Pièce d'horlogerie électronique à affichage analogique comportant un organe indicateur de secondes

Abstract

 La pièce d'horlogerie comprend un premier moteur (5) pour entraîner une aiguille de secondes (6) et un second (12) pour entraîner des aiguilles de minutes (7) et d'heures (8).
Lorsque la pièce d'horlogerie fonctionne normalement, le premier moteur, qui comporte au moins deux bobines, est commandé en permanence par des tensions variables de façon que son rotor soit soumis à un champ magnétique tournant et que l'aiguille des secondes progresse en faisant au moins cinq sauts par seconde. De plus, ces tensions sont de préférence telles que le rotor fasse un tour par minute afin que l'aiguille des secondes puisse être fixée directe­ment sur son axe.
Le second moteur est, lui, un moteur pas à pas classique, de préférence bidirectionnel.

Description

[0001] La présente invention concerne les pièces d'horlogerie électro­niques à affichage analogique, en particulier les montres, qui sont munies d'un organe indicateur pour afficher les secondes.

[0002] Plus précisèment l'invention se rapporte aux pièces d'horlo­gerie de ce genre qui comportent au moins deux moteurs pour action­ner les différents organes d'affichage, l'un de ces moteurs servant à entraîner l'organe indicateur des secondes, isolément ou non.

[0003] On connait actuellement des montres dans lesquelles un moteur pas à pas actionne une aiguille de secondes et une aiguille de minutes tandis qu'un autre entraîne une aiguille d'heures et un indicateur de date. Un tel agencement permet à la fois d'équiper une montre à aiguille de secondes d'un système de correction électro­nique, ce qui n'a pu être fait jusqu'à présent avec un seul moteur, de changer rapidement de fuseau horaire sans risquer de perdre l'heure exacte et d'incorporer facilement dans la montre une fonc­tion chronographe.

[0004] Cette solution a un autre gros avantage: la consommation en énergie est nettement plus faible que si la montre n'avait qu'un seul moteur alimenté par des impulsions motrices de durée fixe. En effet, le moteur qui n'entraîne que des aiguilles et qui, par conséquent, n'est toujours soumis qu'à une charge faible, peut être alimenté par des impulsions motrices de faible énergie. Par contre, le moteur qui actionne le mécanisme de calendrier a besoin, lui, d'impulsions nettement plus énergétiques, mais en nombre beaucoup plus faible, par exemple une douzaine par heure. Ceci permet donc d'augmenter dans une large mesure la durée de vie de la pile ou d'en réduire les dimensions sans faire appel à des systèmes d'adaptation de l'énergie des impulsions motrices à la charge des moteurs comme il en existe actuellement qui nécessitent des circuits relativement compliqués.

[0005] Dans d'autres montres connues, un premier moteur pas à pas entraîne des aiguilles de secondes, de minutes et d'heures alors qu'un second fait avancer un disque de quantième. Cette solution présente le même avantage que la précédente en ce qui concerne la consommation. Par ailleurs il est facile dans ce cas de programmer le circuit de commande du second moteur de manière à réaliser un quantième perpétuel ou partiellement perpétuel.

[0006] Enfin, il est également connu de faire appel à deux moteurs pas à pas pour entraîner, d'une part, une aiguille de secondes et, d'autre part, des aiguilles de minutes et d'heures. Comme la pre­mière, cette troisième solution permet de munir la montre d'un système de correction électronique et de multiplier les fonctions qu'elle peut remplir sans augmenter le nombre de ses organes indi­cateurs. En effet, comme les aiguilles de minutes et d'heures peuvent être déplacées rapidement, il est possible de les utiliser pour afficher sur commande autre chose que l'heure courante, par exemple une heure d'alarme mémorisée ou une date. Quant à l'aiguille de secondes, elle peut servir à indiquer par un mouvement particu­lier ce qu'affichent à un moment déterminé les deux autres aiguil­les.

[0007] D'autre part, la fiabilité de la montre est augmentée par le fait qu'une panne de fonctionnement du moteur des secondes ne provoque pas l'arrêt des aiguilles de minutes et d'heures et si le moteur réservé à ces dernières entraîne en plus un mécanisme de calendrier on réalise ici encore une économie d'énergie par rapport à une montre à un seul moteur.

[0008] Le but de la présente invention est d'apporter aux montres et plus généralement aux pièces d'horlogerie à organe indicateur de secondes qui sont munies d'au moins deux moteurs un perfectionnement commun qui rende l'utilisation de ces deux moteurs encore plus avantageuse qu'elle l'est actuellemement.

[0009] Ce perfectionnement tient principalement au fait que, dans une pièce d'horlogerie selon l'invention qui comporte un oscillateur, un diviseur de fréquence relié à cet oscillateur, un premier organe indicateur pour afficher les secondes et un deuxième organe indica­teur pour afficher une autre information de temps, un premier moteur qui comporte un rotor avec un aimant permanent porté par un axe couplé mécaniquement au premier organe indicateur pour entraîner celui-ci, un premier circuit de commande relié au diviseur de fréquence pour commander le premier moteur, un deuxième moteur qui fonctionne pas à pas en réponse à des impulsions motrices de tension pour entraîner le deuxième organe indicateur, un deuxième circuit de commande également relié au diviseur pour produire ces impulsions motrices et un dispositif de correction pour permettre de faire passer la pièce d'horlogerie d'un mode de fonctionnement normal à un mode de correction et inversement et de modifier au moins l'information de temps affichée par le deuxième organe indicateur lorsque la pièce d'horlogerie est en mode de correction, le premier moteur comporte au moins deux bobines et que le premier circuit de commande est conçu pour appliquer en permanence à ces bobines des tensions variables qui permettent de soumettre le rotor de ce moteur à un champ magnétique tournant de façon que le premier organe indicateur progresse d'au moins cinq sauts par seconde, ceci tant que la pièce d'horlogerie est en mode de fonctionnement normal.

[0010] L'information de temps affiché par le deuxième organe indica­teur peut être les minutes, les heures ou la date.

[0011] Si il s'agit des minutes ou des heures la pièce d'horlogerie selon l'invention est également munie d'un troisième organe indica­teur pour afficher respectivement les heures ou les minutes qui est de préférence entraîné, dans le premier cas, par le second moteur et dans le second par le premier moteur mais qui pourrait tout aussi bien être actionné par un troisième moteur de type pas à pas comme le deuxième.

[0012] Si il s'agit de la date la pièce d'horlogerie comporte en plus un troisième et un quatrième organe indicateur pour afficher les minutes et les heures, qui peuvent être entraînés soit par le premier moteur, soit par un moteur pas à pas supplémentaire, voire même deux.

[0013] Dire que l'on alimente le premier moteur en permanence par des tensions qui permettent de soumettre son rotor à un champ magnétique tournant sous-entend, premièrement, que l'on peut à chaque instant imposer à ce rotor la position que l'on veut en donnant aux tensions qui sont appliquées au moteur les valeurs qui correspondent à cette position, deuxièmement, qui si pour une raison quelconque, par exem­ple un choc, un champ magnétique externe ou même un blocage momen­tané du mécanisme qu'il entraîne, il ne tourne pas ou ne vient pas se placer dans la bonne position ou encore s'écarte de la position dans laquelle il devrait rester, il reprendra de lui-même sa posi­tion correcte dès que la cause de cette perturbation disparaîtra et, troisièmement, que l'on peut aussi le contraindre à faire, à la vitesse que l'on désire, un nombre de pas par tour quelconque. A la limite on pourrait sans sortir du cadre de l'invention, rendre le nombre de pas par tour infini, c'est-à-dire faire tourner le moteur et, par conséquent, l'aiguille de secondes de façon parfaitement continue. Le problème est qu'il faudrait alors lui associer un circuit de commande au moins en partie analogique. Or, il est pour l'instant très difficile, pour ne pas dire exclu, d'utiliser ce genre de circuit dans une montre. D'autre part, comme on le verra plus loin, il ne peut y avoir avantage à augmenter le nombre de pas par tour du moteur que jusqu'à un certain point. Ensuite cela devient pratiquement inutile. De plus, cette augmentation du nombre de pas par tour n'est pas la seule solution pour accroître le nombre de sauts par minute de l'aiguille des secondes qui, en fait, n'a pas de raisons lui non plus d'être très grand. Ceci est intéressant car, comme on pourra également s'en rendre compte par la suite, le fait d'augmenter le nombre de pas par tour du moteur rend son circuit de commande plus compliqué, pas dans son principe, mais parce qu'il faut pour le réaliser un nombre plus élevé et qui croit très vite de circuits élémentaires (bascules, portes, etc).

[0014] Par ailleurs, pour que le rotor d'un moteur puisse être soumis à un champ magnétique tournant, il suffit que ce moteur comporte deux bobines et, de préférence, un stator qui permettent de créer deux champs composants dans des directions différentes, par exemple perpendiculaires. Ces deux champs n'ont pas besoin d'être eux-mêmes tournants mais seulement de pouvoir changer de sens. La rotation du champ qui en résulte est alors obtenue en faisant varier convena­blement leurs amplitudes par le biais de tensions appliquées aux bobines.

[0015] Le moteur bidirectionnel qui fait l'objet du brevet US 4 371 821 répond à cette définition et comme, en plus, il est simple, peu encombrant et bien mis au point puisqu'il sert déjà à la fabrication de certaines montres, il est très intéressant de l'uti­liser comme premier moteur dans une pièce d'horlogerie selon l'invention, avec cependant une réserve.

[0016] Sous la plupart des formes d'exécution qu'on lui a données à titre d'exemple dans le brevet en question et tel qu'on le trouve actuellement dans des montres, le moteur a son stator qui est con­formé de manière à intensifier le couple de positionnement π-pério­dique auquel son rotor est soumis du fait simplement que ce stator comporte trois pôles alors que l'aimant permanent du rotor n'en a que deux. En d'autres termes, le moteur comprend des moyens de positionnement supplémentaires qui permettent d'assurer à son rotor deux positions de repos opposées suffisamment stables et précises pour que ce moteur fonctionne de manière sûre et avec un bon ren­dement ce qui, autrement, ne pourrait pas être garanti, tout au moins dans le cas d'une pièce d'horlogerie telle qu'une montre ou un réveil.

[0017] En contrepartie, du fait de la présence de ces moyens, il faut fournir davantage d'énergie au moteur pour que son rotor puisse vaincre le couple de positionnement qui agit sur lui.Déjà, lorsque le moteur est commandé normalement pour faire au rotor des pas de 180°, une bonne partie de l'énergie des impulsions motrices qu'il reçoit ne sert qu'à cela et il n'est pas question alors d'immobi­liser le rotor entre ses positions de repos. De plus, à partir du moment où ce dernier a tourné de 90°, le couple de positionnement devient pour lui un couple moteur et l'aide à terminer son pas.

[0018] Si le rotor de ce même moteur devait tourner par petits pas, par exemple de 1°, il n'aurait pas à vaincre le couple de position­nement que pour se déplacer mais aussi pour pouvoir rester en place entre deux pas successifs et ceci dans toutes les positions qu'il prendrait, sauf éventuellement ses positions de repos et les deux autres positions pour lesquelles le couple serait nul. La consom­mation du moteur serait par conséquent beaucoup plus importante que lorsqu'il fonctionne de la manière pour laquelle il est conçu.

[0019] Ce qu'il faut faire c'est donc utiliser le moteur du brevet précité lorsqu'il ne comporte pas de moyens de positionnement supplémentaires. En effet, dès lors que l'on décide de commander le moteur d'une façon qui permet de contrôler à volonté la position de son rotor, ces moyens ne sont plus nécessaires. Si l'on veut amener ce rotor dans une position précise qui serait normalement une position de repos et l'y maintenir il suffit d'appliquer aux bobines du moteur des tensions qui correspondent à cette position. D'après ce qui a été dit précédemment, il est bien clair que le rotor restera alors soumis à un couple de positionnement mais celui-ci sera suffisamment faible pour qu'il ne soit pas justifié de prévoir des moyens qui, cette fois, permettraient de le réduire le plus possible et même de l'annuler.

[0020] Les nouveaux avantages que peuvent présenter, grâce à l'in­vention, les montres à deux ou plusieurs moteurs dont il a déjà été question ou d'autres pièces d'horlogerie du même genre sont nom­breux.

[0021] Tout d'abord leur rouage peut souvent être simplifié. Tant que l'on n'exige pas que l'aiguille des secondes fasse un nombre de sauts par minutes très important, il est possible de commander le premier moteur pour que son rotor fasse exactement un tour par minute et de le positionner à l'intérieur de la pièce d'horlogerie de façon à pouvoir fixer l'aiguille de secondes directement sur l'axe de ce rotor, que cette aiguille soit ou non au centre du cadran. Ceci permet d'économiser la roue de secondes et la roue intermédiaire qui seraient nécessaires si le moteur était un moteur pas à pas fonctionnant de manière classique. Grâce à cette simpli­fication, le rouage occupe moins de place et revient moins cher. De plus, les forces de frottement et d'inertie que le moteur doit vaincre sont diminuées et même pratiquement supprimées dans le cas où il n'entraîne qu'une aiguille de secondes. Il consomme donc moins d'énergie.

[0022] D'autre part, si actuellement on veut offrir à l'utilisateur d'une montre électronique à affichage analogique, la possibilité de remettre l'aiguille des secondes à zéro quand il le désire, par exemple pour procéder à une mise à l'heure précise, à la seconde près, ou parce que cette montre comporte une fonction chronographe, on est obligé de prévoir un mécanisme, par exemple à coeur, ou des moyens de détection qui permettent au circuit électronque soit de savoir où se trouve l'aiguille au moment où le retour à la position zéro est commandé, soit de pouvoir l'arrêter lorsqu'elle passe par cette position. Grâce à l'invention, le problème peut être résolu de façon beaucoup plus simple, en intervenant uniquement au niveau du circuit intégré de la montre.Ceci est surtout vrai lorsque le rotor du premier moteur fait un tour par minute car, dans ce cas, il suffit d'appliquer aux bobines de ce dernier les tensions qui correspondent à la position zéro de l'aiguille des secondes en réponse à un signal produit par un organe de commande manuelle, ce qui n'est pas plus compliqué que de remettre à zéro un compteur de secondes dans une montre à affichage digital.

[0023] En outre, comme on l'a déjà dit, si le fonctionnement du premier moteur est perturbé momentanément, son rotor reprend ensuite automatiquement sa position correcte. Donc si ce rotor fait un tour par minute et si il n'entraîne que l'aiguille des secondes il n'y a aucun risque de perdre l'heure pour cette raison. Si il entraîne en même temps l'aiguille des minutes, ce risque n'est plus éliminé mais seulement diminué car pour que l'heure ne soit pas perdue il faut alors que la perturbation dure moins d'une minute et que le rotor reprenne ensuite sa position en tournant dans le bon sens.

[0024] A cela il faut ajouter les avantages dus au fait que l'on peut faire faire au rotor du premier moteur le nombre de pas par tour que l'on veut et qui sont les suivants:

[0025] Premièrement, dans les montres électroniques classiques, l'aiguille des secondes, qui fait un saut toutes les secondes, avance d'une façon saccadée moins agréable à voir que la rotation quasi-continue de celle des montres mécaniques et qui permet moins facilement de constater au premier coup d'oeil si la montre marche correctement ou pas. Dans une montre conforme à l'invention, en faisant avancer l'aiguille des secondes à raison de cinq sauts par seconde, on reproduit le mouvement de la trotteuse de la plupart des montres mécaniques et il est facile de faire passer le nombre de ces sauts, par exemple, à 16 ou 32 pour donner l'impression que l'aiguille progresse de façon vraiment continue. Aller au-delà serait inutile car l'utilisateur ne verrait plus la différence.

[0026] Deuxièmement, lorsque les montres classiques en question peuvent également être utilisées comme chronographes les temps chronométrés ne peuvent être connus qu'à la seconde près avec chaque fois une possibilité d'erreur de plus ou moins une unité, ce qui est un handicap par rapport aux montres-chronographe mécaniques où la précision est généralement de un cinquième de seconde. Grâce à l'invention, non seulement ce handicap peut être facilement comblé en faisant faire cinq sauts par seconde à l'aiguille de secondes mais en plus il possible, en optant pour dix sauts ou plus au lieu de cinq, d'atteindre le dixième de seconde, limite qui est imposée par le nombre de graduations que peut porter le cadran d'une montre.

[0027] Enfin, troisièmement, les moteurs pas à pas qui sont utilisés actuellement pour la fabrication des montres sont des moteurs dont le rotor tourne par pas de 180°. La rotation du rotor pendant chacun de ces pas est très rapide et peut être assimilée à un choc. Ce choc provoque dans les divers éléments de la montre des vibrations méca­niques qui dissipent inutilement une partie de l'énergie électrique fournie au moteur et pour une montre à aiguille de secondes cela arrive soixante fois par minute. Cet inconvénient était un peu atténué dans le cas des moteurs à aimant hexapolaire qui ont éga­lement été utilisés dans les montres mais qui ne le sont plus pour des raisons d'encombrement et de difficulté de fabrication. Dans une montre selon l'invention il peut l'être beaucoup plus car il est bien clair que si l'on fait faire au rotor du premier moteur des pas de 1,2° ou même de quelques degrés le phénomène de choc est supprimé pour ce moteur et il ne subsiste plus que pour les autres qui n'ont la plupart du temps à faire que un ou quelques pas par minute, par heure ou par jour lorsque la montre fonctionne normalement.

[0028] Si l'on fait le bilan de l'énergie qui peut être économisée en prenant comme premier moteur un moteur pas à pas sans moyens de positionnement pour son rotor, en faisant tourner ce rotor par pas suffisamment petits et en lui faisant entraîner directement l'ai­guille des secondes, on constate que, même sans nécessairement utiliser toutes ces possibilités à la fois, on peut arriver à ce que, bien qu'il soit normalement alimenté en permanence, ce moteur ne consomme pas plus qu'un moteur pas à pas traditionnel commandé toutes les secondes par des impulsions de courant. Il est même possible, à condition de choisir et de faire fonctionner correc­tement le ou les autres moteurs, de réaliser globalement un gain d'énergie par rapport à une montre qui ne comprend que des moteurs pas à pas alimentés de façon classique. Lorsque c'est effectivement le cas, la totalité ou une partie de ce gain peut servir à augmenter la sécurité de fonctionnement du ou des moteurs qui entraînent les organes indicateurs autres que l'aiguille des secondes, par exemple en renforçant le couple de positionnement auquel est soumis le rotor du ou des moteurs en question ou en alimentant celui-ci ou ceux-ci par des impulsions de durée supérieure à celle prévue habituelle­ment.

[0029] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de deux modes possibles de mise en oeuvre, choisis à titre d'exemples. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:

- la figure 1 est un schéma-bloc d'une montre électronique à deux moteurs conforme à l'invention, dans laquelle le premier moteur n'entraîne qu'une aiguille de secondes;

- la figure 2 est une vue schématique de ce premier moteur;

- la figure 3 représente shcématiquement les champs magnéti­ques agissant sur l'aimant de son rotor;

- la figure 4 montre la forme des tensions qui sont appli­quées à ses bobines lorsque la montre fonctionne normalement;

- la figure 5 est un schéma-bloc de son circuit de commande;

- la figure 6 est une vue schématique et partielle du second moteur de la montre qui entraîne les autres aiguilles;

- la figure 7 est un schéma-bloc d'une autre montre électro­nique à deux moteurs conforme à l'invention, dans laquelle le premier moteur entraîne à la fois une aiguille de secondes et une aiguille de minutes; et

- la figure 8 est un schéma-bloc du circuit de commande de ce premier moteur.

[0030] La montre représentée sur la figure 1 comprend un oscillateur à quartz 1 pour produire un signal de fréquence standard de 32 768 Hz. Ce signal est appliqué à l'entrée CL d'un diviseur de fréquence 2 chargé de fournir tous les signaux périodiques dont les autres par­ties du circuit de la montre ont besoin pour remplir leur fonction.

[0031] Ce diviseur de fréquence 2 présente notamment six sorties a à f où apparaissent des signaux, respectivement, de 16 384 Hz, 8192 Hz, 4096 Hz, 2048 Hz, 1024 Hz et 512 Hz, et deux autres g et h par lesquelles il délivre, respectivement, un signal de 5 Hz et des impulsions de temps de 1/12 Hz. Il comporte également une entrée R qui permet de remettre à zéro l'ensemble de ses sorties lorsque le niveau logique d'un signal appliqué à cette entrée passe par exemple de "0" à "1".

[0032] La sortie g du diviseur est reliée par l'intermédiaire d'une porte ET 3 à une entrée h du circuit de commande 4 d'un moteur 5 chargé d'entraîner directement, c'est-à-dire sans rouage intermé­diaire, une aiguille de secondes 6 qui, lorsque la montre fonctionne normalement, avance à raison de cinq sauts par seconde.

[0033] Le circuit 4 reçoit par ailleurs directement, par une autre entrée a, le signal de sortie de l'oscillateur 1, par six autres encore b à g les signaux que le diviseur de fréquence 2 fournit à ses sorties a à f et, enfin, par une dernière i un signal dont la provenance et l'utilité seront indiquées par la suite.

[0034] La figure 2 montre schématiquement comment est réalisé le moteur 5.

[0035] Il comporte un rotor 27 dont l'arbre, non visible sur la figure, porte l'aiguille des secondes de la montre et un aimant permanent bipolaire 28, en forme de cylindre et aimanté dia­métralement.

[0036] Cet aimant qui a son axe confondu avec l'axe de rotation 27_a du rotor est logé au centre d'une ouverture cylindrique 29 prévue dans un stator 30.

[0037] Le stator 30 présente trois parties polaires 31, 32 et 33, de réluctance magnétique faible qui ont chacune une face polaire, respectivement 31_a, 32_a et 33_a, en regard de l'aimant 28 et qui sont disposées de façon que deux d'entre elles, celles qui sont désignées par les repères 32 et 33, soient symétriques par rapport à un plan P qui constitue le plan médian de la troisième et qui, naturellement, contient l'axe de rotation 27_a du rotor.

[0038] Ces trois parties polaires sont réunies entre elles, du côté de leur face polaire, par trois parties étroites ou isthmes 34, 35, 36, de réluctance élevée, qui finissent de délimiter l'ouverture 29 et, du côté opposé à cette face, par une partie de réluctance faible 37, en forme de U dont les deux branches latérales 37_a et 37_b sont raccordées respectivement aux parties polaires 32 et 33 et la base 37_c à la partie polaire 31.

[0039] Enfin le moteur 5 comprend également deux bobines 38 et 39 qui sont placées autour de la partie 37 du stator, de part et d'autre de la partie polaire 31, et qui sont reliées au circuit de commande du moteur.

[0040] Il est bien clair qu'en pratique le stator 30 ne sera pas réalisé en une mais généralement en deux pièces dont l'une portera les bobines et dont l'autre formera les parties polaires et les isthmes, ces deux pièces étant assemblées par des moyens adéquats, par exemple des vis.

[0041] Par ailleurs, si l'on compare le moteur qui vient d'être décrit sommairement à celui qui fait l'objet du brevet US 4 371 821 on constate qu'il s'agit bien du même et qu'il correspond effectivement au cas où l'on ne prévoit pas de moyens de positionnement supplé­mentaires pour le rotor puisque l'ouverture 29 dans laquelle est logé l'aimant de ce dernier est vraiment cylindrique.

[0042] D'une manière générale, lorsqu'une tension est appliquée à la bobine 38, celle-ci produit un champ magnétique B₁ dont les lignes de force sont symbolisées par la ligne 40 en traitillés. Les lignes de force passent par la moitié de la partie 37 du stator où se trouve cette bobine et par la partie polaire 32, traversent l'ouver­ture 29 entre les faces polaires 32_a et 31_a et se referment à travers la partie polaire 31.

[0043] De même, lorsqu'une autre tension est appliquée à la bobine 39, celle-ci produit un deuxième champ magnétique B₂ dont les lignes de force sont symbolisées par la ligne 41 également en traitillés. Ces lignes de force qui sont les symétriques des précédentes par rapport au plan P, passent par l'autre moitié de la partie 37 et la partie polaire 33, traversent l'ouverture 29 entre les faces polaires 33_a et 31_a et se referment à travers la partie polaire 31.

[0044] Naturellement, le sens et l'intensité des champs B₁ et B₂ dépendent respectivement du sens et de la valeur des tensions qui sont appliquées aux bobines.

[0045] La figure 3 montre schématiquement ces deux champs dans l'ou­verture 29, avec un sens et une intensité choisis arbitrairement, ainsi que le champ B_r qui en résulte.

[0046] Lorsque ce champ B_r est effectivement créé le rotor est soumis à un couple moteur qui l'amène à tourner et à venir se placer, par le chemin le plus court, dans la position pour laquelle l'axe d'aimantation N-S de l'aimant 28 a la même direction et le même sens que le champ, à condition bien entendu que le rotor ne se trouve pas déjà dans cette position et que le couple moteur en question soit supérieur au couple résistant dû notamment à la charge que le rotor doit entraîner, aux frottements de son arbre sur les paliers entre lesquels il est monté et au faible couple de positionnement qui, comme on l'a déjà indiqué, tient au fait que l'aimant 28 est bipo­laire alors que le stator 30 présente trois parties polaires.

[0047] Si le champ B_r existe déjà et change subitement de direction, le rotor réagit de la même façon. Par contre, si le champ tourne dans une sens ou dans l'autre, il entraîne le rotor avec lui.

[0048] Ceci confirme ce qui a été dit précédemment, c'est-à-dire qu'en appliquant les tensions qu'il faut aux bobines, on peut faire faire au rotor ce que l'on veut. On peut tout aussi bien l'amener à occuper successivement différentes positions plus ou moins éloignées l'une de l'autre selon un programme déterminé que le faire tourner dans un sens ou dans l'autre, de façon continue ou pas et à la vitesse que l'on désire. On peut même faire varier à volonté le couple utile fourni par le moteur sur un tour ou d'un tour à l'autre en modifiant l'intensité du champ B_r mais ceci n'est évidemment pas justifié lorsque le rotor n'entraîne qu'une ou plusieurs aiguilles d'une montre.

[0049] Dans le cas de la montre de la figure 1, il suffit que, norma­lement, le rotor tourne dans le sens qui permet de faire avancer l'aiguille des secondes, en faisant 300 pas de 1,2° par minute, à vitesse constante, et qu'il puisse venir se placer sur commande dans la position qui correspond à la position zéro de l'aiguille.

[0050] Si le rotor devait tourner de façon continue à la même vitesse, il faudrait que les champs B₁ et B₂ varient de manière sinusoïdale en fonction du temps en obéissant aux relations:
B₁ = |CR| sin ωt
et B₂ = |CR| cos (ωt + φ)
où |CR| est l'intensité constante du champ résultant CR, ω égal à 2Π/60 et φ un angle de déphasage qui dépend de l'angle formé par les directions des champs B₁ et B₂ dans l'ouverture 29 du stator.

[0051] Comme les champs magétiques B₁ et B₂ sont proportionnels aux courants qui circulent respectivement dans les bobines 38 et 39 et, par conséquent, aux tensions qui leur sont appliquées, ces dernières devraient alors être données par les relations:
V'₁ = V_o sin ωt
et V'₂ = V_o cos (ωt + φ)

[0052] En fait, étant donné que le rotor doit avancer par pas, ce qu'il faut appliquer aux bobines ce ne sont pas ces tensions sinu­soïdales mais des tensions quasi-sinusoïdales V₁ et V₂ qui leur correspondent, c'est-à-dire des tensions qui varient par paliers successifs à l'image de celles représentées sur la figure 4, en suivant de très près les variations qui seraient celles des tensions V'₁ et V'₂.

[0053] D'autre part, lorsque le moteur du brevet US 4 371 821 est conçu pour fonctionner normalement par pas de 180° l'angle entre les directions des champs B₁ et B₂ peut être compris en gros entre 60° et 120° mais il est choisi de préférence égal à 90° car cela permet notamment d'avoir un champ résultant qui a la même intensité lors­qu'il se trouve dans le plan qui correspond au plan P de la figure et lorsqu'il est perpendiculaire à ce plan. Dans le cas présent le fait d'opter pour cette valeur a pour avantage de simplifier nota­blement le circuit de commande du moteur car l'angle φ que l'on a fait intervenir dans les expressions du champ B₂ et de la tension V'₂ est alors égal à zéro. Les courbes de la figure 4 correspondent effectivement à cette situation.

[0054] Par contre, il est bien clair que ces courbes ne sont pas correctes en ce qui concerne le nombre de paliers représentés pour chacune des tensions V₁ et V₂. Il n'y en a que quinze pour chaque quart de période alors que, théoriquement, si l'on voulait commander le moteur de façon que le rotor fasse 300 pas par minute en appli­quant aux bobines des tensions qui se rapprochent le plus possible de tensions véritablement sinusoïdales il en faudrait 75. Comme on le verra plus loin, on peut en prévoir moins pour, là encore simpli­fier le circuit de commande, sans que le mouvement apparent de l'aiguille des secondes s'en ressente, mais malgré cela il ne serait pratiquement pas possible de représenter les deux courbes en faisant apparaître nettement tous leurs paliers sur une seule page.

[0055] La figure 5 montre une forme possible de réalisation du circuit de commande 4 du moteur capable de lui fournir les tensions quasi-­sinusoïdales V₁ et V₂ dont il a besoin dans le cas où les directions des champs B₁ et B₂ forment effectivement entre elles un angle de 90°.

[0056] On a également représenté sur cette figure les bobines 38 et 39 du moteur et, pour une raison que l'on comprendra par la suite, l'oscillateur 1, le diviseur de fréquence 2 et la porte ET 3 de la figure 1.

[0057] Sous cette forme le circuit de commande 4 comprend deux comp­teurs 50 et 51, deux décodeurs 52 et 53, deux circuits sélecteurs 54 et 55, deux flip-flops de type T 56 et 57 et un circuit formateur 58 qui alimente les bobines 38 et 39 du moteur.

[0058] Le compteur 50 dont la capacité de comptage est égale au nombre de pas que doit faire le rotor en quinze secondes, c'est-à-dire 75, a une entrée de comptage CL et une entrée de remise à zéro R reliées respectivement aux entrées h et i du circuit. L'entrée CL peut donc recevoir par l'intermédiaire de la porte ET 3 le signal de 5 Hz provenant de la sortie g du diviseur de fréquence 2. Ce compteur possède par ailleurs sept sorties a à g qui sont reliées chacune et dans l'ordre à sept entrées a à g du décodeur 53.

[0059] Le compteur 51 qui, lui, a une capacité de comptage de quatre, a une entrée de comptage CL connectée à la sortie de plus haut poids g du compteur 50, une entrée de remise à zéro R reliée également à l'entrée i du circuit et deux sorties reliées à deux entrées c et d du circuit formateur 58.

[0060] Le décodeur 52 a lui aussi sept entrées a à g qui sont reliées aux entrées a à g du circuit et, par conséquent, l'une à la sortie de l'oscillateur l et les autres aux sorties a à f du diviseur 2.

[0061] Les deux décodeurs 52 et 53 présentent chacun 75 sorties s₁ à s₇₅ qui sont connectées à la fois au sélecteur 54 et au sélecteur 55. Plus précisément, celles du décodeur 52 sont reliées à 75 entrées a₁ à a₇₅ du sélecteur 54 et à 75 entrées a₁ à a₇₅ du sélec­teur 55 tandis que celles du décodeur 55 sont reliées à 75 autres entrées b₁ à b₇₅ du sélecteur 54 et à 75 autres entrées b₁ à b₇₅ du sélecteur 55.

[0062] En ce qui concerne les flip-flops, le premier, 56, a son entrée d'horloge CL reliée par l'intermédiaire d'un inverseur 59 à l'entrée g du circuit donc à la sortie f du diviseur de fréquence, son entrée de remise à zéro R reliée à la sortie p du sélecteur 54 et sa sortie Q reliée à une troisième entrée a du circuit formateur 58 alors que le second, 57, a son entrée CL reliée directement à l'entrée g, son entrée R reliée à la sortie p du sélecteur 55 et sa sortie Q reliée à une quatrième entrée, b, du circuit formateur.

[0063] Enfin, ce circuit formateur possède trois sorties dont une, c, est connectée à la première borne de la bobine 38, une autre, f, à la seconde borne de cette même bobine et à la première borne de la bobine 39 et la dernière, g, à la seconde borne de cette bobine 39.

[0064] Si l'on compare le circuit de la figure 5, y compris l'oscil­lateur 1 et le diviseur de fréquence 2 mais abstraction faite de la porte ET 3, à celui que l'on trouve dans la demande de brevet suisse No 5436/84, où il est question de commander le même moteur en faisant aussi faire à son rotor un tour par minute à vitesse constante, on constate qu'ils sont tout à fait semblables, c'est-à-dire qu'ils comprennent les mêmes éléments connectés entre eux de la même façon. Les seules différences sont que le compteur 50 a une capacité de comptage cinq fois plus élevée que celle du compteur qui lui correspond dans cette demande et que le nombre d'entrées et/ou de sorties des décodeurs et des sélecteurs n'est pas le même. Ceci est dû au fait que dans la demande suisse il est question de faire faire seulement soixante pas par tour au rotor du moteur au lieu de 300.

[0065] D'autre part, les décodeurs 52 et 53 et les sélecteurs 54 et 55 peuvent être réalisés de la même manière que ceux qui sont décrits en détail dans la demande française en utilisant simplement des portes et des inverseurs mais en plus grand nombre. Quant au circuit formateur il peut être exactement le même.

[0066] Par conséquent, l'explication détaillée du fonctionnement du circuit de la figure 5 peut très facilement être calquée sur celle du circuit de la demande de brevet suisse en modifiant les valeurs des grandeurs qui interviennent lorsque celles-ci sont liées au nombre de pas par tour du rotor et en laissant au contraire inchan­gées les valeurs des grandeurs qui sont liées au fait que le rotor fait un tour par minute. Comme, en plus, cette explication serait longue et inutile pour la compréhension de l'invention on ne la donnera pas. On se contentera seulement de préciser trois choses.

[0067] Tout d'abord, dans la demande de brevet suisse il est question de donner au décodeur qui correspond au décodeur 52 une configura­tion telle que quinze nombres E soient les entiers les plus proches de nombres F calculés à l'aide de la relation:

ces nombres E étant égaux aux différents temps T qui séparent chaque instant ou toutes les sorties du décodeur passent de l'état "1" à l'état "0" des instants suivants où ces sorties repassent succes­sivement à "1" divisés par la demi-période du signal de l'oscil­lateur qui est égale à environ 15,2 µs.

[0068] Dans cette relation, la présence du nombre 15 est liée au fait que le nombre de paliers que doivent présenter les tensions quasi-­sinusoïdales appliquées aux bobines est de quinze par quart de période, ce nombre étant aussi celui des sorties du décodeur. Le terme de 90° provient du fait qu'il suffit évidemment de déterminer les niveaux de paliers pour seulement une des tensions, en l'occu­rence celle en sinus, et le premier quart de période de celle-ci. Le terme (2i - 1)/2, où i est un entier qui varie de 1 à 15, signifie que l'on donne à chaque niveau de palier la valeur qu'aurait la tension véritablement sinusoïdale correspondante à l'instant situé au milieu de la période qui délimite ce palier, ce qui est une autre condition à respecter si l'on veut que les tensions appliquées aux bobines se rapprochent le plus possible des tensions sinusoïdales pures. Enfin, le nombre 64 est choisi parce qu'il permet d'obtenir des valeurs différentes pour les nombres E.

[0069] Dans le cas du circuit de la figure 5 les nombres F sont, de préférence, donnés par la relation:

[0070] Les valeurs de E sont alors les suivantes:

[0071] On constate que pour les valeurs les plus élevées de i on a plusieurs fois la même valeur de E pour des i différents, c'est-à-­dire que dans les régions du maximum et du minimum de la tension V₁ il y aura des paliers où celle-ci conservera la même valeur non plus pendant seulement un cinquième de seconde mais pendant deux, trois et même quatre cinquièmes de seconde. Cependant, on voit également que pour les premières valeurs de i celles de E sont nettement différentes les unes des autres, ce qui veut dire que pendant le temps où la tension V₁ restera la même la tension V₂ variera, elle, par paliers de un cinquième de seconde et de niveaux nettement différents. Il est évident qu'il en sera de même pour les intensités des champs magnétiques B₁ et B₂ et que l'inverse se produira pour les valeurs de la tension V₂ situées dans la zone de son maximum et de son minimum. Par conséquent, comme on l'a déjà dit, le fait que les tensions V₁ et V₂ ne prennent pas 75 valeurs différentes par quart de période est pratiquement sans importance pour le mouvement du rotor.

[0072] Si l'on voulait effectivement 75 paliers distincts il faudrait remplacer dans l'expression de F le nombre 128 par 2048 ce qui rendrait la réalisation du décodeur beaucoup plus compliquée. Or il est bien clair que, déjà, rien que le fait de faire passer le nombre de pas par tour du rotor de 60 à 300 augmente beaucoup le nombre de portes et d'inverseurs et, dans une mesure encore nettement plus large, le nombre de transistors qu'il faut pour réaliser les déco­deurs et les sélecteurs.

[0073] A noter que ceci confirme ce que l'on a dit précédemment à propos de la croissance du nombre de composants que doit comprendre le circuit de commande du moteur en fonction du nombre de pas par tour du rotor et que si l'on avait choisi de faire faire à l'aiguil­le des secondes un nombre de sauts par minute beaucoup plus grand il aurait fallu prévoir un rouage démultiplicateur entre le moteur et elle.

[0074] La deuxième chose qu'il est intéressant de préciser c'est que, comme celui de la demande de brevet suisse, le circuit de la figure 5 permet d'alimenter les bobines du moteur qu'il commande par des tensions qui varient chacune entre +V_o et -V_o (voir fig. 4), V₀ étant égal à la moitié de la tension de la pile qui équipe la montre dont il fait partie.

[0075] Enfin, il faut voir que dans le circuit de la figure 5 les compteurs 50 et 51 comportent des entrées respectives de remise à zéro R qui n'existent pas dans la demande de brevet suisse. Ces entrées R qui sont reliées toutes les deux à l'entrée i du circuit sont prévues pour permettre de ramener à n'importe quel moment le rotor du moteur dans la position précise pour laquelle la tension V₁ est sensiblement nulle et la tension V₂ égale à +V_o. Naturellement, on s'arrange pour que cette position du rotor corresponde à la position zéro de l'aiguille des secondes qu'il porte sur son arbre.

[0076] En revenant à la figure 1 on constate que la sortie h du diviseur de fréquence 2 à laquelle apparaissent les impulsions de temps de 1/12 Hz est reliée au travers d'une porte ET 9 et d'une porte OU 10 à un circuit 11 servant à commander un moteur pas à pas bidirectionnel 12 qui, par l'intermédiaire d'un rouage 13, entraîne une aiguille de minutes 7 et une aiguille d'heures 8.

[0077] Ce second moteur, 12, qui est représenté partiellement sur la figure 6 est, à peu de chose près, identique au moteur 5. La seule différence est que les faces polaires 32'_a et 33'_a des parties polaires 32' et 33' de son stator 30', qui correspondent aux parties polaires 32 et 33 du stator du moteur 5, présentent des encoches respectives 42 et 43, symétriques par rapport au plan P' qui est l'analogue du plan de symétrie P de ce dernier (voir fig. 2). Ces encoches sont une solution parmi d'autres pour réaliser les moyens de positionnement supplémentaires dont il a déjà été question et qui permettent d'assurer au rotor 27' deux positions de repos bien définies et stables, pour lesquelles son axe d'aimantation N-S se trouve dans le plan P'. Elles pourraient être remplacées par exemple par des plats sensiblement perpendiculaires au plan P' que présen­teraient la face polaire 31'_a de l'autre partie polaire 31' du stator et la face interne de la partie étroite qui lui est diamé­tralement opposée par rapport à l'ouverture 29 dans laquelle est logé l'aimant 28' du rotor.

[0078] Il existe quatre façon différentes d'alimenter les deux bobines d'un moteur bidirectionnel comme le moteur 12 pour le faire fonc­tionner normalement, c'est-à-dire par pas de 180° dans un sens ou dans l'autre.

[0079] La première solution consiste à appliquer en même temps à l'une des bobines une impulsion motrice de durée et de polarité détermi­nées et à l'autre deux impulsions successives plus courtes, la première de même polarité que l'impulsion longue et la seconde de polarité opposée. Ainsi, on peut faire tourner la résultante des champs B'₁ et B'₂ créés par les bobines, qui ont la même intensité, dans un sens ou dans l'autre et entraîner ainsi le rotor dans le même sens.

[0080] La deuxième est d'envoyer une impulsion à l'une des bobines, puis, immédiatement après, une impulsion de polarité opposée à l'autre bobine. Dans ce cas les champs B'₁ et B'₂ agissent succes­sivement sur le rotor pour lui faire faire un pas.

[0081] La troisième solution a en commun avec la première que l'on applique à l'une des bobines deux impulsions courtes de polarités opposées et à l'autre une impulsion plus longue qui se termine en même temps que la seconde impulsion courte. Elle s'en distingue par le fait que les deux impulsions courtes sont séparées par un certain laps de temps à peu près égal à leur durée, que l'impulsion longue ne commence que lorsque la première impulsion courte se termine et que cette impulsion longue et cette première impulsion courte ont des polarités opposées. On utilise donc ici l'un des champs B'₁ et B'₂, puis l'autre, puis la résultante des deux.

[0082] Enfin, la quatrième possibilité consiste à se servir d'une bobine pour faire tourner le rotor dans un sens et de l'autre bobine pour entraîner le rotor dans l'autre sens et à leur appliquer simplement des impulsions motrices de polarité alternée, à raison d'une impulsion par pas.

[0083] Ces quatre manières possibles de faire fonctionner le moteur ont été décrites en détail dans le brevet US 4 371 821 en ce qui concerne la première et dans le brevet US 4 514 676 pour ce qui est des trois autres. Il n'est donc pas nécessaire de le refaire ici.

[0084] Par ailleurs, il est bien clair que l'on peut faire appel à n'importe laquelle de ces solutions pour réaliser la montre de la figure 1, avec toutefois une préférence pour la première qui s'est avérée jusqu'ici être la plus avantageuse, et que la façon de concevoir le circuit de commande 11 dépend du choix que l'on fait. C'est l'une des raisons pour lesquelles le circuit 11 ne sera pas, lui non plus, décrit en détail. L'autre raison est que, selon que l'on opte pour la première solution ou l'une des trois autres, on peut utiliser pratiquement sans le modifier soit le circuit que l'on trouve déjà dans certaines montres qui comportent un moteur bidi­rectionnel semblable à celui de la figure 6, soit l'un des circuits décrits dans le brevet US 4 514 676 précité.

[0085] La seule chose qu'il faut préciser pour pouvoir expliquer le fonctionnement de la montre représentée sur la figure 1 c'est que, en plus des impulsions de temps de 1/12 Hz ou, comme on le verra par la suite, des impulsions de correction qui sont appliquées à l'une, a, de ses entrées et de divers signaux périodiques provenant du diviseur de fréquence 2, le circuit 11 reçoit également, sur une entrée b, un signal de commande de sens de rotation CS qui lui permet de faire tourner le moteur 12 dans un sens ou dans l'autre en fonction du niveau logique de ce signal.

[0086] Ce signal CS est produit par un système de correction qui comprend une tige de commande manuelle rotative à deux positions axiales, l'une neutre et l'autre de correction. Cette tige, qui n'est pas représentée sur la figure 1, actionne quand elle pivote deux commutateurs 14 et 15 qui génèrent alors deux signaux formés chacun d'une suite d'impulsions dont la fréquence est proportion­nelle à la vitesse de rotation de la tige et qui sont déphasés l'un par rapport à l'autre, le signe de déphasage dépendant du sens de cette rotation. Ces signaux sont transmis par l'intermédiaire de circuits anti-rebondissements 17 et 18 à des entrées a et b d'un circuit générateur de signaux de correction 20.

[0087] Un troisième commutateur 16, actionné par la tige de commande lorsqu'elle est déplacée axialement, fournit un signal logique représentatif de la position occupée par cette tige qui est appliqué par l'intermédiaire d'un circuit anti-rebondissements 19 à une troisième entrée c du circuit générateur de signaux de correction 20 et à l'entrée i du circuit de commande 4 du premier moteur 5. Ce signal qui a la valeur "0" ou la valeur "1" selon que la tige se trouve respectivement en position neutre ou en position de correc­tion est également envoyé à l'entrée d'un inverseur 21 dont la sortie est reliée à l'entrée R du diviseur de fréquence 2 et aux portes ET 3 et 9.

[0088] Le circuit générateur de signaux de correction 20 qui peut être très facilement réalisé à l'aide de flip-flops et de portes à l'image de celui qui est décrit dans le brevet US 4 379 642 est conçu pour produire, en plus du signal de commande de sens de rotation CS du second moteur qu'il délivre sur une première sortie d, un signal d'impulsions de correction CP qu'il fournit sur une seconde sortie e reliée à la porte OU 10.

[0089] Le signal CS reste au même niveau logique, par exemple "0", sauf lorsque la tige de commande est à la fois en position de correction et soumise à une rotation dans le sens qui est prévu pour permettre de retarder la montre.

[0090] Quant aux impulsions de correction CP, elles apparaissent à la sortie e du circuit chaque fois que l'on tourne la tige en position de correction et leur fréquence est, comme celle des signaux produits par les commutateurs 14 et 15, proportionnelle à la vitesse de rotation de celle-ci.

[0091] Globalement, la montre que l'on vient de décrire fonctionne de la manière suivante:

[0092] En régime normal la tige de commande est en position neutre et le signal fourni par le commutateur 16 est au niveau logique "0". Les portes ET 3 et 9 sont donc ouvertes respectivement au signal de 5 Hz et aux impulsions de temps de 1/12 Hz produits par le diviseur de fréquence 2. Le circuit de commande 4 reçoit alors sur ses entrées le signal de 5 Hz, les signaux provenant des sorties a à f du diviseur et le signal de l'oscillateur 1 et il applique en permanence aux bobines du premier moteur les deux tensions quasi-­sinusoïdales V₁ et V₂ qui permettent au rotor de celui-ci de faire un pas de 1,2° tous les cinquièmes de seconde et de faire avancer l'aiguille des secondes 6 de la même façon. Parallèlement, le circuit de commande 11 applique des impulsions motrices toutes les cinq secondes au second moteur 12 et comme le signal de commande de sens de rotation CS est au niveau "0" le rotor de ce moteur tourne par pas de 180° dans le sens qui permet de faire avancer l'aiguille des minutes 7 et celle des heures 8. Naturellement la commande des deux moteurs est synchronisée de façon que les sauts de l'aiguille des minutes aient lieu lorsque l'aiguille des secondes passe par sa position zéro.

[0093] Quand on amène la tige en position de correction le signal logique fourni par le commutateur 16 passe au niveau "1" ce qui a pour effet de bloquer les portes ET 3 et 9 et de mettre les comp­teurs 50 et 51 du circuit de commande 4 du premier moteur (voir figure 5) à zéro. Du fait de cette mise à zéro des compteurs et bien que le circuit de commande 4 continue à recevoir sur ses entrées a à g les signaux de l'oscillateur et du diviseur l'aiguille des secondes vient alors se placer par le plus court chemin dans sa position zéro et, étant donné que le compteur 50 ne reçoit plus le signal de 5 Hz, elle y reste tant que la tige est en position de correction.

[0094] Par ailleurs, à partir du moment où la tige est dans cette position et tant qu'elle n'est pas soumise à une rotation les aiguilles de minutes et d'heures n'avancent plus, vu que les impulsions de 1/12 Hz ne sont plus reçues par le circuit de commande 11 du second moteur. Par contre, si l'on tourne la tige des impulsions de correction CP sont produites par le circuit générateur de signaux de correction 20 et appliquées par l'intermédiaire de la porte OU 10 au circuit 11. Pour un sens de rotation de la tige le signal CS reste au niveau logique "0" et le circuit 11 applique alors au moteur 12 des impulsions motrices qui font tourner son rotor dans le sens qui permet de faire avancer les aiguilles de minutes et d'heures. Pour l'autre sens de rotation de la tige, le signal CS passe au niveau logique "1" pendant le temps où des impulsions de correction CP sont produites et le circuit 11 commande le moteur 12 de façon à ce qu'il entraîne les aiguilles dans le sens du retard.

[0095] Enfin, lorsque l'on ramène la tige en position neutre, le passage du niveau "1" au niveau "0" du signal logique fourni par le commutateur 16 a pour effet de remettre toutes les sorties du diviseur de fréquence 2 à zéro, ce qui permet notamment de remettre aussi les entrées b à g du décodeur 52 du circuit de commande 4 du premier moteur à zéro, et comme les portes 3 et 9 redeviennent passantes la montre se remet à fonctionner normalement.

[0096] La montre représentée sur la figure 7 appartient à la catégorie de celles qui comportent un premier moteur pour faire tourner à la fois une aiguille de secondes et une aiguille de minutes et un second pour entraîner seulement une aiguille d'heures et qui permet­tent à l'utilisateur d'effectuer une mise à l'heure, c'est-à-dire de modifier l'indication des minutes conjointement avec celle des heures et de procéder à un changement de fuseau horaire en ne déplaçant que l'aiguille des heures.

[0097] Comme la précédente, elle comprend un oscillateur 1' qui produit un signal de 32 768 Hz et un diviseur de fréquence 2' avec une entrée CL reliée à l'oscillateur, une entrée de remise à zéro R, sept sorties a à f et g par lesquelles il fournit des signaux périodiques respectivement de 16 384 Hz, 8 192 Hz, 4 096 Hz, 2 048 Hz, 1 024 Hz, 512 Hz et 5 Hz et une sortie h ou apparaissent des impulsions de temps dont la période n'est plus de 5 s mais de 5 mn.

[0098] Ici encore, la sortie g du diviseur de fréquence 2' est reliée par l'intermédiaire d'une porte ET 3' à une entrée h du circuit de commande 4' du premier moteur 5' qui est identique au moteur de la figure 2 et qui entraîne l'aiguille de secondes 6' montée direc­tement sur l'axe de son rotor et l'aiguille de minutes 7' par l'intermédiaire d'un rouage non représenté.

[0099] Le circuit de commande 4' qui est représenté sur la figure 8 et qui reçoit sur d'autres entrées a, b à g et i, respectivement, le signal de l'oscillateur, les signaux issus des sorties a à f du diviseur et un signal logique comporte un compteur par 75 50', deux décodeurs 52' et 53', deux sélecteurs 54' et 55', deux flip-flops 56' et 57', un inverseur 59' et un circuit formateur 58' identiques à ceux du circuit de la figure 5 et qui sont reliés entre eux, aux bornes d'entrée a à i du circuit et aux deux bobines 38' et 39' du premier moteur exactement de la même façon. D'autre part, le circuit 4' comporte aussi un compteur par quatre 51' avec une entrée de remise à zéro reliée à l'entrée i et deux sorties a et b connectées au circuit formateur mais il s'agit cette fois d'un compteur bidi­rectionnel avec une entrée U/D de commande de sens de comptage reliée à une autre entrée j du circuit et ce compteur a son entrée d'horloge CL connectée à la sortie de plus haut poids g du compteur par 75 non plus directement mais par l'intermédiaire d'une porte OU 60 connectée par ailleurs à une dernière entrée k du circuit.

[0100] En revenant à la figure 7 on voit que la sortie h du diviseur de fréquence où apparaissent les impulsions de temps de 1/300 Hz est, elle, reliée à une entrée a d'un circuit 22 dont la sortie c est connectée au travers d'une porte ET 9' et d'une porte OU 10' à une entrée a du circuit de commande 11' du second moteur 12' qui est identique au moteur 11 de la montre de la figure 1 et qui entraîne l'aiguille des heures 8' grâce à un rouage 13'.

[0101] Pour les mêmes raisons que celles qui ont fait que le circuit de commande 11 de la figure 1 ne l'a pas été, le circuit 11' ne sera pas décrit en détail.

[0102] Quant au circuit 22 qui possède une autre entrée b prévue pour recevoir un signal logique son rôle sera précisé par la suite.

[0103] La montre de la figure 7 comporte également trois commutateurs 17', 18', 19' qui sont actionnés par une tige de commande rotative à deux positions et reliés par des circuits anti-rebondissements 17', 18', 19' à trois entrées a, b et c d'un circuit générateur de signaux de correction 20' de la même manière que précédemment.

[0104] D'autre part, comme celle qui fait l'objet du brevet US 4 398 831, elle est conçue pour permettre de procéder à une mise à l'heure en tournant la tige de commande à n'importe quelle vitesse lorsqu'elle est dans la position que l'on continuera à appeler "de correction" et à un changement de fuseau horaire en laissant cette tige dans la position qui continuera à être qualifiée de "neutre" et en la soumettant à un mouvement de rotation particulier qui peut consister par exemple à la tourner d'un angle supérieur ou égal à un angle minimal prédéterminé en un intervalle de temps inférieur à une durée elle aussi prédéterminée.

[0105] Chaque fois que la tige est soumise à ce mouvement particulier en position neutre le circuit 20', dont la conception peut être très facilement déduite de celle du circuit qui lui correspond dans le brevet US 4 398 831, produit un train de douze impulsions de correc­tion HCP, de fréquence fixe et relativement élevée, par exemple de 32 Hz, qui apparaissent à une sortie d reliée à la porte OU 10'.

[0106] Par contre, lorsque l'on tourne la tige en position de correc­tion le circuit 20' génère des impulsions de fréquence proportion­nelle à la vitesse de rotation de celle-ci à partir des signaux provenant des commutateurs 14' et 15' et au fur et à mesure que ces impulsions sont produites il transforme chacune d'elles en un train de quatre impulsions de correction MCP dont la fréquence, fixe, peut être égale à celle des impulsions HCP et qui sont émises par une sortie e du circuit qui est reliée, d'une part, à l'entrée k du circuit de commande 4' du premier moteur et, d'autre part, à l'en­trée CL d'un compteur par vingt réversible 23 dont la sortie s est reliée à la porte OU 10'.

[0107] A ces deux types d'impulsions de correction que le circuit 20' est chargé de produire s'ajoutent trois signaux logiques CS, CSC et CPT qu'il fournit sur trois autres sorties, respectivement, h, f et g.

[0108] Le premier de ces signaux, CS, est appliqué à une autre entrée b du circuit 11' et sert à commander le sens de rotation du second moteur 12'. Il reste toujours au même niveau logique, par exemple "0", sauf pendant le temps où un train d'impulsions HCP ou MCP est fourni par le circuit et à condition que celui-ci soit produit en réponse à un pivotement de la tige dans le sens qui permet de retarder la montre.

[0109] Le deuxième signal, CSC, est prévu pour commander le sens de comptage du compteur par quatre 51' du circuit de commande 4' du premier moteur et celui du compteur par vingt 23. Il est donc appliqué à une entrée j du circuit 4' et à une entrée U/D du comp­teur 23 et on admettra qu'il demeure au niveau "0" sauf pendant le temps où un train d'impulsions MCP est produit en réponse à une rotation de la tige dans le sens qui permet de faire reculer les aiguilles.

[0110] Quant au dernier, CPT, c'est celui qui est appliqué à l'entrée b du circuit 22. Il reste par exemple au niveau "1" sauf pendant les périodes où des trains d'impulsions HCP sont générés par le circuit 20', indépendamment du sens dans lequel la tige a été tournée.

[0111] Si le circuit 22 reçoit une impulsion de temps du diviseur de fréquence alors que le signal CPT est à "0" il doit la mémoriser pour pouvoir ensuite la restituer, aussitôt après que ce signal sera revenu à "1". Par contre, tant que le signal CPT est à "1" ce même circuit dont on peut trouver une forme possible de réalisation dans le brevet US 4 398 831, doit se contenter de transmettre immédia­tement les impulsions de temps qui proviennent du diviseur à la porte ET 9'.

[0112] A noter que, vu le temps que dure la formation d'un train de douze impulsions de 32 Hz il ne peut y avoir qu'une impulsion de temps produite à ce moment là.

[0113] Enfin, pour pouvoir expliquer brièvement le fonctionnement de cette seconde montre choisie comme exemple, il faut encore préciser que la sortie du circuit anti-rebondissements 19' associé au commu­tateur 16' est reliée directement à l'entrée i du circuit de com­mande 4' du premier moteur et, par l'intermédiaire d'un inverseur 21', à l'entrée de remise à zéro R du diviseur de fréquence, aux deux portes ET 3' et 9' et à une entrée de remise à zéro R que comporte le compteur par vingt 23.

[0114] En régime de fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la tige est en position neutre et tant qu'elle n'est pas soumise au mouvement de rotation particulier qui permet de corriger seulement l'indication des heures, la porte ET 3' transmet le signal en provenance de la sortie g du diviseur au circuit de commande 4' et, comme le signal CSC est alors au niveau "0", le contenu du compteur par quatre 51' (voir figure 8) est toujours incrémenté par le signal provenant de la sortie g du compteur 50', ce qui fait que ce circuit fonctionne exactement de la même façon que dans le cas de la montre de la figure 1. Le premier moteur fait donc avancer l'aiguille des secondes, à raison de cinq sauts par seconde, ainsi que l'aiguille des minutes dont les sauts sont, eux, trop petits pour être percep­tibles.

[0115] Par ailleurs, comme le signal à la sortie de l'inverseur 21' et le signal CPT sont alors tous les deux au niveau "1" les impulsions de temps sont transmises au circuit de commande 11' aussitôt qu'elles aparaissent à la sortie h du diviseur de fréquence et, vu que le signal CS est à "0", ce circuit génère des impulsions motri­ces qui permettent au second moteur de faire avancer l'aiguille des heures à raison de un saut toutes les cinq minutes, les sauts ayant lieu lorsque l'aiguille des minutes se trouve face à un index des heures du cadran et lorsque l'aiguille des secondes passe par sa position zéro.

[0116] Si, en la laissant en position neutre, on soumet la tige au mouvement de rotation particulier dont on a parlé, le circuit générateur de signaux de correction 20' envoie au circuit de com­mande 11' du second moteur un train de douze impulsions HCP qui provoquent le déplacement rapide de l'aiguille des heures. Pour un sens de rotation de la tige le signal de commande de sens de rota­tion CS reste au niveau "0" et l'aiguille avance. Pour l'autre sens le signal CS passe au niveau "1" pendant la période où le train d'impulsions est produit et l'aiguille recule. Dans les deux cas le signal CPT passe au niveau "0" pour y rester pendant toute la durée du train d'impulsions et si une impulsion de temps apparaît à la sortie du diviseur le circuit de temporisation 22 la mémorise pour la restituer ensuite, ce qui fait que la montre est toujours avancée ou retardée exactement d'une heure.

[0117] Naturellement, pour modifier l'affichage de plusieurs heures complètes il suffit de répéter plusieurs fois le même mouvement.

[0118] D'autre part, il est bien clair que pendant que l'on procède à ce genre de correction les aiguilles de secondes et de minutes continuent d'avancer normalement, le signal CSC restant à "0" et la porte ET 3' demeurant ouverte au signal qu'elle reçoit du diviseur.

[0119] Lorsque l'on fait passer la tige en position de correction le signal logique fourni par le commutateur 16' passe au niveau "1", ce qui a pour effet de bloquer les portes ET 3' et 9' et de remettre les compteurs 50' et 51' du circuit de commande 4' à zéro. Le rotor du premier moteur vient donc se placer dans la position qui corres­pond à la position zéro de l'aiguille des secondes, ce qui provoque un léger déplacement de l'aiguille des minutes qui vient s'aligner avec l'index des minutes dont elle était le plus près. Ensuite les trois aiguilles restent immobiles tant que l'on ne touche pas à la tige.

[0120] Si on la tourne, le circuit générateur de signaux de correction 20' produit un ou plusieurs trains de quatre impulsions MCP qui est ou sont envoyés à l'entrée CL du compteur 51' par l'intermédiaire de la porte OU 60 (voir figure 8) et à l'entrée CL du compteur par vingt 23.

[0121] Si le sens de rotation de la tige est celui pour lequel le signal CSC reste à "0" les impulsions de ce ou de chacun de ces trains incrémentent le contenu du compteur 51' pour finalement le ramener à zéro. Lorsque l'on sait comment fonctionnent le circuit 4' et le moteur 5', on en déduit que l'aiguille des secondes va alors faire très rapidement quatre sauts successifs d'un quart de tour dans le sens dans lequel elle tourne habituellement pour revenir se placer dans la position zéro qu'elle occupait initialement et que, par conséquent, l'aiguille des minutes va avancer d'une minute.

[0122] Dans le cas contraire, c'est-à-dire lorsque le signal CSC passe à "1" au moment où un train d'impulsions est appliqué au compteur 51' le contenu de ce dernier est décrémenté, ce qui fait que l'ai­guille des secondes et celle des minutes effectuent le même mouve­ment mais dans le sens opposé.

[0123] Si la correction à laquelle on procède avant de remettre la tige en position neutre est de moins de cinq minutes le compteur 23, qui lui aussi compte ou décompte les impulsions MCP, n'émet aucune impulsion et la position de l'aiguille des heures n'est pas modifiée. Par contre, si la correction dépasse cinq minutes il en produit une chaque fois que, ayant déjà dénombré dix neuf impulsions MCP qui ont permis de faire tourner les aiguilles de secondes et de minutes dans le même sens, il reçoit la vingtième. Si la correction a consisté à faire avancer l'aiguille des minutes, le signal CS est au niveau "0" lorsque cette impulsion du compteur 23 est appliquée au circuit de commande 11'. Le moteur 12' fait donc avancer l'ai­guille des heures d'un pas. Dans le cas contraire, le signal CS est encore à "1" lorsque l'impulsion est envoyée au circuit 11', ce qui fait que l'aiguille des heures recule d'un pas.

[0124] Enfin, il est bien clair qu'il n'est pas nécessaire d'avoir tourné la tige en position de correction pour que, lorsqu'on la ramène en position neutre, l'ensemble des sorties du diviseur de fréquence soient mises à zéro, les portes ET 3' et 9' redeviennent passantes et que, par conséquent, la montre se remette à marcher normalement. Toutefois, si une mise à l'heure a effectivement été faite, le retour de la tige en position neutre assure en plus la remise à zéro du compteur 23.

[0125] Naturellement, une montre et plus généralement une pièce d'horlogerie conforme à l'invention peut se présenter sous une multitude de formes.

[0126] Déjà, rien qu'à partir des deux qui viennent dêtre décrites et en faisant abstraction de tous les moyens de commande manuels ou non qui peuvent être utilisés, de toutes les façons possibles de s'en servir et de tous les circuits de correction qui peuvent leur être associés, on peut en imaginer beaucoup d'autres.

[0127] Par exemple, si pour une question de consommation d'énergie ou pour une autre raison il s'avère que le nombre de sauts par tour de l'aiguille des minutes ou de l'aiguille des heures qui a été prévu dans ces montres s'avère trop important, on peut très bien le réduire, à la limite jusqu'à soixante.

[0128] Inversement on pourrait augmenter le nombre de sauts par seconde de l'aiguille des secondes et le faire passer à seize ou trente deux pour donner au porteur de la montre l'impression d'un mouvement vraiment continu mais, comme on l'a déjà laissé entendre, il se pourrait que l'on soit alors obligé de prévoir un rouage entre le moteur et l'aiguille.

[0129] On pourrait également réaliser le circuit de la montre et en particulier le circuit de commande du premier moteur de façon que l'aiguille des secondes ne revienne pas à zéro automatiquement lorsque l'on procède à une mise à l'heure mais seulement sur com­mande ou même de façon qu'elle n'y revienne pas du tout. Dans le cas de la montre de la figure 1 elle pourrait conserver la position qu'elle occupait avant que l'on fasse passer la tige en position de correction jusqu'à ce que l'on ramène celle-ci en position neutre. Dans le cas de la montre de la figure 7, elle est obligée de tourner si l'on veut déplacer l'aiguille des minutes mais elle pourrait le faire à partir de la position qu'elle occupait avant le passage de la tige en position de correction pour revenir ensuite dans cette même position ou dans celle voulue par le porteur.

[0130] D'autre part, on a choisi comme premier moteur celui qui fait l'objet du brevet US 4 371 821 parce qu'il offre beaucoup d'avan­tages et notamment celui d'être déjà utilisé presque sous la même forme dans des montres. Il est cependant bien évident qu'il pourrait être remplacé par un autre. N'importe quel moteur à au moins deux bobines, que l'on pourrait commander de manière à faire faire à son rotor le nombre de pas par tour que l'on veut à une vitesse con­venable et à pouvoir obliger celui-ci à occuper une position déter­minée, conviendrait également, à condition bien entendu qu'il ait les qualités requises, notamment en ce qui concerne son coût, son volume et sa consommation, pour être incorporé dans une pièce d'horlogerie.

[0131] Il en est de même du second moteur qui pourrait, lui, être remplacé par un autre moteur pas à pas bidirectionnel, par exemple celui à une seule bobine qui fait l'objet du brevet US 4 460 859, ou même par un moteur unidirectionnel classique, de type Lavet. L'inconvénient d'un moteur qui ne fonctionne que dans un seul sens est qu'il ne permet pas d'effectuer des corrections aussi rapidement qu'un moteur tournant dans les deux sens. Par contre, son circuit de commande peut être nettement plus simple.

[0132] De plus, le fait que l'on ait insisté sur l'intérêt qu'il y a à choisir une forme de réalisation du moteur du brevet américain où il n'y a pas de moyens de positionnement supplémentaires pour le rotor ne doit pas amener à penser qu'il est exclu que le premier moteur comporte de tels moyens ou des moyens de positionnement tout court. Par exemple, dans le cas d'une montre conçue pour laisser à l'uti­lisateur la possibilité d'interrompre l'alimentation du moteur entraînant l'aiguille des secondes ou des deux moteurs, notamment la nuit ou pendant des périodes assez longues où il ne la porte pas, ils peuvent être utiles et l'augmentation de consommation due à leur présence est alors compensée par le fait que le ou les moteurs ne fonctionnent pas en permanence.

[0133] On peut également citer comme possibilité de concevoir d'autres montres à partir des deux qui ont été décrites celle qui consiste­rait à leur faire remplir d'autres fonctions que celle de simplement indiquer l'heure. En particulier, la montre de la figure 1 se prête bien à l'adjonction d'une fonction "réveil", les aiguilles d'heures et de minutes pouvant être utilisées pour mettre en mémoire et afficher sur commande une ou plusieurs heures de réveil ou d'alarme. Celle de la figure 7 est mieux adaptée pour remplir également la fonction de chronographe. Par contre, les deux pourraient comprendre en plus des mécanismes et organes d'affichage entraînés par le second moteur pour indiquer la date.

[0134] Enfin, il faut rappeler que l'invention n'est pas limitée à des pièces d'horlogerie à deux moteurs. Elle peuvent en comporter plus. D'une manière générale on peut dire que l'invention est applicable, en ayant de grandes chances d'être avantageuses, à n'importe quelle pièce d'horlogerie à affichage analogique qui a pour rôle d'indiquer l'heure et qui comporte au moins deux moteurs dont l'un entraîne au moins un organe indicateur de secondes.

Revendications

1. Pièce d'horlogerie électronique à affichage analogique comprenant
- un oscillateur (1; 1');
- un diviseur de fréquence (2; 2') relié audit oscillateur;
- un premier organe indicateur (6; 6') pour afficher les secondes et un deuxième organe indicateur (7; 8') pour afficher une autre information de temps;
- un premier moteur (5; 5') qui comporte un rotor (27) avec un aimant permanent (28) porté par un arbre couplé mécaniquement au premier organe indicateur pour entraîner celui-ci;
- un premier circuit de commande (4; 4') relié au diviseur de fréquence pour commander le premier moteur;
- un deuxième moteur (12; 12') qui fonctionne pas à pas en réponse à des impulsions motrices de tension pour entraîner le deuxième organe indicateur;
- un deuxième circuit de commande (11; 11') également relié au diviseur de fréquence pour produire et appliquer au deuxième moteur lesdites impulsions motrices de tension; et
- un dispositif de correction (14-20; 14' - 20', 23) pour permettre de faire passer la pièce d'horlogerie d'un mode de fonc­tionnement normal à un mode de correction et inversément et de modifier au moins l'information de temps affichée par le deuxième organe indicateur lorsque ladite pièce d'horlogerie est en mode de correction,
caractérisée par le fait que le premier moteur (5; 5') comporte au moins deux bobines (38, 39; 38', 39') et que le premier circuit de commande (4; 4') est conçu pour appliquer en permanence à celles-ci des tensions variables (V₁, V₂) qui permettent de soumettre le rotor (27) de ce premier moteur à un champ magnétique tournant de façon que ledit premier organe indicateur (6; 6') progresse en faisant au moins cinq sauts par seconde, ceci tant que ladite pièce d'horloge­rie est en mode de fonctionnement normal.

2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le deuxième organe indicateur (7) affiche les minutes et par le fait qu'elle comprend en plus un troisième organe indicateur (8) également entraîné pour le deuxième moteur (12) pour afficher les heures.

3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le deuxième organe indicateur (8') affiche les heures et par le fait qu'elle comprend en plus un troisième organe indicateur (7') également entraîné par le premier moteur (5') pour afficher les minutes.

4. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications pré­cédentes, caractérisée par le fait que l'organe indicateur des secondes (6; 6') est fixé directement sur l'arbre du rotor (27) du premier moteur (5; 5').

5. Pièce d'horlogerie selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le premier circuit de commande (4; 4') et le système de correction (14-20; 14'-20', 23) sont conçus pour que le premier organe indicateur (6; 6') vienne automatiquement se placer dans la position pour laquelle il affiche zéro lorsque ladite pièce d'hor­logerie passe du mode de fonctionnement normal au mode de correc­tion.

6. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications précé­dentes, caractérisée par le fait que le premier moteur (5; 5') comporte également un stator (30) comprenant trois parties polaires (31, 32, 33) qui entourent au moins partiellement l'aimant (28) de son rotor (27) et qui présentent chacune une face polaire (resp. 31_a, 32_a, 33_a) en forme de portion de cylindre en regard dudit aimant, lesdites parties polaires étant disposées de façon que deux d'entre elles (32, 33) soient symétriques par rapport à un plan (P) qui contient l'axe de rotation (27_a) dudit rotor et qui constitue le plan médian de la troisième (31) et que leurs faces polaires soient toutes les trois centrées sur ledit axe de rotation du rotor, et une autre partie (37) qui relie entre elles les parties polaires du côté opposé à leurs faces polaires et autour de laquelle sont placées deux bobines (38, 39; 38', 39'), chaque bobine se trouvant entre l'une des deux parties polaires symétriques par rapport audit plan et la troisième partie polaire; et par le fait que ledit aimant est bipolaire et a un axe d'aimantation (N-S) disposé sensiblement perpendiculairement audit axe de rotation du rotor, ce qui fait que ledit rotor est soumis à un couple de positionnement qui tend en permanence à lui faire occuper l'une ou l'autre de deux positions opposées pour lesquelles ledit axe d'aimantation de l'aimant est sensiblement dans ledit plan.

7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 6, caractérisée par le fait que, en mode de fonctionnement normal, les tensions (V₁, V₂) appliquées aux bobines (38, 39; 38', 39') du premier moteur (5; 5') varient toutes les deux par paliers, en suivant des courbes sinusoïdales respectives de même période et de même amplitude, déphasées l'une par rapport à l'autre d'un quart de période.

8. Pièce d'horlogerie selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait que le deuxième moteur (12; 12') est identique au premier (5; 5') à ceci près qu'il comporte en plus des moyens de positionnement supplémentaires (42, 43) pour augmenter l'intensité dudit couple de positionnement.

9. Pièce d'horlogerie selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les moyens de positionnement supplémentaires que comporte le deuxième moteur (12; 12') comprennent deux encoches (42, 43) que présentent respectivement les deux parties polaires (32', 33') de son stator (30') symétriques par rapport au plan médian (P') de la troisième (31'), du côté de leurs faces polaires (32'_a, 33'_a).

Dessins