CH711675A2 - Small space spiral with constant section. - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un spiral (1) monobloc comportant une lame (3) unique enroulée sur elle-même entre une spire interne (S I ) et une spire externe (S E ), la lame (3) comprenant une géométrie permettant que le spiral, lorsqu’il est en contraction à une valeur de 360 degrés, ait un éloignement constant entre chaque spire de la spire interne à la pénultième spire (S P )The invention relates to a single piece spiral (1) comprising a single blade (3) wound on itself between an inner turn (SI) and an outer turn (SE), the blade (3) comprising a geometry allowing the spiral, when in contraction at a value of 360 degrees, has a constant distance between each turn of the inner coil to the penultimate coil (SP)
Description
DescriptionDescription
Domaine de l’invention [0001] L’invention se rapporte à un spiral à encombrement réduit et, plus particulièrement, un tel spiral destiné à coopérer avec un balancier pour former un résonateur.FIELD OF THE INVENTION [0001] The invention relates to a spiral with reduced overall dimensions and, more particularly, such a spiral intended to cooperate with a balance to form a resonator.
Arrière-plan de l’invention [0002] Le prix d’un spiral en silicium est sensiblement proportionnel à sa surface, à savoir plus on arrive à graver de spiraux sur une même plaquette, plus bas est le prix d’un spiral à l’unité.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] The price of a silicon balance spring is substantially proportional to its surface, ie the more it is possible to engrave spirals on the same wafer, the lower the price of a spiral to the 'unit.
[0003] Il n’est toutefois pas possible de diminuer l’encombrement au hasard car les spires d’un spiral ne doivent pas se toucher aussi bien en contraction et qu’en expansion. Résumé de l’invention [0004] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un spiral à encombrement réduit tout en garantissant que ses spires ne se touchent pas aussi bien en contraction qu’en expansion.It is however not possible to reduce the clutter at random because the turns of a spiral must not be touching as well in contraction and expansion. SUMMARY OF THE INVENTION [0004] The object of the present invention is to overcome all or part of the aforementioned drawbacks by proposing a reduced bulk spiral while ensuring that its turns do not touch as well in contraction as in expansion.
[0005] A cet effet, l’invention se rapporte à un spiral monobloc comportant une lame unique enroulée sur elle-même entre une spire interne et une spire externe, la lame au repos comprenant entre l’extrémité de la spire interne et la deuxième spire, une première zone dans laquelle le pas diminue, une deuxième zone, en prolongement de la première zone, dans laquelle le pas entre chaque spire augmente continûment afin que le spiral, lorsqu’il est en contraction à une valeur de 360 degrés, ait un éloignement constant entre chaque spire de la spire interne à la pénultième spire.For this purpose, the invention relates to a monobloc spring comprising a single blade wound on itself between an inner coil and an outer coil, the blade at rest comprising between the end of the inner coil and the second turn, a first zone in which the pitch decreases, a second zone, in extension of the first zone, in which the pitch between each turn increases continuously so that the spiral, when it is in contraction at a value of 360 degrees, has a constant distance between each turn of the inner turn to the penultimate turn.
[0006] Avantageusement selon l’invention, on comprend que l’encombrement du spiral est réduit au maximum tout en garantissant un éloignement constant minimal entre les spires en contraction et, éventuellement, également en expansion. On peut donc chercher à minimiser la taille du spiral, sans pour autant perdre en propriétés chronométriques. Un tel spiral permet d’optimiser le nombre de spiraux qui seront gravés sur une même plaquette afin d’en réduire le coût unitaire.Advantageously according to the invention, it is understood that the bulk of the spiral is reduced to the maximum while ensuring a minimum constant distance between the contraction turns and, optionally, also expanding. We can therefore try to minimize the size of the hairspring, without losing in chronometric properties. Such a spiral optimizes the number of spirals that will be engraved on the same plate to reduce the unit cost.
[0007] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention: - dans la deuxième zone, le pas entre chaque spire augmente continûment selon une valeur constante; - la deuxième zone comporte une section constante; - la première zone comporte une section qui diminue entre l’extrémité de la spire interne et sa jonction avec la deuxième zone; - le spiral comporte une troisième zone, en prolongement de la deuxième zone et comprise entre le début de la pénultième spire et l’extrémité de la spire externe, dans laquelle le pas augmente continûment afin que le spiral, lorsqu’il est en expansion à une valeur de 360 degrés, ait un éloignement minimal entre la pénultième spire et la spire externe pour éviter leur contact; - dans la troisième zone, le pas augmente continûment selon une valeur constante; - la troisième zone comporte une première partie dont la section est sensiblement identique à celle de la deuxième zone et une deuxième partie, en prolongement de la première partie, dont la section augmente en se rapprochant de l’extrémité de la spire externe; - le spiral est à base de silicium; [0008] De plus, l’invention se rapporte à un résonateur caractérisé en ce qu’il comporte un balancier coopérant avec un spiral selon l’une des variantes précédentes.According to other advantageous variants of the invention: in the second zone, the pitch between each turn increases continuously according to a constant value; the second zone comprises a constant section; the first zone comprises a section which decreases between the end of the inner coil and its junction with the second zone; - The spiral has a third zone, an extension of the second zone and between the beginning of the penultième turn and the end of the outer turn, in which the pitch increases continuously so that the spiral, when expanding to a value of 360 degrees, has a minimum distance between the penultimate turn and the outer turn to avoid contact; in the third zone, the pitch increases continuously according to a constant value; - The third zone comprises a first portion whose section is substantially identical to that of the second zone and a second portion, an extension of the first portion, the section increases in approaching the end of the outer coil; the spiral is based on silicon; In addition, the invention relates to a resonator characterized in that it comprises a balance cooperating with a hairspring according to one of the preceding variants.
Description sommaire des dessins [0009] D’autres particularités et avantages rassortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la fig. 1 est une vue de dessus en contraction d’un spiral selon l’invention; la fig. 2 est une vue de dessus au repos d’un spiral selon l’invention; la fig. 3 est une vue de dessus en expansion d’un spiral selon l’invention; la fig. 4 est un graphique représentant l’évolution du pas entre les spires en fonction du nombre de spire du spiral; la fig. 5 est un graphique représentant l’évolution de l’épaisseur des spires en fonction du nombre de spire du spiral; la fig. 6 est un graphique représentant l’évolution de l’éloignement entre spires en fonction du nombre de spire du spiral et du mouvement du spiral.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0009] Other features and advantages will clearly be described in the following description, by way of indication and in no way limitative, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a top view in contraction of a hairspring according to the invention; fig. 2 is a top view at rest of a hairspring according to the invention; fig. 3 is an expanding top view of a hairspring according to the invention; fig. 4 is a graph showing the evolution of the pitch between the turns as a function of the number of turns of the spiral; fig. 5 is a graph showing the evolution of the thickness of the turns as a function of the number of turns of the spiral; fig. 6 is a graph showing the evolution of the distance between turns as a function of the number of turns of the spiral and the movement of the spiral.
Description détaillée des modes de réalisation préférés [0010] L’invention se rapporte à un spiral à encombrement réduit destiné à coopérer avec un balancier pour former un résonateur du type balancier -spiral pour une pièce d’horlogerie.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] The invention relates to a reduced bulk spiral intended to cooperate with a balance to form a resonator-type of balance-balance for a timepiece.
[0011] Le développement de la présente invention a été initié pour fabriquer un maximum de spiraux sur une même plaquette à base de silicium tout en garantissant que les spires de chaque spiral ne se touchent pas aussi bien en contraction qu’en expansion. Toutefois, on comprend que le spiral ne saurait se limiter à un matériau à base de silicium. De manière non limitative, on comprend qu’une même logique est applicable à un spiral formé à partir d’un procédé LIGA, c’est-à-dire à base d’un matériau électriquement conducteur.The development of the present invention was initiated to manufacture a maximum of spirals on the same silicon-based wafer while ensuring that the turns of each spiral do not touch as well in contraction as expansion. However, it is understood that the spiral can not be limited to a silicon-based material. Without limitation, it is understood that the same logic is applicable to a spiral formed from a LIGA process, that is to say based on an electrically conductive material.
[0012] Les termes à base de silicium signifient un matériau comportant du silicium monocristallin, du silicium monocristallin dopé, du silicium polycristallin, du silicium polycristallin dopé, du silicium poreux, de l’oxyde de silicium, du quartz, de la silice, du nitrure de silicium ou du carbure de silicium. Bien entendu, quand le matériau à base de silicium est sous phase cristalline, n’importe quelle orientation cristalline peut être utilisée.The terms based on silicon mean a material comprising monocrystalline silicon, doped monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, doped polycrystalline silicon, porous silicon, silicon oxide, quartz, silica, silicon nitride or silicon carbide. Of course, when the silicon-based material is in crystalline phase, any crystalline orientation can be used.
[0013] Comme illustré à la fig. 2, l’invention se rapporte ainsi à un spiral 1 monobloc comportant une lame 3 unique enroulée sur elle-même entre une spire interne Si et une spire externe SE. Selon l’invention, la lame 3 du spiral 1, dans sa position de repos de la fig. 2, comprend entre l’extrémité 5 de la spire interne Si et la deuxième spire S2, une première zone A dans laquelle le pas entre la spire interne Si et la deuxième spire S2 diminue.As illustrated in FIG. 2, the invention thus relates to a spiral 1 monobloc having a single blade 3 wound on itself between an inner coil Si and an outer turn SE. According to the invention, the blade 3 of the hairspring 1, in its rest position of FIG. 2, comprises between the end 5 of the inner coil Si and the second turn S2, a first zone A in which the pitch between the inner coil Si and the second turn S2 decreases.
[0014] De manière avantageuse, le spiral 1 comporte, en prolongement de la première zone A, une deuxième zone B, dans laquelle le pas entre chaque spire augmente continûment afin que le spiral 1, lorsqu’il est en contraction, c’est-à-dire lorsque l’extrémité 5 de la spire interne Si a effectué une rotation de sensiblement à -360 degrés par rapport au centre du spiral 1, comme visible à la fig. 1, ait un éloignement sensiblement constant entre chaque spire de la spire interne Si à la pénultième spire SP.Advantageously, the hairspring 1 comprises, as an extension of the first zone A, a second zone B, in which the pitch between each turn increases continuously so that the hairspring 1, when it is in contraction, is that is, when the end 5 of the inner coil Si has rotated substantially at -360 degrees to the center of the hairspring 1, as seen in FIG. 1, has a substantially constant distance between each turn of the inner turn Si at the penultimate turn SP.
[0015] De manière préférée, comme illustré à la fig. 4, le pas entre chaque spire augmente continûment selon une valeur constante dans la deuxième zone B. De plus, préférentiellement selon l’invention, la deuxième zone B comporte une section constante. Ainsi, à titre d’exemple, la section constante peut comporter une épaisseur constante comprise entre 10 et 50 pm et une hauteur constante comprise entre 50 pm et 250 pm.[0015] Preferably, as illustrated in FIG. 4, the pitch between each turn increases continuously according to a constant value in the second zone B. In addition, preferably according to the invention, the second zone B has a constant section. Thus, by way of example, the constant section may comprise a constant thickness of between 10 and 50 μm and a constant height of between 50 μm and 250 μm.
[0016] Selon une caractéristique optionnelle supplémentaire, le spiral comporte, avantageusement selon l’invention, une troisième zone C, en prolongement de la deuxième zone B et comprise entre le début de la pénultième spire SP et l’extrémité 7 de la spire externe SE, dans laquelle le pas, entre la pénultième spire SP et la spire externe SE, augmente continûment afin que le spiral 1, lorsqu’il est en expansion, c’est-à-dire lorsque l’extrémité 5 de la spire interne Si a effectué une rotation de sensiblement à +360 degrés par rapport au centre du spiral 1, comme visible à la fig. 3, ait un éloignement minimal entre la pénultième spire SP et la spire externe SE pour éviter le contact notamment entre la pénultième spire SP et la spire externe SE.According to an additional optional feature, the spiral comprises, advantageously according to the invention, a third zone C, extending from the second zone B and between the beginning of the penultimate turn SP and the end 7 of the outer coil. SE, in which the pitch, between the penultimate turn SP and the outer turn SE, increases continuously so that the hairspring 1, when expanding, that is to say when the end 5 of the inner turn Si has rotated substantially +360 degrees from the center of the hairspring 1, as shown in FIG. 3, has a minimal distance between the penultième a turn SP and the external turn SE to avoid the contact in particular between the penultième a turn SP and the external turn SE.
[0017] De manière préférée, comme illustré à la fig. 4, le pas entre chaque spire augmente continûment selon une deuxième valeur constante dans la troisième zone C. Comme visible à la fig. 4, la deuxième valeur constante est préférentiellement supérieure à la première valeur constante de la deuxième zone B. De plus, préférentiellement selon l’invention, la troisième zone C comporte une première partie Ci avec une épaisseur sensiblement identique à celle de la deuxième zone B puis une deuxième partie C2 dans laquelle l’épaisseur augmente continûment.[0017] Preferably, as illustrated in FIG. 4, the pitch between each turn increases continuously according to a second constant value in the third zone C. As shown in FIG. 4, the second constant value is preferably greater than the first constant value of the second zone B. In addition, preferably according to the invention, the third zone C comprises a first portion C1 with a thickness substantially identical to that of the second zone B then a second part C2 in which the thickness increases continuously.
[0018] Un premier graphique représentant l’évolution du pas entre les spires en fonction du nombre de spire du spiral est illustré à la fig. 4. On peut voir que, dans la première zone A du spiral 1, le pas diminue de manière sensiblement constante jusqu’au début de la deuxième zone B. A la fig. 4, on peut voir que la deuxième zone B comporte une augmentation constante du pas jusqu’à la troisième zone C. Cette dernière C comporte une augmentation constante du pas jusqu’à l’extrémité 7 de la spire externe SE. Comme visible à la fig. 4, l’augmentation constante du pas de la troisième zone C est beaucoup plus prononcée que celle de la zone B.A first graph showing the evolution of the pitch between the turns as a function of the number of turns of the spiral is illustrated in FIG. 4. It can be seen that in the first zone A of the hairspring 1, the pitch decreases substantially substantially until the beginning of the second zone B. In FIG. 4, it can be seen that the second zone B comprises a constant increase of the pitch to the third zone C. The latter C comprises a constant increase of the pitch to the end 7 of the outer turn SE. As shown in fig. 4, the constant increase of the pitch of the third zone C is much more pronounced than that of the zone B.
[0019] De manière complémentaire, un deuxième graphique représentant l’évolution de l’épaisseur des spires en fonction du nombre de spire du spiral est illustré à la fig. 5. On peut voir que, dans la première zone A du spiral 1, l’épaisseur diminue jusqu’au début de la deuxième zone B. A la fig. 5, on peut voir que la deuxième zone B comporte une épaisseur constante jusqu’à la troisième zone C. Cette dernière C comporte une première partie Ο dont l’épaisseur reste constante et une deuxième partie C2, en prolongement de la première partie C·,, dont l’épaisseur augmente en se rapprochant de l’extrémité 7 de la spire externe SE.In a complementary manner, a second graph showing the change in the thickness of the turns as a function of the number of turns of the spiral is illustrated in FIG. 5. It can be seen that in the first zone A of the hairspring 1, the thickness decreases to the beginning of the second zone B. In FIG. 5, it can be seen that the second zone B has a constant thickness up to the third zone C. The latter zone C comprises a first part Ο whose thickness remains constant and a second part C2, an extension of the first part C · ,, whose thickness increases as it approaches the end 7 of the outer turn SE.
[0020] Enfin, un graphique représentant l’évolution ΔΡ de l’éloignement entre spires en fonction du nombre de spire du spiral est illustré à la fig. 6. Plus précisément, l’éloignement ΔΡ des spires est illustré pour le spiral dans son état en contraction de la fig. 1 (courbe annotée en carré P), dans son état au repos de la fig. 2 (courbe annotée en triangle Δ) et, dans son état en expansion de la fig. 3 (courbe annotée en cercle O).Finally, a graph showing the evolution ΔΡ of the distance between turns as a function of the number of turns of the spiral is illustrated in FIG. 6. More precisely, the spacing ΔΡ of the turns is illustrated for the hairspring in its contracted state of FIG. 1 (curve annotated in square P), in its rest state of FIG. 2 (triangle annotated curve Δ) and, in its expanded state of FIG. 3 (annotated curve in circle O).
[0021] Par conséquent, en état d’expansion annoté en cercle (O), on peut voir que, dans la première zone A du spiral 1, l’éloignement ΔΡ entre les spires diminue jusqu’au début de la deuxième zone B. On remarque, ensuite, que les deuxième et troisième zones B et C comporte un éloignement ΔΡ entre les spires qui augmente continûment jusqu’à ce que le point de pitonnage fixe de l’extrémité 7 ramène l’éloignement entre les spires à une valeur minimale.Therefore, in the state of expansion annotated in a circle (O), it can be seen that, in the first zone A of the spiral 1, the distance ΔΡ between the turns decreases to the beginning of the second zone B. It will be noted, then, that the second and third zones B and C comprise a distance ΔΡ between the turns which increases continuously until the fixed point of pitting of the end 7 reduces the distance between the turns to a minimum value .
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH01542/15A CH711675B1 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Small space spiral with constant section. |
Applications Claiming Priority (1)
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CH01542/15A CH711675B1 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Small space spiral with constant section. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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CH711675A2 true CH711675A2 (en) | 2017-04-28 |
CH711675B1 CH711675B1 (en) | 2019-07-15 |
Family
ID=58589456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH01542/15A CH711675B1 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Small space spiral with constant section. |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH711675B1 (en) |
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2015
- 2015-10-22 CH CH01542/15A patent/CH711675B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH711675B1 (en) | 2019-07-15 |
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Legal Events
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PL | Patent ceased |