CH709512B1

CH709512B1 - Dispositif d'entraînement de mems bidirectionnel.

Info

Publication number: CH709512B1
Application number: CH01135/15A
Authority: CH
Inventors: Stotz Gerhard
Original assignee: Timex Group Usa Inc
Priority date: 2013-01-07
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2018-09-14
Also published as: JP6014776B2; JP2016509542A; CN105027416A; EP2959571B1; CN105027416B; US20140194241A1; US8926465B2; EP2959571A1; EP2959571A4; WO2014107401A1

Abstract

Dispositif d’entraînement (10, 10A) d’un système micro-électromécanique (MEMS) comprenant une roue entraînée (20) comprenant n dents à sa périphérie extérieure, un anneau d’actionnement (30) situé autour de la roue entraînée, lui-même comprenant n + x dents autour de sa périphérie intérieure, dans lequel les n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) vont progressivement s’engrener avec des sous-ensembles de n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; un ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A), couplé à l’anneau d’actionnement (30), pour entraîner l’anneau d’actionnement dans un mouvement de type hystérésis de manière à provoquer une rotation de la roue entraînée (20), dans lequel, après un cycle complet du mouvement de type hystérésis, la succession d’engrènements et de désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs des n dents de la roue entraînée (20) avec des sous-ensembles sélectifs des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30), fait tourner la roue entraînée de x dents correspondant à 360° · x/n.

Description

ARRIÈRE PLAN TECHNOLOGIQUE

[0001] La présente invention concerne de manière générale des dispositifs d’entraînement pour entraîner des aiguilles, des anneaux et autres indicateurs d’affichage pour des petits appareils électroniques (i.e. portables), et en particulier, un dispositif d’entraînement de systèmes micro-électromécaniques (MEMS) pour dispositif électronique, et dans un mode de réalisation particulièrement souhaitable, pour entraîner de tels aiguilles, anneaux et/ou autres indicateurs d’une pièce d’horlogerie, comme un dispositif porté au poignet. Cependant, il sera compris de la présente description que l’invention ne se limite pas à ceci.

[0002] Des systèmes micro-électromécaniques (MEMS) qui sont utilisés comme unités d’entraînement unidirectionnelles et bidirectionnelles sont connus dans la technique. Par exemple, une unité d’entraînement de MEMS connue est un dispositif bidirectionnel qui utilise au moins quatre parties individuelles d’actionneur de MEMS, qui forment deux paires d’actionneurs de MEMS individuels qui engrènent avec au moins deux zones individuelles de la roue entraînée. Pour chaque sens de rotation, l’unité d’entraînement nécessite une paire de parties d’actionneur de MEMS, où tour à tour l’une des paires entraîne la roue tandis que l’autre est sortie du contact avec la roue. L’autre paire de parties d’actionneur est nécessaire pour faire tourner la roue dans le sens d’entraînement opposé. Bien qu’entraînant la roue dans l’un ou l’autre sens, les parties d’actionneur de l’autre paire (i.e. pour l’autre sens) doivent également être sorties de l’engrènement avec la roue. Chacune des quatre parties d’actionneur individuelles est une zone d’activation électrostatique, où une zone d’une paire d’actionneurs de MEMS est destinée à produire une force d’entraînement tangentielle ou un couple pour entraîner la roue et l’autre zone de la paire est destinée à produire une force radiale pour tirer l’unité d’entraînement hors de l’engrènement avec la roue. Un dispositif du type ci-dessus nécessite donc quatre (4) parties électrostatiques.

[0003] Une autre conception d’actionneur d’entraînement de roue est décrite dans le brevet N° 7 592 737. Dans cette conception, un dispositif MEMS est fourni, qui comprend un élément entraîné ayant une série de dents. Le dispositif MEMS comprend un élément d’entraînement pouvant être actionné pour venir en prise avec l’élément entraîné lorsque l’élément d’entraînement est dans une position en prise avec la série de dents. Une paire d’actionneurs individuels d’entraînement du dispositif MEMS déplace l’élément d’entraînement avec un mouvement du type à hystérésis dans et hors de l’engrènement avec l’élément entraîné. Un autre actionneur individuel de MEMS se déplace radialement et doit être en prise avec la roue pour empêcher une rotation indésirable, tandis que l’autre paire d’actionneurs d’entraînement est tiré hors de l’engrènement.

[0004] On considère que l’état de la technique existant a des défauts, et on considère en outre que faire avancer l’état de la technique est à la fois souhaitable et possible. Par exemple, dans chacune des conceptions qui précèdent, il y a plus d’actionneurs nécessaires que voulu. Dans le dernier exemple du brevet 7 592 737, au moins trois actionneurs de MEMS sont nécessaires. De plus, les dispositifs qui précèdent sont plus compliqués que voulu pour minimiser ou empêcher un mouvement non voulu de la roue entraînée.

[0005] En conséquence, il est souhaitable de fournir un dispositif d’entraînement où tous les buts et avantages nécessaires peuvent être atteints par l’utilisation de deux actionneurs de MEMS. En outre, du fait de la conception améliorée de l’ensemble d’actionnement d’entraînement de la présente invention, les modes de réalisation préférés peuvent fournir une mise en prise constante de la roue entraînée, empêchant ainsi un mouvement non voulu de celle-ci. De plus, la conception de la présente invention aboutit en outre à un nombre de signaux de commande nécessaires réduit par rapport à ceux envisagés jusqu’à maintenant pour aboutir à toute la fonctionnalité nécessaire. D’autres buts et caractéristiques qui concernent des défauts de la technique antérieure sont également fournis comme décrit ici.

RÉSUMÉ ET BUTS DE L’INVENTION

[0006] C’est donc un but de la présente invention de surmonter les défauts perçus de la technique antérieure.

[0007] De manière spécifique, c’est un but de la présente invention de fournir un dispositif d’entraînement amélioré pour un dispositif électronique qui utilise les avantages offerts par l’utilisation d’une technologie de MEMS.

[0008] Un autre but de la présente invention consiste à fournir un dispositif d’entraînement amélioré pour un dispositif électronique, qui utilise les avantages offerts par l’utilisation d’une technologie de MEMS mais qui réduit simultanément le nombre de parties d’actionneur nécessaires pour cependant fournir un agencement d’entraînement directionnel.

[0009] Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir un dispositif d’entraînement de MEMS amélioré qui utilise une combinaison d’anneau d’actionnement et de roue entraînée qui de préférence ne se désengrènent pas à partir d’au moins un certain engrènement de manière à empêcher un glissement ou une perte de calibrage ou de précision des indicateurs d’affichage commandés par le dispositif d’entraînement.

[0010] Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir un dispositif d’entraînement de MEMS amélioré qui permet la construction et l’utilisation d’un ensemble d’entraînement plus petit et plus fort que ceux rencontrés jusqu’à maintenant dans la technique.

[0011] Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir des méthodologies pour mettre en oeuvre et/ou faciliter ce qui précède.

[0012] D’autres buts et avantages de la présente invention seront plus apparents à la suite d’un examen des dessins et de la description qui suit.

[0013] L’invention comprend en conséquence les caractéristiques de construction, de combinaison d’éléments, de disposition des pièces et de séquence des étapes qui seront données en exemple dans la construction, la représentation et la description ci-après, et la portée de l’invention sera indiquée dans les revendications.

[0014] Par conséquent, et de façon générale, conformément à un premier aspect, l’invention concerne un dispositif d’entraînement de systèmes microélectromécaniques (MEMS) de dispositif électronique. Le dispositif d’entraînement de systèmes microélectromécaniques (MEMS) de l’invention comprend une roue entraînée ayant un diamètre, comportant (n) dents sur sa périphérie extérieure, dans lequel (n) est un entier positif; un anneau d’actionnement ayant un diamètre intérieur qui est plus grand que le diamètre de la roue entraînée, comprenant (n) + (x) dents sur sa périphérie intérieure et où (x) est un nombre entier égal à au moins 1 ; dans lequel des sous-ensembles des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement vont progressivement s’engrener avec des sous-ensembles de (n) dents de la roue entraînée et se désengrener de ceux-ci; un ensemble d’actionnement d’entraînement, relié à l’anneau d’actionnement, pour entraîner l’anneau d’actionnement dans un mouvement de type à hystérésis de façon à provoquer la rotation de la roue entraînée, l’ensemble d’actionnement d’entraînement comprenant: un premier actionneur d’entraînement couplé à l’anneau d’actionnement pour tirer de manière sélective l’anneau d’actionnement dans une première direction et pousser l’anneau d’actionnement dans une direction opposée à la première direction amenant ainsi des sous-ensembles des (n) + (x) des dents de l’anneau d’actionnement à s’engrener avec des sous-ensembles des (n) dents de la roue entraînée et se désengrener de ceux-ci; un second actionneur d’entraînement relié à l’anneau d’actionnement pour tirer sélectivement l’anneau d’actionnement dans une seconde direction et pousser l’anneau d’actionnement dans une direction opposée à la seconde direction, la première direction étant perpendiculaire à la seconde direction, amenant ainsi les (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement à engrener avec des sous-ensembles de (n) dents de la roue entraînée et se désengrener de ceux-ci; dans lequel, après un cycle complet d’engrènements et désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs des (n) dents de la roue entraînée avec des sous-ensembles sélectifs des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement, la roue entraînée tourne de [(360) (x)/(n)]°.

[0015] Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé d’entraînement d’une roue entraînée d’un dispositif d’entraînement de systèmes microélectromécaniques (MEMS) de dispositif électronique. Dans un tel procédé préféré, et utilisant le dispositif d’entraînement de systèmes microélectromécaniques (MEMS) tel que défini ci-dessus, le procédé comprend les étapes consistant à tirer sélectivement l’anneau d’actionnement dans une première direction et pousser de manière sélective l’anneau d’actionnement dans une direction opposée à la première direction, le premier actionneur d’entraînement amenant ainsi des sous-ensembles sélectionnés des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement à engrener avec des sous-ensembles des (n) dents de la roue entraînée et se désengrener de ceux-ci; tirer sélectivement l’anneau d’actionnement dans une seconde direction et pousser de manière sélective l’anneau d’actionnement dans une direction opposée à la seconde direction, le second actionneur d’entraînement amenant ainsi des sous-ensembles sélectionnés des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement à engrener avec des sous-ensembles des (n) dents de la roue entraînée et se désengrener de ceux-ci; dans lequel: la première direction est perpendiculaire à la seconde direction; et après un cycle complet d’engrènements et de désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs des (n) dents de la roue entraînée avec des sous-ensembles sélectifs des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement, la roue entraînée tourne de [ (360) (x)/(n)]°.

[0016] Dans un mode préféré de réalisation, le dispositif d’entraînement est porté au poignet dans une pièce d’horlogerie ayant la forme d’une montre-bracelet.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0017] Les caractéristiques énoncées ci-dessus, ainsi que d’autres, de l’invention sont rendues plus évidentes par la description qui suit de modes préférés de réalisation lorsqu’elle est lue conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels: les fig. 1A et 1B représentent chacune un dispositif d’entraînement de MEMS bidirectionnel construit conformément à des modes de réalisation préférés de la présente invention; les fig. 2, 3, 4 et 5 représentent les mouvements successifs d’un anneau d’actionnement et d’une roue entraînée lors de l’actionnement par les ensembles d’actionnement d’entraînement des fig. 1A et/ou 1B, tous construits conformément à des modes de réalisation préférés de la présente invention; la fig. 6 est un schéma préféré de l’actionnement d’un actionneur d’entraînement dans la direction x et d’un actionneur d’entraînement dans la direction y, donnés en exemple; la fig. 7 est un schéma fonctionnel d’une configuration donnée en exemple pour commander des disposi tifs d’entraînement de MEMS des modes de réalisation préférés de la présente invention; et la fig. 8 est une configuration donnée en exemple d’un dispositif électronique, et par exemple d’une pièce d’horlogerie, qui incorpore des modes de réalisation préférés de la présente invention.

Des références numériques identiques sur les figures indiquent des pièces analogues, alors que toute caractéristique de toute figure puisse ne pas être indiquée par une référence numérique.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

[0018] On va tout d’abord de manière générale se reporter aux fig. 1A et 1B qui représentent un dispositif d’entraînement bidirectionnel de systèmes micro-électromécaniques (MEMS), généralement indiqué par 10 et 10A, respectivement, construit conformément à des modes de réalisation préférés de la présente invention. On va faire référence ici de manière générale à un dispositif d’entraînement de MEMS 10, mais il doit être compris que le dispositif d’entraînement de MEMS 10A est construit et fonctionne de manière identique, à l’exception de la différence de configuration des bras 105,205 et des bras 105A, 205A, comme décrit davantage ci-dessous. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif d’entraînement de MEMS 10 comprend, entre autres, une roue entraînée 20 ayant un diamètre, comprenant (n) dents sur sa périphérie extérieure, dans lequel (n) est un nombre entier de préférence dans la plage d’environ 300 à environ 1000; un anneau d’actionnement 30 ayant un diamètre intérieur qui est plus grand que le diamètre de la roue entraînée, comprenant (n) + (x) dents sur sa périphérie intérieure et où (x) est un nombre entier égal à au moins 1 et de préférence de 1, 2,3 ou 4; où les (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement vont progressivement s’engrener avec des sous-ensembles différents des (n) dents de la roue entraînée 20 et se désengrener de ceux-ci, comme décrit ici. Il est assuré cependant que (n) peut être plus petit ou plus grand que les nombres indiqués ci-dessus tout en restant dans la présente invention. De même, (x) peut être plus grand que 4 si de telles exigences de conception l’imposent ou sont souhaitables.

[0019] Le dispositif d’entraînement 10 comprend également un ensemble d’actionnement d’entraînement, généralement indiqué en 40, relié à l’anneau d’actionnement 30, pour entraîner l’anneau d’actionnement 30 dans un mouvement de type à hystérésis de façon à provoquer la rotation de la roue d’entraînement 20. Dans un mode de réalisation préféré, l’ensemble d’actionnement d’entraînement 40 comprend un premier actionneur d’entraînement, généralement désigné par 100, relié à l’anneau d’actionnement 30 pour tirer sélectivement l’anneau d’actionnement 30 dans une première direction et pousser l’anneau d’actionnement 30 dans une direction opposée à la première direction; et un second actionneur d’entraînement, généralement désigné par 200, relié à l’anneau d’actionnement 30 pour tirer sélectivement l’anneau d’actionnement 30 dans une seconde direction et pousser l’anneau d’actionnement 30 dans une direction opposée à la seconde direction.

[0020] A titre d’illustration seulement, la «première» direction sera décrite ici comme étant dans la direction «X» (par exemple horizontale) et la «seconde» direction sera décrite comme étant dans la direction «Y» (par exemple verticale). Cependant, ceci est donné simplement à titre d’exemple, comme cela sera compris.

[0021] Comme on le verra plus en détail ci-dessous, après un cycle complet d’engrènements et de désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs de (n) dents de la roue entraînée 20 avec des sous-ensembles sélectifs des (n) + (x) dents de l’anneau d’actionnement 30, la roue entraînée 20 est considérée comme ayant tourné de (x) dents correspondant à [(360) (x)/(n)]°.

[0022] Plus précisément, lorsque l’anneau d’actionnement 30 est déplacé à travers son mouvement de type à hystérésis, les dents de l’anneau d’actionnement 30 vont progressivement engrener avec les dents de la roue entraînée 20 et se désengrener de celles-ci. Cet effet d’engrènement implique une rotation à la roue entraînée 20.

[0023] Des dimensions préférées de la roue entraînée 20 et de l’anneau d’actionnement 30 seront connues par l’homme du métier et sont donc un choix de routine de conception. De préférence, la forme des dents de la roue entraînée et de l’anneau d’actionnement peut être triangulaire, mais elles peuvent également avoir d’autres formes, comme trapézoïdale pour réduire éventuellement la probabilité d’interférence entre les dents respectives lorsqu’elles engrènent comme décrit ici. Dans des modes de réalisation préférés de la présente invention, le nombre de dents de la roue entraînée 20 est de trois cents (300) et de six cents (600) et le nombre préféré de dents pour l’anneau d’actionnement 30 est un de plus que le nombre de dents de la roue entraînée 20, donc, est de 301 et 601 respectivement pour les deux modes de réalisation préférés mentionnés ci-dessus (pour éviter tout doute, le nombre de dents de la roue entraînée et de l’anneau d’actionnement comme représenté sur les figures annexées est plus petit que les nombres préférés de 300, 600 pour la roue entraînée 20, mais cela a été fait à titre de représentation seulement).

[0024] Il faut savoir qu’en raison de la structure très fine des peignes des actionneurs de MEMS et de manière correspondante du déplacement limité possible (course) que la partie mobile de ces peignes à structure fine peut effectuer, la taille et le pas des dents respectives doivent en conséquence être également très fins. Par conséquent, alors que les nombres illustrés sont de l’ordre de 60 dents (pour la roue entraînée 20) et de 61 (pour l’anneau d’actionnement 30), en réalité, les nombres de dents sont significativement plus élevés. En outre, comme le comprendra l’homme du métier, le nombre de dents choisi pour la roue entraînée 20 et l’anneau d’actionnement 30 va conduire à une certaine taille de la roue et donc de l’unité de MEMS entière.

[0025] En outre, alors que le nombre préféré de dents (n) de la roue entraînée 20 est d’environ 300 à environ 1000, et dans les exemples particulièrement préférés, de 300 et 600, le nombre de dents de l’anneau d’actionnement sera plus élevé comme expliqué ici d’un nombre (x), qui est de préférence (1) pour les raisons exposées ci-dessous, mais peut aussi être par exemple (2) ou (3) ou (4).

[0026] Autrement dit, pour une roue entraînée 20 de taille relativement petite, un mode de réalisation préféré utilise 300 dents pour la roue entraînée 20 et 301 dents pour l’anneau d’actionnement 30. Pour une conception légèrement plus grande, la roue entraînée 20 peut avoir 600 dents et donc il y aurait 601 dents sur l’anneau d’actionnement 30.

[0027] La raison pour laquelle la différence préférée, c’est à dire (x), du nombre de dents entre la roue entraînée 20 et l’anneau d’actionnement 30 est seulement de un (1) est que l’on est sûr que les diamètres de la roue entraînée 20 et de l’anneau d’actionnement 30 sont petits et assez proches pour s’assurer qu’il n’y a aucune possibilité de désengrènement entre la roue entraînée 20 et l’anneau d’actionnement 30. Cependant, avec une différence (x) qui est supérieure à un (1) entre le nombre de dents de la roue entraînée 20 et de l’anneau d’actionnement 30, on augmente le risque que l’anneau d’actionnement 30 puisse se déplacer élastiquement dans une position médiane, de sorte que la roue entraînée 20 devienne positionnée quelque peu au centre de l’anneau d’actionnement 30, où elle serait dépourvue de tout engrènement entre la roue entraînée 20 et l’anneau d’actionnement 30.

[0028] Les particularités des actionneurs d’entraînement 100, 200 vont maintenant être décrites plus en détail en liaison avec le mouvement de l’anneau d’actionnement 30, l’actionneur d’entraînement dans la «direction x» étant identifié par l’actionneur d’entraînement 100 et l’actionneur d’entraînement dans la «direction y» étant identifié par l’actionneur d’entraînement 200. Toutefois, on se référera plus spécifiquement à l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x, l’actionneur d’entraînement dans la direction y 200 étant construit et fonctionnant de la même façon que l’actionneur d’entraînement dans la direction x 100. Pour plus de détails de tels actionneurs d’entraînement, on peut se reporter au brevet US N° 7 592 737, dont l’objet est incorporé par référence comme s’il était intégralement décrit ici.

[0029] Dans le mode de réalisation préféré de la fig. 1A, l’actionneur d’entraînement 100 dans la «direction x» comprend, entre autres, un élément d’entraînement sous la forme d’un bras 105, s’étendant vers l’extérieur à partir d’une partie mobile 120, qui sera décrite plus en détail ci-dessous. Comme illustré sur la fig. 1A, le bras 105 peut être considéré comme linéaire (c’est-à-dire en I) ou en «L», en fonction seulement de son cadre de référence subjectif. Dans le mode de réalisation préféré de la fig. 1B, l’actionneur d’entraînement 100A dans la direction x comprend, entre autres choses, un élément d’entraînement sous la forme d’un bras 105A s’étendant également vers l’extérieur depuis une partie mobile 120A, qui est identique à la partie mobile 120. Comme le montre la fig. 1B, le bras 105A peut être considéré comme en forme de «T», mais à tous autres égards, l’ensemble d’actionnement d’entraînement 40 et l’ensemble d’actionnement d’entraînement 40A sont identiques. Les bras 105, 105A sont de préférence rigides et non élastiques et constituent une partie de la structure de MEMS. Connectés respectivement aux bras 105, 105A il y a deux bras supplémentaires 106, 106A, et 108, 108A. Les bras 106, 106A d’une part, et les bras 108, 108A d’autre part, en fonction de la conception ou de la forme des bras 105, 105A, peuvent avoir la même longueur ou avoir deux longueurs différentes comme illustré, et leurs extrémités distales respectives sont reliées à l’anneau d’actionnement 30 tous ayant une structure de MEMS unitaire au niveau des positions illustrées dans les figures respectives 1A et 1B. Pour être sûr cependant, le bras 106 est prévu pour avoir la même longueur que le bras 106A et le bras 108 est prévu pour avoir la même longueur que le bras 108A. Les extrémités distales des bras 106, 106A sont reliées à l’anneau d’actionnement 30 dans le quadrant I, et en particulier, à un angle de sensiblement 45° par rapport à un axe horizontal passant par l’anneau d’actionnement 30. Les extrémités distales des bras 108, 108A sont de préférence reliées comme partie d’une structure de MEMS unitaire à l’anneau d’actionnement 30 dans une position qui peut être considérée comme le long de l’axe Y, sensiblement à 135° dans le sens horaire mesurés à partir du premier point de liaison des bras respectifs 106, 106A. Les figures respectives 1A, 1B illustrent ces positions.

[0030] Un agencement similaire existe en ce qui concerne l’actionneur d’entraînement 200 dans la «direction y». Par exemple, dans le mode de réalisation préféré de la fig. 1A, l’actionneur d’entraînement 200 dans la «direction y» comprend, entre autres choses, un élément d’entraînement ayant la forme d’un bras 205, s’étendant vers l’extérieur à partir d’une partie mobile 220, qui agit de manière identique à la partie mobile 120. Comme illustré sur la fig. 1A, le bras 205 peut également être considéré comme linéaire (c’est-à-dire en I) ou en «L». L’actionneur d’entraînement dans la «direction y» 200A sur la fig. 1B comprend également un élément d’entraînement sous la forme d’un bras 205A s’étendant également vers l’extérieur depuis une partie mobile 220A, qui est identique à la partie mobile 220. Sur la fig.1B, le bras 205A peut être considéré comme en forme de «T». Ici aussi, les bras 205, 205A sont de préférence rigides et non élastiques, comme les bras, 105,105A. Respectivement connectés aux bras 205, 205A il y a de même deux bras supplémentaires 206, 206A et 208, 208A. Les bras 206, 206A sont de préférence de même longueur que les bras 106, 106A et les bras 208, 208A sont de préférence également de la même longueur que les bras 108,108A. De même, les extrémités distales respectives des bras 206, 208, 206A et 208A sont de la même façon reliées à l’anneau d’actionnement 30 comme faisant partie d’une structure de MEMS unitaire, comme illustré par les figures respectives. Par exemple, l’extrémité distale des bras 206,206A est également reliée à l’anneau d’actionnement 30 dans le quadrant I à un angle sensiblement de 45° par rapport à un axe horizontal traversant l’anneau d’actionnement 30. Les extrémités distales des bras 208, 208A sont de préférence reliées par les mêmes moyens à l’anneau d’actionnement 30 dans une position qui peut être considérée sur l’axe X, sensiblement à 135° dans le sens antihoraire mesurés à partir du premier point de liaison des bras respectifs 206, 206A. Les figures respectives 1A, 1B illustrent ces positions.

[0031] Comme on peut le voir, les bras 106, 106A et les bras 108, 108A sont parallèles à la direction de déplacement de la partie mobile 120, 120A, respectivement, et les bras 206, 206A et les bras 208, 208A sont parallèles à la direction de déplacement de la partie mobile 220, 220A, respectivement.

[0032] La raison de l’utilisation préférée d’au moins deux longs bras minces 106, 106A et 108, 108A pour les actionneurs d’entraînement dans la direction x et d’au moins deux longs bras minces 206, 206A et 208, 208A pour les actionneurs d’entraînement dans la direction y est de permettre uniquement un déplacement parallèle de l’anneau d’actionnement 30 dans les directions «x» et «y» respectives sans rotation remarquable. Les deux longs bras minces respectifs associés à l’actionneur d’entraînement 100,200 et 100A, 200A agissent de manière similaire à deux suspensions en parallélogramme, où un actionneur d’entraînement 100, 100A peut commander le déplacement de la position de l’anneau d’actionnement 30 uniquement dans la direction x et l’autre actionneur d’entraînement 200, 200A peut commander le déplacement de la position de l’anneau d’actionnement 30 uniquement dans la direction y. Si les longueurs des deux longs bras minces ne sont pas les mêmes, comme représenté sur les fig. 1A, 1B, il y aura des déplacements suffisamment parallèles avec un mouvement de rotation négligeable de l’anneau d’actionnement.

[0033] Il doit être compris que plus de deux longs bras minces pour chacun des actionneurs d’entraînement ne sont pas nécessaires, mais sont possibles dans la mesure où ils sont suffisamment souples pour être plies dans la direction latérale.

[0034] Comme on le comprendra rapidement, les bras 106,106A et 108,108A amènent l’anneau d’actionnement 30 à se déplacer dans la direction «X» et, plus particulièrement, à la fois vers la droite (par exemple comme illustré par la flèche «Xpos» sur les fig. 1A, 1B) et vers la gauche (par exemple, comme illustré par la flèche «Xneg» sur les fig. 1A, 1B).

[0035] De même, les bras 206, 206A et 208, 208A amènent l’anneau d’actionnement 30 à se déplacer dans la direction «Y», et plus précisément, à la fois vers le haut (par exemple comme illustré par la flèche «Ypos» sur les fig. 1A, 1B) et vers le bas (par exemple, comme illustré par flèche «Yneg» sur les fig. 1A, 1B).

[0036] L’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y sont de préférence des modules électrostatiques ayant une structure de peigne comme cela va maintenant être décrit en se reportant en particulier à l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x du fait que l’actionneur d’entraînement dans la direction y agit d’une manière identique. Bien que d’autres détails de l’actionneur d’entraînement dans la direction x vont désormais être fournis, toutes les références au cours de la présente description destinées à l’actionneur d’entraînement 100 s’appliquent également à l’actionneur 100A et toutes les références au cours de la présente description destinées à l’actionneur d’entraînement 200 s’appliquent aussi également à l’actionneur 200A.

[0037] L’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x est formé d’une partie «fixe» 115 et d’une partie «mobile» 120, cette dernière étant reliée au bras 105. Il doit être compris que par «fixe», on entend indiquer un élément, une partie ou un organe qui est incorporé dans le substrat, tandis que le terme «mobile» est destiné à indiquer un élément, une partie ou un organe qui est positionné à quelques microns au-dessus du substrat par des suspensions élastiques (indiquées ci-dessous), qui sont également intégrées dans le substrat.

[0038] La partie fixe 115 comprend une électrode radiale 125 à partir de laquelle un ensemble fixe de peignes parallèles 130 s’étend vers l’extérieur. Chaque peigne 130 est formé d’une tige principale et d’une série de doigts parallèles reliés à la tige et se prolongeant perpendiculairement à celle-ci.

[0039] La partie mobile 120 comprend un châssis 135 qui a une forme générale de U et qui s’étend autour de la partie fixe 115. Le châssis 135 est relié à chacune de ses extrémités au substrat, par l’intermédiaire de liens d’enrobement 140A, 140B, comprenant les suspensions élastiques. Les peignes 145 s’étendent à partir de la base 135 dans une direction générale vers l’extérieur, et sont de façon similaire formés à partir d’une tige principale et d’une série de doigts parallèles reliés à la tige et s’étendant perpendiculairement par rapport à celle-ci.

[0040] Les peignes 130 de la partie fixe 115 et les peignes 145 de la partie mobile 120 sont disposés parallèlement les uns aux autres et intercalés les uns avec les autres, de telle sorte que chaque peigne 145 est situé en vis-à-vis d’un peigne fixe 130 de sorte que leurs doigts sont intercalés les uns avec les autres.

[0041] L’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y a une structure similaire à celle de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x, sauf que l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y est orienté perpendiculairement à l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x.

[0042] En fonctionnement, les doigts de peignes intercalés sont semblables à des condensateurs plats, dont une des plaques est reliée à l’électrode 125 de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x ou à l’électrode 225 correspondante de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y, l’autre plaque étant reliée à la masse par les liaisons d’enrobement respectives 140A, 140B de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et 240A, 240B de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y.

[0043] En ce qui concerne l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x, lorsqu’une tension est appliquée à la l’électrode radiale 125, cette tension crée une différence de potentiel entre la partie fixe 115 et la partie mobile 120. Un champ électrique est établi entre les plaques des condensateurs formés par les doigts des peignes 130 et 145. Ce champ électrique produit une force électrostatique qui déplace les peignes 145 par rapport aux peignes fixes 130 dans une direction parallèle aux doigts des peignes, ce qui déplace le bras 105 dans une direction correspondante. Autrement dit, la force électrostatique agissant entre les doigts des peignes aboutit au déplacement du cadre 135 et, par conséquent, à un mouvement linéaire du bras 105 dans une direction Xpos, par rapport à l’anneau d’actionnement 30.

[0044] Un fonctionnement similaire se produit en ce qui concerne l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y, en ce sens que lorsqu’une tension est appliquée à l’électrode 225, la force électrostatique créée a pour résultat le déplacement linéaire du bras 205 dans le sens Ypos par rapport à l’anneau d’actionnement 30.

[0045] Autrement dit, s’il n’y a pas de différence de tension appliquée entre l’électrode 125 ayant ses peignes 130 reliés et les peignes 145 connectés à la partie mobile 120, ou entre l’électrode 225 ayant ses peignes associés/connectés et les peignes associés/connectés à la partie mobile 220, il n’y aura pas de force électrostatique produite, et l’anneau d’actionnement 30 sera maintenu dans sa position de repos par les forces élastiques entre les peignes respectifs. Cette position initiale est représentée comme position de départ sur les fig. 1 A, 1B et comme position de fin sur la fig. 5 après un cycle d’actionnement complet. D’autre part, si une différence de tension est appliquée entre l’électrode 125 ayant ses peignes 130 reliés et les peignes 145 reliés à la partie mobile 120, et/ou entre l’électrode 225 ayant ses peignes connectés et les peignes raccordés à la partie mobile 220, une ou des forces d’attraction électrostatiques est ou sont produite (s) dans les actionneurs d’entraînement correspondants dans la direction x et/ou la direction y, et l’anneau d’actionnement 30 est tiré dans la direction x et/ou la direction y correspondante.

[0046] D’autres détails des actionneurs 100, 200 qui ne sont pas importantes pour la présente invention peuvent être trouvés dans le brevet US N° 7 592 737 mentionné ci-dessus.

[0047] On se reporte ensuite aux fig. 2 à 5, qui représentent les phases successives du déplacement de l’anneau d’actionnement 30 et de la rotation de la roue entraînée 20.

[0048] À titre d’illustration, la fig. 1A peut être considérée comme une position initiale de l’anneau d’actionnement 30 donné en exemple, où ni l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x, ni l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y ne sont présentés comme étant actionnés. Par conséquent, et en raison de leurs caractéristiques de ressort respectives, le bras 105 de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x peut être vu comme étant l’anneau d’actionnement «de poussée» 30 dans la direction Xneg et l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y peut être vu comme étant l’anneau d’actionnement de «poussée» 30 dans lesens Yneg. Les actions à la fois de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y amènent de cette manière l’anneau d’actionnement 30 à être poussé contre la roue entraînée 20, essentiellement dans la zone à 45° dans le quadrant I (voir fig. 1A, 1B). C’est donc dans cette zone à 45° dans le quadrant I qu’existera l’engrènement le plus profond de l’anneau d’actionnement 30 et de la roue entraînée 20 dans cet état de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y. Dans cet état, on peut voir sur la fig. 1A que la dent de la roue entraînée 20 indiquée comme «1 » est engrenée et située à la gauche de la dent de l’anneau d’actionnement 30 qui est indiquée comme «A».

[0049] Ensuite, et comme illustré sur la fig. 2, lors de l’actionnement de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x comme indiqué ci-dessus le bras 105 provoque une «traction» de l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Xpos. L’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y est toujours (et volontairement) non actionné, et en raison de ses caractéristiques de ressort, l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y continue d’amener le bras 205 à «pousser» l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Yneg. En conséquence, l’anneau d’actionnement 30 sera poussé contre la roue entraînée 20 dans la zone à 45° dans le quadrant II. C’est donc dans cette zone à 45° dans le quadrant II qu’existera l’engrènement le plus profond de l’anneau d’actionnement 30 et de la roue entraînée 20 dans cet état de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y. Ici, on peut aussi voir que la dent de la roue entraînée 20 indiquée comme «1» est toujours engrenée et à la gauche de la dent de l’anneau d’actionnement 30 qui est indiquée comme «A», bien que la dent «A» se soit légèrement éloignée du côté droit de la dent «1 ».

[0050] On se reporte maintenant à la fig. 3, qui représente l’état dans lequel l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x est encore dans son état actionné et donc le bras 105 «tire» l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Xpos. En outre, l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y est maintenant également dans son état actionné et tire également l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Ypos. Les actions à la fois de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y amènent de cette manière l’anneau d’actionnement 30 à être poussé contre la roue entraînée 20, essentiellement dans la zone à 45° dans le quadrant III (voir fig. 1). C’est donc dans cette zone à 45° dans le quadrant III qu’ existera l’engrènement le plus profond de l’anneau d’actionnement 30 et de la roue entraînée 20 dans cet état de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y. Ici, on peut également voir que la dent de la roue entraînée 20 indiquée comme «1» commence à se dégager de l’anneau d’actionnement 30 et se trouve seulement légèrement à la gauche de la dent «A» de l’anneau d’actionnement 30.

[0051] On se reporte maintenant à la fig. 4 qui représente l’état dans lequel l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x est maintenant à nouveau dans son état non actionné et donc le bras 105 «pousse» l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Xneg alors que l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y est encore dans son état actionné et «tire» l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Ypos. Les actions à la fois de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y amènent de cette manière l’anneau d’actionnement 30 à être poussé contre la roue entraînée 20, essentiellement dans la zone à 45° du quadrant IV. C’est donc dans cette zone à 45° du quadrant IV qu’existera l’engrènement le plus profond de l’anneau d’actionnement 30 et de la roue entraînée 20 dans cet état de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction xetde l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y. Dans cet état, on peut également voir que la dent de la roue entraînée 20 indiquée par «1 » est en train d’engrener à nouveau avec l’anneau d’actionnement 30, mais qu’elle a maintenant dépassé la dent «A» de l’anneau d’actionnement 30 vers la droite de celle-ci.

[0052] Enfin, on se reporte à la fig. 5, qui représente l’état dans lequel à la fois l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y sont dans leurs états non actionnés respectifs, et donc les deux bras 105,205 «poussent» à nouveau l’anneau d’actionnement 30 dans le sens Xneg et le sens Yneg, respectivement, en raison de leurs caractéristiques de ressort respectives. Les actions à la fois de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y amènent de cette manière l’anneau d’actionnement 30 une fois de plus à être poussé contre la roue entraînée 20 essentiellement dans la zone à 45° dans le quadrant I. C’est donc dans cette zone à 45° du quadrant I qu’existera l’engrènement le plus profond de l’anneau d’actionnement 30 et de la roue entraînée 20 dans ces états non-actionnés de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y. Dans cet état, on peut également voir que la dent de la roue entraînée 20 indiquée par «1» a maintenant dépassé la dent «A» de l’anneau d’actionnement 30, et se trouve maintenant à droite de la dent «A» de l’anneau d’actionnement 30.

[0053] Comme on peut le voir de ce qui précède, l’anneau d’actionnement 30 est déplacé (sans rotation) dans un mouvement de type à hystérésis tout d’abord dans la direction Xpos, puis dans la direction Ypos, puis dans la direction Xneg et enfin dans la direction Yneg, le résultat étant que lors de ce cycle complet de mouvements les dents extérieures de la roue entraînée 20 ont roulé à travers le nombre complet de dents intérieures de l’anneau d’actionnement 30, mais du fait que le nombre de dents de l’anneau d’actionnement 30 est plus grand que le nombre de dents de la roue entraînée 20, la roue entraînée 20 a été mise en rotation exactement du nombre de dents correspondant à la différence entre le nombre de dents entre l’anneau d’actionnement 30 et la roue entraînée 20. Par exemple, dans le mode de réalisation représenté, la différence de nombre de dents entre l’anneau d’actionnement 30 et la roue entraînée 20 est de un (1). Par conséquent (et on le voit), la séquence des étapes qui précèdent a pour résultat que la roue entraînée a tourné de 1 dent.

[0054] Comme indiqué ci-dessus, la roue entraînée 20 peut donc être considérée comme ayant tourné de (x) dents correspondant à [(360) (x)/(n)]°, ou dans un premier mode de réalisation préféré, d’une dent. En utilisant les exemples préférés énoncés ci-dessus, avec (n) égal à 300 et (x) égal à 1 (c’est à dire que la roue entraînée a 300 dents et l’anneau d’actionnement a 301 dents), alors on peut voir qu’un cycle d’entraînement complet de l’anneau d’actionnement aboutira à un angle de rotation de la roue entraînée de 1,2°. Cependant, avec le même nombre de dents sur la roue entraînée 20, un différentiel de nombre de dents accru sur l’anneau d’actionnement 30 se traduira par une rotation supplémentaire de la roue entraînée 20 pour une séquence entière de mouvements de l’anneau d’actionnement 30. Par exemple, si le différentiel de nombre de dents est de deux (2) et le nombre de dents de la roue entraînée 20 reste à 300, alors la roue entraînée tournera de 2,4° dans un cycle complet d’engrènements et de désengrènements (i.e. de la fig. 1 à la fig. 5). D’autres changements de (n) et/ou (x) va aboutir à des quantités de rotation différentes pour un cycle donné complet d’engrènements et de désengrènements comme cela sera compris par l’homme du métier.

[0055] La fig. 6 est un schéma d’envoi de signaux donnés en exemple pour l’activation et la désactivation de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y pour mettre en oeuvre la séquence qui précède des fig. 1 à 5.

[0056] En outre, comme le comprendra l’homme du métier, la fréquence des signaux sera de préférence fonction de la forme et de la taille de la roue entraînée 20, et des autres engrenages et, par exemple, des aiguilles d’affichage, qui est/sont entraînés par la roue entraînée 20. D’autres caractéristiques de commande et d’envoi de signaux seront comprises par l’homme du métier.

[0057] Comme cela devrait maintenant aussi être noté, la présente invention est bien adaptée pour des applications, telles que pour le ou les moteurs d’une pièce d’horlogerie par exemple. Par exemple, la présente invention permet de simplifier un train d’engrenages d’entraînement habituel en remplaçant les moteurs pas à pas par une roue entraînée. En variante, et même dans une autre simplification, les trains de roues habituels peuvent être remplacés par une roue entraînée 20, qui pourrait être couplée à une aiguille d’affichage à entraîner. Cette liaison directe de la roue entraînée à l’indicateur d’affichage pourrait encore simplifier la construction et avoir pour résultat l’élimination ou la réduction des engrenages auparavant jugés nécessaires. Dans chacun de ces modes de réalisation, un concepteur du métier sait maintenant ajuster et déterminer des contraintes de couple, des réductions de vitesse appropriées, et analogue.

[0058] Par exemple, on se reporte également aux fig. 7 et 8 qui représentent, respectivement, un schéma fonctionnel d’une unité d’entraînement de MEMS comportant les modes de réalisation préférés de la présente invention et une pièce d’horlogerie donnée en exemple qui comprend les constructions exposées ci-dessus, y compris, mais sans s’y limiter, les modes de réalisation préférés de la présente invention et la fonctionnalité établie dans la fig. 7.

[0059] Comme illustré sur les fig. 7 et 8, les modes de réalisation préférés de la présente invention sont de préférence incorporés dans une pièce d’horlogerie, mais l’homme du métier notera que les utilisations et avantages de celle-ci peuvent être plus variés et répandus. A cet effet, l’objet du brevet US N°7 113 450, qui décrit seulement quelques utilisations de la présente invention dans des dispositifs électroniques autres que des montres de poignet habituelles, est incorporé ici par référence comme s’il était entièrement intégré ici. Cependant, étant donné que le mode de réalisation préféré est une pièce d’horlogerie et en particulier une montre-bracelet, il sera donc compris qu’une telle pièce d’horlogerie comprendra d’autres dispositifs et pièces ne faisant pas partie de la présente invention.

[0060] En vue de ceci, et d’autres concepts bien connus par l’homme du métier, coupler une ou plusieurs roues motrices 20 comme décrit ici à un ou plusieurs engrenages et/ou trains d’engrenages et/ou à l’indicateur d’affichage lui-même pour tourner, faire pivoter et/ou déplacer autrement un ou plusieurs indicateurs d’affichage, comme des aiguilles d’affichage (par exemple, des aiguilles des heures, minutes et/ou secondes) et/ou des anneaux et/ou même des aiguilles d’affichage linéaires, ne sera pas décrit puisqu’ étant tout à fait de la compétence de l’homme du métier. Pour être sûr, la description du brevet 7 113 450 précité peut être consultée à cet effet. Par exemple, comme évoqué ci-dessus, un exemple de roue entraînée 20 donnée en exemple peut être utilisé pour remplacer un rotor habituel de moteur pas à pas et/ou le train d’engrenages habituel lui-même et le nombre de ces roues motrices 20 dans tout dispositif électronique varie sur la base de nombreux facteurs, y compris, mais sans s’y limiter, le nombre d’indicateurs d’affichage à utiliser. Par exemple, si la roue entraînée 20 et l’indicateur d’affichage associé sont couplés par un engrenage ou un train d’engrenages correspondant, des constructions données en exemple étant définies dans de nombreux brevets de la présente cessionnaire, y compris, mais sans s’y limiter le brevet 7 113 450 précité.

[0061] A cet effet, la fig. 7 donne un exemple de schéma fonctionnel d’un dispositif plus grand, généralement indiqué par 500, qui utilise un des agencements d’entraînement de MEMS 10, 10A décrits ici. Par exemple, un agencement 500 comprend une commande, généralement indiquée par 600, un multiplexeur et pilote de tension généralement indiqué par 700, et un agencement d’entraînement de MEMS (l’un ou l’autre agencement 10 ou 10A est adapté, bien que la fig. 7 représente l’agencement 10A, mais ceci à titre d’exemple uniquement et non de limitation).

[0062] Comme décrit ci-dessus, la roue entraînée 20 est de préférence capable de tourner dans les deux sens et par petits incréments, comme compris dans la technique. Il doit également être compris qu’il est tout à fait dans la compétence du concepteur de concevoir un rapport d’engrenage approprié pour fournir la rotation ou le déplacement souhaitable de l’affichage de tous les indicateurs d’affichage à utiliser. Par exemple, il peut être souhaitable que la rotation incrémentielle de l’aiguille soit très faible (par exemple pour une boussole), assurant ainsi des incréments et des mesures d’affichage précis. A tout le moins, le taux typique de rotation (avec et/ou sans engrenages) sera configuré pour faire tourner, pivoter et/ou déplacer de manière appropriée un indicateur d’affichage, comme une aiguille des heures, minutes et/ou secondes ou analogue.

[0063] La commande 600 est de préférence une microcommande intégrée ou un ASIC généralement utilisé avec les montres électroniques, et fournit des signaux de commande comme décrit dans la fig. 6 pour un multiplexeur et pilote de tension 700 comme cela est compris dans la technique. À son tour, le multiplexeur/pilote 700 est couplé à chacun des dispositifs d’entraînement 10 et/ou 10A inclus dans la montre, et émets des signaux puisés et autres signaux nécessaires pour déplacer chacun de ceux-ci. Autrement dit, alors que la fig. 7 montre l’inclusion d’un seul dispositif d’entraînement 10 ou 10A, il doit être entendu que cela est donné à titre d’exemple uniquement et non de limitation. Autrement dit, compte tenu de ce qui précède, plusieurs dispositifs de commande de MEMS peuvent être couplés à la commande 600 et au multiplexeur/pilote 700 d’une manière connue, ceci étant du domaine, et étant connu, d’un homme du métier et d’un concepteur. De cette façon, le ou les actionneurs d’entraînement 100 dans la direction x et le ou les actionneurs d’entraînement 200 dans la direction y peuvent être entraînés dans les directions indiquées ci-dessus, provoquant ainsi la rotation de chaque roue entraînée 20 comme décrit ici et incorporée dans le dispositif électronique. Si nécessaire, les détails non-essentiels concernant la fonctionnalité et la construction de la commande 600 peuvent être obtenus en se reportant à la commande du brevet 7 113 450 précité. A nouveau, tous les détails, par exemple, de la commande d’affichage, de la conception des circuits, de la fonctionnalité de la commande et des exemples de constructions de modes de réalisation qui utilisent la présente invention peuvent être trouvés dans le brevet 7 113 450, qui est incorporé par référence comme s’il était entier ici. Dans un mode de réalisation préféré, une batterie habituelle ou une pile à combustible enfermée à base d’hydrogène («E-cell») peut être utilisée comme alimentation de courant 500.

[0064] La fig. 8 représente une pièce d’horlogerie donnée en exemple, généralement indiquée par 1000, qui comprend plusieurs dispositifs d’entraînement de MEMS, indiqués de façon générique par 10,10A et prévus pour faire référence aux dispositifs 10 ou 10A. Une configuration à une seule (ou plusieurs) commande 600 et un multiplexeur/pilote 700 peut être utilisée comme cela sera compris dans la technique pour faire fonctionner les dispositifs d’entraînement respectifs 10 et/ou 10A. La fig. 8 représente quatre (4) dispositifs d’entraînement de MEMS 10 ou 10A, chacun ayant un train d’engrenages associé 505,510,515 et 520 donné en exemple, qui à son tour est couplé à un ou plusieurs des indicateurs d’entraînement comme cela est compris dans la technique. Cependant, comme indiqué ci-dessus, le mode de réalisation préféré peut omettre les trains d’engrenages si on le désire et avoir la roue entraînée associée 20 directement couplée à l’indicateur d’affichage, si on le désire.

[0065] En outre, l’agencement ci-dessus présente l’avantage supplémentaire d’être en mesure de fonctionner dans le sens inverse (à savoir faire tourner la roue entraînée 20 dans le sens antihoraire par opposition à la direction dans le sens horaire comme illustré sur la séquence des fig. 1 à 5). Cela est facilement réalisé en inversant l’ordre des activations et désactivations de l’actionneur d’entraînement 100 dans la direction x et de l’actionneur d’entraînement 200 dans la direction y, comme désormais compris de la description.

Claims

[0066] On peut donc voir que la présente invention fournit un dispositif d’actionnement amélioré pour un dispositif électronique qui utilise les avantages apportés par l’utilisation de la technologie MEMS. Par exemple, la présente invention permet la réduction du nombre de parties d’actionneur nécessaires pour fournir encore un dispositif d’entraînement bidirectionnel utilisant une telle technologie MEMS. En outre, ici, les modes de réalisation ne permettent pas de désengrènement entre l’anneau d’actionnement et la roue entraînée, empêchant ainsi le glissement ou la perte de calibrage ou d’exactitude des indicateurs d’affichage commandés par le dispositif d’entraînement en raison d’une rotation indésirable quelconque de la roue entraînée. La présente invention fournit également la construction et l’utilisation d’un ensemble d’entraînement plus petit et plus fort qu’observé jusqu’à présent dans la technique. [0067] On voit donc que les buts exposés ci-dessus, parmi ceux rendus apparents de la description qui précède, sont efficacement atteints et, étant donné que certains changements peuvent être apportés dans les constructions ci-dessus sans sortir de l’esprit et de la portée de l’invention, il est prévu que tout ce qui est contenu dans la description ci-dessus ou représenté dans les dessins annexés doit être interprété dans un sens illustratif et non limitatif. [0068] Il doit également être entendu que les revendications qui suiventsont destinées à couvrir toutes les caractéristiques génériques et spécifiques de l’invention décrite ici et tous les éléments de la portée de l’invention. Revendications

1. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, en anglais MEMS, pour dispositif électronique (1000), le dispositif d’entraînement comprenant: une roue entraînée (20) ayant un diamètre, comportant n dents sur sa périphérie extérieure, dans lequel n est un entier positif; un anneau d’actionnement (30) ayant un diamètre intérieur qui est plus grand que le diamètre de la roue entraînée, comprenant n + x dents sur sa périphérie intérieure et dans lequel x est un nombre entier égal à au moins 1; dans lequel des sous-ensembles des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) vont progressivement s’engrener avec les sous-ensembles de n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; un ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A), couplé à l’anneau d’actionnement (30), pour entraîner l’anneau d’actionnement (30) dans un mouvement de type hystérésis de façon à provoquer la rotation de la roue entraînée (20), l’ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A) comprenant: un premier actionneur d’entraînement (100, 100A) couplé à l’anneau d’actionnement (30) pour, de manière sélective, tirer l’anneau d’actionnement (30) dans une première direction et pousser l’anneau d’actionnement (30) dans une direction opposée à la première direction amenant ainsi des sous-ensembles des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) à s’engrener avec des sous-ensembles des n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; un second actionneur d’entraînement (200, 200A) couplé à l’anneau d’actionnement (30) pour sélectivement tirer l’anneau d’actionnement (30) dans une seconde direction et pousser l’anneau d’actionnement (30) dans une direction opposée à la seconde direction, la première direction étant perpendiculaire à la seconde direction, amenant ainsi les n+x dents de l’anneau d’actionnement (30) à engrener avec des sous-ensembles de n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; dans lequel, après un cycle complet du mouvement de type hystérésis, la succession d’engrènements et de désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs des n dents de la roue entraînée (20) avec des sous-ensembles sélectifs des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) a fait tourner la roue entraînée de 360° · x/n.
2. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A): déplace l’anneau d’actionnement (30) depuis une position initiale, où à la fois le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) sont respectivement chacun en train de pousser l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble des n dents de la roue entraînée (20), jusqu’à une position suivante en amenant le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) à tirer l’anneau d’actionnement (30), alors que le second actionneur d’entraînement (200, 200A) est encore en train de pousser l’anneau d’actionnement (30), de sorte qu’un sous-ensemble différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20), et déplace ensuite l’anneau d’actionnement (30) jusqu’à une position suivante du fait qu’à la fois le premier actionneur d’entraînement (100,100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) sont chacun respectivement en train de tirer l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’encore un sous-ensemble différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20), et déplace ensuite l’anneau d’actionnement (30) jusqu’à une position alors suivante du fait que le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) pousse l’anneau d’actionnement (30), alors que le second actionneur d’entraînement (200, 200A) est encore en train de tirer l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble encore différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20), et fait ensuite retourner l’anneau d’actionnement (30) vers la position initiale du fait qu’à la fois le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) sont respectivement chacun en train de pousser l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble encore différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble des n dents de la roue entraînée (20).
3. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 1, dans lequel n est dans la plage de 300 à 1000 etx est un nombre entier égal à 1,2, 3 ou 4.
4. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 1, dans lequel la roue entraînée (20) peut être entraînée à la fois dans le sens horaire et le sens antihoraire par l’ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A), et l’ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A) comprend seulement deux actionneurs d’entraînement (100, 200 ; 100A, 200A).
5. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 4, dans lequel il y a en permanence des dents de l’anneau d’actionnement qui sont en train d’engrener avec des dents de la roue entraînée.
6. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 1, dans lequel il y en a permanence des dents de l’anneau d’actionnement (30) qui sont en train d’engrener avec des dents de la roue entraînée (20).
7. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 1, dans lequel chacun des premier (100, 100A) et second (200, 200A) actionneurs d’entraînement comprend: un élément d’entraînement (105,105A, 205, 205A) s’étendant vers l’extérieur à partir d’une partie mobile (120,120A, 220, 220A); et au moins un premier bras (106, 106A, 206, 206A) ayant une première longueur et au moins un second bras (108, 108A, 208, 208A) espacé du au moins premier bras et ayant une longueur différente de la première longueur, chacun des au moins un premier bras et second bras comprenant: une première extrémité couplée à l’élément d’entraînement (105, 105A, 205, 205A) ; et une extrémité distale reliée à l’anneau d’actionnement (30).
8. Dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, selon la revendication 7, dans lequel l’élément d’entraînement (105, 105A, 205, 205A) est un élément de forme linéaire, en forme de L ou en forme de T.
9. Procédé d’entraînement d’une roue entraînée (20) dans un dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro électromécaniques, MEMS, de dispositif électronique, dans lequel le dispositif d’entraînement (10, 10A) de systèmes micro-électromécaniques, MEMS, comprend une roue entraînée (20) ayant un diamètre, comportant n dents sur sa périphérie extérieure, dans lequel n est un entier positif; un anneau d’actionnement (30) ayant un diamètre intérieur qui est plus grand que le diamètre de la roue entraînée (20), comprenant n + x dents sur sa périphérie intérieure et où x est un nombre entier égal à au moins 1; dans lequel les n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) vont progressivement s’engrener avec des sous-ensembles de n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; un ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A), couplé à l’anneau d’actionnement (30), pour entraîner l’anneau d’actionnement (30) dans un mouvement de type hystérésis de façon à provoquer une rotation de la roue entraînée (20), l’ensemble d’actionnement d’entraînement (40, 40A) comprenant un premier actionneur d’entraînement (100, 100A) relié à l’anneau d’actionnement (30) et un second actionneur d’entraînement (200, 200A) relié à l’anneau d’actionnement (30), le procédé comprenant les étapes consistant à: tirer sélectivement l’anneau d’actionnement (30) dans une première direction et pousser sélectivement l’anneau d’actionnement (30) dans une direction opposée à la première direction avec le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) en amenant ainsi des sous-ensembles sélectionnés des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) à engrener avec des sous-ensembles des n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; et tirer sélectivement l’anneau d’actionnement (30) dans une seconde direction et pousser sélectivement l’anneau d’actionnement (30) dans une direction opposée à la seconde direction avec le second actionneur d’entraînement (200, 200A), amenant ainsi des sous-ensembles sélectionnés des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) à engrener avec des sous-ensembles des n dents de la roue entraînée (20) et se désengrener de ceux-ci; dans lequel: la première direction est perpendiculaire à la seconde direction; et et après un cycle complet du mouvement de type hystérésis, la succession d’engrènements et de désengrènements entre des sous-ensembles sélectifs des n dents de la roue entraînée (20) avec des sous-ensembles sélectifs des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) a fait tourner la roue entraînée de 360° · x/n.
10. Procédé selon la revendication 9, comprenant les étapes consistant à: amener l’anneau d’actionnement (30) à se déplacer depuis une position initiale où à la fois le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) poussent respectivement chacun l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble des n dents de la roue entraînée (20) jusqu’à une position suivante en amenant le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) à tirer l’anneau d’actionnement (30), alors que le second actionneur d’entraînement (200, 200A) continue de pousser l’anneau d’actionnement (30), de sorte qu’un sous-ensemble diffé rent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20); amener l’anneau d’actionnement (30) à se déplacer jusqu’à une position alors suivante du fait qu’à la fois le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) tirent chacun respectivement l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble encore différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20) ; et ensuite amener l’anneau d’actionnement (30) à se déplacer jusqu’à une position alors suivante du fait que le premier actionneur d’entraînement (100,100A) pousse l’anneau d’actionnement et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) continue de tirer l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble encore différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20) ; et ensuite amener l’anneau d’actionnement (30) à retourner vers la position initiale du fait qu’à la fois le premier actionneur d’entraînement (100, 100A) et le second actionneur d’entraînement (200, 200A) poussent chacun respectivement l’anneau d’actionnement (30) de sorte qu’un sous-ensemble encore différent des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) engrène avec un sous-ensemble différent des n dents de la roue entraînée (20).
11. Procédé selon la revendication 9, comprenant l’étape consistant à maintenir un engrènement continu d’au moins une ou plusieurs des n + x dents de l’anneau d’actionnement (30) avec une ou plusieurs des n dents de la roue entraînée (20) au cours des engrènements et désengrènements de la roue entraînée (20) et de l’anneau d’actionnement (30).