EP1821163A2

EP1821163A2 - Montre avec génératarice

Info

Publication number: EP1821163A2
Application number: EP07100376A
Authority: EP
Inventors: Pierre Nobs
Original assignee: Ventura Design On Time AG
Current assignee: VENTURA WATCH SA
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-08-22
Also published as: US20070223318A1; JP2007218910A; EP1821163A3; JP5243722B2; JP2012027042A

Abstract

Montre comprenant un module générateur électrique actionné par une masse oscillante suite aux mouvements du porteur. La masse oscillante est visible derrière une glace du cadrant à côté de l'affichage horaire. La montre comporte aussi un mode d'affichage de la réserve de charge et du bilan énergétique.

Description

Domaine technique

La présente invention concerne une montre dotée d'un module générateur pour transformer l'énergie cinétique en énergie électrique utile pour le fonctionnement de la montre.

Etat de la technique

On connaît les difficultés liées à l'approvisionnement en énergie des montres de poignet électroniques. Chacun sait, en particulier, combien le remplacement périodique de la batterie, effectué par un technicien spécialisé, est désagréable et contraignante pour les utilisateurs.
La substitution de la batterie comporte, pour le producteur, la nécessité de ménager des ouvertures, souvent étanches, dans le fond de la montre, par exemple, pour effectuer la substitution. Ces ouvertures et pièces supplémentaires impliquent des coûts supplémentaires pour la montre.
Plusieurs montres incorporant des génératrices autonomes d'énergie électrique ont été proposées, par exemple dans les brevets US6144621 et EP0927917 . Dans ces montres la génératrice est souvent actionnée par une masse oscillante, similaire à la masse de remontage des montres mécaniques automatiques, et charge un accumulateur, lequel alimente un mouvement de montre à quartz, de type connu.
Ce type de montre comporte toutefois un certain nombre d'inconvénients, notamment :

Une épaisseur plus élevée par rapport à une montre à quartz classique ;
La difficulté de vérifier, à tout moment, si la montre est chargée correctement, et de connaître l'état de charge de l'accumulateur ;
Si la montre n'est pas portée pendant une période de temps assez long, l'accumulateur peut se décharger complètement, et cela peut provoquer un démarrage difficile de la montre.

Bref résumé de l'invention

La présente invention se propose donc de résoudre ces difficultés et de proposer une montre alimentée par une génératrice qui est exempte des inconvénients mentionnés ci-dessus.
Un autre but de l'invention est de proposer une montre dans laquelle l'état de charge peut être vérifié aisément.
Un autre but de l'invention est de proposer une montre de conception et construction plus simple.
Ces buts sont atteints par l'objet de la revendication indépendante, et notamment par une montre de poignet comprenant :

une masse oscillante libre de tourner autour d'un axe de rotation fixe relativement à la montre ;
une génératrice électrique, entraînée par la rotation de la masse oscillante ;
un organe de stockage d'énergie électrique, connecté électriquement à la sortie de la génératrice électrique ;
un mouvement, alimenté par l'organe de stockage, ledit garde-temps comprenant un module d'affichage visible sur la face de la montre ; caractérisé en ce que ladite masse oscillante est visible du côté face de la montre.

Dans la présente demande, le côté « face » de la montre désigne le côté supérieur, celui où se trouvent les indicateurs horaires.

Brève description des dessins

Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 illustre l'aspect extérieur d'une montre selon un aspect de l'invention;
La figure 2 illustre, de manière schématique et non limitative, une disposition possible des organes internes d'une montre selon l'invention;
La figure 3 exemplifie schématiquement les rapports entre les éléments de la montre de l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

La figure 1 montre une montre 10 selon l'invention comprenant, dans une boîte 20, un mouvement de montre numérique à quartz, avec un dispositif d'affichage numérique visible par la glace 40.
La boîte 20 est, par exemple, métallique et de forme cambrée pour épouser la courbe du poignet du porteur, tel que représenté dans les figures. On comprend, cependant, que l'invention n'est pas limitée à ces caractéristiques, et qu'on pourrait aussi envisager une boîte cambrée ou à fond plat, en céramique, plastique, composite, ou en tout autre matériau idoine.
Le dispositif d'affichage ou cadran comporte de préférence deux lignes de caractères alphanumériques et/ou autres symboles graphiques. De préférence une ligne, par exemple la ligne supérieure, est destinée à l'affichage de l'heure, tandis que l'autre ligne d'affichage est utilisée pour l'affichage d'une autre fonction de la montre, par exemple une fonction chronographe, réveil, fuseau horaire, calendrier, thermomètre, altimètre, baromètre, messages brefs, calculatrice, téléphone, agenda ou toute autre fonction.
Par ailleurs, la présente invention comprend aussi des variantes avec des dispositifs d'affichages différents, par exemple des affichages analogiques à aiguilles, ou encore des affichages mixtes analogiques-numériques.
La montre comporte des dispositifs d'entrée et de commande, par exemple le bouton poussoir 24 sur la carrure, pour permettre à l'utilisateur de contrôler le fonctionnement de la montre, activer les diverses fonctions et effectuer la remise à l'heure, de manière conventionnelle.
De préférence la montre comporte aussi, sur la carrure et partiellement occupant la face, un rouleau de commande de type "easySkroll®" 22, qui peut être actionné en rotation et en pression par la pointe d'un doigt. Ce dispositif est décrit dans la demande de brevet EP1422583 au nom de la demanderesse qui est ici incorporée par référence.
D'autres dispositifs d'entrée sont aussi possibles et compris dans le cadre de la présente invention. Citons, à titre d'exemples non exhaustifs de dispositifs d'entrée : des boutons sur la face, des couronnes de type classique, des contacts magnétiques ou une glace tactile.
La glace 30 permet la vision d'une masse oscillante, libre de tourner autour d'un axe de rotation fixe, entraînant une génératrice électrique, non visible dans la figure 1, qui assure l'alimentation du mouvement, comme on le verra par la suite. Selon l'exemple, la glace 30 est séparée de la glace 40 de l'affichage. Cette disposition permet de cacher sous des portions de carrure les éléments électriques entre la génératrice et l'affichage. On pourrait toutefois aussi réaliser l'invention avec une glace unique, courbée ou plane, de forme appropriée, qui protège à la fois l'affichage et le module générateur, comprenant la masse oscillante et la génératrice électrique.
Selon la forme choisie pour la masse oscillante, la génératrice, qui se trouve, selon une variante de l'invention, au dessous de cette dernière, peut être aussi partiellement ou totalement visible.
La visibilité de la masse oscillante ajoute un aspect dynamique et esthétiquement intéressant à la montre. Par ailleurs, l'utilisateur peut aussi apprécier directement, par l'observation de cette masse, si la charge de la montre a lieu de manière efficace.
En référence à la figure 2, nous allons maintenant décrire une disposition possible des éléments de la montre de l'invention. La montre comprend une masse oscillante 50, libre de tourner suite aux mouvements du porteur, autour de son axe central. La masse 50 entraîne, par une transmission non représentée, la génératrice 55.
Selon une variante non représentée, le module générateur comprend un ressort, tendu par le mouvement de la masse oscillante, et un dispositif automatique d'embrayage, pour actionner la génératrice lorsque la tension du ressort dépasse un seuil prédéterminé. Une fois le ressort détendu, la génératrice s'arrête et ce cycle, qui peut se répéter plusieurs fois par minute si le porteur est très actif, recommence.
Cette variante est avantageuse car elle permet de faire tourner la génératrice très rapidement, réduisant ainsi une partie des déperditions d'énergie qui ont lieu si elle tourne trop lentement. On peut toutefois entraîner directement la génératrice 55 par la masse oscillante 50, avec une transmission synchrone avec un rapport de réduction opportun, toujours en prise.
La génératrice 55 est par exemple un micro alternateur avec rotor à aimants permanents, ou toute autre génératrice électrique connue. La sortie électrique de la génératrice 55 est dirigée vers le module de stockage électrique 60 qui comprend, dans une variante, un accumulateur rechargeable et un circuit électronique chargeur, qui transforme, par exemple, le courant alternatif provenant de la génératrice, en courant continu adapté pour la charge de l'accumulateur.
L'accumulateur sera par exemple un accumulateur Li-ion, Li-Poly, ou NiMH, un supercondensateur o tout autre accumulateur, selon les circonstances.
Le mouvement 80 est un mouvement à quartz à affichage numérique, par exemple, alimenté par l'énergie stockée dans le module de stockage 60.
Selon une variante non représentée, la montre dispose d'une couronne qui permet de faire tourner manuellement la génératrice, par une transmission appropriée, et ainsi de stocker dans le module 60 une charge suffisante pour le démarrage de la montre, par exemple.
On peut constater que les trois éléments de la montre: le module générateur comprenant la masse oscillante 50, la génératrice 55 et la transmission, le module de stockage 60 et le mouvement 80, sont mécaniquement indépendants entre eux, et ne nécessitent que peu d'interconnexions électriques pour assurer le fonctionnement de la montre.
Le module d'affichage 88 et la masse oscillante 50 sont disposés cote-à-cote et sensiblement au même niveau. Cette disposition permet de réduire l'épaisseur de la montre et d'obtenir un résultat esthétiquement intéressant. Avantageusement le mouvement 80 et le module générateur, comprenant la masse oscillante 50 et la génératrice 55 sont montés dans la boîte 20 de manière indépendante et séparée. Dans l'exemple illustré, la masse oscillante 50 et la génératrice 55 sont superposées, parallèles l'une à l'autre, mais non parallèle au plan du mouvement 80 et à sa platine. En outre, comme on le voit en particulier sur la figure 2, le module de stockage 60 n'est parallèle ni à la platine du mouvement, ni à la génératrice. Cette disposition avantageuse permet de disposer les trois éléments juxtaposés selon un arc de cercle épousant la forme du poignet.
Il est cependant aussi possible d'employer en guise de module de stockage un élément de stockage occupant le logement prévu à cet effet pour la batterie dans le mouvement de la montre.
Grâce à ces caractéristiques uniques de séparation entre le module générateur et le mouvement, la construction et la conception de la montre résultent plus simples que dans le cas d'une construction traditionnelle sur platine. Les éléments de la montre peuvent être placés avec la plus grande liberté et on peut obtenir une construction rationnelle et économique qui exploite le volume disponible de manière optimale.
Par ailleurs, le module générateur avec sa masse oscillante peut être placé à côté d'un mouvement existant dans la boîte de montre. Le mouvement peut être constitué par un mouvement électronique à quartz existant, disponible à bas coût, et capable de fonctionner sans le module générateur avec, si nécessaire, une adaptation du logiciel. Les seules modifications matérielles à apporter à ce mouvement existant pour prolonger sa réserve de marche consistent à le connecter électriquement au module générateur, et éventuellement à remplacer la batterie par une batterie rechargeable.
En référence à la figure 3, le mouvement 80 comprend une unité de contrôle 82, par exemple un microprocesseur ou un circuit logique dédié ASIC, ou un circuit intégré logique programmable FPGA ou équivalent, dont la cadence de fonctionnement est rigoureusement fixée par un oscillateur à quartz 84. L'unité de contrôle est alimentée en énergie par le module de stockage 60 et reçoit des commandes des dispositifs d'entrée 22 et 24 de la montre, pour activer, par exemple, les différentes fonctions de la montre et piloter l'affichage 88 de manière appropriée.
De préférence, le dispositif de contrôle comprend un module de surveillance énergétique 86, qui contrôle l'état de charge de la batterie du module de stockage 60, ainsi que les puissances délivrées par la génératrice 55 et consommées par le mouvement 80. Le module de surveillance peut être, par exemple, un circuit électronique dédié, ou un module logiciel inclus dans le microprogramme du contrôleur 82. II peut aussi être partiellement ou totalement inclus dans le module de stockage 60.
L'état de charge de la batterie peut être obtenu à partir de sa tension et de sa température, de manière connue, ou par intégration temporelle des courants de charge et décharge, et de la décharge spontanée de la batterie. Préférablement, l'état de charge de la batterie sera obtenu par un système intelligent de gestion de batterie (Smart Battery System), qui intègre de manière optimale les données électriques, thermiques et historiques disponibles pour parvenir à une détermination fiable de l'état de charge.
Selon une variante de l'invention, le module de surveillance énergétique assure la gestion optimale de la consommation de la montre, et peut, si la charge de la batterie descend au-dessous d'un niveau prédéterminé, par exemple, activer un ou plusieurs modes à faible consommation, par exemple en rendant inactives des fonctions non essentielles de la montre qui consomment une puissance importante. Comme exemples de fonctions non essentielles mais de forte consommation, on peut citer l'éclairage de l'affichage, et la sonnerie.
Optionnellement un mode à faible consommation peut réduire la puissance consommée par ces fonctions, sans toutefois les désactiver totalement. On pourrait par exemple réduire l'intensité de l'éclairage et limiter le volume et la durée de la sonnerie.
D'autre part, un mode à faible consommation pourrait aussi comporter la désactivation de toutes les fonctions interactives et de l'affichage. En ce cas la montre se limiterait, dans le mode à faible consommation, à garder le temps en interne jusqu'à que le module de stockage 60 n'atteigne un niveau de charge satisfaisant.
Finalement, si la charge résiduelle n'est plus compatible avec une marche régulière du mouvement, par exemple, un mode à faible consommation peut comporte l'inactivation totale du mouvement 80 et/ou l'affichage d'une indication de décharge.
Selon une variante un ou plusieurs modes à faible consommation sont activables sur l'initiative du porteur, par exemple en agissant sur l'un des dispositifs d'entrée 22, 24.
Selon une variante de l'invention, l'activation d'un mode à faible consommation peut dériver d'une évaluation d'autres paramètres que l'état de charge de la batterie. Un mode à faible consommation peut être activé, par exemple, lorsque la puissance générée moyenne est faible ou nulle pendant un intervalle de temps assez long, ce qui indique que la montre n'est pas portée.
Selon un autre aspect de l'invention, la montre prévoit un mode d'affichage de bilan énergétique, dans lequel les informations concernant l'état de charge et/ou les puissances générées et consommées, disponibles par le module de surveillance 86, sont présentées sur l'affichage 88.
Préférablement l'état de charge de la batterie est converti en heures d'autonomie de fonctionnement, en se basant sur une prévision de consommation moyenne, par exemple. De cette manière on peut afficher, numériquement ou graphiquement, la réserve de marche instantanée de la montre, soit l'autonomie de la montre en l'absence de recharge par la génératrice 55. En alternative on peut afficher, numériquement ou graphiquement, la charge de la batterie simplement sous forme de pourcentage d'une charge maximale.
L'affichage des puissances générées et consommées permet aussi à l'utilisateur d'apprécier l'autonomie de la montre. Préférablement on n'affichera pas les puissances instantanées, très variables, mais une puissance moyenne calculée sur une base temporelle adéquate, par exemple de quelques heures.

Claims

Montre (10) comprenant:
- une masse oscillante (50) libre de tourner autour d'un axe de rotation fixe par rapport à la montre ;

- une génératrice électrique (55), entraînée en rotation par la masse oscillante ;

- un organe de stockage d'énergie électrique (60), connecté électriquement à la sortie de la génératrice électrique (55);

- un mouvement (80), alimenté par l'organe de stockage (60), ledit mouvement comprenant un module d'affichage (88) visible sur la face de la montre ;
caractérisée en ce que ladite masse oscillante (50) est visible du côté face de la montre.
Montre (10) selon la revendication 1, dans laquelle la masse oscillante (50) est située à côté et sensiblement au même niveau du module d'affichage (88).
Montre (10) selon la revendication 1, dans laquelle la masse oscillante (50) entraîne la génératrice (55) par l'intermédiaire d'une transmission mécanique toujours en prise.
Montre (10) selon la revendication 1, comprenant un ressort, tendu par le mouvement de la masse oscillante et un dispositif d'embrayage, pour actionner la génératrice (55) lorsque la tension du ressort dépasse un seuil prédéterminé.
Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit mouvement (80) comprend un oscillateur électronique (84) à quartz, et en ce que ledit module d'affichage (88) est un module d'affichage numérique.
Montre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit module d'affichage (88) comprend deux lignes de caractères et symboles alphanumériques et/ou graphiques.
Montre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite génératrice (55) et ladite masse oscillante (50) sont mécaniquement indépendantes dudit mouvement.
Montre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (86) pour déterminer la puissance électrique générée par la génératrice (55) et la puissance électrique consommée par la montre.
Montre selon la revendication précédente, caractérisée par un mode de fonctionnement pour afficher le bilan énergétique de l'organe de stockage (60) et/ou a réserve de marche correspondant à l'état de charge de l'organe de stockage.
Montre selon la revendication 8, dans laquelle lesdites puissances sont des puissances moyennes pendant un temps déterminé.
Montre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par un mode à faible consommation, dans lequel au moins certaines des fonctions de la montre sont totalement ou partiellement déshabilitées.
Montre selon la revendication précédente, dans laquelle lesdites fonctions déshabilitées comprennent l'affichage, et/ou une fonction de sonnerie et/ou une fonction d'éclairage.
Montre selon la revendication 11, dans laquelle le mouvement est totalement inactif dans le mode à faible consommation.
Montre selon la revendication 11, dans laquelle le mode à faible consommation est activable par l'utilisateur.
Montre selon la revendication 11, dans laquelle le mode à faible consommation est activé de manière autonome lorsque l'état de charge de l'organe de stockage (60) est inférieur à un seuil prédéterminé.
Montre selon l'une des revendications précédentes, comprenant une connexion pour une source d'énergie externe.
Montre selon l'une des revendications précédentes, comprenant un dispositif, par exemple une couronne, pour faire tourner manuellement la génératrice (55).
Montre selon l'une des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que le dit mouvement est monté dans la boîte de la montre de façon indépendante de la dite masse oscillante (50) et de ladite génératrice (55).