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CH700260A2 - Regulating member for mechanical watch, has balance and hairspring forming balance-spiral assembly, where balance is machined using micro-fabrication process to allow machining dimensional tolerance in order of micron - Google Patents

Regulating member for mechanical watch, has balance and hairspring forming balance-spiral assembly, where balance is machined using micro-fabrication process to allow machining dimensional tolerance in order of micron Download PDF

Info

Publication number
CH700260A2
CH700260A2 CH582009A CH582009A CH700260A2 CH 700260 A2 CH700260 A2 CH 700260A2 CH 582009 A CH582009 A CH 582009A CH 582009 A CH582009 A CH 582009A CH 700260 A2 CH700260 A2 CH 700260A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
balance
regulating member
spiral
machined
micro
Prior art date
Application number
CH582009A
Other languages
French (fr)
Other versions
CH700260B1 (en
Inventor
Carole Kasapi
Fabrice Cuenot
Cyrille Chatel
Rene-Daniel Giroux
Zian Kighelman
Original Assignee
Cartier Creation Studio Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cartier Creation Studio Sa filed Critical Cartier Creation Studio Sa
Priority to CH582009A priority Critical patent/CH700260B1/en
Publication of CH700260A2 publication Critical patent/CH700260A2/en
Publication of CH700260B1 publication Critical patent/CH700260B1/en

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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066Manufacture of the spiral spring
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
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    • G04B17/063Balance construction

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  • Micromachines (AREA)
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Abstract

The member has a balance (2) and a hairspring (3) forming a balance-spiral assembly (1). The balance is machined using a micro-fabrication process i.e. deep reactive-ion etching process, to allow a machining dimensional tolerance in the order of microns. The assembly does not include an adjusting element. The balance is rigidly mounted in an arbor (6), and includes a felloe (4) and radial arms (5) that are produced from a same material of the felloe. The balance is machined in a single diamond based material. The assembly has precision in the order of plus or minus 30 s/j. An independent claim is also included for a method for producing a regulating member of timepiece.

Description

       

  Domaine technique

  

[0001]    La présente invention concerne un ensemble balancier-spiral et son procédé de fabrication permettant de réaliser un ensemble balancier-spiral qui ne comporte pas de réglage.

Etat de la technique

  

[0002]    L'organe régulateur des montres mécaniques est composé d'un volant d'inertie appelé le balancier sur l'axe duquel est fixé un ressort en spirale appelé spiral. Il est bien connu que l'écart de marche diurne d'un mouvement mécanique dépend essentiellement du balancier-spiral dont la fréquence d'oscillation peut être influencée par des variations des facteurs extérieurs, tels qu'un changement de température ou la présence d'un champ magnétique. La température agit notamment à la fois sur le moment d'inertie du balancier et sur la constante élastique du spiral. D'autre part, les variations d'amplitude des oscillations du balancier sont liées au poids et a l'inertie du balancier et sont susceptibles d'engendrer un défaut d'isochronisme du balancier-spiral. Ainsi, tous ces paramètres sont susceptibles de modifier la fréquence propre du balancier-spiral.

  

[0003]    Le balancier est typiquement composé d'une masse annulaire appelée serge, tenue par des bras. Dans la plupart des montres actuelles, le balancier est fabriqué dans un alliage de cuivre au béryllium ou Glucydur pour la qualité supérieure, ou en maîllechort, pour la qualité moyenne. L'alliage de cuivre au béryllium offre une combinaison avantageuse de qualités qui comprennent, en particulier, sa nature amagnétique, une bonne stabilité chimique et des caractéristiques mécaniques suffisantes. Dans la plupart des réalisations, bras du balancier contribue très faiblement au moment d'inertie, celui-ci dépend avant tout des dimensions (diamètre et section transversale) et de la densité de la serge.

  

[0004]    En ce qui concerne les spiraux, on a déjà depuis longtemps, d'une façon encore considérée comme satisfaisante, minimisé les écarts de marche dus aux variations de température en les fabriquant dans des alliages dont l'élasticité reste pratiquement constante dans la gamme de températures usuelles d'utilisation. Il s'agit notamment d'alliages fer-nickel connus sous les dénominations telles que l'Invar ou l'Elinvar et permettant, dans la meilleure qualité, d'obtenir un écart de marche de +/- 0,6 seconde par degré en 24h, mais pouvant encore être sensibles à l'effet d'un champ magnétique. Plus récemment, des spiraux fabriqués dans des matériaux amagnétiques tels que le silicium, le quartz, le verre ou le diamant ont été proposés.

  

[0005]    La fabrication du balancier et du spiral avec les procédés métallurgiques complexes requis ainsi que des méthodes d'usinage conventionnelles, ne permet pas de garantir une reproductibilité parfaite des caractéristiques recherchées, de sorte qu'il est nécessaire de procéder à l'appairage du balancier et du spiral lors du montage de l'ensemble balancier-spiral.

  

[0006]    L'équilibrage du balancier lors de l'appairage ou de la retouche pendant les opérations de réglage, se fait en enlevant la quantité de matière nécessaire sous la serge ou sur la circonférence à l'aide d'une fraise. Cette opération peut se faire lorsque le balancier est en place.

  

[0007]    Avec les anciens balanciers réalisés en acier ou en bimétalliques, on fixait sur la serge des vis susceptibles d'être chargées par des rondelles serrées entre la tête de vis et la serge. L'équilibrage se faisait en diminuant la hauteur des têtes de vis.

  

[0008]    Dans les balanciers de type gyromax, les vis de réglage sont remplacées par des masselottes. Le document EP1 351 103 décrit un tel balancier où des masselottes de forme générale d'un "U" sont introduites dans des logements débouchant sur l'une des faces de la serge, permettant à la serge de présenter une forme circulaire sans aucune partie saillante. A l'aide d'un outil s'introduisant dans la fente des masselottes, il est possible de les faire pivoter dans les logements pour régler l'inertie du balancier.

  

[0009]    Les ensembles balancier-spiral proposés jusqu'à ce jour requièrent tous des moyens de réglage sur le balancier de sorte à équilibrer le balancier avec le spiral pour obtenir un degré d'isochronisme acceptable.

Bref résumé de l'invention

  

[0010]    Un but de la présente invention est de proposer un procédé de réalisation d'un organe réglant comportant un ensemble balancier-spiral exempt des limitations de l'état de la technique.

  

[0011]    Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de réalisation de l'organe réglant ayant une bonne précision de marche sans nécessiter d'éléments de réglage.

  

[0012]    Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen 1 d'un organe réglant pour une pièce d'horlogerie comportant un balancier et un spiral formant un ensemble balancier-spiral, caractérisé en ce que le balancier est usiné à l'aide d'un procédé de micro-fabrication permettant une tolérance dimensionnelle d'usinage de l'ordre du micron, et l'ensemble balancier-spiral ne comporte pas d'élément de réglage.

  

[0013]    Selon un mode de réalisation de l'invention, le balancier est usiné dans un matériau à base de diamant par un procédé de gravure ionique <1> réactive profonde (DRIE).

  

[0014]    Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le spiral est aussi usiné à l'aide du procédé DRIE.

  

[0015]    Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de réaliser un ensemble balancier-spiral ayant une précision d'au moins +/-110 s/j et de préférence de moins de +/- 30 s/j, et ne nécessitant pas de moyen de réglage, tel qu'une raquette, vis ou masselottes.

Brève description des figures

  

[0016]    Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles:
<tb>La fig. 1 <sep>montre une vue en coupe axiale de l'ensemble balancier-spiral 1 selon un mode de réalisation de l'invention;


  <tb>La fig. 2 <sep>montre une vue du dessus de l'ensemble balancier-spiral 1 de l'invention; et


  <tb>La fig. 3 <sep>montre une vue du dessous de l'ensemble balancier-spiral 1 de l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

  

[0017]    Les fig. 1 à 3 illustrent à titre d'exemple un ensemble balancier-spiral 1 comportant un balancier 2 et un spiral 3. Se référant à la figure 1qui est une vue en coupe axiale de l'ensemble balancier-spiral 1, le balancier 2 comprend une serge 4 et deux bras radiaux 5 faits d'une seule pièce avec la serge 4. Le balancier 2 est monté rigidement sur un arbre 6 qui peut être fabriqué de manière classique en acier ou dans tout autre matériau. Sur la figure 1est également représenté un double plateau d'échappement 7 et une cheville d'impulsion 8, destinés à coopérer avec une ancre (non représentée).

  

[0018]    On se référera maintenant aux fig. 2et 3 qui montrent une vue du dessus et du dessous, respectivement, de l'ensemble balancier-spiral 1. La fig. 2 montre les deux bras 5 s'étendant radialement à l'intérieur de la serge 4, venant rejoindre cette dernière par l'intermédiaire d'un élément 9 en forme de lame ajourée pouvant donner une certaine élasticité aux bras 5. Comme montré à la fig. 3, les deux bras 5 forment une partie centrale 10 annulaire comportant une ouverture 11 de forme pentagonale dont les dimensions intérieures sont légèrement supérieures au diamètre D1 de l'arbre 6, de manière à pouvoir venir chasser l'arbre 6 dans l'ouverture 11 et l'y fixer par collage.

  

[0019]    Le balancier 2 est usiné par un procédé de micro-fabrication capable d'usiner une pièce avec une précision de l'ordre du micron. De façon préférée, le balancier est usiné avec un procédé de gravure ionique réactive profonde (DRIE), d'une plaque de diamant d'épaisseur généralement constante. Le balancier 2 peut également être usiné par un procédé de découpe laser, ou encore partout autre procédé d'usinage permettant une grande précision, de l'ordre du micron.

  

[0020]    Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, le balancier 2 est complètement fabriqué en diamant et, plus généralement, un matériau à base de diamant tel que le diamant synthétique.

  

[0021]    De façon alternative, le balancier 2 peut également être fabriqué dans d'autres matériaux, aptes à être usinés par des techniques de microfabrication permettant une précision de l'ordre du micron, et possédant des caractéristiques favorables à la fabrication d'un balancier destiné à être utilisé dans un ensemble balancier-spiral d'une pièce d'horlogerie. Des exemples de tels matériaux comprennent, en autres, le silicium, le quartz, le verre ou le carbure de silicium, ou la céramique. Ces matériaux sont appréciés pour leur légèreté, leur élasticité, leur caractère amagnétique, favorisant leur utilisation dans le domaine précité.

  

[0022]    Dans un mode de réalisation de l'invention, le balancier 2 est fabriqué dans un matériau, tel qu'un oxyde ou une céramique, ayant une haute densité massique de façon à obtenir un balancier possédant un moment d'inertie plus élevé que celui obtenu avec le diamant ou le silicium.

  

[0023]    D'autres géométries du balancier sont également possibles. Par exemple, le balancier 2 peut comporter trois ou quatre bras radiaux, reliant la serge 4 à l'arbre 6 comme dans les balanciers conventionnels, ou encore être composé d'un disque plein.

  

[0024]    L'ouverture 11 peut également avoir une forme arrondie, carrée, hexagonale, ou toute autre forme, selon les propriétés du matériau et/ou du procédé de fabrication utilisés dans la fabrication du balancier 2. L'ouverture peut également comporter des zones à déformation élastique assurant le serrage lors de son chassage sur un axe, par exemple, comme décrit dans le document WO2007 099 068.

  

[0025]    Dans un mode de réalisation non représenté, le montage du balancier 2 sur l'arbre 6 peut être effectué en plaçant dans l'ouverture formée par les bras 5 du balancier 2 une pièce annulaire faite dans un matériau métallique mou, tel que l'or, ou en plastique, et en chassant l'arbre 6 du balancier 2 dans cette pièce annulaire, celle-ci étant dimensionnée pour se déformer lors du chassage de l'arbre 6 et ainsi absorber une partie des contraintes exercées par l'arbre 6 pour éviter une rupture du matériau.

  

[0026]    Le spiral 3 peut être fabriqué dans un matériau ayant des caractéristiques appropriées pour les spiraux de pièces d'horlogerie. Par exemple, le spiral 3 peut être fabriqué dans un alliage métallique tel que l'Invar ou Nivarox ayant un faible coefficient thermique et ayant des propriétés antimagnétiques. De façon alternative, le spiral 3 peut également être fabriqué dans un matériau amagnétique tel que quartz, le silicium ou en diamant. Dans le cas où le spiral 3 est fabriqué en silicium, celui-ci peut être revêtu, sur tout ou partie de sa surface, d'une couche d'oxyde tel que l'oxyde de silicium ou le nitrure de silicium, d'une couche de diamant, ou encore d'un dépôt métallique conducteur.

  

[0027]    Dans l'exemple de la fig. 1, l'intérieur du spiral 12 est fixé sur l'arbre 6 par collage, et l'extérieur du spiral 13 sur le balancier 2 par l'intermédiaire d'un piton (non représenté). Dans l'exemple des fig. 1 à 3, l'extérieur du spiral 13 comporte un trou traversant 14 destine à recevoir le piton. D'autres configurations sont également possible. Par exemple, le spiral peut être fixé à l'arbre 6 par l'intermédiaire d'une virole.

  

[0028]    Lors de l'assemblage du spiral 3 sur le balancier 2, on s'assurera que l'angle entre le point d'attache du spiral à l'arbre 6 et son point de fixation sur le balancier 2 soit tel à minimiser l'écart entre le point d'origine du spiral et l'axe du balancier pendant l'oscillation se l'ensemble 1. De façon préférée, le spiral 3 est fixé à l'arbre 6 de manière quitter l'arbre 6, ou la virole, tangentiellement au point de fixation.

  

[0029]    Selon un procédé de réalisation de l'invention, la fabrication de l'ensemble balancier-spiral 1 ayant une fréquence d'oscillation désirée, comprend les étapes de:
fabriquer le spiral 3;
mesurer la raideur et/ou le couple élastique du spiral 3;
calculer le moment d'inertie du balancier 2 sur la base de la raideur et/ou du couple élastique du spiral 3 mesuré à l'étape précédente; et
fabriquer le balancier 2 ayant le moment d'inertie calculé à l'étape précédente.

  

[0030]    Le moment d'inertie du balancier 2 est calculé en fonction, par exemple, du couple élastique mesuré pour le spiral 3 et de la fréquence d'oscillation souhaitée, de sorte à obtenir un ensemble balancier spiral 1 isochrone pour la fréquence désirée. Le moment d'inertie du balancier 2 peut, par exemple, être calculé à l'aide de l'équation:
I = M / (4 n<2>f<2>)
où I est moment d'inertie du balancier 2 en kg m<2>, M le couple élastique du spiral 3 en Nm, et f la fréquence en Hz.

  

[0031]    Le balancier 2 est fabriqué à l'aide de l'un des procédés de microfabrication décrit ci-dessus dans des dimensions telles à ce qu'il ait un moment d'inertie I essentiellement identique au moment d'inertie I calculé.

  

[0032]    Dans un mode de réalisation préféré, le spiral 3 et le balancier 2 sont fabriqués dans le même matériau et sont usinés simultanément avec le même procédé de micro-fabrication. Par exemple, le balancier 2 et le spiral 3 peuvent être usinés simultanément sur une même plaque de diamant par DRIE. Dans ce cas, le couple d'élasticité du spiral (3) et le moment d'inertie du balancier (2) sont déterminés essentiellement par les dimensions du spiral (3) et du balancier (2), respectivement.

  

[0033]    La précision micrométrîque du procédé de micro-fabrication permet d'usiner le balancier 2 avec une précision suffisante pour que lorsque ce dernier est assemblé avec le spiral 3 pour lequel la raideur et/ou le couple élastique ont été mesurés, l'ensemble balancier-spiral 1 est apte à osciller avec une précision de marche d'au moins +/-110 s/j, et de préférence de moins de +/- 30 s/j, ceci, sans moyen de réglage.

Numéros de référence employés sur les figures

  

[0034]    
<tb>1<sep>ensemble balancier spiral


  <tb>2<sep>balancier


  <tb>3<sep>spiral


  <tb>4<sep>serge


  <tb>5<sep>bras


  <tb>6<sep>arbre


  <tb>7<sep>double plateau d'échappement


  <tb>8<sep>cheville d'impulsion


  <tb>9<sep>élément


  <tb>10<sep>partie centrale


  <tb>11<sep>ouverture


  <tb>12<sep>intérieur du spiral


  <tb>13<sep>extérieur du spiral


  <tb>14<sep>trou traversant



  Technical area

  

The present invention relates to a sprung balance assembly and its manufacturing method for producing a sprung balance assembly which has no adjustment.

State of the art

  

The regulating organ of the mechanical watches is composed of a flywheel called the balance on the axis of which is fixed a spiral spring called spiral. It is well known that the diurnal deviation of a mechanical movement depends essentially on the sprung balance whose oscillation frequency can be influenced by variations in external factors, such as a change in temperature or the presence of a magnetic field. The temperature acts in particular at the same time on the moment of inertia of the balance and on the elastic constant of the spiral. On the other hand, the amplitude variations of the oscillations of the balance are related to the weight and the inertia of the balance and are likely to cause a defect of isochronism of the sprung balance. Thus, all these parameters are capable of modifying the natural frequency of the sprung balance.

  

The pendulum is typically composed of an annular mass called serge, held by arms. In most current watches, the pendulum is made of a beryllium copper alloy or Glucydur for superior quality, or in silver alloy, for medium quality. The beryllium copper alloy offers an advantageous combination of qualities which include, in particular, its non-magnetic nature, good chemical stability and sufficient mechanical characteristics. In most embodiments, arm balance contributes very little to the moment of inertia, it depends primarily on the dimensions (diameter and cross section) and the density of the serge.

  

As far as the spirals are concerned, we have already for a long time, in a manner still considered satisfactory, minimized the variations in the way due to temperature variations by manufacturing them in alloys whose elasticity remains practically constant in the usual temperature range of use. These include iron-nickel alloys known under the names such as Invar or Elinvar and allowing, in the best quality, a deviation of +/- 0.6 seconds per degree in 24h, but can still be sensitive to the effect of a magnetic field. More recently, spirals made of non-magnetic materials such as silicon, quartz, glass or diamond have been proposed.

  

The manufacture of the balance and the spiral with the complex metallurgical processes required and conventional machining methods, does not guarantee perfect reproducibility of the desired characteristics, so it is necessary to proceed with the pairing of the balance and the hairspring during assembly of the sprung balance assembly.

  

Balance balancing during pairing or retouching during adjustment operations, is done by removing the amount of material required under the serge or on the circumference with a strawberry. This operation can be done when the balance is in place.

  

With the old balances made of steel or bimetallic, it was fixed on the serge screws that can be loaded by washers tight between the screw head and the serge. Balancing was done by decreasing the height of the screw heads.

  

In gyromax type balances, the adjusting screws are replaced by flyweights. The document EP 1 351 103 describes such a rocker where weights of general shape of a "U" are introduced into housings opening on one of the faces of the serge, allowing the serge to present a circular shape without any protruding part . With the help of a tool inserted into the slot of the flyweights, it is possible to rotate them in the housings to adjust the inertia of the balance.

  

[0009] The sprung-balance assemblies proposed to date all require adjusting means on the balance so as to balance the balance with the balance to obtain an acceptable degree of isochronism.

Brief summary of the invention

  

An object of the present invention is to provide a method for producing a regulating member comprising a sprung-balance assembly without limitations of the state of the art.

  

Another object of the invention is to provide a method of producing the regulating member having a good accuracy of operation without requiring adjustment elements.

  

According to the invention, these objects are achieved in particular by means 1 of a regulating member for a timepiece comprising a balance and a spiral forming a pendulum-balance assembly, characterized in that the balance is machined to the using a micro-manufacturing process allowing a machining dimensional tolerance of the order of one micron, and the sprung balance assembly has no adjustment element.

  

According to one embodiment of the invention, the balance is machined in a diamond-based material by a <1> deep reactive ion etching process (DRIE).

  

According to another embodiment of the invention, the hairspring is also machined using the DRIE method.

  

This solution has the advantage over the prior art of producing a sprung balance assembly having an accuracy of at least +/- 110 s / d and preferably less than +/- 30 s / j, and not requiring adjustment means, such as a racket, screws or flyweights.

Brief description of the figures

  

Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which:
<tb> Fig. 1 <sep> shows an axial sectional view of the sprung balance assembly 1 according to one embodiment of the invention;


  <tb> Fig. 2 <sep> shows a top view of the sprung balance assembly 1 of the invention; and


  <tb> Fig. 3 <sep> shows a bottom view of the sprung balance assembly 1 of the invention.

Example (s) of embodiment of the invention

  

Figs. 1 to 3 illustrate, by way of example, a sprung balance assembly 1 comprising a balance 2 and a hairspring 3. With reference to FIG. 1, which is an axial sectional view of the hairspring assembly 1, the balance 2 comprises a serge 4 and two radial arms 5 made in one piece with the serge 4. The rocker 2 is rigidly mounted on a shaft 6 which can be manufactured conventionally steel or any other material. In Figure 1is also shown a double exhaust plate 7 and an impulse pin 8, intended to cooperate with an anchor (not shown).

  

We will now refer to FIGS. 2 and 3 which show a view from above and from below, respectively, of the sprung balance assembly 1. FIG. 2 shows the two arms 5 extending radially inside the serge 4, coming to join the latter through an element 9 in the form of perforated blade that can give some elasticity to the arms 5. As shown in FIG. fig. 3, the two arms 5 form an annular central portion 10 having an opening 11 of pentagonal shape whose internal dimensions are slightly greater than the diameter D1 of the shaft 6, so as to be able to drive the shaft 6 into the opening 11 and fix it by gluing.

  

The balance 2 is machined by a micro-manufacturing process capable of machining a workpiece with a precision of the order of one micron. Preferably, the balance is machined with a method of deep reactive ion etching (DRIE), a diamond plate of generally constant thickness. The balance 2 can also be machined by a laser cutting process, or else any other machining process allowing a high accuracy, of the order of one micron.

  

According to a preferred embodiment of the present invention, the rocker 2 is completely made of diamond and, more generally, a diamond-based material such as synthetic diamond.

  

Alternatively, the balance 2 may also be manufactured in other materials, capable of being machined by microfabrication techniques allowing a precision of the order of one micron, and having favorable characteristics for the manufacture of a pendulum for use in a sprung balance assembly of a timepiece. Examples of such materials include, for example, silicon, quartz, glass or silicon carbide, or ceramic. These materials are appreciated for their lightness, their elasticity, their non-magnetic character, favoring their use in the aforementioned field.

  

In one embodiment of the invention, the rocker 2 is made of a material, such as an oxide or a ceramic, having a high mass density so as to obtain a balance having a higher moment of inertia. than that obtained with diamond or silicon.

  

Other geometries of the balance are also possible. For example, the balance 2 may comprise three or four radial arms, connecting the serge 4 to the shaft 6 as in conventional rockers, or be composed of a solid disk.

  

The opening 11 may also have a rounded shape, square, hexagonal, or any other form, depending on the properties of the material and / or the manufacturing process used in the manufacture of the balance 2. The opening may also include zones with elastic deformation ensuring clamping during its driving on an axis, for example, as described in WO2007 099 068.

  

In an embodiment not shown, the mounting of the rocker 2 on the shaft 6 can be performed by placing in the opening formed by the arms 5 of the rocker 2 an annular piece made of a soft metal material, such as gold, or plastic, and by driving the shaft 6 of the balance 2 in this annular piece, the latter being dimensioned to deform during the driving of the shaft 6 and thus absorb some of the stresses exerted by the shaft 6 to prevent breakage of the material.

  

The hairspring 3 may be made of a material having characteristics suitable for the spirals of timepieces. For example, the spiral 3 may be made of a metal alloy such as Invar or Nivarox having a low thermal coefficient and having antimagnetic properties. Alternatively, the hairspring 3 can also be made of a non-magnetic material such as quartz, silicon or diamond. In the case where the spiral 3 is made of silicon, it may be coated, on all or part of its surface, with an oxide layer such as silicon oxide or silicon nitride, of a layer of diamond, or a conductive metal deposit.

  

In the example of FIG. 1, the inside of the spiral 12 is fixed on the shaft 6 by gluing, and the outside of the spiral 13 on the balance 2 by means of a peak (not shown). In the example of fig. 1 to 3, the outside of the spiral 13 has a through hole 14 for receiving the peak. Other configurations are also possible. For example, the hairspring can be attached to the shaft 6 via a ferrule.

  

When assembling the balance spring 3 on the balance 2, it will be ensured that the angle between the point of attachment of the balance spring to the shaft 6 and its point of attachment on the balance 2 is such as to minimize. the gap between the point of origin of the balance spring and the axis of the balance during the oscillation is set 1. Preferably, the spiral 3 is fixed to the shaft 6 so leave the shaft 6, or the shell, tangentially at the point of attachment.

  

According to one embodiment of the invention, the manufacture of the sprung balance assembly 1 having a desired oscillation frequency comprises the steps of:
manufacture the hairspring 3;
measure the stiffness and / or the elastic torque of the hairspring 3;
calculate the moment of inertia of the balance 2 on the basis of the stiffness and / or the elastic torque of the spring 3 measured in the previous step; and
manufacture the balance 2 having the moment of inertia calculated in the previous step.

  

The moment of inertia of the balance 2 is calculated according to, for example, the elastic torque measured for the spiral 3 and the desired oscillation frequency, so as to obtain a spiral balance 1 isochronous balance for the desired frequency . The moment of inertia of the pendulum 2 can, for example, be calculated using the equation:
I = M / (4 n <2> f <2>)
where I is moment of inertia of the balance 2 in kg m <2>, M the elastic torque of the spiral 3 in Nm, and f the frequency in Hz.

  

The balance 2 is manufactured using one of the microfabrication processes described above in such dimensions that it has a moment of inertia I essentially identical to the calculated moment of inertia I.

  

In a preferred embodiment, the spiral 3 and the balance 2 are made of the same material and are machined simultaneously with the same micro-manufacturing process. For example, the rocker 2 and the spiral 3 can be machined simultaneously on the same diamond plate by DRIE. In this case, the elasticity of the spring (3) and the moment of inertia of the balance (2) are essentially determined by the dimensions of the balance spring (3) and the balance (2), respectively.

  

The micrometric precision of the micro-manufacturing process makes it possible to machine the balance 2 with sufficient precision so that when the latter is assembled with the spring 3 for which the stiffness and / or the elastic torque have been measured, the Spiral balance assembly 1 is able to oscillate with a running accuracy of at least +/- 110 s / d, and preferably less than +/- 30 s / d, this, without adjustment means.

Reference numbers used in the figures

  

[0034]
<tb> 1 <sep> spiral balance assembly


  <Tb> 2 <September> pendulum


  <Tb> 3 <September> spiral


  <Tb> 4 <September> serge


  <Tb> 5 <September> arm


  <Tb> 6 <September> tree


  <tb> 7 <sep> double exhaust tray


  <tb> 8 <sep> impulse ankle


  <Tb> 9 <September> element


  <tb> 10 <sep> central part


  <Tb> 11 <September> opening


  <tb> 12 <sep> inside the spiral


  <tb> 13 <sep> outer spiral


  <tb> 14 <sep> through hole


    

Claims (10)

1. Organe réglant pour une pièce d'horlogerie comportant un balancier (2) et un spiral (3) formant un ensemble balancier-spiral (1), caractérisé en ce que le balancier (2) est usiné à l'aide d'un procédé de micro-fabrication permettant une tolérance dimensionnelle d'usinage de l'ordre du micron, et que l'ensemble balancier-spiral (î) ne comporte pas d'élément de réglage. 1. Regulating organ for a timepiece comprising a rocker (2) and a spiral (3) forming a balance sprung-balance (1), characterized in that the rocker (2) is machined using a micro-manufacturing process allowing a machining dimensional tolerance of the order of one micron, and that the sprung balance assembly (I) has no adjustment element. 2. L'organe réglant selon la revendication 1, où le procédé de micro-fabrication est un procédé de gravure ionique réactive profonde (DRIE). 2. The regulating member according to claim 1, wherein the micro-manufacturing process is a deep reactive ion etching process (DRIE). 3. L'organe réglant selon l'une des revendications de 1 à 3, où le balancier (2) est usiné dans un seul matériau. 3. The regulating member according to one of claims 1 to 3, wherein the rocker (2) is machined in a single material. 4. L'organe réglant selon l'une des revendications de 1 à 3, où le balancier (2) est usiné dans un matériau à base de diamant. 4. The regulating member according to one of claims 1 to 3, wherein the rocker (2) is machined in a diamond-based material. 5. L'organe réglant selon l'une des revendications de 1 à 3, où le balancier (2) est usiné dans un matériau à haute densité massique. 5. The regulating member according to one of claims 1 to 3, wherein the rocker (2) is machined in a high density mass material. 6. L'organe réglant selon l'une des revendications de 1 à 5, où le spiral (3) est aussi issu du procédé de micro-fabrication, notamment du procédé DRIE. 6. The regulating member according to one of claims 1 to 5, wherein the spiral (3) is also derived from the micro-manufacturing process, including the DRIE process. 7. L'organe réglant réalisé selon l'une des revendications de 1 à 6, où l'ensemble balancier-spiral (1) a une précision de marche d'au moins +/- 110 s/j et de préférence de moins de +/- 30 s/j. 7. The regulating member according to one of claims 1 to 6, wherein the sprung balance assembly (1) has a running accuracy of at least +/- 110 s / d and preferably less than +/- 30 s / d. 8. Pièce d'horlogerie comportant un l'organe réglant caractérisé par les revendications 1 et 7. 8. Timepiece comprising a regulating member characterized by claims 1 and 7. 9. Procédé de réalisation d'un organe réglant pour une pièce d'horlogerie, comportant un balancier (2) et un spiral (3) aptes à former un ensemble balancier-spiral (1), et caractérisé selon de l'une des revendications de 1 à 7, où le procédé comporte les étapes: 9. A method for producing a regulating member for a timepiece, comprising a balance (2) and a balance spring (3) capable of forming a balance spring-balance (1), and characterized according to one of the claims 1 to 7, wherein the method comprises the steps of: a) d'usiner le spiral (3); a) machining the hairspring (3); b) de mesurer le couple élastique du spiral (3); b) measuring the elastic torque of the hairspring (3); c) déterminer le moment d'inertie du balancier (2) en fonction du couple élastique du spiral (3) mesuré en b) et d'une fréquence d'oscillation désirée de l'ensemble balancier-spiral (1); et c) determining the moment of inertia of the balance (2) as a function of the elastic torque of the spiral (3) measured in b) and a desired oscillation frequency of the sprung balance assembly (1); and d) d'usiner le balancier (2) avec le procédé de micro-fabrication selon des dimensions lui donnant un moment d'inertie déterminé par le couple élastique du spiral (3) et d'une fréquence d'oscillation désirée de l'ensemble balancier-spiral (1). d) machining the balance (2) with the micro-manufacturing process according to dimensions giving it a moment of inertia determined by the elastic torque of the spiral (3) and a desired oscillation frequency of the assembly balance-spring (1). 10. Le procédé de réalisation d'un organe réglant pour une pièce d'horlogerie, comportant un balancier (2) et un spiral (3) aptes à former un ensemble balancier-spiral (1), et caractérisé selon de l'une des revendications de 1 à 7, où le spiral (3) et le balancier (2) sont fabriqués dans le même matériau et sont usinés simultanément à l'aide du même procédé de micro-fabrication, notamment le procédé DRIE; le couple d'élasticité du spiral (3) et le moment d'inertie du balancier (2) étant déterminés essentiellement par les dimensions du spiral (3) et du balancier (2), respectivement. 10. The method of producing a regulating member for a timepiece, comprising a balance (2) and a spiral (3) capable of forming a balance-spiral assembly (1), and characterized according to one of claims 1 to 7, wherein the balance spring (3) and the balance (2) are made of the same material and are machined simultaneously using the same micro-manufacturing process, including the DRIE process; the elasticity of the spring (3) and the moment of inertia of the balance (2) being essentially determined by the dimensions of the balance spring (3) and the balance (2), respectively.
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