Pièce d'horlogerie comprenant des moyens de repérage de la position angulaire d'indicateurs coaxiaux d'affichage analogique

Abstract

 Un premier (5) des indicateurs et un premier canon (1) forment partie d'un mobile de repérage de position angulaire (MR1) portant un plateau (9) coopérant avec un premier capteur (11) destiné à engendrer un signal de position de cet indicateur grâce à des discontinuités de matière de ce plateau.
Un second indicateur d'affichage (6) coaxial au premier indicateur est couplé à un second mobile de repérage de position angulaire (MR2). Celui-ci, monté à l'écart du premier mobile est en relation d'engrènement avec un second canon (2) portant ce second indicateur. Ce second mobile porte un second plateau (18) coopérant avec un second capteur (20), destiné à engendrer un signal de position de ce second indicateur grâce à des discontinuités de matière de ce second plateau.
Les plateaux (9, 18) et les capteurs (11, 20) peuvent ainsi être disposés respectivement côte-à-côte réduisant ainsi la hauteur à la superposition d'un plateau et d'un capteur seulement pour repérer indépendamment les positions angulaires des premier et second indicateurs.

Description

[0001] La présente invention est relative à une pièce d'horlogerie comprenant un mouvement horloger, pourvu d'un affichage analogique comportant au moins deux indicateurs d'affichage rotatifs solidaires de canons coaxiaux respectifs et de moyens de repérage de la position angulaire de ces indicateurs.

[0002] Dans le cas d'une telle configuration de pièce d'horlogerie, il peut être souhaitable de disposer d'une information de position angulaire de deux de ces indicateurs coaxiaux, voire davantage. En particulier, l'invention concerne un repérage de la position angulaire de chaque indicateur par un plateau tournant superposé à un détecteur magnétique ou capacitif.

[0003] Pour cela, il est nécessaire d'associer à chaque mobile coaxial portant un indicateur un organe de repérage coopérant avec un capteur sensible à son mouvement et capable d'engendrer le signal de position angulaire recherché. Si le problème de l'implantation d'un tel capteur est relativement facile à résoudre lorsqu'un seul indicateur d'affichage est concerné, il n'en va pas de même lorsqu'on doit relever la position angulaire de deux indicateurs d'affichage tournant autour d'un même axe, voire davantage. En effet, dans ce cas, les capteurs doivent a priori être situés à proximité d'autant de plateaux de repérage superposés et respectivement montés sur les canons coaxiaux des indicateurs. Un tel agencement conduit à disposer les capteurs à des niveaux différents qui risquent alors d'occuper une hauteur importante, majorant d'autant celle du mouvement horloger. Un tel agencement compliquerait également la connectique des capteurs à un circuit électronique d'exploitation des signaux de mesure angulaire.

[0004] L'invention a pour but de fournir une pièce d'horlogerie du type défini en préambule, et dans laquelle plusieurs indicateurs d'affichage coaxiaux peuvent être associés à des moyens capables de fournir l'information de leurs positions angulaires respectives, tout en résolvant les problèmes qui viennent d'être énoncés.

[0005] L'invention a donc pour objet une pièce d'horlogerie telle que définie par les caractéristiques de la revendication 1.

[0006] Grâce à ces caractéristiques, la présence de plusieurs capteurs, associés à autant d'indicateurs coaxiaux, n'augmente pas la hauteur de la pièce d'horlogerie, qui demeure sensiblement le même que celle qu'on aurait avec un repérage par un seul indicateur tournant sur un axe donné. De plus, il devient possible de disposer les plateaux de repérage de position à un premier niveau et les capteurs à un second niveau, de sorte que la majoration en hauteur éventuellement nécessaire au repérage des positions angulaires respectives d'indicateurs coaxiaux reste celle d'un seul capteur. En outre, les capteurs se trouvant sur un même niveau de préférence, l'ensemble de la connectique peut être réalisé également à un même niveau, c'est-à-dire celui de la base des capteurs.

[0007] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

• la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un premier mode de réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention;
• la figure 2 est une vue partielle et schématique en plan de ce premier mode de réalisation;
• la figure 3 montre par une vue en coupe partielle un second mode de réalisation de la pièce d'horlogerie selon l'invention;
• la figure 4 est une vue partielle et schématique en plan de ce second mode de réalisation; et
• les figures 5 à 7 montrent plusieurs variantes possibles de la disposition des capteurs par rapport aux mobiles de repérage de position.

[0008] Sur toutes les figures, on n'a représenté que les parties de la pièce d'horlogerie nécessaires pour la compréhension des modes de réalisation et des variantes présentées.

[0009] On va tout d'abord se référer aux figures 1 et 2 qui représentent un premier mode de réalisation de la pièce d'horlogerie selon l'invention. Elle comprend un canon des minutes 1 et un canon des heures 2 montés coaxialement, de façon classique, sur un tenon commun 3 d'axe 4. Des indicateurs rotatifs des minutes 5 et des heures 6 sont respectivement chassés sur les canon 1 et 2.

[0010] Bien entendu, les indicateurs 5 et 6 peuvent également indiquer d'autres grandeurs comme la seconde, des données de chronométrage, la date, etc. Il est également envisageable de prévoir, dans une position coaxiale, plus de deux indicateurs d'affichage, tous pourvus de moyens de repérage de leur position angulaire conçus selon l'invention.

[0011] Dans le présent exemple, l'arbre 3 est fiché dans un pont 7 du mouvement de la pièce d'horlogerie, ce pont étant ici appliqué contre une plaquette 8 qui est de préférence un substrat isolant pouvant avantageusement porter un circuit imprimé reliant entre eux les composants électriques et électroniques de la pièce d'horlogerie. Son circuit garde-temps (non représenté) peut éventuellement être disposé au-dessus.

[0012] Le canon des minutes 1 porte un premier plateau 9 de repérage de sa position angulaire disposé perpendiculairement à l'axe 4. Dans le cas représenté ici, ce plateau comprend quatre ouvertures 10, réparties avec un décalage angulaire de 90° entre elles. Comme visible sur la figure 2 ces ouvertures 10 sont séparées par des branches de matière 9a. Ainsi, le canon des minutes 1 et son plateau 9 associé forment ensemble un premier mobile de repérage de position, auquel on a affecté la référence MR1 et qui contribue à l'obtention d'une information de position de l'indicateur des minutes 5.

[0013] Cette pièce d'horlogerie comporte également un premier capteur 11 de type magnétique ou capacitif. Il est placé à proximité du plateau 9 et comporte un élément de détection 12. Ce dernier est placé en dessous du plateau 9 à l'aplomb d'une zone dans laquelle évoluent alternativement les ouvertures 10 et les branches de matière 9a de ce plateau séparant les ouvertures les unes des autres. La présence alternée de ces ouvertures 10 et de ces branches de matière 9a au-dessus de l'élément de détection 12, est capable de provoquer la production d'un signal représentatif de la position angulaire de ce dernier notamment pour la présence d'un bras plus large. Dans le cas représenté, on suppose que l'élément de détection 12 est une bobine d'induction sensible aux variations des propriétés électromagnétiques du plateau 9, lorsqu'il tourne autour de l'axe 4. On voit donc que le plateau 9 présente au moins une discontinuité de matière susceptible d'être détectée par le capteur 11, lors de la rotation du mobile MR1 par rapport audit capteur 11, pour fournir un premier signal de mesure représentatif d'une position angulaire de l'indicateur d'affichage 5.

[0014] La pièce d'horlogerie selon l'invention comprend également un second mobile de repérage de position MR2 monté à l'écart du mobile MR1. Ce dernier comprend un tourillon 13 monté rotatif, dans le pont 7 et dans une platine 14 de la pièce d'horlogerie, autour d'un axe 15.

[0015] Le canon des heures 2 engrène par l'intermédiaire de son plateau 16, avec un plateau d'entraînement 17 rivé sur le tourillon 13 et, de ce fait, solidaire en rotation de l'indicateur des heures 6. Le rapport d'engrenage entre le plateau 16 entraîné par le canon des heures 2 et le plateau d'entraînement 17 est de préférence de 1:1.

[0016] Un second plateau 18 de repérage de position angulaire est également rivé sur le tourillon 13 dans une position perpendiculaire à l'axe 15. Dans l'exemple décrit, ce plateau 18 présente une forme identique à celle du plateau 9, à l'exception de la denture, et présente donc des ouvertures 19 séparées par des branches radiales de matière 18a. On notera cependant que l'identité de formes et de diamètres des deux plateaux 9 et 18 n'est pas un impératif.

[0017] Ainsi, le second plateau de repérage de position MR2 contribue à l'obtention d'une information de position de l'indicateur des heures 6 en association avec un second capteur 20 placé à proximité du second plateau 18 et comportant un élément de détection 21. Ce dernier est placé en dessous du plateau 18, à l'aplomb d'une zone dans laquelle évoluent alternativement les ouvertures 19 et les branches de matière 18a séparant les ouvertures les unes des autres. Le passage alternée des ces ouvertures 19 et de ces branches de matière 18a au-dessus du capteur 20 est capable de provoquer la production par ledit capteur 20 d'un signal représentatif de la position angulaire du mobile MR2 et, partant, de l'indicateur des heures 6. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément de détection est une bobine d'induction sensible aux variations électromagnétiques du plateau 18, lorsqu'il tourne autour de l'axe 15. On constate donc que le second plateau 18 comporte au moins une discontinuité de matière susceptible d'être détectée par le second capteur 20 lors de la rotation du mobile MR2 par rapport à ce capteur, pour fournir un second signal de mesure représentatif d'une position angulaire du second indicateur d'affichage 6.

[0018] La demande de brevet suisse No 0937/98 déposée le 24 avril 1998 au nom de la Demanderesse, respectivement la demande européenne correspondante No 98 110729.5 déposée le 11 juin 1998, décrit en détail la conception, le fonctionnement et les variantes possibles d'un plateau de repérage de position angulaire et de son capteur magnétique associé, utilisables pour la réalisation des plateaux 9 et 18 et les capteurs 11 et 20.

[0019] Comme décrit notamment dans ces demandes de brevet, les capteurs 11 et 20 peuvent être de type inductif (comme représenté ici) ou de type capacitif. Les plateaux 9 et 18 sont conformés de telle façon et réalisés en une matière telle que leurs mouvements par rapport aux capteurs engendrent respectivement des variations d'au moins un paramètre de ces derniers, ces variations donnant lieu à la formation des signaux de position précités. Cette formulation générale implique que de nombreuses possibilités de réalisation des couples plateau-capteur sont possibles dans le cadre de la présente invention, ces possibilités résultant pour l'homme de métier notamment des demandes de brevet précitées. La description de ces nombreuses variantes n'est donc pas reprise ici.

[0020] Chacun des éléments de détection 12 et 21 est monté sur un substrat 22 et 23 portant également, par exemple sous forme d'un circuit intégré, les moyens de traitement électroniques du signal fourni par l'élément de détection 12 ou 21 associé. Dans ce cas, les substrats 22 et 23 sont en un matériau semi-conducteur. Si, comme dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, les éléments de détection 12 et 21 sont des bobines plates, ils sont de préférence formés par dépôt métallique sur leurs substrats respectifs 22, 23. Par ailleurs, chacun d'entre eux peut comporter des fils de connexion 24 menant vers un autre circuit électronique d'exploitation agencé dans la pièce d'horlogerie, comprenant notamment le circuit garde-temps. Des gouttes de colle 25 peuvent enrober partiellement ou de préférence totalement ces fils.

[0021] Avantageusement, les plateaux de repérage de position 9 et 18 et leurs capteurs associés 12 et 21 sont respectivement disposés dans deux plans superposés parallèles au substrat 8. Ainsi, la hauteur occupée par l'ensemble des deux couples plateau-capteur se limite à celle d'un seul de ces couples, par opposition à une disposition où les deux ensembles seraient superposés le long de l'axe 4, notamment avec un capteur agencé entre les plateaux 9 et 16.

[0022] Selon diverses variantes de construction envisageables, on peut assigner au mobile MR2, outre sa fonction de repérage de position, une fonction de transmission de force à l'indicateur 6 associé dans le cadre du mouvement horloger proprement dit.

[0023] Par exemple, selon une première de ces variantes, le plateau 18 du mobile MR2 peut faire partie d'un train d'engrenages moteur de la pièce d'horlogerie (ou être entraîné directement par un moteur) pour assurer la transmission du mouvement vers le plateau 16 du canon des heures 2. Dans ce cas, le plateau 18 présente une denture.

[0024] Selon une deuxième variante, la transmission de force peut être assurée par le plateau d'entraînement 17 du mobile MR2 faisant, dans ce cas, partie du train d'engrenages de la pièce d'horlogerie. On peut alors se dispenser d'une denture sur le plateau 18.

[0025] Selon encore une troisième variante, le plateau 16 du canon des heures 2 peut être entraîné directement par un train d'engrenages moteur (ou par un moteur) de la pièce d'horlogerie et entraîner à son tour le mobile MR2 par l'intermédiaire du plateau 17. Dans ce cas, le mobile MR2 est un mobile additionnel dédié uniquement au repérage de la position angulaire de l'indicateur 6.

[0026] Si une force d'entraînement est appliquée au mobile MR1 par le plateau 9, celui-ci comprend une denture 27. Toutefois, dans une variante, le canon des minutes 1 peut être entraîné par exemple au niveau d'un pignon situé au-dessus ou au-dessous du plateau 9.

[0027] Enfin, il est également possible, dans des configurations semblables aux deuxième et troisième variantes ci-dessus, de ne prévoir sur le mobile MR2 qu'un seul plateau denté et muni d'ouvertures, engrenant à la fois avec le plateau 16 et avec le train d'engrenages du mouvement horloger pour servir tant d'organe de transmission de mouvement que d'organe de repérage de position. Naturellement, dans ce cas, le substrat 23 doit être situé un peu plus haut que le substrat 22, ce qui complique l'agencement des parties électroniques et la connectique de ces parties.

[0028] On pourrait également envisager un rapport d'engrenage entre le canon des heures 2 et le mobile MR2, diffèrent de 1:1, la différence des vitesses de rotation devant alors être prise en compte dans les moyens d'exploitation électroniques des capteurs 11 et 20.

[0029] Les spécialistes comprendront également que rien n'empêche de prévoir un ou plusieurs autres couples plateau-capteur associés à d'autres indicateurs coaxiaux, tels que celui des secondes par exemple.

[0030] Les figures 3 et 4 montrent un autre mode de réalisation de la pièce d'horlogerie selon l'invention ne différant de celui des figures 1 et 2 que par la disposition des éléments de détection et de leurs circuits associés. Les autres composants de la pièce ne seront donc pas de nouveau décrits et ils portent les mêmes références que sur les figures 1 et 2.

[0031] Ainsi, des capteurs 11A et 20A comportent des éléments de détection 12A et 21A qui, dans cet exemple, se présentent également sous la forme de bobines inductives plates. Mais, ici les circuits électroniques des deux capteurs 11A et 20A sont prévus dans un même substrat semi-conducteur 28. De préférence, ces deux circuits présentent une partie commune intégrée dans ce substrat. Dans ce cas, il peut également être avantageux d'intégrer dans le substrat 22 l'ensemble des composants électroniques de la pièce d'horlogerie, y compris notamment le circuit garde-temps.

[0032] Alors que sur les figures 3 et 4, le substrat 28 s'étend, par une partie d'extrémité portant les éléments de détection 12A et 21A, entre les axes 4 et 15 des mobiles MR1 et MR2, dans la variante de la figure 5, il est prévu un substrat 29 s'étendant par une partie d'angle 29a entre les axes 4 et 15, en étant ainsi placé de biais.

[0033] La figure 6 montre un substrat 30 placé intégralement du même côté par rapport aux axes 4 et 15, cette variante étant onéreuse vu la surface importante du substrat semi-conducteur nécessaire.

[0034] Enfin dans la variante de la figure 7, on ne prévoit à l'aplomb des plateaux 9 et 18 que des éléments de détection respectifs 12B et 21B, par exemple des bobines distinctes agencées soit directement sur un pont ou la platine de la pièce d'horlogerie, soit sur un autre support, ces bobines étant connectées à un circuit électronique 31 par des fils 32, le circuit 31 étant prévu éloigné des plateaux 9 et 18. De préférence, les éléments de détection 12B et 21B sont des bobines inductives formées par un fil électrique comportant plusieurs spires augmentant la sensibilité de détection. Cette dernière variante permet de diminuer au maximum l'épaisseur de la pièce d'horlogerie, tout en assurant une bonne sensibilité de détection des moyens de repérage des positions angulaires des indicateurs analogiques pour un faible coût.

Revendications

1. Pièce d'horlogerie comprenant un mouvement horloger, pourvu d'un affichage analogique, caractérisé en ce qu'elle comprend:

- au moins des premier et second indicateurs d'affichage rotatifs coaxiaux (5,6) solidaires respectivement de canons coaxiaux correspondants (1,2), un premier (1) de ces canons portant un premier plateau (9) perpendiculaire à son axe (4), l'ensemble formant ainsi un premier mobile de repérage de position (MR1),

- ainsi qu'associé à ce premier mobile (MR1), un premier capteur magnétique ou capacitif de position angulaire (11) dudit premier mobile et par conséquent dudit premier indicateur d'affichage correspondant (5), ledit plateau présentant au moins une discontinuité de matière (10) susceptible d'être détectée par ledit premier capteur, lors de la rotation dudit premier mobile par rapport audit premier capteur, pour fournir un premier signal de mesure représentatif d'une position angulaire dudit premier indicateur d'affichage,

- au moins un second mobile de repérage de position angulaire (MR2) dudit second indicateur d'affichage (6), ce second mobile (MR2) étant monté à l'écart dudit premier mobile et en relation d'engrènement avec un second desdits canons (2), ledit second mobile (MR2) portant au moins un second plateau (18) perpendiculaire à son axe (15),

- ainsi qu'associé à ce second mobile (MR2), un second capteur magnétique ou capacitif (20) de la position angulaire de celui-ci et par conséquent du second (6) desdits indicateurs d'affichage, ledit second plateau (18) présentant au moins une discontinuité de matière (19) susceptible d'être détectée par ledit second capteur (20), lors de la rotation dudit second mobile par rapport audit second capteur, pour fournir un second signal de mesure représentatif d'une position angulaire dudit second indicateur d'affichage (6).

2. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits premier et second plateaux (9, 18) sont disposés dans un même premier plan et en ce que lesdits capteurs (11, 20) comportent respectivement des éléments de repérage de position (12, 21) placés dans un second même plan parallèle audit premier plan, respectivement au-dessus ou en dessous desdits plateaux (9, 18).

3. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments de repérage de position (12, 21) sont disposés chacun en surface d'un substrat semi-conducteur distinct (22, 23), disposés sur un substrat plat commun (8).

4. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments de repérage de position (12A, 21A) sont disposés en surface d'un substrat semi-conducteur commun (28; 29; 30).

5. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits capteurs (11, 20; 11A, 20A) comportent chacun un circuit de traitement de signaux de mesure, les deux circuits présentant une partie commune intégrée dans ledit substrat semi-conducteur.

6. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, comportant un circuit garde-temps électronique, caractérisée en ce que ledit circuit garde-temps est prévu dans l'un desdits substrats semiconducteurs (22, 23; 28; 29; 30) en surface duquel est prévu au moins l'un des éléments de repérage de position (12, 21; 21A, 21A).

7. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits éléments de repérage de position (12B, 21B) sont disposés sur la platine, un pont ou un autre support de ladite pièce et en ce que lesdits capteurs comportent respectivement des circuits de traitement de signaux de mesure prévus dans un substrat semi-conducteur (31) disposé à un endroit de ladite platine dudit pont ou dudit autre support éloigné desdits plateaux (9, 18).

8. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le canon extérieur (2) desdits canons coaxiaux comprend un plateau de transmission (16) engrenant avec un plateau d'entraînement (17) faisant partie dudit second mobile de repérage de position (MR2).

9. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit plateau d'entraînement et ledit second plateau sont confondus et munis d'une denture extérieure engrenant avec le train d'engrenages dudit mouvement horloger.

10. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit plateau de transmission (16) dudit canon extérieur (2) est couplé au train d'engrenages dudit mouvement horloger en entraînant ledit second mobile de repérage de position (MR2).

11. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit plateau d'entraînement (17) dudit second mobile de repérage de position (MR2) est couplé au train d'engrenages dudit mouvement horloger.

12. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit second plateau (18) dudit second mobile de repérage de position (MR2) comporte une denture (26) couplée au train d'engrenages dudit mouvement horloger pour la transmission de la force motrice vers ledit canon extérieur (2) par l'intermédiaire dudit plateau d'entraînement (17).

13. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisée en ce que ledit substrat commun (28, 29) présente une forme générale rectangulaire et est disposé en partie entre les axes (4, 15) desdits mobiles de repérage de position (MR1, MR2).

14. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 13, caractérisée en ce que la partie dudit substrat (29) disposée entre lesdits axes (4, 15) est une portion d'angle (29a) de ce substrat.

15. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications 4 ‡ 12, caractérisée en ce que ledit substrat commun (30) est disposé d'un même côté des axes (4, 15) desdits mobiles de repérage de position (MR1, MR2).

16. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits canons (1, 2) sont respectivement ceux des minutes et des heures dudit mouvement horloger.

Dessins