EP0985169A1 - Dispositif de commande de fonctions d'un instrument horaire et procede pour la mise en oeuvre de ce dispositif - Google Patents

Dispositif de commande de fonctions d'un instrument horaire et procede pour la mise en oeuvre de ce dispositif

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EP0985169A1
EP0985169A1 EP98920434A EP98920434A EP0985169A1 EP 0985169 A1 EP0985169 A1 EP 0985169A1 EP 98920434 A EP98920434 A EP 98920434A EP 98920434 A EP98920434 A EP 98920434A EP 0985169 A1 EP0985169 A1 EP 0985169A1
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EP
European Patent Office
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movable member
magnetic induction
time instrument
conductive
functions
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EP98920434A
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EP0985169B1 (fr
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Jean-Daniel Carrard
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JDC Electronic SA
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JDC Electronic SA
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Publication of EP0985169A1 publication Critical patent/EP0985169A1/fr
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/001—Electromechanical switches for setting or display
    • G04C3/004—Magnetically controlled

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the functions of a time instrument, such as in particular a wristwatch formed of a case, a bezel, a middle part and a back, comprising means for generating a variable magnetic induction flux, means for detecting the variable magnetic induction flux, means for processing signals from said detection means, and means for controlling functions of the time instrument, the controlled functions depending on the signals from said processing means.
  • the control devices currently used on time instruments such as wristwatches are generally formed by winders and push buttons comprising a rod passing through the housing of the time instrument.
  • the winding stem and push buttons must be able to be moved longitudinally to access different functions of the watch.
  • the winding stem must also be able to rotate around its axis. This rod is in contact with mechanical and / or electronic components intended to control the functions of the instrument.
  • This embodiment has a number of drawbacks.
  • the seal at the winding stem is relatively difficult to achieve.
  • a wristwatch in which water resistance is ensured is described in American patent US-A-5,572,489.
  • This document describes a wristwatch having a manually movable telescope in which are placed permanent magnets. Inside the watch case, near the permanent magnets, are arranged movable contacts sensitive to magnetic fields which can be created by the permanent magnets.
  • the contact closes, which establishes a connection between tracks of a printed circuit.
  • the crown is made so that it can take positions corresponding to different time zones.
  • British patent application GB-A-2 043 968 describes a clock, in particular for a kitchen oven, using signals to access certain programming functions of the oven.
  • This clock has a winding stem driving a permanent magnet.
  • Two REED relays are placed on either side of the permanent magnet, in the same plane. These relays are alternately closed and open, which gives an electrical signal which can be processed by a further processing circuit.
  • the winding rod drives the rotation of a crenellated wheel.
  • REED relays are replaced by induction coils formed of a conductive wire wound on a permanent magnet.
  • the rotation of the castellated wheel generates signals in the induction coils. The frequency of these signals is representative of the speed of rotation, while the phase shift is representative of the direction of rotation.
  • this device makes it possible to generate electrical signals representative of the speed and the direction of rotation, it cannot be integrated into a wristwatch. Indeed, the pivoting element and the elements sensitive to the pivoting element are arranged in the same plane. In the embodiment described, this is possible by adding a box containing these various elements to the kitchen oven. This housing is fixed so as to be sealed against grease splashes. Such an embodiment is of course not possible on a wristwatch.
  • the present invention proposes to overcome these drawbacks by providing a device for controlling the functions of a time instrument, this control device being perfectly sealed and allowing simple and economical automated mounting.
  • the movable member advantageously comprises at least one conductive part of magnetic induction flux.
  • the movable member is pivotable about an axis of rotation.
  • the movable member may comprise a pivot formed by at least one conductive part of magnetic induction flux, or a winder associated with a winding rod and a rotating element formed by at least one conductive part. magnetic induction flow, the movable member is formed by this rotating bezel.
  • the rotating bezel has notches arranged towards the inside of the case of the time instrument, and spaced on the inner periphery of said rotating bezel.
  • the movable member comprises an elastic blade movable radially towards the inside of the time instrument and having a rest position remote from the interior of the time instrument and a pressed position close to the inside this time instrument.
  • the movable member comprises at least one non-conductive part of the magnetic induction flux.
  • the movable member can also include at least one permanent magnet.
  • the means for detecting the variable magnetic induction flow preferably comprise at least one induction coil composed of a core surrounded by an insulated conductive electric wire forming several turns.
  • the means for detecting the variable magnetic induction comprise two coils each formed by a core surrounded by an insulated electric conductive wire forming several turns.
  • the means for detecting the variable magnetic induction flux comprise a permanent magnet.
  • the signal processing means preferably comprise means for detecting the speed of movement of the movable member, and / or means for detecting the direction of rotation of the movable member.
  • FIG. 1 and 2 illustrate two embodiments of the device of the invention comprising a movable member made in the form of a pivot;
  • FIG. 3 and 4 illustrate two embodiments of the device of the invention comprising a movable member made in the form of an elastic blade
  • FIG. 5 and 6 show two embodiments comprising a movable member made in the form of a movable shoe
  • Figures 7A, 7B, 8A and 8B illustrate two embodiments of a device of the invention comprising a movable member having a conventional winding form, Figures 7A and 8A being plan views and Figures 7B and 8B being side views of the device;
  • FIG. 9 is a schematic view of an embodiment comprising a movable member produced in the form of a rotating bezel;
  • FIG. 10 is an electronic diagram of a signal processing circuit generated by two movable members;
  • FIG. 11 represents signals generated by a movable member as illustrated in FIG. 10.
  • the device 10 is intended to be mounted in a time instrument such as a wristwatch comprising a case formed by a bezel, a middle part 11 and a base. More particularly, this device is intended to be mounted in an electronic watch with analog and / or digital display. It provides access to the functions of the time instrument, these functions can be conventional such as the setting of hour, minute, second, date or day name indicators for example, or unconventional such as setting an altitude or a pressure in the case of an altimeter watch or a diving watch, or a change of time zone. All kinds of other functions can of course be controlled by this device.
  • a time instrument such as a wristwatch comprising a case formed by a bezel, a middle part 11 and a base. More particularly, this device is intended to be mounted in an electronic watch with analog and / or digital display. It provides access to the functions of the time instrument, these functions can be conventional such as the setting of hour, minute, second, date or day name indicators for example, or unconventional such as setting an altitude or a pressure in the
  • the time instrument comprises means 12 for generating a variable magnetic induction flow, means 13 for detecting the variable magnetic induction flow, means 14 for processing signals from said detection means, and means 15 for controlling functions of the time instrument.
  • the means 12 for generating a variable magnetic induction flux comprise a movable member 27 consisting of a permanent magnet 16 produced in the form of a cylindrical pivot 17 movable around an axis of rotation 18
  • This pivot has a diameter less than the thickness of the middle 11 and is disposed in a housing 19 formed in this middle.
  • the axis of rotation 18 is vertical when the time instrument is placed in a horizontal plane and a part of the pivot projects from the middle so that it can be rotated manually from outside the watch case.
  • This pivot comprises a North pole 20 and a South pole 21 arranged symmetrically on either side of the axis of rotation 18.
  • the means 13 for detecting the variable magnetic induction flow comprise two coils 22, 23 arranged inside the case of the time instrument, in the immediate vicinity of the pivot 17. Each of these coils is formed by a core 24, 25 made of a conductive magnetic field material, such as for example soft iron. These cores are surrounded by an insulated electrical conductor wire 26, so as to form several turns. These coils are connected to the signal processing means.
  • the pivot 17 is rotated around the axis 18, the magnetic induction in the coil 22 reaches a maximum when one of the poles, for example the North pole 20, is located near this coil.
  • the pole generating a maximum signal depends on the direction of winding of the wire on the coil.
  • the other coil 23 generates a maximum signal when the North Pole 20 is near this coil, provided that the direction of winding of wire 26 is the same as that of coil 22.
  • FIG. 2 comprises, as before, a movable member 30 having the form of a cylindrical pivot 31 rotating around a vertical axis of rotation 32.
  • This pivot consists of a part 33 made of a conductive material of magnetic induction flux and a part 34 made of a material non-conductive of magnetic induction flux. These materials may for example be soft iron and brass or a synthetic material respectively.
  • the magnetic induction flux detection means 13 comprise an E-shaped core 35.
  • the end branches 36 of the core each comprise an insulated electrical conductor wire 37, wound so as to form several turns, each branch surrounded by wire. forming a coil 38, 39.
  • the central branch 40 of the core 35 consists of a permanent magnet 41 comprising a pole disposed near the movable member 30 and a pole remote from this movable member.
  • This embodiment operates in the same way as that illustrated in FIG. 1.
  • the movable member 30 does not have a permanently magnetized part, there is no risk of waste magnetic particles being attach to this organ.
  • the direction of rotation of the movable member can be determined in the same way as in the embodiment of Figure 1, that is to say by determining which is the coil which generates a signal in advance with respect to the another signal.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment comprising a movable member 50 produced in the form of an elastic blade 51.
  • This blade can assume a rest position in which it is distant from the interior of the case of the time instrument and a pressed position in which the blade is close to the inside of the time instrument case. The pressed position of the blade is not a stable position so that once released, it returns to its rest position.
  • the elastic blade is associated with a permanent magnet 52 having one pole directed towards the interior of the housing and the other pole remote from this housing.
  • This device comprises detection means 13 formed from a single coil 53 consisting of a core 54 and a wire 55 forming several turns.
  • the movable member can be made of a metal or a synthetic material for example.
  • the movable member 60 consists of an elastic blade 61 formed of a material conducting the magnetic induction flux.
  • the flow detection means 13 comprise a U-shaped core 62.
  • One of the branches of the U is formed of a permanent magnet 63 and the other branch receives a wire 64 wound so as to form several turns and constituting a coil 65.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment comprising a movable member 70 produced in the form of a sliding shoe 71.
  • This sliding shoe moves linearly, substantially tangentially at the edge of the case of the time instrument, in a slide 72 produced in case 11 of this instrument.
  • the movable member is formed of a permanent magnet 73, the poles of which are arranged in the direction of each of the ends of the slide.
  • the means 13 for detecting the variation in the magnetic induction flux comprise a coil 74 consisting of a core 75 and a wire 76 forming several turns.
  • the embodiment of Figure 6 is similar to that of Figure 5.
  • the movable member 80 is made of a conductive material of the magnetic induction flux and moves so as to close and open alternately a magnetic circuit.
  • the flow detection means 13 comprise a U-shaped core 83, one of the branches of which forms a coil 84 and the other branch of which forms a permanent magnet 85.
  • FIGS. 7A, 7B, 8A, 8B illustrate two embodiments making it possible to use a movable member having the appearance of a conventional winder.
  • the movable member 90 is formed of a winder 91, of a rotating element 92 having a part 93 made of a material conducting the magnetic induction flux and a part 94 made of a material non-conductive of the magnetic induction flux.
  • the winder and the rotating element are fixed by means of a rod 95 similar to a winding rod, but however not passing through the case of the time instrument.
  • the detection means 13 comprise an E-shaped core 96 similar to the core 35 in FIG. 2. As illustrated in FIG. 7B, the three branches of the E-shaped core 96 are arranged in a plane P1 which does not pass by the center of the rotating element 92.
  • the offset between the plane P1 and the center of the element 92 makes it possible to determine the direction of rotation of this rotating element.
  • the rotation of the winder clockwise and counterclockwise gives identical signals which can be used for controlling the functions of the time instrument, but which do not allow the direction to be determined. of rotation of the watch winder.
  • FIGs 8A and 8B illustrate an embodiment similar to that of Figures 7A and 7B.
  • the movable member 100 however comprises a rotating element 106 consisting of a permanent magnet 101 having poles arranged on either side of the axis of rotation of this rotating element.
  • the detection means 13 comprise an E-shaped core 102, the two end branches of which mites are provided with an electric wire 103 insulated so as to constitute two coils 104, 105.
  • the branches of the core are arranged in a plane P2 not passing through the middle of the movable member, which makes it possible to determine its direction of rotation.
  • FIG. 9 Another particular embodiment of the device according to the present invention is illustrated in FIG. 9.
  • the time instrument 110 comprises a movable member 130 formed by a rotating bezel 111 inside which notches 112 are regularly spaced.
  • This bezel rotates around an axis of rotation 109 disposed substantially in the center of the instrument. It is made of a conductive material of magnetic induction flux, such as certain stainless steels.
  • the detection means 13 of this embodiment comprise an E-shaped core 113 the intermediate branch of which is formed by a permanent magnet 114 and the end branches of which constitute two coils 115, 116 each comprising an insulated conducting electric wire 117 forming several turns.
  • the spacing between two consecutive notches is such that it is possible to determine the direction of rotation of the rotating bezel.
  • the telescope has enough notches so that it is not necessary to rotate it by a very large angle.
  • the signals coming from the two coils 115, 116 are not phase-shifted by 180 °.
  • a 180 ° phase shift occurs when the width of a notch is substantially the same as the distance between two adjacent branches of the E-shaped core and that the distance between two consecutive notches is substantially the same as the distance between two consecutive branches of this core.
  • the time instrument comprises a removable lug 118 which can be brought into contact with the rotating bezel to prevent its rotation, and which can be moved to allow rotation.
  • the rotating bezel 111 can be moved longitudinally relative to the axis of rotation 109.
  • the middle part has an index 119 arranged to receive one of the notches in the bezel mobile.
  • the index is no longer engaged with one of the notches.
  • the telescope is pushed downwards, possibly pivoting it slightly until the index finger is inserted into a notch.
  • FIG. 10 illustrates the means 14 for processing signals from the detection means 13 described above. More particularly, part of these processing means 14 ′ is used when the detection means
  • the detection means 13 ′ have two coils 120, 121 which corresponds for example to the embodiments illustrated in FIGS. 1, 2, 7, 8 and 9, and the other part of the processing means 14 "is used with detection means 13 "comprising a coil 122, which corresponds, for example to the embodiments of FIGS. 3 to 6.
  • the detection means 13 comprises a coil 122, which corresponds, for example to the embodiments of FIGS. 3 to 6.
  • the part of the processing means 14 ′′ associated with the detection means 13 ′′ include an amplifier 123 into which is introduced a signal from the coil 122. The signal leaving this amplifier 123 is introduced into a monostable flip-flop 124 which puts into operation a supply of the processing means 14 'if a signal has been detected.
  • Amplifier 123 is supplied intermittently, for example for 10 ms every 100 ms. Thus, if the elastic blade 61 is actuated while the amplifier 123 is supplied, the supply to the processing means 14 ′ is engaged continuously. If the control means 15 are not actuated for a predetermined time, the supply of the processing means 14 'is again interrupted. This minimizes the amount of energy consumed.
  • the part of the processing means 14 ′ associated with the detection means 13 ′ comprises two low consumption amplifiers 125, 126, each of these amplifiers receiving the signals from one of the coils 120, 121.
  • the signals leaving the amplifiers are introduced into a phase discriminator circuit 127.
  • This circuit generates an "advance" signal, having for example a high logic level when the signal from the coil 120 is in phase advance with respect to the signal from the coil 121, and as a "reverse” signal by logic level low otherwise.
  • This phase discriminator 127 thus makes it possible to determine the direction of rotation of the movable member 30.
  • the processing means 14 ′ also include a frequency discriminator circuit 128. This circuit receives on the one hand a signal coming directly from one of the two amplifiers, and on the other hand the signal "advance" or "retreat" of the discriminator phase 127.
  • This frequency discriminator is for example arranged to determine two ranges of rotational speeds of the movable member 30 corresponding to two ranges of frequencies of the signals leaving the amplifiers 125, 126.
  • One of the speeds can be called “slow speed” and corresponds to a non-zero frequency below a given threshold, and the other speed can be called “fast speed” and corresponds to a frequency greater than said threshold.
  • the device according to the present invention delivering a logic signal, it is easy to use this signal to access all kinds of functions of the time instrument. For example, it is possible to make the movable member operating only after a particular manipulation has been carried out, such as for example a fast speed turn in one direction, followed by a fast speed turn in the other direction. This gives access to different functions of the time instrument using only the four signals from the combination of speed signals and direction of rotation signals. In this case, each particular manipulation corresponds to four functions.
  • FIG. 11 illustrates two signals generated by two coils 120, 121 as illustrated in FIG. 10.
  • the signal at the bottom is ahead of the signal shown at the top in the figure, which corresponds to a specific direction of rotation, for example the clockwise the movable member 30.
  • the offset depends on the distance between two consecutive branches of the core and the offset between the plane containing the core and the center of the movable member and can thus be modified by changing the size of the core and its position.
  • the processing means only comprise a frequency discriminator as defined above without a phase discriminator being necessary.
  • the operating principle is however similar to the other embodiments.
  • the present invention makes it possible to produce a perfectly watertight time instrument case since there is no drilling for the passage of a winding stem.
  • the automated assembly of such a time instrument is simple since all the elements are moved vertically during assembly, which is not the case when the time instrument includes a winding stem which must be assembled by movement. in a horizontal plane.
  • the functions which it is possible to control by means of the device according to the present invention are all those which can be controlled by means of a conventional winding stem or push buttons and, in particular, the setting of the time of day. 'instrument, the change of time beam, the modification of the date, the modification of the name of the day. Any other function which can be managed by a logic signal can also be controlled by this device.
  • the present invention is not limited to the embodiments described, but extends to any modification or variant obvious to a person skilled in the art.

Abstract

Le dispositif (10) de la présente invention est monté dans un instrument horaire et comporte des moyens (12) pour générer un flux d'induction magnétique variable formé d'un organe mobile (30) comportant une partie réalisée en une matière conductrice du flux d'induction magnétique et une partie non conductrice de ce flux. Le dispositif comporte des moyens de détection (13) du flux d'induction magnétique variable, des moyens (14) de traitement de signaux provenant desdits moyens de détection et des moyens de commande (15) des fonctions de l'instrument horaire. Ce dispositif permet de commander des fonctions d'un instrument horaire sans élément traversant le boîtier, de telle façon que l'instrument peut facilement être rendu étanche.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE DE FONCTIONS D'UN INSTRUMENT HORAIRE ET PROCEDE POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif de commande de fonctions d'un instrument horaire, tel que notamment une montre-bracelet formée d'un boîtier, d'une lunette, d'une carrure et d'un fond, comportant des moyens pour générer un flux d'induction magnétique variable, des moyens de détection du flux d'induction magnétique variable, des moyens de traitement de signaux provenant desdits moyens de détection, et des moyens pour commander des fonctions de l'instrument horaire, les fonctions commandées dépendant des signaux provenant desdits moyens de traitement.
Les dispositifs de commande utilisés actuellement sur les instruments horaires tels que des montres-bracelets sont généralement formés de remontoirs et de boutons poussoirs comportant une tige traversant le boîtier de l'instrument horaire. La tige du remontoir et des boutons poussoirs doit pouvoir être déplacée longitudinalement pour accéder à différentes fonctions de la montre. La tige de remontoir doit en outre pouvoir être mise en rotation autour de son axe. Cette tige est en contact avec des composants mécaniques et/ou électroniques destinés à commander les fonctions de l'instrument.
Ce mode de réalisation présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, l'étanchéité au niveau de la tige de remontoir est relativement difficile à réaliser.
Une montre-bracelet dans laquelle l'étanchéité est assurée est décrite dans le brevet américain US-A-5 572 489. Ce document décrit une montre-bracelet ayant une lunette mobile manuellement dans laquelle sont disposés des aimants permanents. A l'intérieur du boîtier de la montre, à proximité des aimants permanents, sont disposés des contacts mobiles sensible aux champs magnétiques qui peuvent être créés par les aimants permanents.
Lorsqu'un des aimants permanents est disposé à proximité d'un contact, celui-ci se ferme, ce qui établit une connexion entre des pistes d'un circuit imprimé. La couronne est réalisée de façon à pouvoir prendre des positions correspondant à différents fuseaux horaires.
Cette disposition des aimants permet de réaliser une bonne étanchéité. Toutefois, elle ne permet pas d'accélérer aux fonctions conventionnelles de la montre, telle que la mise à l'heure notamment. De plus, pour accéder aux fonctions conventionnelles, une tige de remontoir doit être prévue, les problèmes d'étanchéité se situant alors au niveau de la tige.
Dans certaines applications critiques telles que dans les montres de plongée, en particulier lorsque l'instrument horaire doit être étanche, il est particulièrement difficile de réaliser une bonne étanchéité au niveau de la tige du remontoir, du fait que cette tige doit rester mobile.
Un autre inconvénient concerne le montage des différents composants de l'instrument horaire. Dans la majorité des montres, lors du montage automatisé, les pièces sont déplacées selon un axe vertical. Les composants associés au remontoir sont montés selon un axe horizontal, ce qui complique le montage, et par conséquent, augmente le coût.
La demande de brevet anglais GB-A-2 043 968 décrit une horloge, notamment pour un four de cuisine, utilisant des signaux pour accéder à certaines fonctions de programmation du four. Cette horloge comporte une tige de remontoir entraînant un aimant permanent. Deux relais REED sont placés de part et d'autre de l'aimant permanent, dans un même plan. Ces relais sont alternativement fermés et ouverts, ce qui donne un signal électrique qui peut être traité par un circuit de traitement ultérieur.
Dans une autre forme de réalisation de la même invention, la tige de remontoir entraîne la rotation d'une roue crénelée. Les relais REED sont remplacés par des bobines d'induction formées d'un fil conducteur enroulé sur un aimant permanent. La rotation de la roue crénelée génère des signaux dans les bobines d'induction. La fréquence de ces signaux est représentative de la vitesse de rotation, alors que le déphasage est représentatif du sens de rotation.
Bien que ce dispositif permette de générer des signaux électriques représentatifs de la vitesse et du sens de rotation, il ne peut pas être intégré dans une montre-bracelet. En effet, l'élément pivotant et les éléments sensibles à l'élément pivotant sont disposés dans un même plan. Dans la réalisation décrite, ceci est possible en ajoutant sur le four de cuisine un boîtier contenant ces différents éléments. Ce boîtier est fixé de façon à être étanche aux éclaboussures de graisse. Une telle réalisation n'est bien entendu pas envisageable sur une montre-bracelet.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un dispositif de commande de fonctions d'un instrument horaire, ce dispositif de commande étant parfaitement étanche et autorisant un montage automatisé simple et économique.
Ce but est atteint par un dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce que les moyens pour générer un flux d'induction magnétique variable comportent un organe mobile accessible depuis l'extérieur du boîtier de l'instrument horaire et un organe fixe disposé à l'intérieur du boîtier de la montre, l'organe mobile ne comportant pas de liaison physique avec l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire.
L'organe mobile comporte avantageusement au moins une partie conductrice de flux d'induction magnétique.
Selon une forme de réalisation avantageuse, l'organe mobile est pivotant autour d'un axe de rotation.
Selon des variantes de réalisation, l'organe mobile peut comporter un pivot formé d'au moins une partie conductrice de flux d'induction magnétique, ou un remontoir associé à une tige de remontoir et un élément tournant formé d'au moins une partie conductrice de flux d'induction magnétique, l'organe mobile est formé de cette lunette tournante.
Selon un mode de réalisation préféré, la lunette tournante comporte des encoches disposées vers l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire, et espacées sur la périphérie intérieure de ladite lunette tournante.
Selon une autre forme de réalisation, l'organe mobile comporte une lame élastique mobile radialement vers l'intérieur de l'instrument horaire et ayant une position de repos éloignée de l'intérieur de l'instrument horaire et une position pressée proche de l'intérieur de cet instrument horaire.
Selon une forme de réalisation préférée, l'organe mobile comporte au moins une partie non-conductrice du flux d'induction magnétique.
L'organe mobile peut également comporter au moins un aimant permanent.
Les moyens de détection du flux d'induction magnétique variable comportent de préférence au moins une bobine d'induction composée d'un noyau entouré d'un fil électrique conducteur isolé formant plusieurs spires. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de détection de l'induction magnétique variable comportent deux bobines formées chacune d'un noyau entouré d'un fil électrique conducteur isolé formant plusieurs spires.
Selon une autre forme de réalisation, les moyens de détection du flux d'induction magnétique variable comportent un aimant permanent.
Les moyens de traitement de signaux comportent de préférence des moyens de détection de la vitesse de déplacement de l'organe mobile, et/ou des moyens de détection du sens de rotation de l'organe mobile.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description de différents modes de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 et 2 illustrent deux modes de réalisation du dispositif de l'invention comportant un organe mobile réalisé sous la forme d'un pivot;
- les figures 3 et 4 illustrent deux modes de réalisation du dispositif de l'invention comportant un organe mobile réalisé sous la forme d'une lame élastique;
- les figures 5 et 6 représentent deux modes de réalisation comportant un organe mobile réalisé sous la forme d'un patin mobile;
- les figures 7A, 7B, 8A et 8B illustrent deux modes de réalisation d'un dispositif de l'invention comportant un organe mobile ayant une forme de remontoir conventionnel, les figures 7A et 8A étant des vues en plan et les figures 7B et 8B étant des vues de profil du dispositif;
- la figure 9 est une vue schématique d'un mode de réalisation comportant un organe mobile réalisé sous la forme d'une lunette tournante; - la figure 10 est un schéma électronique d'un circuit de traitement d'un signal généré par deux organes mobiles; et
- la figure 11 représente des signaux générés par un organe mobile tel qu'illustré par la figure 10.
En référence à ces figures, le dispositif 10 selon la présente invention est destiné à être monté dans un instrument horaire tel qu'une montre-bracelet comportant un boîtier formé d'une lunette, d'une carrure 11 et d'un fond. Plus particulièrement, ce dispositif est destiné à être monté dans une montre électronique à affichage analogique et/ou numérique. Il permet d'accéder à des fonctions de l'instrument horaire, ces fonctions pouvant être conventionnelles telles que le réglage d'indicateurs d'heures, de minutes, de secondes, de quantièmes ou de noms de jours par exemple, ou non conventionnelles telles que le réglage d'une altitude ou d'une pression dans le cas d'une montre altimètre ou d'une montre de plongée, ou un changement de fuseau horaire. Toutes sortes d'autres fonctions peuvent bien entendu être commandées par ce dispositif.
L'instrument horaire comporte des moyens 12 pour générer un flux d'induction magnétique variable, des moyens de détection 13 du flux d'induction magnétique variable, des moyens 14 de traitement de signaux provenant desdits moyens de détection, et des moyens 15 pour commander des fonctions de l'instrument horaire.
En référence à la figure 1 , les moyens 12 pour générer un flux d'induction magnétique variable comportent un organe mobile 27 constitué d'un aimant permanent 16 réalisé sous la forme d'un pivot cylindrique 17 mobile autour d'un axe de rotation 18. Ce pivot a un diamètre inférieur à l'épaisseur de la carrure 11 et est disposé dans un logement 19 formé dans cette carrure. L'axe de rotation 18 est vertical lorsque l'instrument horaire est disposé dans un plan horizontal et une partie du pivot dépasse de la carrure de telle façon qu'il puisse être mis en rotation manuellement depuis l'extérieur du boîtier de la montre. Ce pivot comporte un pôle Nord 20 et un pôle Sud 21 disposés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe de rotation 18.
Les moyens de détection 13 du flux d'induction magnétique variable comportent deux bobines 22, 23 disposées à l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire, à proximité immédiate du pivot 17. Chacune de ces bobines est formée d'un noyau 24, 25 réalisé en un matériau conducteur de champ magnétique, tel que par exemple du fer doux. Ces noyaux sont entourés d'un fil conducteur électrique isolé 26, de façon à former plusieurs spires. Ces bobines sont connectées aux moyens de traitement de signaux. Lorsque l'on fait tourner le pivot 17 autour de l'axe 18, l'induction magnétique dans la bobine 22 atteint un maximum lorsque l'un des pôles, par exemple le pôle Nord 20, se trouve à proximité de cette bobine. Le pôle générant un signal maximal dépend du sens de bobinage du fil sur la bobine. L'autre bobine 23 génère un signal maximal lorsque le pôle Nord 20 se trouve à proximité de cette bobine pour autant que le sens de bobinage du fil 26 soit le même que celui de la bobine 22.
Lorsque le pôle Nord passe d'abord devant la bobine 22, puis ensuite devant la bobine 23, ce qui est détecté en mesurant le décalage entre les maximums des signaux de chaque bobine, cela signifie que le pivot est tourné dans le sens antihoraire, et réciproquement.
Le mode de réalisation illustré par la figure 2 comporte comme précédemment un organe mobile 30 ayant la forme d'un pivot cylindrique 31 tournant autour d'un axe de rotation 32 vertical. Ce pivot est constitué d'une partie 33 réalisée en une matière conductrice de flux d'induction magnétique et d'une partie 34 réalisée en une matière non-conductrice de flux d'induction magnétique. Ces matières peuvent par exemple respectivement être du fer doux et du laiton ou une matière synthétique.
Les moyens de détection 13 du flux d'induction magnétique comportent un noyau 35 en forme de E. Les branches d'extrémité 36 du noyau comportent chacune un fil conducteur électrique isolé 37, enroulé de façon à former plusieurs spires, chaque branche entourée de fil formant une bobine 38, 39. La branche centrale 40 du noyau 35 est constituée d'un aimant permanent 41 comportant un pôle disposé à proximité de l'organe mobile 30 et un pôle éloigné de cet organe mobile.
Ce mode de réalisation fonctionne de la même façon que celui illustré par la figure 1. Toutefois, comme l'organe mobile 30 ne comporte pas de partie aimantée de façon permanente, il n'y a pas de risque que des déchets de particules magnétiques se fixent à cet organe. Le sens de rotation de l'organe mobile peut être déterminé de la même façon que dans le mode de réalisation de la figure 1 , c'est-à-dire en déterminant quelle est la bobine qui génère un signal en avance par rapport à l'autre signal.
La figure 3 illustre un mode de réalisation comportant un organe mobile 50 réalisé sous la forme d'une lame élastique 51. Cette lame peut prendre une position de repos dans laquelle elle est éloignée de l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire et une position pressée dans laquelle la lame est proche de l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire. La position pressée de la lame n'est pas une position stable de sorte qu'une fois relâchée, elle reprend sa position de repos. Dans le mode de réalisation illustré par cette figure, la lame élastique est associée à un aimant permanent 52 ayant un pôle dirigé vers l'intérieur du boîtier et l'autre pôle éloigné de ce boîtier. Ce dispositif comporte des moyens de détection 13 formés d'une seule bobine 53 constituée d'un noyau 54 et d'un fil 55 formant plusieurs spires. L'organe mobile peut être réalisé en un métal ou en une matière synthétique par exemple.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 4, l'organe mobile 60 est constitué d'une lame élastique 61 formée d'une matière conductrice du flux d'induction magnétique. Les moyens de détection 13 du flux comportent un noyau 62 en forme de U. L'une des branches du U est formée d'un aimant permanent 63 et l'autre branche reçoit un fil 64 enroulé de façon à former plusieurs spires et constituant une bobine 65.
La figure 5 illustre un mode de réalisation comportant un organe mobile 70 réalisé sous la forme d'un patin coulissant 71. Ce patin coulissant se déplace linéairement, de façon sensiblement tangente au bord du boîtier de l'instrument horaire, dans une glissière 72 réalisée dans la carrure 11 de cet instrument. L'organe mobile est formé d'un aimant permanent 73 dont les pôles sont disposés en direction de chacune des extrémités de la glissière.
Les moyens de détection 13 de la variation du flux d'induction magnétique comportent une bobine 74 constituée d'un noyau 75 et d'un fil 76 formant plusieurs spires.
Le mode de réalisation de la figure 6 est similaire à celui de la figure 5. Toutefois, l'organe mobile 80 est réalisé en une matière conductrice du flux d'induction magnétique et se déplace de façon à fermer et ouvrir alternativement un circuit magnétique. Les moyens de détection 13 du flux comportent un noyau 83 en forme de U dont l'une des branches forme une bobine 84 et dont l'autre branche constitue un aimant permanent 85.
Les figures 7A, 7B, 8A, 8B illustrent deux modes de réalisation permettant d'utiliser un organe mobile ayant un aspect de remontoir conventionnel.
En référence aux figures 7A et 7B, l'organe mobile 90 est formé d'un remontoir 91 , d'un élément tournant 92 ayant une partie 93 réalisée en une matière conductrice du flux d'induction magnétique et une partie 94 réalisée en une matière non-conductrice du flux d'induction magnétique. Le remontoir et l'élément tournant sont fixés au moyen d'une tige 95 similaire à une tige de remontoir, mais ne traversant toutefois pas le boîtier de l'instrument horaire. Les moyens de détection 13 comportent un noyau 96 en forme de E similaire au noyau 35 de la figure 2. Comme cela est illustré par la figure 7B, les trois branches du noyau 96 en forme de E sont disposées dans un plan P1 ne passant pas par le centre de l'élément tournant 92. Le décalage entre le plan P1 et le centre de l'élément 92 permet de déterminer le sens de rotation de cet élément tournant. En l'absence d'un tel décalage, la rotation du remontoir dans le sens horaire et dans le sens antihoraire donne des signaux identiques qui sont utilisables pour la commande des fonctions de l'instrument horaire, mais qui ne permettent pas de déterminer le sens de rotation du remontoir.
Les figures 8A et 8B illustrent un mode de réalisation similaire à celui des figures 7A et 7B. L'organe mobile 100 comporte toutefois un élément tournant 106 constitué d'un aimant permanent 101 ayant des pôles disposés de part et d'autre de l'axe de rotation de cet élément tournant. Les moyens de détection 13 comportent un noyau 102 en forme de E dont les deux branches d'extré- mités sont pourvues d'un fil électrique 103 isolé de façon à constituer deux bobines 104, 105.
Comme dans le cas illustré par les figures 7A et 7B, les branches du noyau sont disposées dans un plan P2 ne passant pas par le milieu de l'organe mobile, ce qui permet de déterminer son sens de rotation.
Un autre mode de réalisation particulier du dispositif selon la présente invention est illustré par la figure 9.
En référence à cette figure, l'instrument horaire 110 comporte un organe mobile 130 formé d'une lunette tournante 111 à l'intérieur de laquelle sont réalisées des encoches 112 régulièrement espacées. Cette lunette tourne autour d'un axe de rotation 109 disposé sensiblement au centre de l'instrument. Elle est réalisée en une matière conductrice de flux d'induction magnétique, telle que certains aciers inoxydables.
Les moyens de détection 13 de ce mode de réalisation comportent un noyau 113 en forme de E dont la branche intermédiaire est formée d'un aimant permanent 114 et dont les branches d'extrémité constituent deux bobines 115, 116 comportant chacune un fil électrique conducteur isolé 117 formant plusieurs spires.
L'espacement entre deux encoches consécutives est tel qu'il est possible de déterminer le sens de rotation de la lunette tournante. A cet effet, il faut que la lunette comporte suffisamment d'encoches pour qu'il ne soit pas nécessaire de la tourner d'un angle très important. Afin de permettre la discrimination du sens de rotation de la lunette, il faut également que les signaux provenant des deux bobines 115, 116 ne soient pas déphasés de 180°. Un déphasage de 180° se produit lorsque la largeur d'une encoche est sensiblement la même que la distance entre deux branches adjacentes du noyau en forme de E et que la distance entre deux encoches consécutives est sensiblement la même que la distance entre deux branches consécutives de ce noyau.
L'instrument horaire comporte un ergot amovible 118 qui peut être mis en contact avec la lunette tournante pour empêcher sa rotation, et qui peut être déplacée pour permettre la rotation.
Selon une autre forme de réalisation également illustrée par la figure 9, la lunette tournante 111 peut être déplacée longitudinalement par rapport à l'axe de rotation 109. Dans ce cas, la carrure comporte un index 119 agencé pour recevoir une des encoches de la lunette mobile. Lorsque l'on souhaite faire tourner cette lunette, on la soulève de telle façon que l'index ne soit plus en prise avec une des encoches. De même, pour verrouiller la lunette, on la pousse vers le bas en la pivotant éventuellement légèrement jusqu'à ce que l'index soit introduit dans une encoche.
La figure 10 illustre les moyens de traitement 14 de signaux provenant des moyens de détection 13 décrits ci-dessus. Plus particulièrement, une partie de ces moyens de traitement 14' est utilisée lorsque les moyens de détection
13' comportent deux bobines 120, 121 ce qui correspond par exemple aux modes de réalisation illustrés par les figures 1 , 2, 7, 8 et 9, et l'autre partie des moyens de traitement 14" est utilisée avec des moyens de détection 13" comportant une bobine 122, ce qui correspond, par exemple aux modes de réalisation des figures 3 à 6. Dans l'exemple illustré, les moyens de détection
13' sont associés à un organe mobile 30 réalisé sous la forme d'un pivot cylindrique 31 similaire au pivot 31 de la figure 2. Les moyens de détection
13" sont associés à un organe mobile 60 réalisé sous la forme d'une lame élastique 61 similaire à celle de la figure 4. Ces moyens de détection 13" sont destinés à permettre d'entrer en mode de commande de fonctions. Les moyens de détection 13' sont utilisés pour commander les fonctions. Il est toutefois à noter que les moyens de détection 13' et 13" peuvent également être utilisés seuls pour entrer en mode de commande de fonctions et pour commander ces fonctions. La partie des moyens de traitement 14" associée aux moyens de détection 13" comportent un amplificateur 123 dans lequel est introduit un signal provenant de la bobine 122. Le signal sortant de cet amplificateur 123 est introduit dans une bascule monostable 124 qui met en fonction une alimentation des moyens de traitement 14' si un signal a été détecté.
L'amplificateur 123 est alimenté par intermittence, par exemple pendant 10 ms toutes les 100 ms. Ainsi, si la lame élastique 61 est actionnée pendant que l'amplificateur 123 est alimenté, l'alimentation des moyens de traitement 14' est enclenchée en continu. Si les moyens de commande 15 ne sont pas actionnés pendant un temps prédéterminé, l'alimentation des moyens de traitement 14' est de nouveau interrompue. Ceci permet minimiser la quantité d'énergie consommée.
La partie des moyens de traitement 14' associée aux moyens de détection 13' comporte deux amplificateurs 125, 126 à faible consommation, chacun de ces amplificateurs recevant les signaux d'une des bobines 120, 121. Les signaux sortant des amplificateurs sont introduits dans un circuit discriminateur de phase 127. Ce circuit génère un signal "avance", ayant par exemple un niveau logique haut lorsque le signal de la bobine 120 est en avance de phase par rapport au signal de la bobine 121 , et en signal "recul" de niveau logique bas dans le cas contraire. Ce discriminateur de phase 127 permet ainsi de déterminer le sens de rotation de l'organe mobile 30. Les moyens de traitement 14' comportent également un circuit discriminateur de fréquence 128. Ce circuit reçoit d'une part un signal sortant directement de l'un des deux amplificateurs, et d'autre part le signal "avance" ou "recul" du discriminateur de phase 127.
Ce discriminateur de fréquence est par exemple agencé pour déterminer deux plages de vitesses de rotation de l'organe mobile 30 correspondant à deux plages de fréquences des signaux sortant des amplificateurs 125, 126. L'une des vitesses peut être appelée "vitesse lente" et correspond à une fréquence non nulle inférieure à un seuil donné, et l'autre vitesse peut être appelée "vitesse rapide" et correspond à une fréquence supérieure audit seuil. En combinant le signal "vitesse rapide" ou "vitesse lente" et le signal "avance" ou "recul", il est possible d'obtenir quatre signaux différents permettant d'accéder à quatre fonctions de la montre, par exemple avancer ou reculer l'indicateur des heures ou celui des minutes.
Le dispositif selon la présente invention délivrant un signal logique, il est aisé d'utiliser ce signal pour accéder à toutes sortes de fonctions de l'instrument horaire. Par exemple, il est possible de rendre l'organe mobile opérant seulement après qu'une manipulation particulière ait été réalisée, comme par exemple un tour à vitesse rapide dans un sens, suivi d'un tour à vitesse rapide dans l'autre sens. Ceci permet d'accéder à différentes fonctions de l'instrument horaire en utilisant seulement les quatre signaux provenant de la combinaison des signaux de vitesse et des signaux de sens de rotation. Dans ce cas, chaque manipulation particulière correspond à quatre fonctions.
La figure 11 illustre deux signaux générés par deux bobines 120, 121 telles qu'illustrées par la figure 10. Dans cet exemple, le signal du bas est en avance par rapport au signal représenté en haut de la figure, ce qui corres- pond à un sens de rotation déterminé, par exemple le sens horaire de l'organe mobile 30. Le décalage dépend de la distance entre deux branches consécutives du noyau et le décalage entre le plan contenant le noyau et le centre de l'organe mobile et peut ainsi être modifié en changeant la dimension du noyau et sa position.
Dans les modes de réalisation ne comportant qu'une bobine, tels qu'illustrés par les figures 3 à 6, seule la vitesse de déplacement peut être déterminée, sans qu'un sens de déplacement puisse être discriminé. Ainsi, les moyens de traitement ne comportent qu'un discriminateur de fréquence tel que défini ci- dessus sans qu'un discriminateur de phase ne soit nécessaire. Le principe de fonctionnement est toutefois similaire aux autres modes de réalisation. La présente invention permet de réaliser un boîtier d'instrument horaire parfaitement étanche puisqu'il n'y a pas de perçage pour le passage d'une tige de remontoir.
D'autre part, dans le cas d'une montre de plongée, de l'eau peut entourer l'organe mobile de sorte que l'équilibrage des pressions est toujours réalisé. Ceci pose un problème dans le cas d'une montre de plongée conventionnelle puisque la pression ne s'applique que sur une partie du bouton poussoir. Lorsqu'un tel instrument horaire est utilisé à grande profondeur, une fois que le bouton a été pressé, il arrive qu'il ne reprenne pas sa position de repos à cause de la pression. La fonction à laquelle il donne accès est donc inutilisable, ce qui ne se produit pas avec le dispositif selon la présente invention.
Enfin, le montage automatisé d'un tel instrument horaire est simple puisque tous les éléments sont déplacés verticalement pendant le montage, ce qui n'est pas le cas lorsque l'instrument horaire comporte une tige de remontoir qu'il faut monter par un déplacement dans un plan horizontal. Les fonctions qu'il est possible de commander au moyen du dispositif selon la présente invention sont toutes celles qui peuvent être commandées au moyen d'une tige de remontoir conventionnelle ou de boutons poussoirs et, en particulier, la mise à l'heure de l'instrument, le changement de faisceau horaire, la modification du quantième, la modification du nom du jour. Toute autre fonction qui peut être gérée par un signal logique peut également être commandée par ce dispositif.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, il est possible de réaliser un instrument comportant plus d'un organe mobile. D'autre part, il est également possible d'utiliser le dispositif de commande selon la présente invention pour d'autres instruments que des instruments horaires comme par exemple pour des instruments utilisés en plongée sous-marine ou pour des altimètres.
Il est également possible d'utiliser des bobines réalisées directement sur du silicium d'une puce de circuit intégré ou tout autre détecteur de champ magnétique à semi-conducteur.
Il est envisageable d'utiliser un détecteur de champ à effet Hall, bien qu'actuellement, ce type de détecteurs consomme beaucoup d'énergie ce qui le rend peu intéressant dans une application horlogère conventionnelle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de fonctions d'un instrument horaire, tel que notamment une montre-bracelet formée d'un boîtier, d'une lunette, d'une carrure et d'un fond, comportant des moyens (12) pour générer un flux d'induction magnétique variable, des moyens de détection (13, 13', 13") du flux d'induction magnétique variable, des moyens de traitement (14, 14', 14") de signaux provenant desdits moyens de détection, et des moyens (15) pour commander des fonctions de l'instrument horaire, les fonctions commandées dépendant des signaux provenant desdits moyens de traitement, caractérisé en ce que les moyens (12) pour générer un flux d'induction magnétique variable comportent un organe mobile (27, 30, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 130) accessible depuis l'extérieur du boîtier de l'instrument horaire et un organe fixe disposé à l'intérieur du boîtier de la montre, l'organe mobile (27, 30, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 130) ne comportant pas de liaison physique avec l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe mobile (30, 60, 80, 90, 130) comporte au moins une partie (33, 93) conductrice de flux d'induction magnétique.
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe mobile (27, 30, 90, 100, 130) est pivotant autour d'un axe de rotation.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe mobile (27, 30) comporte un pivot (17, 31 ) formé d'au moins une partie (33) conductrice de flux d'induction magnétique.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe mobile (90, 100) comporte un remontoir (91 ) associé à une tige de remontoir (95) et à un élément tournant (92, 106) formé d'au moins une partie (93) conductrice de flux d'induction magnétique.
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'instrument horaire comporte une lunette tournante (111 ), et en ce que l'organe mobile
(130) est formé de cette lunette tournante.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lunette tournante (111 ) comporte des encoches (112) disposées vers l'intérieur du boîtier de l'instrument horaire, et espacées sur la périphérie intérieure de ladite lunette tournante.
8. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe mobile (50, 60) comporte une lame élastique (51 , 61 ) mobile radialement vers l'intérieur de l'instrument horaire et ayant une position de repos éloignée de l'intérieur de l'instrument horaire et une position pressée proche de l'intérieur de cet instrument horaire.
9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe mobile (30, 90) comporte au moins une partie (34, 94) non-conductrice du flux d'induction magnétique.
10. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe mobile (27, 50, 70, 100) comporte au moins un aimant permanent (16, 52, 73, 101 ).
11. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de détection (13, 13', 13") du flux d'induction magnétique variable comportent au moins une bobine d'induction (22, 23, 38, 39, 53, 65, 74, 84, 104, 105, 115, 116, 120, 121 , 122) composée d'un noyau (24, 25, 35, 54, 62, 75, 83, 96, 102, 113) entouré d'un fil électrique conducteur isolé (26, 37, 55, 64, 76, 103, 117) formant plusieurs spires.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que les moyens de détection (13, 13') de l'induction magnétique variable comportent deux bobines (22, 23, 38, 39, 104, 105, 115, 116, 120, 121 ) formées chacune d'un noyau (24, 25, 35, 96, 102, 113) entouré d'un fil (26, 37, 103, 117) électrique conducteur isolé formant plusieurs spires.
13. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de détection (13, 13', 13") du flux d'induction magnétique variable comportent un aimant permanent (41 , 3, 85, 114).
14. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de traitement (14, 14') de signaux comportent des moyens de détection de la vitesse de déplacement de l'organe mobile.
15. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de traitement (14') de signaux comportent des moyens de détection du sens de rotation de l'organe mobile.
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