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Vibreur électrique à flexion, destiné à actionner le rouage d'une pièce d'horlogerie L'objet de la présente invention est un vibreur électrique à flexion destiné à actionner le rouage d'une pièce d'horlogerie.
On connaît déjà des vibreurs électriques à flexion, notamment des diapasons, dont le corps vibrant est relié à un circuit électrique dont une partie de basse impédance comprend un organe électromagnétique et dont une partie de haute impédance comprend un organe électrostatique, notamment des éléments piézo-électriques ; certains de ces diapasons ont été déjà utilisés pour entraîner le rouage de pièces d'horlogerie en lui transmettant mécaniquement par des moyens d'impulsion leur mouvement vibratoire.
L'un de ces oscillateurs utilise un dispositif amplificateur comprenant un ou plusieurs tubes à vide dont l'électrode de commande (grille) est connectée avec la partie de haute impédance et l'électrode d'entraînement (plaque) est connectée avec la partie de basse impédance du circuit. En utilisant des circuits transistorisés ainsi conçus on a toutefois constaté qu'il est difficile d'obtenir l'adaptation de l'impédance du côté collecteur aussi bien que du côté base du transistor et que la valeur de Q du vibreur ainsi que le rapport sortie/entrée sont relativement faibles, de sorte que l'application de ces vibreurs à des pièces d'horlogerie de petites dimensions se heurte à des difficultés presque insurmontables.
La présente invention vise notamment à élever la valeur de Q des vibreurs et le rapport sortie/entrée du circuit transistorisé pour permettre de réduire les dimensions des dispositifs de commande de petites pièces d'horlogerie.
Le vibreur objet de l'invention est caractérisé en ce que son corps vibrant comprend une paire d'élé- ments juxtaposés vibrants en flexion, en matière élec- trostrictive, des pièces d'espacement insérées entre ces deux éléments, respectivement entre leurs extrémités fixes et leurs extrémités libres opposées, des électrodes disposées respectivement sur les surfaces extérieures médianes desdits éléments, une électrode reliée à la masse disposée entre lesdits éléments et reliée à l'une desdites pièces d'espacement, laquelle est en matière flexible, et dont la partie dépassant les éléments est fixée à une base de support,
la pièce d'espacement des extrémités libres des éléments étant munie d'un organe magnétique entouré d'une bobine connectée à la base d'un transistor dont le col- lecteur est connecté aux deux électrodes extérieures, la partie médiane des éléments étant ainsi commandée électrostatiquement par l'énergie dérivée dudit collecteur, et la base du transistor étant excitée par le courant de sortie de la bobine entourant ledit organe magnétique.
La figure unique du dessin est un schéma de circuit représentant une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
Dans cette forme d'exécution, la valeur de Q est extrêmement élevée. Le vibreur comprend deux éléments vibrants Ac et Ad composés de matière élec- trostrictive polarisée ou de matière piézo-électrique; ces deux éléments sont séparés à leurs extrémités libres par une pièce d'espacement S intercalée entre eux, et à leurs extrémités fixes par un organe C à forte flexibilité, par exemple en alliage cuivre-béryl- lium;
le corps vibrant est fixé à une base de support D par fixation à cette base D de l'extrémité prolongée dudit organe C.
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A l'extrémité libre du corps vibrant, la pièce d'espacement S se prolonge vers l'extérieur par une partie munie d'un organe magnétique M entouré d'un enroulement L. L'une des bornes de cet enroulement L est reliée à la: base d'un transistor T, tandis que, d'autre part, la partie flexible du vibreur est couplée électrostatiquement au côté collecteur dudit transistor T.
A -cet effet ladite partie flexible est munie sur ses deux faces extérieures opposées d'électrodes E,E. Une électrode intérieure Ea est disposée entre les éléments du corps vibrant et est reliée à l'organe C, lui- même relié à lamasse. Un organe d'impulsion 2 est articulé à la pièce d'espacement S prolongée :pour entraîner le premier mobile 1 du rouage d'une pièce d'horlogerie.
Puisque l'extrémité libre du vibreur est couplée électro-magnétiquement, et- que la ,partie flexible est couplée électrostatiquement, on peut obtenir facilement l'adaptation de l'impédance .du côté collecteur aussi bien que du côté base du transistor. La valeur de Q du vibreur est élevée, et l'expérience a prouvé que pour des fréquences de-100 à 200 cycles par- seconde, la valeur de Q devient aproximativement 1000 à 1700, contre approximativement 50 à 150 dans un vibreur classique équivalent. En outre, le rapport sortie/entrée devient aussi extrêmement grand.
Pour une fréquence de 100 à 200 cycles par seconde, une vibration-- mécanique ayant une amplitude de l'ordre de grandeur d'environ 0,3 mm peut être obtenue avec.- une tension d'entrée de 2 volts. Ainsi, même avec une tension d'entrée extrêmement faible, on obtient aisément une oscillation ; par conséquent on a la possibilité de construire des oscillateurs à transistor de très faibles dimensions, applicables à de petites pièces d'horlogerie.
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Electric bending vibrator intended to actuate the cogwheel of a timepiece The object of the present invention is an electric bending vibrator intended to actuate the cogwheel of a timepiece.
Electric bending vibrators are already known, in particular tuning forks, whose vibrating body is connected to an electrical circuit, a low impedance part of which comprises an electromagnetic member and of which a high impedance part comprises an electrostatic member, in particular piezo elements. electric; some of these tuning forks have already been used to drive the cogs of timepieces by mechanically transmitting their vibratory movement by means of impulse.
One of these oscillators uses an amplifier device comprising one or more vacuum tubes whose control electrode (grid) is connected with the high impedance part and the drive electrode (plate) is connected with the control part. low impedance of the circuit. By using transistorized circuits thus designed it has however been observed that it is difficult to obtain the matching of the impedance on the collector side as well as on the base side of the transistor and that the value of Q of the vibrator as well as the output ratio / input are relatively low, so that the application of these vibrators to small-sized timepieces encounters almost insurmountable difficulties.
The present invention aims in particular to raise the value of Q of the vibrators and the output / input ratio of the transistorized circuit to make it possible to reduce the dimensions of the devices for controlling small timepieces.
The vibrator which is the subject of the invention is characterized in that its vibrating body comprises a pair of juxtaposed elements which vibrate in flexion, made of electro-strictive material, spacers inserted between these two elements, respectively between their fixed ends. and their opposite free ends, electrodes arranged respectively on the median outer surfaces of said elements, an electrode connected to the ground arranged between said elements and connected to one of said spacer pieces, which is made of flexible material, and of which the part protruding from the elements is attached to a support base,
the part for spacing the free ends of the elements being provided with a magnetic member surrounded by a coil connected to the base of a transistor whose collector is connected to the two outer electrodes, the middle part of the elements being thus controlled electrostatically by the energy derived from said collector, and the base of the transistor being excited by the output current of the coil surrounding said magnetic member.
The single figure of the drawing is a circuit diagram showing one embodiment of the object of the present invention.
In this embodiment, the value of Q is extremely high. The vibrator comprises two vibrating elements Ac and Ad composed of polarized electrostrictive material or of piezoelectric material; these two elements are separated at their free ends by a spacer S interposed between them, and at their fixed ends by a highly flexible member C, for example made of copper-beryllium alloy;
the vibrating body is fixed to a support base D by fixing to this base D the extended end of said member C.
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At the free end of the vibrating body, the spacer S is extended outwards by a part provided with a magnetic member M surrounded by a winding L. One of the terminals of this winding L is connected to la: base of a transistor T, while, on the other hand, the flexible part of the vibrator is electrostatically coupled to the collector side of said transistor T.
To this effect, said flexible part is provided on its two opposite outer faces with electrodes E, E. An internal electrode Ea is placed between the elements of the vibrating body and is connected to the component C, itself connected to the mass. An impulse member 2 is articulated to the extended spacer S: to drive the first mobile 1 of the cogwheel of a timepiece.
Since the free end of the vibrator is electromagnetically coupled, and the flexible part is electrostatically coupled, the matching of the impedance on the collector side as well as on the base side of the transistor can easily be achieved. The value of Q of the vibrator is high, and experience has shown that for frequencies of -100 to 200 cycles per second, the value of Q becomes approximately 1000 to 1700, against approximately 50 to 150 in an equivalent conventional vibrator. In addition, the output / input ratio also becomes extremely large.
For a frequency of 100 to 200 cycles per second, a mechanical vibration having an amplitude of the order of magnitude of about 0.3 mm can be obtained with an input voltage of 2 volts. Thus, even with an extremely low input voltage, oscillation is easily obtained; consequently it is possible to construct transistor oscillators of very small dimensions, applicable to small timepieces.