, où B désigne la densité du flux magnétique traversant la bobine, N le nombre de spires de la bobine et V la vitesse de l'aimant passant au travers de la bobine. Cela signifie qu'il est nécessaire de donner des valeurs élevées à B, N ou V pour 35 améliorer le rendement h . Or la réduction de dimensions de l'ensemble oscillateur se traduit par une diminution de B ou N du fait de la réduction dimensionnelle de l'aimant permanent ou de la bobine. D'autre part la réduction de dimensions du balancier circulaire ou du 40 diapason fait en sorte que le balancier circulaire a une petite 72 12617 2 2132851 vitesse angulaire ou que l'amplitude d'oscillation du diapason est limitée, ce qui réduit le rendement de sorte que la miniaturisation d'une montre pose des problèmes difficiles à résoudre. De nombreuses tentatives ont été faites pour remédier 5 aux inconvénients mentionnés plus haut et par exemple on a augmenté la fréquence du balancier circulaire pour rendre sa vitesse v plus grande et on a augmenté la densité de flux magnétique B passant dans la bobine en munissant l'ensemble de plusieurs aimants permanents. En outre, on a proposé un dispositif 10 perfectionné dans lequel une bobine unitaire servant à la fois de bobine de détection et d'entraînement a été utilisé avec un multivibrateur astable pour augmenter le nombre de spires de la bobine. L'introduction d'une bobine unitaire améliore évidemment le rendement du fait que cette bobine présente une capacité de 15 détection et d'entraînement qui est double d'une bobine classique à double enroulement dont une moitié sert de bobine de détection et dont l'autre moitié sert de bobine d'entraînement. Cependant on a trouvé que ces dispositifs ne convenaient pas pour être utilisés dans une montre-bracelet électrique, par 20 exemple dans une montre de dame, du-fait que ces montres ont des dimensions très petites. L'invention a pour but de fournir un ensemble oscillateur entraîné électromagnétiquement et capable de convertir efficacement une énergie électrique fournie par une source en 25 une énergie mécanique d'entraînement d'un oscillateur. L'invention a également pour but de fournir un ensemble oscillateur efficace et de petites dimensions qui puisse être entraîné électromagnétiquement à l'aide d'une très faible énergie électrique et qui permette de disposer d'un espace dans 30 lequel des mécanismes supplémentaires, tel qu'un mécanisme de calendrier, sont logés. Un ensemble oscillateur à entraînement électromagnétique suivant l'invention comprend un balancier circulaire ou un diapason pourvu de plusieurs aimants permanents répartis à in-35 tervalles égaux et. de plusieurs bobines unitaires fixes dont le nombre correspond à celui des aimants permanents. Les bobines unitaires fixes sont réparties à des intervalles angulaires égaux et sont reliées en série entre elles autour d'un circuit magnétique constitué par des aimants permanents en mouvement. 40 Toutes les bobines unitaires fixes servent à la fois de bobines 72 12617 3 2132851 de détection et d'entraînement de façon à entraîner l'oscillateur correctement avec un haut rendement et avec une faible consommation d'énergie, ce qui permet d'obtenir une montre-bracelet de petites dimensions. 5 Df autre s nv-ï utages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans 1"? suite de le description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexe dans lequel : La figure 1 est une section droite schématique d'un 10 ensemble oscillateur à entraînement électromagnétique du type à balancier circulaire suivant l'invention, dans lequel on utilise une paire de bobines unitaires. Les figures 2 et 3 sont des vues en plan schématiques d'oscillateurs similaires à celui de la figure 1 et dans lesquels 15 on utilise respectivement trois et quatre bobines unitaires. La figure 4 est une vue schématique d'un ensemble oscillateur à entraînement électromagnétique du type à diapason dans lequel on utilise deux bobines unitaires. Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques d'oscil-20 lateurs en forme de H dans lesquels on utilise respectivement trois et quatre bobines unitaires. Sur la figure 1 on a représenté un mode de réalisation de l'ensemble oscillateur suivant l'invention dans lequel deux balanciers circulaires parallèles 10 et 11 sont montés à rota-25 tion sur un axe 9. Sur des surfaces intérieures opposées des balanciers circulaires 10 et 11 sont fixés deux aimants permanents 12, 13 et 14, 15 qui produisent un flux magnétique passant dans un entrefer intermédiaire. Les aimants permanents 12, 13 et 14, 15 sont disposés symétriquement par rapport à lraxe 9. 30 Deux bobines unitaires 16 et 17 sont placées symétri quement par rapport à l'axe 9 entre les balanciers circulaires 10 et 11 et elles sont éloignées sensiblement de la même distance de l'axe 9 que les aimants 12 à 15. Les bobines unitaires 16 et 17 sont reliées en série et elles sont respectivement d'un 35 type leur permettant de servir à la fois de bobines de détection et d'entraînement par utilisation d'un circuit électrique 18 comprenant un multivibrateur astable et excité, par une source de courant 19. Le circuit électrique 18 est classique de sorte qu'on ne le décrira pas en détail dans la suite. 40 En fonctionnement, des tensions sont simultanément 72 12617 k 2132851 induites dans les bobines unitaires 16 et 17 lors de la rotation du balancier circulaire du fait que les aimants 14 et 15 passent devant la bobine 17 sensiblement en même temps que les aimants 12 et 13 passent devant la bobine unitaire 16. 5 Les bobines 16 et 17 sont reliées en série et elles sont bobinées de manière que les tensions engendrées dans les bobines 16 et 17 ne s'annulent pas mutuellement, ce qui permet d'avoir une tension d'entrée au circuit électrique 18 égale au double de celle produite par une seule bobine unitaire. La même 10 description s'applique au cas où les bobines 16 et 17 attirent ou repoussent électromagnétiquement les aimants 12 à 15 de manière à entraîner le balancier circulaire lorsque le circuit électrique 18 est excité après détection. Comme indiqué plus haut, on voit qu'un tel couplage 15 électromagnétique de plusieurs aimants permanents et de bobines unitaires reliées en série permet la génération d'une force suffisamment grande pour entraîner le balancier avec une faible énergie électrique et sans réduire le nombre de spires N et la densité de flux magnétique B passant dans la bobine, même si la 20 montre est de petites dimensions. On a représenté sur les figures 2 et 3 d'autres modes de réalisation de l'ensemble oscillateur suivant l'invention ; sur ces figures, il est prévu respectivement trois et quatre bobines unitaires 20 à 22 et 26 à 29 qui sont réparties à inter-25 valles radiaux égaux et qui sont reliées en série d'une manière similaire au mode de réalisation de la figure 1. Il est évident que les ensembles oscillateurs représentés sur les figures 2 et 3 produisent des forces d'entraînement respectivement trois et quatre fois plus grandes que celles produites par un ensemble 30 oscillateur comportant line seule bobine unitaire, du fait de l'action électromagnétique sur les aimants permanents correspondants 23 à 25 et 30 à 33» Sur la figure 4 on a représenté un autre mode de réalisation dans lequel un diapason 40 servant d'oscillateur est 35 pourvu d'aimants permanents 43 et 44 aux extrémités supérieures de ses branches 41 et 42. Des bobines unitaires correspondantes 45 et 46 sont disposées en face des aimants 43 et 44 et ces aimants les traversent de manière à produire dans les bobines des tensions lors de l'oscillation du diapason 40. Les bobines 40 unitaires 45 et 46 sont reliées en série à un circuit électrow.-ate'£v 72 12617 2132851 nique 47. En outre on a représente sur les figures 5 et 6 d'autres modes de réalisation dans lesquels des oscillateurs en forme de H désignés par 48 et 49 sont pourvus d'aimants permanents 50 h 52 et 53 à 56. Des "bobines unitaires 57 à 59 et 60 5 à 63, reliées en série, sont placées en face des aimants permanents correspondants 50 à 52 et 53 à 56, comme le montrent les figures 5 et 6, de manière à exercer sur eux une action électromagnétique. Il est à noter, en référence à une description simi-10 laire de la figure 1, que des oscillateurs tels que ceux des figures 4 à 6 peuvent conserver une oscillation correcte avec un haut rendement et une faible puissance dissipée. Cependant, le balancier circulaire de la figure 1 présente line fréquence relativement élevée du fait qu'il a une amplitude plus limitée 15 que les balanciers classiques. La perte de puissance mécanique w est augmentée de façon désavantageuse dans -"l'oscillateur électrique de haute fréquence par rapport à l'oscillateur mécanique. Mais dans le cas de la montre électrique, l'inconvénient précité est compensé par l'augmentation de la tension induite e 20 et par conséquent par l'amélioration du rendement H du fait de l'augmentation de la vitesse v des aimants. En outre, il est avantageux que la mesure du temps ne soit pas affectée par le degré d'usure de la montre à cause de l'augmentation de vitesse des aimants. 25 Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variations àccessibïëâ'à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. 72 12617 6 2132851 REVENDICATIONS 1. Ensemble oscillateur à entraînement électromagnétique, agencé pour être utilisé dans une montre, caractérisé en ce qu'il comprend un oscillateur pourvu de plusieurs aimants permanents placés dans des positions prédéterminées, plusieurs 5 bobines unitaires fixes correspondant chacune à un des différents aimants permanents et placées respectivement dans des positions adjacentes auxdits aimants de manière à agir électromagnétiquement sur ceux-ci lorsque l'oscillateur oscille, et un circuit électronique pour entraîner électromagnétiquement 10 l'oscillateur, lesdites bobines unitaires étant reliées en série au circuit électronique et servant à la fois de bobines de détection et d'entraînement pour exciter le circuit électronique. 2. Ensemble oscillateur à entraînement électromagné-15 tique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit oscillateur est un balancier circulaire. 3. Ensemble oscillateur à entraînement électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit oscillateur est un diapason. 20 4. Ensemble oscillateur à entraînement électromagné tique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit oscillateur a une forme de H.