EP4711861A1 - Dispositif micromécanique à actionnement thermique, notamment pour l'horlogerie - Google Patents

Dispositif micromécanique à actionnement thermique, notamment pour l'horlogerie

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EP4711861A1
EP4711861A1 EP24200028.9A EP24200028A EP4711861A1 EP 4711861 A1 EP4711861 A1 EP 4711861A1 EP 24200028 A EP24200028 A EP 24200028A EP 4711861 A1 EP4711861 A1 EP 4711861A1
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EP
European Patent Office
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moving part
micromechanical device
support
rocker
rest position
Prior art date
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Pending
Application number
EP24200028.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien Christan
Mohammad Hussein Kahrobaiyan
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ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B11/00—Click devices; Stop clicks; Clutches
    • G04B11/001—Clutch mechanism between two rotating members with transfer of movement in both directions, possibly with limitation on the transfer of power
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/08—Component parts or constructional details
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B27/00—Mechanical devices for setting the time indicating means
    • G04B27/001—Internal gear therefor, e.g. for setting the second hand or for setting several clockworks

Definitions

  • the thermally actuated device 1 further includes a first mechanical moving part 3, here a first gear wheel, and a second mechanical moving part 4, here a second mechanical moving part.
  • the second mechanical mobile 4 is mobile relative to the first mechanical mobile 3 between an engaged position, in which the first mechanical mobile 3 meshes with the second mechanical mobile 4, and a rest position, in which the first mechanical mobile 3 does not mesh with the second mechanical mobile 4.
  • the second mechanical mobile 4 is arranged in the curved portion 7 of the rocker, which moves over a longer distance than the straight portions.
  • the support 5 is thermally deformable between two configurations.
  • a first configuration in which the second mechanical moving part 4 is in the engaged position, and a second configuration in which the second mechanical moving part 4 is in the rest position, as shown in the figure 2 .
  • the support 5 deforms thermally when it exceeds a threshold temperature.
  • the support 5 deforms in the engaged position when the threshold temperature is exceeded.
  • support 5 includes a shape-memory material. Such a material deforms above a threshold temperature and returns to its original shape below that threshold temperature.
  • the rocker arm rights itself, and moves the second mechanical moving part 4 from its rest position to the engaged position so that it can be driven by the first mechanical moving part 3 and therefore by the main moving part 2.
  • the rocker arm deforms, the ends 9 and 15 of the rocker arm remain essentially in the same position. However, the curvature of the curved portion 7 of the rocker arm decreases.
  • the threshold temperature is chosen in negative temperatures, for example below -20°C.
  • the chosen material has two different threshold temperatures, a first threshold temperature to switch from the rest position to the engaged position, and a second threshold temperature to switch from the engaged position to the rest position.
  • the micromechanical device may include a return spring (not shown in the figures), in order to push the rocker and therefore the second mechanical moving part back into the rest position.
  • FIG. 5 This shows a portion of the adjustment mechanism driven by the thermally actuated micromechanical device.
  • a third gear 16 is mounted at the other end of the shaft 8 and meshes with a cam 17, which includes the cam 14.
  • the cam 14 interacts with another part of the adjustment mechanism, not shown in the figure, comprising a feeler or a movable pawl, which allows, for example, the speed to be adjusted.
  • the cam 4 is driven when the first gear 3 is in the engaged position.
  • the cam slider is replaced by a slider equipped with an eccentric.
  • a eccentric is capable of cooperating with an adjustment mechanism cooperating with said eccentric.
  • a clock movement equipped with such a micromechanical device 1 can be arranged in a clock part.
  • the clock part comprises a case closed by a back.
  • the base is transparent, for example, to allow laser beams to pass through to the watch movement, specifically onto the micromechanical device's support. These laser beams are configured to heat the micromechanical device's support, causing it to deform.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif micromécanique (1) à actionnement thermique, notamment pour un mouvement d'horlogerie, le dispositif micromécanique (1) comprenant un premier mobile (3) actionnable mécaniquement, et un deuxième mobile (4) actionnable mécaniquement, le deuxième mobile (4) étant mobile en translation par rapport au premier mobile (3) entre une position embrayée , dans laquelle le premier mobile (3) coopère mécaniquement avec le deuxième mobile (4) pour l'actionner, et une position de repos, dans laquelle le deuxième mobile (4) ne peut pas coopérer mécaniquement avec le premier mobile (3), le dispositif micromécanique (1) comportant un support (5) sur lequel est monté le deuxième mobile (4), caractérisé en ce que le support (5) est déformable thermiquement pour faire passer le deuxième mobile (4) de la position de repos à la position embrayée et/ou réciproquement.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention a trait au domaine des dispositifs micromécaniques actionnables ponctuellement, et plus particulièrement au domaine des dispositifs micromécaniques à actionnement thermique, notamment pour l'horlogerie.
    • Arrière-plan technologique
  • Dans les mécanismes d'engrenage, il peut être nécessaire d'avoir recours à un dispositif micromécanique actionnable ponctuellement. Plus particulièrement dans l'horlogerie, il existe des mécanismes pour régler un module d'horlogerie particulier, par exemple l'heure ou la date, ou encore pour régler la marche du mouvement.
  • Ces mécanismes sont actionnés ponctuellement et mettent en relation mécanique des roues dentées.
  • Pour les actionner, soit ces mécanismes requièrent un dispositif d'actionnement accessible depuis l'extérieur de la pièce d'horlogerie, telles une couronne de remontoir et une tige pour régler l'heure ; soit ils requièrent d'ouvrir le boîtier de la pièce d'horlogerie pour atteindre le module d'horlogerie, par exemple dans le cas du réglage de la marche.
  • L'actionnement depuis l'extérieur du boîtier induit une complexification du mouvement, car des composants doivent être ajoutés dans le mouvement pour atteindre le module d'horlogerie à actionner. De plus, il faut assurer l'étanchéité du boîtier.
  • L'ouverture du boîtier modifie la pression à l'intérieur du boîtier, et entraîne des répercussions négatives sur la marche de l'organe réglant.
  • Il existe des dispositifs d'actionnement micromécanique que l'on peut actionner depuis l'extérieur du boîtier, sans ouvrir le boitier. Par exemple, dans le document DE1720495 est présenté un actionnement magnétique, tandis que dans le document CH504030 , est présenté un actionnement thermique, et dans le document EP3118693 , un actionnement par la lumière.
  • Cependant, ces dispositifs à actionnement micromécanique ne permettent pas d'obtenir une précision suffisante de réglage.
    • Résumé de l'invention
  • Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un dispositif micromécanique pour un réglage précis, que l'on peut actionner depuis l'extérieur d'un boitier.
  • À cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif micromécanique à actionnement thermique, notamment pour un mouvement d'horlogerie, le dispositif micromécanique comprenant un premier mobile actionnable mécaniquement et un deuxième mobile actionnable mécaniquement, le deuxième mobile étant mobile par rapport au premier mobile entre une position embrayée, dans laquelle le premier mobile coopère mécaniquement avec le deuxième mobile pour l'actionner, et une position de repos débrayée, dans laquelle le deuxième mobile ne peut pas coopérer mécaniquement avec le premier mobile, le dispositif micromécanique comportant un support sur lequel est monté le deuxième mobile.
  • L'invention est remarquable en ce que le support est déformable thermiquement pour faire passer le deuxième mobile de la position de repos à la position embrayée et/ou réciproquement.
  • Grâce à l'invention, on a un dispositif micromécanique permettant de mettre en relation mécanique deux mobiles, par l'intermédiaire d'un actionnement thermique. Ainsi, il ne requiert pas de mécanisme mécanique supplémentaire pour mettre les deux mobiles en relation.
  • Le dispositif est simple à fabriquer et permet un actionnement à distance, en chauffant le support.
  • En outre, un tel dispositif peut être actionné depuis l'extérieur d'un boitier, par exemple dans le cas d'une pièce d'horlogerie, pour laquelle on souhaite effectuer un réglage sans ouvrir le boîtier. En effet, on peut actionner le dispositif micromécanique par chauffage, en laissant le boîtier fermé.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le support comprend, au moins en partie, de préférence en totalité, un matériau à mémoire déformable thermiquement, lorsqu'il dépasse une température seuil.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, la température seuil est comprise entre 60°C et 80°C, de préférence entre 65°C et 75°C, voire sensiblement égale à 70°C.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le support est une bascule.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, la bascule comprend une portion courbe, la bascule se redressant pour faire passer le deuxième mobile de la position de repos à la position embrayée.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le deuxième mobile est agencé dans ou à proximité de la portion courbe de la bascule.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le dispositif micromécanique comprend un arbre agencé perpendiculairement à une première extrémité de la bascule, pour former un pivot autour duquel la bascule peut tourner.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, support comprend un pignon engrenant avec le deuxième mobile.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le premier mobile est une roue d'engrenage.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le deuxième mobile est une roue d'engrenage.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le dispositif micromécanique comprend un ressort de rappel pour repousser le deuxième mobile dans la position de repos.
  • L'invention se rapporte également à un mouvement d'horlogerie, comprenant un tel dispositif micromécanique.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le mouvement d'horlogerie comprend une platine ou un pont muni d'un logement pour le support.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le logement comprend un rebord formant appui pour une deuxième extrémité de la bascule.
  • L'invention se rapporte encore à une pièce d'horlogerie comprenant un tel mouvement d'horlogerie.
    • Brève description des figures
  • Les buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de plusieurs formes de réalisation données uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un mouvement d'horlogerie comportant un dispositif micromécanique à actionnement thermique dans une première configuration,
    • la figure 2 représente schématiquement une vue en perspective de la partie du mouvement d'horlogerie de la figure 1, dans lequel le dispositif micromécanique à actionnement thermique est dans une deuxième configuration,
    • la figure 3 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un dispositif micromécanique à actionnement thermique,
    • la figure 4 représente schématiquement une vue de dessus de la partie d'un dispositif micromécanique à actionnement thermique, et
    • la figure 5 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un mécanisme de réglage entraîné par le dispositif micromécanique selon l'invention.
    Description détaillée de l'invention
  • Les figures 1 et 2 montrent une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif à actionnement thermique 1, destiné à être agencé dans un mouvement d'horlogerie 10. Le mouvement d'horlogerie 10 comprend une platine 11, et un logement 12 agencé dans la platine 11 pour y disposer le dispositif à actionnement thermique 1.
  • Le mouvement d'horlogerie 10 comprend en outre un mobile principal 2 de réglage, le mobile principal 2 de réglage permettant d'entraîner un mécanisme de module d'horlogerie.
  • Le mobile principal 2 est par exemple une roue entraîneuse de quantième. Une telle roue a une grande démultiplication avec la tige, et permet d'obtenir une résolution précise de réglage.
  • Le module d'horlogerie comprend par exemple un mécanisme de réglage de la marche du mouvement d'horlogerie, qui est actionné par une came 14 représentée sur la figure 5. Ainsi, le mécanisme de réglage fonctionne, lorsque le mobile principal 2 est actionné.
  • Le dispositif à actionnement thermique 1 comprend en outre un premier mobile mécanique 3, ici une première roue d'engrenage, et un deuxième mobile mécanique 4, ici un deuxième mobile mécanique.
  • Le premier mobile mécanique 3 engrène avec le mobile principal 2 pour pouvoir être actionné. Ainsi, en faisant tourner le mobile principal 2, on fait tourner le premier mobile mécanique 3 pour actionner le mécanisme de réglage du module d'horlogerie associé au premier mobile mécanique 3.
  • Le deuxième mobile mécanique 4 est mobile par rapport au premier mobile mécanique 3 entre une position embrayée, dans laquelle le premier mobile mécanique 3 engrène avec le deuxième mobile mécanique 4, et une position de repos, dans laquelle le premier mobile mécanique 3 n'engrène pas avec le deuxième mobile mécanique 4.
  • À cette fin, le deuxième mobile mécanique 4 est monté sur un support 5, configuré pour pouvoir faire passer le deuxième mobile mécanique 4 de la position de repos à la position embrayée, et réciproquement.
  • Dans ce mode de réalisation, le support 5 est une bascule de forme sensiblement longitudinale. La bascule comprend une portion courbe 7, reliant deux portions sensiblement rectilignes. La bascule comprend deux extrémités 9, 15.
  • De préférence, le deuxième mobile mécanique 4 est agencé dans la portion courbe 7 de la bascule, qui se déplace sur une plus longue distance que les portions rectilignes.
  • Sur la figure 3, le support 5 comprend aussi un pignon 6 et arbre 8, agencés à une première extrémité 9 de la bascule, le pignon 6 étant monté sur l'arbre 8. L'arbre 8 est agencé à travers la platine 11 et à travers le support 5. Ainsi, la première extrémité 9 de la bascule est maintenue dans le logement 12. Toutefois, l'arbre 8 forme un pivot autour duquel la bascule peut tourner.
  • Le pignon 6 engrène avec le deuxième mobile mécanique 4, quelle que soit sa position. Lorsque le deuxième mobile mécanique 4est entrainé, le pignon 6 actionne l'arbre. L'arbre 8 est relié à un système d'engrenage, non représenté sur les figures, qui est actionnable, de préférence ponctuellement, par exemple par le porteur de la pièce d'horlogerie comprenant ce mouvement.
  • Selon l'invention, le support 5 est déformable thermiquement entre deux configurations. Une première configuration dans laquelle le deuxième mobile mécanique 4 est dans la position embrayée, et une deuxième configuration dans laquelle le deuxième mobile mécanique 4 est dans la position de repos, comme le montre la figure 2.
  • Plus précisément, le support 5 se déforme thermiquement lorsqu'il dépasse une température seuil. De préférence, le support 5 se déforme dans la position embrayée, lorsque la température seuil est dépassée.
  • À cette fin, le support 5 comprend un matériau à mémoire de forme. Un tel matériau se déforme au-delà d'une température seuil, et retrouve sa forme initiale en-dessous de cette température seuil.
  • Différentes sortes de matériaux à mémoire de forme sont possibles.
  • On peut par exemple utiliser un alliage à base de cuivre ayant la composition suivante en poids :
    • Cu entre 64.5 et 85%, Zn entre 9.5 et 25% et Al entre 4.5 et 10%,
    • Cu entre 79.5 et 84%, Al entre 12.5 et 14% et Ni entre 2.5 et 6%,
    • Cu entre 87 et 88%, Al entre 11 et 12% et Be entre 0.3 et 0.7%.
  • Il existe aussi des alliages à base d'or, de type 50Au40Ti10Zr, 52Au47Ti1Zr et 50Au45Ti3Zr2Nb, ayant par exemple la composition suivante, en pourcentage atomique :
    • 46 à 55at% d'or,
    • 38 à 47at% de titane,
    • 0,1 à 15at% de zirconium,
    • 0 à 5 at% de niobium.
  • Des alliages de nickel et de titane, du type Nitinol, voire des matériaux plastiques, peuvent aussi servir de matériau à mémoire de forme pour le support.
  • Ainsi, en cas de changement de température, au-delà de la température seuil, la bascule se redresse, et fait passer le deuxième mobile mécanique 4 de la position de repos à la position embrayée pour pouvoir être entraîner par le premier mobile mécanique 3 et donc par le mobile principal 2. Lorsque la bascule se déforme, les extrémités 9, 15 de la bascule restent sensiblement à la même place. Mais la courbure de la portion courbe 7 de la bascule diminue.
  • Le sens de déplacement de la portion courbe 7 est dirigé vers le premier mobile mécanique 4.
  • Le logement 12 de la platine 11 comprend un rebord 13 formant appui pour la deuxième extrémité 15 de la bascule. Le logement 12 est prévu pour permettre la déformation de la bascule. Ici le logement a une forme s'élargissant depuis le rebord 13 pour la deuxième extrémité 15. La portion courbe 7, et donc le deuxième mobile mécanique 4, se déplace dans le logement 12 sous l'effet de la déformation.
  • Lorsque la température redescend en-dessous de la température seuil, la bascule reprend sa forme d'origine, avec une courbure plus prononcée. Ainsi, le deuxième mobile mécanique 4 est à nouveau éloigné du premier mobile mécanique 3, et ne peut plus être entraîné par celui-dernier.
  • La température seuil est par exemple comprise entre 60°C et 80°C, de préférence entre 65°C et 75°C, voire sensiblement égale à 70°C. Une telle plage de température est suffisamment élevée pour éviter le déclenchement intempestif de la déformation du matériau, par exemple à cause d'une température extérieure élevée, et elle n'est pas trop élevée afin d'éviter le risque de détérioration d'éléments du mouvement, telle que l'huile.
  • Alternativement, la température seuil est choisie dans des températures négatives, par exemple inférieure à -20°C.
  • En variante, le matériau choisi a deux températures seuil différentes, une première température seuil pour passer de la position de repos à la position embrayée, et une deuxième température seuil pour passer de la position embrayée à la position de repos.
  • Pour améliorer les transitions entre les positions, en particulier pour retrouver la position de repos, le dispositif micromécanique peut comprendre un ressort de rappel (non représenté sur les figures), afin de repousser la bascule et donc le deuxième mobile mécanique dans la position de repos.
  • La figure 5 montre une partie du mécanisme de réglage entraîné par le dispositif micromécanique à actionnement thermique. Un troisième mobile d'engrenage 16 est monté à l'autre extrémité de l'arbre 8, et engrène avec un mobile à came 17, comprenant la came 14. La came 14 interagit avec une autre partie du mécanisme de réglage, non représentée sur la figure, comprenant un palpeur ou un cliquet mobile, et qui permet par exemple le réglage de la marche. Ainsi, la came 4 est entrainée lorsque le premier mobile 3 est dans la position embrayée.
  • Dans une variante de réalisation, non représentée sur les figures, le mobile de came est remplacé par un mobile muni d'un excentrique. Un tel excentrique est apte à coopérer avec un mécanisme de réglage coopérant avec ledit excentrique.
  • Un mouvement d'horlogerie muni d'un tel dispositif micromécanique 1 peut être agencé dans une pièce d'horlogerie. À cette fin, la pièce d'horlogerie comprend un boîtier fermé par un fond.
  • Le fond est par exemple transparent, afin de permettre le passage d'un rayonnement laser vers le mouvement d'horlogerie, en particulier sur le support du dispositif micromécanique. Ce rayonnement laser est configuré pour pouvoir chauffer le support du dispositif micromécanique, afin de le déformer.
  • Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation d'organes réglant décrits en référence aux figures, et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (14)

  1. Dispositif micromécanique (1) à actionnement thermique, notamment pour un mouvement d'horlogerie, le dispositif micromécanique (1) comprenant un premier mobile (3) actionnable mécaniquement, et un deuxième mobile (4) actionnable mécaniquement, le deuxième mobile (4) étant mobile en translation par rapport au premier mobile (3) entre une position embrayée, dans laquelle le premier mobile (3) coopère mécaniquement avec le deuxième mobile (4) pour l'actionner, et une position de repos, dans laquelle le deuxième mobile (4) ne peut pas coopérer mécaniquement avec le premier mobile (3), le dispositif micromécanique (1) comportant un support (5) sur lequel est monté le deuxième mobile (4), caractérisé en ce que le support (5) est déformable thermiquement pour faire passer le deuxième mobile (4) de la position de repos à la position embrayée et/ou réciproquement.
  2. Dispositif micromécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (5) comprend au moins en partie, de préférence en totalité, un matériau à mémoire déformable thermiquement, lorsqu'il dépasse une température seuil.
  3. Dispositif micromécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température seuil est comprise entre 60°C et 80°C, de préférence entre 65°C et 75°C, voire sensiblement égale à 70°C.
  4. Dispositif micromécanique selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (5) est une bascule.
  5. Dispositif micromécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bascule comprend une portion courbe (7), la bascule se redressant pour faire passer le deuxième mobile (4) de la position de repos à la position embrayée.
  6. Dispositif micromécanique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième mobile (4) est agencé dans ou à proximité immédiate de la portion courbe (7) de la bascule.
  7. Dispositif micromécanique selon l'une, quelconque, des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif micromécanique (1) comprend un arbre (8) agencé perpendiculairement à une première extrémité (9) de la bascule, pour former un pivot autour duquel la bascule peut tourner.
  8. Dispositif micromécanique selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (5) comprend un pignon (6) engrenant avec le deuxième mobile (4).
  9. Dispositif micromécanique selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier mobile (3) et le deuxième mobile (4) sont des roues d'engrenage.
  10. Dispositif micromécanique selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort de rappel pour repousser la deuxième mobile (4) dans la position de repos.
  11. Mouvement d'horlogerie, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif micromécanique (1) selon l'une, quelconque, des revendications précédentes.
  12. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une platine (11) ou un pont muni d'un logement (12) pour le support (5).
  13. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 12, dans la dépendance de la revendication 4, caractérisé en ce que le logement (12) comprend un rebord (13) formant appui pour une deuxième extrémité (15) de la bascule.
  14. Pièce d'horlogerie comprenant un mouvement d'horlogerie selon l'une, quelconque, des revendications 11 à 13.
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