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EP1780612A1 - Dispositif d'affichage analogique comportant un entraînement par engrenages planétaires - Google Patents

Dispositif d'affichage analogique comportant un entraînement par engrenages planétaires Download PDF

Info

Publication number
EP1780612A1
EP1780612A1 EP05023260A EP05023260A EP1780612A1 EP 1780612 A1 EP1780612 A1 EP 1780612A1 EP 05023260 A EP05023260 A EP 05023260A EP 05023260 A EP05023260 A EP 05023260A EP 1780612 A1 EP1780612 A1 EP 1780612A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
display
display device
gear
plate
dial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05023260A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabien Blondeau
Emmanuel Fleury
Pierre-André Meister
André Zanetta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ETA SA Manufacture Horlogere Suisse filed Critical ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority to EP05023260A priority Critical patent/EP1780612A1/fr
Priority to KR1020087011309A priority patent/KR20080063503A/ko
Priority to EP06806967A priority patent/EP1943563B1/fr
Priority to JP2008537037A priority patent/JP2009521667A/ja
Priority to PCT/EP2006/067032 priority patent/WO2007048685A2/fr
Priority to CN2006800397679A priority patent/CN101297245B/zh
Priority to US12/088,280 priority patent/US8477565B2/en
Priority to DE602006007868T priority patent/DE602006007868D1/de
Priority to TW095139033A priority patent/TW200731038A/zh
Publication of EP1780612A1 publication Critical patent/EP1780612A1/fr
Priority to HK09103702.4A priority patent/HK1126010A1/xx
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B29/00—Frameworks
    • G04B29/02—Plates; Bridges; Cocks
    • G04B29/027—Materials and manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/02—Back-gearing arrangements between gear train and hands
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/14—Fastening the dials to the clock or watch plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49579—Watch or clock making
    • Y10T29/49581—Watch or clock making having arbor, pinion, or balance

Definitions

  • the invention relates to an analog display device comprising a drive of the analog display devices by planetary gears.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such a display device, as well as a method of manufacturing this display device.
  • Such an analog display device equips the timepiece which is described in the document JP 57023881 .
  • This document describes and represents a planetary gear timer gear for driving the minute hand and the hour hand.
  • it comprises a drive shaft carrying the minute hand at its upper end and a drive pinion at its lower end, the drive pinion meshing with a drive wheel.
  • the drive shaft is provided with a central pinion which is interposed axially between an hour gun, which is intended to carry the hour hand, and the drive pinion.
  • the central pinion meshes with two planet gears meshing with a fixed crown with internal teeth.
  • the mobile axes of rotation of the planet gears are extended upwards by tenons which are respectively received in complementary housings of the hour gun, so that the rotation of the planet gears around the drive shaft causes the rotation of the gun hours in the clockwise direction.
  • gear ratio between the central gear and the planet gears is chosen to obtain the ratio 1/12 between the number of revolutions made by the hour hand and the number of revolutions made by the minute hand.
  • This type of timer train has the advantage of being very compact axially.
  • the mode of training needles remains traditional, that is to say that it uses an hour gun that must be mounted on the drive shaft of the minute hand by lanterning. The minute hand is chased on its drive shaft and the hour hand is driven on the hour barrel.
  • This type of timer train therefore requires relatively complex assembly operations.
  • the present invention aims in particular to improve the construction of this analog display device by simplifying it.
  • the invention provides a display device comprising a first rotary analog display member displaying a first information and a second rotary analog display member displaying a second information, the value of the second information being related to the value of the first information according to a determined gear ratio, wherein the first and second display members are rotatably mounted relative to a platen around the same main axis and are rotated by a planetary gear drive carried by the platen, and wherein the driving device comprises a driving element provided for driving in rotation a central gear which is rotationally fixed to the first display member, and at least one planet pinion which meshes with the central gear and with a gear crown with internal teeth, the second display member being rotated about the main axis by the displacement of the axis of the planet wheel, characterized in that the second display member is pivoted on the axis of rotation of the satellite gear.
  • the display device according to the invention has the advantage of being particularly compact, both radially and axially. In addition, the number of parts needed to make it work is particularly small. In particular, it can be seen that the second display member plays the role of the planet carrier in the planetary gear system, since the second display member is directly connected to the planet gear, which eliminates an intermediate piece with respect to the planet gear. device known in the prior art.
  • the drive device comprises a driving shaft, coaxial with the main axis, which is rotated by the driving element, and the central gear and the first gear member. display are attached to the central shaft.
  • the drive shaft may be the output shaft of the erection member which provides a simplified structure and assembly.
  • connection between the second display member and the planet pinion is formed by a pivot which is carried by the second display member.
  • the structure of such a connection is easy to manufacture and easy to assemble.
  • the pivot can be made in one piece with the second display member.
  • the driving device comprises three planet gears and the second display member is pivoted on the axes of rotation of the three planet gears, which makes it possible to increase the stability of the second display member and to reduce the effect of possible operating clearances on its rotation drive.
  • the second display member is retained axially on the side opposite to the plate by the first display member, a spacer element being interposed between the first and the second display members, which provides a simple solution for the assembly of the second display member on the main axis of rotation, requiring no additional part or specific shape of the drive shaft.
  • the second display member covers the entire circular area delimited by the ring, so that it fulfills the function of cover to protect the elements of the gear of any external particles.
  • the ring comprises an annular radial surface provided with a circular sliding track on which the second display member rests.
  • the crown, the central gear, and the planet pinion extend globally in the same radial plane, which makes the manufacture of the device easier and minimizes its axial size.
  • the ring is made in one piece with the plate, which allows to simultaneously manufacture the two parts, in particular by micromachining techniques using lithographic processes. This provides a drive device more rigid and easier to assemble.
  • the plate can be attached to the display face of the dial, which allows the dial to be modified without modifying the display device.
  • the plate can also be made in one piece with the dial, which allows to minimize the number of parts in the display device and to implement micromachining techniques using lithographic processes, by making the dial and the platinum of monocrystalline material.
  • Such a monocrystalline material dial having semiconductor properties also makes it possible to integrate electronic circuit components into the dial, for example to enable control of the display device, or even to integrate a motor element made in the form an electromechanical micro-system engraved in the dial.
  • the drive device comprises sliding elements which are interposed between a face of the plate and the pinions in order to reduce their resistance to friction during rotation.
  • These sliding elements are constituted by circular sliding tracks arranged on the plate and made in one piece with the plate.
  • the display members are needles, which makes it possible to use the display device in many applications, in particular horological applications.
  • the invention also proposes a timepiece characterized in that it comprises a display device according to the preceding characteristics.
  • the first display member is constituted by a minute hand and the second display member is constituted by an hour hand.
  • the invention further provides a method of manufacturing a display device having a first rotary analog display member displaying a first information and a second rotary analog display member displaying a second information, the value of the second information being related to the value of the first information according to a determined gear ratio, wherein the first and second display members are rotatably mounted relative to a platen about the same main axis and are rotated by a device planetary gear drive carried by the platen, and wherein the drive device comprises a motor element adapted to rotate a central gear which is rotatably connected to the first display member, and at least one planet gear which meshes with the central pinion and with a ring gear internally, the second display member being is rotated about the main axis by the displacement of the axis of the pinion satellite, characterized in that it comprises a step of assembly during which the second display member is rotatably mounted on the main axis and during which the second display member is assembled to the planet gear by a pivot.
  • the manufacturing method according to the invention the assembly of the display device is simplified, the number of operations being reduced.
  • a micromachining step comprising a lithographic treatment is implemented to obtain the plate and the crown in one piece.
  • the satellite gear can be made during this same micro-machining step.
  • the plate is made in one piece with the dial of the display device during the micromachining step, which makes it possible to manufacture a dial in which components of the display device are already integrated. .
  • FIGs 1 to 3 there is shown an electronic timepiece 10 made according to a first embodiment in accordance with the teachings of the invention.
  • the timepiece 10 is constituted here by a watch 10 which comprises a housing 12, for example of cylindrical shape.
  • the housing 12 is formed by a bottom wall 14 extending generally in a transverse plane, by a peripheral axial wall 16, and by an upper protective glass 18 which closes the housing 12 on the side of the upper display face 20 of the watch 10.
  • the housing 12 contains an electronic control circuit 22 which is arranged here on a printed circuit board 24 and which drives an analog display device 26.
  • the control circuit 22 comprises electronic components, such as a control unit 28 and a time base circuit constituted by a reference oscillator 30, interconnected by electrical conductive tracks 32 carried by the printed circuit board 24.
  • the control unit 28 may be constituted, for example, by a microcontroller or by logic circuits.
  • the housing 12 also contains a source of electrical energy constituted here by a battery 34.
  • the printed circuit board 24 and the battery 34 are arranged under a display dial 36 which is fixed in the housing 12.
  • external control means such as pushbuttons or a crown may be provided to allow a user to control the display device 26 and perform for example the time of the watch 10 .
  • the display device 26 includes a first analog display member 38 displaying a first information and a second display member 40. analogue displaying a second piece of information.
  • the first 38 and the second 40 analog display members are constituted respectively by a minute hand 38 and a hour hand 40 which are rotatably mounted relative to a plate 42 around the main axis A1.
  • the value of the second information is related to the value of the first information in a gear ratio of 1/12, the minute hand 38 making twelve turns around its main axis A1 when the hour hand 40 take a turn.
  • the two needles 38, 40 are rotated by a planetary gear drive device 44 which is carried by the plate 42.
  • the drive device 44 comprises a motor element 46 driving in rotation a central gear 48 which is integral with rotation with the minute hand 38.
  • the central gear 48 and the minute hand 38 are here fixed on a drive shaft 50 which constitutes the output shaft of the driving element 46.
  • the driving element 46 is arranged under the plate 42, here disc-shaped centered on the main axis A1, and the drive shaft 50 extends axially upwards, through a hole 52 arranged in the plate 42.
  • the motor element 46 comprises, for example, a watchmaker-type electric motor, called the Lavet motor, which drives the drive shaft 50 directly or via a gear reduction gear train.
  • the motor element 46 can be carried by the plate 42 or by the printed circuit board 24, and is electrically connected to the control circuit 22 and to the battery 34.
  • a planet gear 54 meshes with the central pinion 48 and with a ring gear 56 fixed internally, centered on the main axis A1, so that, considering the top view of FIG. 3, the clockwise rotation of the pinion central 48 causes, on the one hand, the rotation of the planet gear 54 in a counter-clockwise direction around its axis A2 and, on the other hand, the displacement of the planet pinion 54 in a circular trajectory centered on the main axis A1 and oriented clockwise.
  • the hour hand 40 is rotatably mounted on the drive shaft 50 and rotated about the main axis A1 by the displacement of the axis A2 of the planet pinion 54.
  • the sizing of the planetary gear elements constituted by the ring gear 56, the central pinion 48, and the planet gear 54 is determined so that the gear ratio between the rotation of the axis A2 of the planet pinion 54 around the planet gear main axis A1 and the central gear 48, equal to 1/12, that is to say equal to the gear ratio linking the value of hours to the value of minutes.
  • the central pinion 48 can be made with a radius R1 equal to 0.4 mm, which implies for the ring 56 a radius R3 equal to 4.4 mm.
  • R1 0.4 mm
  • R3 4.4 mm
  • the ring gear 56, the central pinion 48, and the planet pinion 54 extend generally in the same radial plane, which makes it possible to minimize the axial size of the drive device 44.
  • the ring 56 is formed in one piece with the plate 42.
  • the ring 56 thus forms with the plate 42 a bowl inside which are accommodated the central pinion 48 and the pinion 54, the upper face 57 of the plate 42 constituting the bottom of the bowl.
  • the hour hand 40 is pivoted on the axis A2 of the planet pinion 54.
  • the hour hand 40 here carries a pivot 58 which extends axially downwards, from its lower face 60, which is received in a complementary bore 62 arranged in the planet gear 54.
  • the pivot 58 is made in one piece with the hour hand 40, but it could also be driven into the hour hand 40 or welded to it.
  • the pivot 58 is carried by the planet gear 54 and the bore 62 is arranged in the hour hand 40.
  • a spacer element 64 is interposed between the minute hand 38 and the hour hand 40. It is constituted here by a tubular section 64 integral with the minute hand 38, and its outside diameter is less than the outer diameter of the central gear 48. The minute hand 38 being driven on the drive shaft 50, the spacer 64 allows to axially retain the hour hand 40 on the opposite side to the plate 42 while minimizing the friction between the minute hand 38 and the hour hand 40.
  • the hour hand 40 covers the entire circular area defined by the ring 56, so as to form above the plate 42 a cover which protects the gears of the drive device 44
  • the hour hand 40 here comprises a disk-shaped main portion 66, centered on the main axis A1, and an indicator portion 68 of rectangular shape, which extends radially beyond the outer diameter. of the main portion 66 to indicate the value of the hours on the dial 36.
  • the main portion 66 in the form of a disc could also be attached to the hour hand 40.
  • the pivot 58 of the hour hand 40 is arranged between the main axis A1 and the indicator portion 68.
  • the pivot 58 of the hour hand 40 can be arranged on the opposite side to the indicator portion 68, with respect to the main axis A1, which can improve the balance of the hour hand 40 by creating an unbalance.
  • the main portion 66 of the hour hand 40 rests on a circular sliding track 70 arranged on the upper annular radial surface 72 of the ring 56, which makes it possible to minimize the friction of the hour hand 40 on the crown 56.
  • the sliding tracks 70, 74 are preferably made in one piece with the plate 42.
  • the plate 42 is attached to the dial 36 and fixed on the upper display face 76 of the dial 36.
  • the dial 36 is traversed by a stepped axial hole 77 which receives the lower section of the plate 42 in a complementary manner.
  • the lower face 78 of the plate 42 here comprises a housing 80 provided to receive the motor element 46 in a complementary manner.
  • the operation of the display device 26 according to the invention is as follows.
  • the driving element 46 controlled by the electronic circuit 22 of the watch 10, drives the drive shaft 50 in a clockwise rotation, which causes the minute hand 38 and the central gear 48 to rotate in clockwise at the speed of one revolution per hour.
  • the rotation of the central gear 48 causes the displacement of the planet pinion 54 about the main axis A1, which causes the hour hand 40 in the clockwise direction at the speed of one twelfth of an hour.
  • the method comprises a micromachining step during which the ring 56 and the sliding tracks 72, 74 are made in one piece with the plate 42.
  • This micromachining step preferably uses a photo-like technology. -lithographically, especially a micromachining technology HARM (High Aspect Ratio Micromachining) such as the LIGA (Lithography Galvanoformung Abformung) technology which is described in the document EP 0 851 295 .
  • HARM High Aspect Ratio Micromachining
  • LIGA Low Aspect Ratio Micromachining
  • the LIGA technology uses a substrate on which the following treatments are applied: lithography, electrolytic bath plating, and molding. This technology can be used to realize the plate 42 by electroforming (galvanic growth), in a metallic material, or by molding, in various materials such as metals, alloys, plastics, ceramics.
  • the central pinion 48 and the pinion 54 can be made using the same manufacturing technology as the plate 42. Preferably, they are made by machining or stamping, in a material known to be suitable for horological applications, for example brass .
  • the needles 38, 40 are made using the same manufacturing technology as the plate 42, which allows for the spacer 64 and the pivot 58 in one piece with their respective needles 38, 40.
  • the needles 38, 40 can be made by machining or stamping in a material such as iron or brass, by molding in a thermosetting synthetic material, or by micromachining in a substrate of monocrystalline material such as than silicon according to a process of the photo-lithographic type.
  • the method for manufacturing the display device 26 according to the invention also comprises an assembly step comprising the following operations.
  • the motor element 46 is mounted in the housing 80 located under the plate 42, so that its drive shaft 50 extends through the hole 52.
  • the central gear 48 is driven on the drive shaft 50 and the planet pinion 54 is mounted on the plate 42 between the teeth of the central gear 48 and the teeth of the crown 56.
  • the hour hand 40 is threaded onto the drive shaft 50 to be free to rotate about the main axis A1.
  • the hour hand 40 is then assembled on the planet pinion 54 by the pivot 58 which is received in the bore 62.
  • the minute hand 38 is then driven on the drive shaft 50 coming into contact with the hour hand 40 by its spacer 64, so that the hour hand 40 is held axially between the radial face upper 72 of the ring 56 and the spacer 64.
  • the manufacturing method according to the invention thus makes it possible to obtain a display device 26 in the form of a module that can be easily attached in an apparatus intended to receive it, in particular in the watch 10 according to the invention.
  • the drive device 44 comprises three planet gears 54.
  • the hour hand 40 is preferably pivoted on the axes A2 rotation of three planet gears 54, which improves its stability and rigidity.
  • the principle of manufacture, assembly, and operation of the display device 26 according to the first embodiment of the invention remains unchanged.
  • the drive device 44 could also include two planet gears 54 instead of three.
  • the plate 42 is made in one piece with the dial 36. More specifically, the plate 42 and the ring 56 are etched in the upper face 76 of the dial 36.
  • this third embodiment is implemented with a dial 36 made of monocrystalline material based on silicon, having semiconductor properties, which makes it possible to produce the electronic components 28, 30 in the form of etched integrated circuits. directly in a layer of silicon constituting the dial 36. These components are here arranged in the lower face of the dial 36 but they could also be arranged in its upper face 76.
  • This third embodiment therefore allows to remove the printed circuit board and its disadvantages.
  • the dial 36 may comprise several identical control units 28 etched in its lower face.
  • a control unit 28 is deficient, it is sufficient to connect the control circuit 22 to another control unit 28 in working order.
  • the dial 36 may also include several control units 28 of different types, which makes it possible to use the same dial 36 for different types of watches 10. Thus, when assembling the watch 10, it is sufficient to connect the circuit control 22 to the control unit 28 adapted to the type of watch being assembled.
  • the motor element 46 can be made in the form of an electromechanical microsystem (MEMS) by micromachining in the dial 36 according to a photo-lithographic type process.
  • MEMS electromechanical microsystem
  • Such a type of motor element 46 is described and shown, for example, in the document WO 2004/081695 , incorporated herein by reference.
  • the motor element 46 is made by etching in a silicon layer. It comprises a toothed drive wheel and actuating fingers which cooperate with the teeth of the wheel to cause its rotation. Each actuating finger is integral in displacement of a moving comb which is moves relative to a fixed comb according to a voltage applied to the fixed comb.
  • the method for manufacturing the display device 26 comprises a micromachining step of the plate 42 slightly different since the plate 42 is manufactured with the dial 36 .
  • the manufacturing technology used here is a micromachining technology of the photolithographic type in a silicon substrate.
  • a so-called S.O.I silicon fabrication technique is used.
  • Silicon-On-Insulator such as that described with reference to FIGS. 7A-7D in the document mentioned above.
  • a dial 36 is obtained whose main body comprises, here from top to bottom, an upper layer 82 of substrate-forming silicon, for example 350 microns thick, an intermediate layer 84 of insulating silicon oxide (SiO2), and a lower layer 86 of silicon, for example 200 to 300 micrometers thick.
  • the control unit 28 and the oscillator 30 are formed in the lower layer 86.
  • Conductive tracks are also formed in the lower layer 86 to electrically connect the components to each other.
  • the planet gear 54 is made in the silicon substrate, during the manufacture of the dial 36 and the plate 42 by micromachining.
  • the oscillator 30 can be produced according to the teachings of the document WO 2001/33711 , hereby incorporated by reference, which describes and represents a silicon oscillator intended to be produced on the same substrate as the integrated circuit forming the control unit 28 of the watch 10.
  • the oscillator 30 thus has the shape of a microphone or electromechanical nano-structure which is etched in the main body of the dial 36 and which is electrically connected to the control circuit 22.
  • This third embodiment has the advantage of being particularly compact in thickness.
  • the manufacture of the control circuit 22 is facilitated since there is no longer a step of assembly / assembly of the electronic components, these being made directly in the dial 36 by etching.
  • the engraving techniques used in microelectronics make it possible to produce a large number of components simultaneously ("batch processing"), which minimizes manufacturing costs.
  • the watch 10 could be devoid of a dial, the display device 26 then being fixed directly or indirectly on the housing 12, which would make a watch 10 of the skeleton type, revealing the components contained in the housing 12.
  • the watch 10 could comprise a plate extending radially between the ring 56 and the hour hand 40, for example to act as a protective cover for the drive device 44.
  • said plate should have a circumferential groove allowing the pivot 58 to pass through.
  • the invention has been described in the context of an electronic watch, the invention also applies to a mechanical watch in which the driving element 46 is constituted by a spring cooperating with an exhaust system and a mechanical regulator.
  • Needles 38, 40 could also be replaced by rotating display disks.
  • the invention has been described in the context of a display device 26 displaying hourly information, the first information being constituted by the minutes and the second information being constituted by the hours. But the invention also applies to a display device 26 displaying another type of information such as altitude.
  • the first information may consist of hundreds of meters of altitude and the second information may be constituted by thousands of meters of altitude.
  • the gear ratio is then equal to 1/10, which requires another dimensioning of the drive device 44.

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Abstract

L'invention propose un dispositif d'affichage (26) comportant un premier et un second organes d'affichage (38, 40) affichant une première et une seconde informations, la valeur de la seconde information étant liée à la valeur de la première selon un rapport de démultiplication, dans lequel le premier (38) et le second (40) organes d'affichage sont montés à rotation par rapport à une platine (42) et sont entraînés par un dispositif d'entraînement (44) à engrenages planétaires, caractérisé en ce que le second organe d'affichage (40) est pivoté sur l'axe de rotation (A2) d'un pignon satellite (54).
L'invention propose aussi une pièce d'horlogerie (10) équipée de ce dispositif d'affichage (26) et un procédé pour la fabrication de ce dispositif d'affichage (26).

Description

  • L'invention concerne un dispositif d'affichage analogique comportant un entraînement des organes d'affichage analogiques par engrenages planétaires. L'invention concerne aussi une pièce d'horlogerie comportant un tel dispositif d'affichage, ainsi qu'un procédé de fabrication de ce dispositif d'affichage.
  • Un tel dispositif d'affichage analogique équipe la pièce d'horlogerie qui est décrite dans le document JP 57023881 . Ce document décrit et représente un rouage de minuterie à engrenages planétaires pour l'entraînement de l'aiguille des minutes et de l'aiguille des heures. A cet effet, il comprend un arbre d'entraînement portant l'aiguille des minutes à son extrémité supérieure et un pignon d'entraînement à son extrémité inférieure, le pignon d'entraînement engrenant avec une roue motrice. L'arbre d'entraînement est pourvu d'un pignon central qui est intercalé axialement entre un canon des heures, qui est prévu pour porter l'aiguille des heures, et le pignon d'entraînement. Le pignon central engrène avec deux pignons satellites qui engrènent avec une couronne fixe à denture interne. Les axes de rotation mobiles des pignons satellites se prolongent vers le haut par des tenons qui sont reçus respectivement dans des logements complémentaires du canon des heures, de manière que la rotation des pignons satellites autour de l'arbre d'entraînement provoque la rotation du canon des heures dans le sens horaire.
  • Bien entendu, le rapport de démultiplication entre le pignon central et les pignons satellites est choisi pour obtenir le rapport 1/12 entre le nombre de tours effectués par l'aiguille des heures et le nombre de tours effectués par l'aiguille des minutes.
  • Ce type de rouage de minuterie présente l'avantage d'être très compact axialement. Toutefois, le mode d'entraînement des aiguilles reste classique, c'est-à-dire qu'il fait appel à un canon des heures qui doit être monté sur l'arbre d'entraînement de l'aiguille des minutes par lanternage. L'aiguille des minutes est chassée sur son arbre d'entraînement et l'aiguille des heures est chassée sur le canon des heures. Ce type de rouage de minuterie nécessite donc des opérations d'assemblage relativement complexes.
  • La présente invention vise notamment à améliorer la construction de ce dispositif d'affichage analogique en le simplifiant.
  • Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'affichage comportant un premier organe d'affichage analogique rotatif affichant une première information et un second organe d'affichage analogique rotatif affichant une seconde information, la valeur de la seconde information étant liée à la valeur de la première information selon un rapport de démultiplication déterminé, dans lequel le premier et le second organes d'affichage sont montés à rotation par rapport à une platine autour d'un même axe principal et sont entraînés en rotation par un dispositif d'entraînement à engrenages planétaires porté par la platine, et dans lequel le dispositif d'entraînement comporte un élément moteur prévu pour entraîner en rotation un pignon central qui est solidaire à rotation du premier organe d'affichage, et au moins un pignon satellite qui engrène avec le pignon central et avec une couronne à denture interne, le second organe d'affichage étant entraîné en rotation autour de l'axe principal par le déplacement de l'axe du pignon satellite, caractérisé en ce que le second organe d'affichage est pivoté sur l'axe de rotation du pignon satellite.
  • Le dispositif d'affichage selon l'invention présente l'avantage d'être particulièrement compact, à la fois radialement et axialement. De plus, le nombre de pièces nécessaires pour le faire fonctionner est particulièrement réduit. En particulier, on constate que le second organe d'affichage joue le rôle du porte-satellite dans le système d'engrenages planétaire, puisque le second organe d'affichage est lié directement au pignon satellite, ce qui supprime une pièce intermédiaire par rapport au dispositif connu dans l'art antérieur.
  • Selon une caractéristique avantageuse du dispositif d'affichage, le dispositif d'entraînement comporte un arbre d'entraînement, coaxial à l'axe principal, qui est entraîné en rotation par l'élément moteur, et le pignon central et le premier organe d'affichage sont fixés sur l'arbre central. L'arbre d'entraînement peut être constitué par l'arbre de sortie de l'élément monteur ce qui offre une structure et un assemblage simplifiés.
  • De préférence, la liaison entre le second organe d'affichage et le pignon satellite est réalisée par un pivot qui est porté par le second organe d'affichage. La structure d'une telle liaison est facile à fabriquer et facile à assembler. En particulier, le pivot peut être réalisé d'une seule pièce avec le second organe d'affichage.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'entraînement comporte trois pignons satellites et le second organe d'affichage est pivoté sur les axes de rotation des trois pignons satellites, ce qui permet d'augmenter la stabilité du second organe d'affichage et diminuer l'effet d'éventuels jeux de fonctionnement sur son entraînement en rotation.
  • Le second organe d'affichage est retenu axialement du côté opposé à la platine par le premier organe d'affichage, un élément d'entretoise étant intercalé entre le premier et le second organes d'affichage, ce qui offre une solution simple pour l'assemblage du second organe d'affichage sur l'axe principal de rotation, ne nécessitant ni pièce supplémentaire, ni forme spécifique de l'arbre d'entraînement.
  • De préférence, le second organe d'affichage recouvre la totalité de l'aire circulaire délimitée par la couronne, de sorte qu'il remplit la fonction de couvercle pour protéger les éléments de l'engrenage d'éventuelles particules extérieures. Pour retenir axialement le second organe d'affichage du côté opposé au premier organe d'affichage, tout en minimisant les frottements, la couronne comporte une surface radiale annulaire pourvue d'une piste de glissement circulaire sur laquelle repose le second organe d'affichage.
  • La couronne, le pignon central, et le pignon satellite s'étendent globalement dans un même plan radial, ce qui rend la fabrication du dispositif plus facile et minimise son encombrement axial.
  • De préférence, la couronne est réalisée d'une seule pièce avec la platine, ce qui permet de fabriquer simultanément les deux pièces, notamment par des techniques de micro-usinage utilisant des procédés lithographiques. On obtient ainsi un dispositif d'entraînement plus rigide et plus facile à assembler.
  • Dans le cas où le dispositif d'affichage comporte un cadran d'affichage, la platine peut être rapportée sur la face d'affichage du cadran, ce qui permet de modifier le cadran sans modifier le dispositif d'affichage. La platine peut aussi être réalisée d'une seule pièce avec le cadran, ce qui permet de minimiser le nombre de pièces dans le dispositif d'affichage et de mettre en oeuvre des techniques de micro-usinage utilisant des procédés lithographiques, en réalisant le cadran et la platine en matériau monocristallin. Un tel cadran en matériau monocristallin ayant des propriétés semi-conductrices permet en outre d'intégrer des composants de circuit électronique dans le cadran, par exemple pour permettre la commande du dispositif d'affichage, voire d'intégrer un élément moteur réalisé sous la forme d'un micro-système électromécanique gravé dans le cadran.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'entraînement comporte des éléments de glissement qui sont interposés entre une face de la platine et les pignons en vue de diminuer leur résistance au frottement pendant la rotation. Ces éléments de glissement sont constitués par des pistes de glissement circulaires agencées sur la platine et réalisées d'une seule pièce avec la platine.
  • De préférence, les organes d'affichage sont des aiguilles, ce qui permet d'utiliser le dispositif d'affichage dans de nombreuses application, en particulier des applications horlogères.
  • L'invention propose aussi une pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'affichage selon les caractéristiques précédentes. Dans cette pièce d'horlogerie, le premier organe d'affichage est constitué par une aiguille des minutes et le second organe d'affichage est constitué par une aiguille des heures.
  • L'invention propose encore un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage comportant un premier organe d'affichage analogique rotatif affichant une première information et un second organe d'affichage analogique rotatif affichant une seconde information, la valeur de la seconde information étant liée à la valeur de la première information selon un rapport de démultiplication déterminé, dans lequel le premier et le second organes d'affichage sont montés à rotation par rapport à une platine autour d'un même axe principal et sont entraînés en rotation par un dispositif d'entraînement à engrenages planétaires porté par la platine, et dans lequel le dispositif d'entraînement comporte un élément moteur prévu pour entraîner en rotation un pignon central qui est solidaire à rotation du premier organe d'affichage, et au moins un pignon satellite qui engrène avec le pignon central et avec une couronne à denture interne, le second organe d'affichage étant entraîné en rotation autour de l'axe principal par le déplacement de l'axe du pignon satellite, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'assemblage au cours de laquelle le second organe d'affichage est monté libre à rotation sur l'axe principal et au cours de laquelle le second organe d'affichage est assemblé au pignon satellite par un pivot.
  • Grâce au procédé de fabrication selon l'invention, l'assemblage du dispositif d'affichage est simplifié, le nombre d'opérations étant diminué.
  • Selon des caractéristiques avantageuses de ce procédé, une étape de micro-usinage comprenant un traitement lithographique est mise en oeuvre pour obtenir la platine et la couronne d'une seule pièce. De plus, le pignon satellite peut être réalisé au cours de cette même étape de micro-usinage. Un tel procédé permet de fabriquer de manière fiable, un grand nombre de dispositifs d'affichage en parallèle, ce qui permet de limiter les coûts tout en obtenant des composants de grande qualité avec une précision importante. De préférence, la platine est réalisée d'une seule pièce avec le cadran du dispositif d'affichage au cours de l'étape de micro-usinage, ce qui permet de fabriquer un cadran dans lequel des composants du dispositif d'affichage sont déjà intégrés.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatifs et dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente schématiquement une montre équipée d'un dispositif d'affichage selon un premier mode de réalisation conforme aux enseignements de l'invention;
    • la figure 2 est une vue de détail en coupe axiale selon le plan de coupe 2-2 qui représente de manière agrandie le dispositif d'affichage et le dispositif d'entraînement équipant la montre de la figure 1;
    • la figure 3 est une vue de dessus comportant une demi-coupe transversale selon le plan 3-3 qui représente schématiquement le dispositif d'entraînement de la figure 2;
    • la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui représente le dispositif d'entraînement d'un dispositif d'affichage réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et
    • la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui représente une montre équipée d'un dispositif d'affichage selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans la description qui suit, des éléments identiques ou similaires seront désignés par les mêmes références.
  • Sur les figures 1 à 3, on a représenté une pièce d'horlogerie 10 électronique réalisée selon un premier mode de réalisation conforme aux enseignements de l'invention. La pièce d'horlogerie 10 est constituée ici par une montre 10 qui comporte un boîtier 12, par exemple de forme cylindrique.
  • Dans la suite de la description, on utilisera à titre non limitatif une orientation verticale suivant l'axe principal A1 du boîtier 12.
  • Le boîtier 12 est formé par une paroi de fond 14 s'étendant globalement dans un plan transversal, par une paroi axiale périphérique 16, et par une glace de protection supérieure 18 qui vient fermer le boîtier 12 du côté de la face supérieure d'affichage 20 de la montre 10.
  • Le boîtier 12 contient un circuit électronique de commande 22 qui est agencé ici sur une plaque à circuits imprimés 24 et qui pilote un dispositif d'affichage 26 analogique. Le circuit de commande 22 comporte des composants électroniques, tels qu'une unité de contrôle 28 et un circuit base de temps constitué par un oscillateur 30 de référence, reliés entre eux par des pistes conductrices 32 électriques portées par la plaque à circuits imprimés 24. L'unité de contrôle 28 peut être constituée, par exemple, par un microcontrôleur ou par des circuits logiques. Le boîtier 12 contient aussi une source d'énergie électrique constituée ici par une pile 34.
  • La plaque à circuits imprimés 24 et la pile 34 sont agencées sous un cadran 36 d'affichage qui est fixé dans le boîtier 12.
  • Bien entendu, des moyens de commande externes (non représentés) tels que des boutons poussoir ou une couronne peuvent être prévus pour permettre à un utilisateur de commander le dispositif d'affichage 26 et effectuer par exemple la remise à l'heure de la montre 10.
  • Le dispositif d'affichage 26 comporte un premier organe d'affichage 38 analogique affichant une première information et un second organe d'affichage 40 analogique affichant une seconde information. Selon le mode de réalisation représenté, le premier 38 et le second 40 organes d'affichage analogique sont constitués respectivement par une aiguille des minutes 38 et par une aiguille des heures 40 qui sont montées à rotation par rapport à une platine 42 autour de l'axe principal A1.
  • On note que la valeur de la seconde information est liée à la valeur de la première information selon un rapport de démultiplication de 1/12, l'aiguille des minutes 38 effectuant douze tours autour de son axe principal A1 lorsque l'aiguille des heures 40 effectue un tour.
  • Les deux aiguilles 38, 40 sont entraînées en rotation par un dispositif d'entraînement 44 à engrenages planétaires qui est porté par la platine 42. Le dispositif d'entraînement 44 comporte un élément moteur 46 entraînant en rotation un pignon central 48 qui est solidaire en rotation avec l'aiguille des minutes 38. Le pignon central 48 et l'aiguille des minutes 38 sont ici fixés sur un arbre d'entraînement 50 qui constitue l'arbre de sortie de l'élément moteur 46.
  • De préférence, l'élément moteur 46 est agencé sous la platine 42, ici en forme de disque centré sur l'axe principal A1, et l'arbre d'entraînement 50 s'étend axialement vers le haut, à travers un trou 52 aménagé dans la platine 42. L'élément moteur 46 comporte, par exemple, un moteur électrique de type horloger, dit moteur Lavet, qui entraîne l'arbre d'entraînement 50 directement ou via un train d'engrenages démultiplicateur. L'élément moteur 46 peut être porté par la platine 42 ou par la plaque à circuits imprimés 24, et il est raccordé électriquement au circuit de commande 22 et à la pile 34.
  • Un pignon satellite 54 engrène avec le pignon central 48 et avec une couronne 56 fixe à denture interne, centrée sur l'axe principal A1, de manière que, en considérant la vue de dessus de la figure 3, la rotation en sens horaire du pignon central 48 provoque, d'une part, la rotation du pignon satellite 54 en sens anti-horaire autour de son axe A2 et, d'autre part, le déplacement du pignon satellite 54 selon une trajectoire circulaire centrée sur l'axe principal A1 et orientée dans le sens horaire.
  • L'aiguille des heures 40 est montée libre à rotation sur l'arbre d'entraînement 50 et entraînée en rotation autour de l'axe principal A1 par le déplacement de l'axe A2 du pignon satellite 54.
  • Le dimensionnement des éléments de l'engrenage planétaire constitué par la couronne 56, le pignon central 48, et le pignon satellite 54 est déterminé de manière que le rapport de démultiplication entre la rotation de l'axe A2 du pignon satellite 54 autour de l'axe principal A1 et le pignon central 48, soit égal à 1/12, c'est-à-dire égal au rapport de démultiplication liant la valeur des heures à la valeur des minutes.
  • En calculant l'équation de l'engrenage planétaire, on détermine que le rayon R2 de la trajectoire circulaire définie par l'axe A2 du pignon satellite 54 doit être égal à six fois le rayon R1 du pignon central 48, et que le rayon interne R3 de la couronne 56 doit être égal à onze fois le rayon R1 du pignon central 48.
  • Selon un exemple de réalisation, le pignon central 48 peut être réalisé avec un rayon R1 égal à 0,4 mm, ce qui implique pour la couronne 56 un rayon R3 égal à 4,4 mm. Ainsi, il est possible d'obtenir un dispositif d'entraînement 44 dont le diamètre extérieur, défini par le diamètre extérieur de la couronne 56, est de l'ordre de 10 mm.
  • Avantageusement, la couronne 56, le pignon central 48, et le pignon satellite 54 s'étendent globalement dans un même plan radial, ce qui permet de minimiser l'encombrement axial du dispositif d'entraînement 44.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse, la couronne 56 est réalisée d'une seule pièce avec la platine 42. La couronne 56 forme ainsi avec la platine 42 une cuvette à l'intérieur de laquelle sont logés le pignon central 48 et le pignon satellite 54, la face supérieure 57 de la platine 42 constituant le fond de la cuvette.
  • Conformément aux enseignements de l'invention, l'aiguille des heures 40 est pivotée sur l'axe A2 du pignon satellite 54. A cet effet, l'aiguille des heures 40 porte ici un pivot 58 qui s'étend axialement vers le bas, depuis sa face inférieure 60, et qui est reçu dans un alésage 62 complémentaire aménagé dans le pignon satellite 54. De préférence, le pivot 58 est réalisé d'une seule pièce avec l'aiguille des heures 40, mais il pourrait aussi être chassé dans l'aiguille des heures 40 ou soudé sur celle-ci.
  • Selon une variante de réalisation de l'invention, le pivot 58 est porté par le pignon satellite 54 et l'alésage 62 est aménagé dans l'aiguille des heures 40.
  • Avantageusement, un élément d'entretoise 64 est intercalé entre l'aiguille des minutes 38 et l'aiguille des heures 40. Il est constitué ici par un tronçon tubulaire 64 venu de matière avec l'aiguille des minutes 38, et son diamètre extérieur est inférieur au diamètre extérieur du pignon central 48. L'aiguille des minutes 38 étant chassée sur l'arbre d'entraînement 50, l'entretoise 64 permet de retenir axialement l'aiguille des heures 40 du côté opposé à la platine 42 tout en minimisant les frottements entre l'aiguille des minutes 38 et l'aiguille des heures 40.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, l'aiguille des heures 40 recouvre la totalité de l'aire circulaire délimitée par la couronne 56, de manière à former au-dessus de la platine 42 un couvercle qui protège les engrenages du dispositif d'entraînement 44. A cet effet, l'aiguille des heures 40 comporte ici une portion principale 66 en forme de disque, centrée sur l'axe principal A1, et une portion indicatrice 68 de forme rectangulaire, qui s'étend radialement au-delà du diamètre externe de la portion principale 66 pour indiquer la valeur des heures sur le cadran 36. La portion principale 66 en forme de disque pourrait aussi être rapportée sur l'aiguille des heures 40.
  • Selon le mode de réalisation représenté, le pivot 58 de l'aiguille des heures 40 est agencé entre l'axe principal A1 et la portion indicatrice 68. Selon une variante de réalisation (non représentée), le pivot 58 de l'aiguille des heures 40 peut être agencé du côté opposé à la portion indicatrice 68, par rapport à l'axe principal A1, ce qui peut améliorer l'équilibre de l'aiguille des heures 40 en créant un balourd.
  • De préférence, la portion principale 66 de l'aiguille des heures 40 repose sur une piste de glissement 70 circulaire agencée sur la surface radiale annulaire supérieure 72 de la couronne 56, ce qui permet de minimiser les frottements de l'aiguille des heures 40 sur la couronne 56.
  • De manière similaire, il est possible d'agencer des pistes de glissement 74 circulaires sur la face supérieure 57 de la platine 42 pour minimiser les frottements, d'une part, entre le pignon central 48 et la platine 42 et, d'autre part, entre le pignon satellite 54 et la platine 42, dans le cas où ces éléments sont prévus pour être en contact entre eux.
  • Les pistes de glissement 70, 74 sont réalisées de préférence d'une seule pièce avec la platine 42.
  • Selon le premier mode de réalisation, la platine 42 est rapportée sur le cadran 36 et fixée sur la face supérieure d'affichage 76 du cadran 36. A cet effet, le cadran 36 est traversé par un trou axial étagé 77 qui reçoit le tronçon inférieur de la platine 42 de manière complémentaire. On note que la face inférieure 78 de la platine 42 comporte ici un logement 80 prévu pour recevoir l'élément moteur 46 de manière complémentaire.
  • Le fonctionnement du dispositif d'affichage 26 selon l'invention est le suivant.
  • L'élément moteur 46, commandé par le circuit électronique 22 de la montre 10, entraîne l'arbre d'entraînement 50 en rotation dans le sens horaire, ce qui provoque la rotation de l'aiguille des minutes 38 et du pignon central 48 dans le sens horaire à la vitesse d'un tour par heure. La rotation du pignon central 48 provoque le déplacement du pignon satellite 54 autour de l'axe principal A1, ce qui entraîne l'aiguille des heures 40 dans le sens horaire à la vitesse d'un douzième de tour par heure.
  • On décrit maintenant un exemple de procédé pour la fabrication du dispositif d'affichage 26 selon l'invention.
  • Le procédé comporte une étape de micro-usinage au cours de laquelle la couronne 56 et les pistes de glissement 72, 74 sont réalisées d'une seule pièce avec la platine 42. Cette étape de micro-usinage utilise de préférence une technologie du type photo-lithographique, en particulier une technologie de micro-usinage à rapport d'aspect élevé dite HARM (High Aspect Ratio Micromachining) telle que la technologie LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) qui est décrite dans le document EP 0 851 295 . La technologie LIGA utilise un substrat sur lequel sont appliqués les traitements suivants : lithographie, électrodéposition par bain d'électrolytes, et moulage. Cette technologie peut être utilisée pour réaliser la platine 42 par électroformage (croissance galvanique), dans un matériau métallique, ou par moulage, dans des matériaux divers tels que métaux, alliages, plastiques, céramiques.
  • Le pignon central 48 et le pignon satellite 54, peuvent être réalisés en utilisant la même technologie de fabrication que la platine 42. De préférence, ils sont réalisés par usinage ou estampage, dans un matériau connu pour convenir aux applications horlogères, par exemple en laiton.
  • De préférence, les aiguilles 38, 40 sont réalisées en utilisant la même technologie de fabrication que la platine 42, ce qui permet de réaliser l'entretoise 64 et le pivot 58 d'une seule pièce avec leurs aiguilles 38, 40 respectives.
  • Selon des variantes de réalisation, les aiguilles 38, 40 peuvent être réalisées par usinage ou estampage dans un matériau tel que le fer ou le laiton, par moulage dans une matière synthétique thermodurcissable, ou encore par micro-usinage dans un substrat en matériau monocristallin tel que du silicium selon un procédé du type photo-lithographique.
  • Le procédé pour la fabrication du dispositif d'affichage 26 selon l'invention comporte aussi une étape d'assemblage comprenant les opérations suivantes.
  • L'élément moteur 46 est monté dans le logement 80 situé sous la platine 42, de sorte que son arbre d'entraînement 50 s'étende à travers le trou 52.
  • Le pignon central 48 est chassé sur l'arbre d'entraînement 50 et le pignon satellite 54 est monté sur la platine 42 entre les dents du pignon central 48 et les dents de la couronne 56.
  • L'aiguille des heures 40 est enfilée sur l'arbre d'entraînement 50 pour être libre à rotation autour de l'axe principal A1. L'aiguille des heures 40 est alors assemblée sur le pignon satellite 54 par le pivot 58 qui est reçu dans l'alésage 62.
  • L'aiguille des minutes 38 est ensuite chassée sur l'arbre d'entraînement 50 en venant en contact avec l'aiguille des heures 40 par son entretoise 64, de sorte que l'aiguille des heures 40 se trouve maintenue axialement entre la face radiale supérieure 72 de la couronne 56 et l'entretoise 64.
  • Le procédé de fabrication selon l'invention permet ainsi d'obtenir un dispositif d'affichage 26 sous forme de module qui peut être facilement rapporté dans un appareil destiné à le recevoir, en particulier dans la montre 10 selon l'invention.
  • Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif d'affichage 26 selon l'invention, qui est représenté sur la figure 4, le dispositif d'entraînement 44 comporte trois pignons satellites 54. L'aiguille des heures 40 est de préférence pivotée sur les axes A2 de rotation des trois pignons satellites 54, ce qui améliore sa stabilité et sa rigidité. Le principe de fabrication, d'assemblage, et de fonctionnement du dispositif d'affichage 26 selon le premier mode de réalisation de l'invention reste inchangé.
  • Bien entendu, le dispositif d'entraînement 44 pourrait aussi comporter deux pignons satellites 54 au lieu de trois.
  • Selon un troisième mode de réalisation de la montre 10 selon l'invention, qui est représenté sur la figure 5, la platine 42 est réalisée d'une seule pièce avec le cadran 36. Plus précisément, la platine 42 et la couronne 56 sont gravées dans la face supérieure 76 du cadran 36.
  • De préférence, ce troisième mode de réalisation est mis en oeuvre avec un cadran 36 réalisé en matériau monocristallin à base de silicium, possédant des propriétés de semi-conducteur, ce qui permet de réaliser les composants électroniques 28, 30 sous forme de circuits intégrés gravés directement dans une couche du silicium constituant le cadran 36. Ces composants sont ici agencés dans la face inférieure du cadran 36 mais ils pourraient aussi être agencés dans sa face supérieure 76. Ce troisième mode de réalisation permet donc de supprimer la plaque à circuits imprimés et ses inconvénients.
  • De manière avantageuse, le cadran 36 peut comporter plusieurs unités de contrôle 28 identiques gravées dans sa face inférieure. Ainsi, dans le cas où une unité de contrôle 28 est déficiente, il suffit de raccorder le circuit de commande 22 à une autre unité de contrôle 28 en état de fonctionner.
  • Le cadran 36 peut aussi comporter plusieurs unités de contrôle 28 de types différents, ce qui permet d'utiliser le même cadran 36 pour différents types de montres 10. Ainsi, lors de l'assemblage de la montre 10, il suffit de raccorder le circuit de commande 22 à l'unité de contrôle 28 adaptée au type de montre en cours d'assemblage.
  • On note que l'élément moteur 46 peut être réalisé sous la forme d'un microsystème électromécanique (MEMS) par micro-usinage dans le cadran 36 selon un procédé du type photo-lithographique. Un tel type d'élément moteur 46 est décrit et représenté, par exemple, dans le document WO 2004/081695 , incorporé ici par référence. Dans ce document, l'élément moteur 46 est réalisé par gravure dans une couche de silicium. Il comporte une roue d'entraînement dentée et des doigts d'actionnement qui coopèrent avec les dents de la roue pour provoquer sa rotation. Chaque doigt d'actionnement est solidaire en déplacement d'un peigne mobile qui se déplace par rapport à un peigne fixe en fonction d'une tension appliquée sur le peigne fixe.
  • On note que, par rapport au premier mode de réalisation de l'invention, le procédé pour la fabrication du dispositif d'affichage 26 comprend une étape de micro-usinage de la platine 42 légèrement différente puisque la platine 42 est fabriquée avec le cadran 36.
  • La technologie de fabrication mise en oeuvre est ici une technologie de micro-usinage du type photolithographique dans un substrat en silicium. De préférence, on met en oeuvre une technique de fabrication sur silicium dite S.O.I. ("Silicon-On-Insulator"), telle que celle qui est décrite en référence aux figures 7A à 7D dans le document mentionné ci-dessus. En mettant en oeuvre la technique de fabrication S.O.I., on obtient un cadran 36 dont le corps principal comporte, ici du haut vers le bas, une couche supérieure 82 de silicium formant substrat, par exemple de 350 micromètres d'épaisseur, une couche intermédiaire 84 d'oxyde de silicium (SiO2) isolant, et une couche inférieure 86 de silicium, par exemple de 200 à 300 micromètres d'épaisseur. L'unité de contrôle 28 et l'oscillateur 30 sont formés dans la couche inférieure 86. Des pistes conductrices sont aussi formées dans la couche inférieure 86 pour raccorder électriquement les composants entre eux.
  • Avantageusement, le pignon satellite 54 est réalisé dans le substrat en silicium, au cours de la fabrication du cadran 36 et de la platine 42 par micro-usinage.
  • L'oscillateur 30 peut être réalisé selon les enseignements du document WO 2001/33711 , incorporé ici par référence, qui décrit et représente un oscillateur en silicium prévu pour être réalisé sur le même substrat que le circuit intégré formant l'unité de contrôle 28 de la montre 10. L'oscillateur 30 a ainsi la forme d'une micro- ou nano- structure électromécanique qui est gravée dans le corps principal du cadran 36 et qui est liée électriquement au circuit de commande 22.
  • Ce troisième mode de réalisation présente l'avantage d'être particulièrement compact en épaisseur. La fabrication du circuit de commande 22 est facilitée puisqu'il n'y a plus d'étape d'assemblage/montage des composants électroniques, ceux-ci étant réalisés directement dans le cadran 36 par gravure. Les techniques de gravure utilisées en microélectronique permettent de réaliser un grand nombre de composants simultanément ("batch processing"), ce qui minimise les coûts de fabrication.
  • Bien entendu, d'autres variantes de réalisation, non représentées ici, pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.
  • En particulier, la montre 10 pourrait être dépourvue de cadran, le dispositif d'affichage 26 étant alors fixé directement ou indirectement sur le boîtier 12, ce qui permettrait de réaliser une montre 10 du type squelette, laissant apparaître les composants contenus dans le boîtier 12.
  • On note que la montre 10 pourrait comporter une plaque s'étendant radialement entre la couronne 56 et l'aiguille des heures 40, par exemple pour jouer le rôle de couvercle de protection pour le dispositif d'entraînement 44. Dans ce cas, ladite plaque devrait comporter une rainure circonférentielle permettant de laisser passer le pivot 58.
  • Bien que l'invention ait été décrite dans le cadre d'une montre 10 électronique, l'invention s'applique aussi à une montre mécanique dans laquelle l'élément moteur 46 est constitué par un ressort coopérant avec un système d'échappement et un régulateur mécaniques.
  • Les aiguilles 38, 40 pourraient aussi être remplacées par des disques d'affichage rotatifs.
  • L'invention a été décrite dans le cadre d'un dispositif d'affichage 26 affichant des informations horaires, la première information étant constituée par les minutes et la seconde information étant constituée par les heures. Mais l'invention s'applique aussi à un dispositif d'affichage 26 affichant un autre type d'information tel que l'altitude. Dans ce cas, la première information peut être constituée par les centaines de mètres d'altitude et la seconde information peut être constituée par les milliers de mètres d'altitude. Le rapport de démultiplication est alors égal à 1/10, ce qui nécessite un autre dimensionnement du dispositif d'entraînement 44.

Claims (28)

  1. Dispositif d'affichage (26) comportant un premier organe d'affichage (38) analogique rotatif affichant une première information et un second organe d'affichage (40) analogique rotatif affichant une seconde information, la valeur de la seconde information étant liée à la valeur de la première information selon un rapport de démultiplication déterminé, dans lequel le premier (38) et le second (40) organes d'affichage sont montés à rotation par rapport à une platine (42) autour d'un même axe principal (A1) et sont entraînés en rotation par un dispositif d'entraînement (44) à engrenages planétaires porté par la platine (42), et dans lequel le dispositif d'entraînement (44) comporte un élément moteur (46) prévu pour entraîner en rotation un pignon central (48) qui est solidaire à rotation du premier organe d'affichage (38), et au moins un pignon satellite (54) qui engrène avec le pignon central (48) et avec une couronne (56) à denture interne, le second organe d'affichage (40) étant entraîné en rotation autour de l'axe principal (A1) par le déplacement de l'axe (A2) du pignon satellite (54),
    caractérisé en ce que le second organe d'affichage (40) est pivoté sur l'axe de rotation (A2) du pignon satellite (54).
  2. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (44) comporte un arbre d'entraînement (50), coaxial à l'axe principal (A1), qui est entraîné en rotation par l'élément moteur (46), et en ce que le pignon central (48) et le premier organe d'affichage (38) sont fixés sur l'arbre central (50).
  3. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément moteur (46) comporte un moteur électrique et un arbre de sortie qui constitue l'arbre d'entraînement (50) du dispositif d'entraînement (44).
  4. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second organe d'affichage (40) porte un pivot (58) et en ce que le pignon satellite (54) est monté à rotation autour dudit pivot (58).
  5. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (44) comporte trois pignons satellites (54) et en ce que le second organe d'affichage (40) est pivoté sur les axes de rotation (A2) des trois pignons satellites (54).
  6. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second organe d'affichage (40) est retenu axialement du côté opposé à la platine (42) par le premier organe d'affichage (38).
  7. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un élément d'entretoise (64) est intercalé entre le premier (38) et le second (40) organes d'affichage.
  8. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second organe d'affichage (40) recouvre la totalité de l'aire circulaire délimitée par la couronne (56).
  9. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couronne (56) comporte une surface d'extrémité (72) pourvue d'une piste de glissement (70) circulaire, et en ce que le second organe d'affichage (40) repose sur ladite piste de glissement (70).
  10. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (56), le pignon central (48), et le pignon satellite (54) s'étendent globalement dans un même plan radial.
  11. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (56) est réalisée d'une seule pièce avec la platine (42).
  12. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un cadran d'affichage (36), caractérisé en ce que la platine (42) est agencée du côté de la face d'affichage (76) du cadran (36).
  13. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la platine (42) est rapportée sur la face d'affichage (76) du cadran (36).
  14. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la platine (42) est réalisée d'une seule pièce avec le cadran (36).
  15. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (42) est réalisée en matériau monocristallin.
  16. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pourvu d'un cadran d'affichage (36) qui comporte un corps principal en matériau semi-conducteur, dans lequel l'élément moteur (46) est piloté par un circuit électronique de commande (22), caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (22) comporte au moins un élément de circuit intégré (28, 30) qui est gravé dans le corps principal du cadran (36).
  17. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément moteur (46) est un micro-système électromécanique qui est gravé dans le corps principal du cadran (36).
  18. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (44) comporte des éléments de glissement (74) qui sont interposés entre une face (57) de la platine (42) et les pignons (48, 54) en vue de diminuer leur résistance au frottement pendant la rotation.
  19. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de glissement (74) sont constitués par des pistes de glissement circulaires agencées sur la platine (42).
  20. Dispositif d'affichage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les pistes de glissement (74) sont réalisées d'une seule pièce avec la platine (42).
  21. Dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes d'affichage (38, 40) sont des aiguilles.
  22. Pièce d'horlogerie (10) caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'affichage (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  23. Pièce d'horlogerie (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le premier organe d'affichage (38) est constitué par une aiguille des minutes et le second organe d'affichage (40) est constitué par une aiguille des heures.
  24. Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage (26) comportant un premier organe d'affichage (38) analogique rotatif affichant une première information et un second organe d'affichage (40) analogique rotatif affichant une seconde information, la valeur de la seconde information étant liée à la valeur de la première information selon un rapport de démultiplication déterminé, dans lequel le premier (38) et le second (40) organes d'affichage sont montés à rotation par rapport à une platine (42) autour d'un même axe principal (A1) et sont entraînés en rotation par un dispositif d'entraînement (44) à engrenages planétaires porté par la platine (42), et dans lequel le dispositif d'entraînement (44) comporte un élément moteur (46) prévu pour entraîner en rotation un pignon central (48) qui est solidaire à rotation du premier organe d'affichage (38), et au moins un pignon satellite (54) qui engrène avec le pignon central (48) et avec une couronne (56) à denture interne, le second organe d'affichage (40) étant entraîné en rotation autour de l'axe principal (A1) par le déplacement de l'axe (A2) du pignon satellite (54),
    caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'assemblage au cours de laquelle le second organe d'affichage (40) est monté libre à rotation sur l'axe principal (A1 ) et au cours de laquelle le second organe d'affichage (40) est assemblé au pignon satellite (54) par un pivot (58).
  25. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une étape de micro-usinage comprenant un traitement lithographique est mise en oeuvre pour obtenir la platine (42).
  26. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couronne (56) est réalisée d'une seule pièce avec la platine (42) et obtenue par l'étape de micro-usinage.
  27. Procédé de fabrication selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce que le pignon satellite (54) est obtenu par l'étape de micro-usinage.
  28. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, le dispositif d'affichage (26) comportant un cadran d'affichage (36), caractérisé en ce que la platine (42) est réalisée d'une seule pièce avec le cadran d'affichage (36) au cours de l'étape de micro-usinage.
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