EP2169479B1 - Dispositif base de temps pour une montre - Google Patents
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- EP2169479B1 EP2169479B1 EP08165408A EP08165408A EP2169479B1 EP 2169479 B1 EP2169479 B1 EP 2169479B1 EP 08165408 A EP08165408 A EP 08165408A EP 08165408 A EP08165408 A EP 08165408A EP 2169479 B1 EP2169479 B1 EP 2169479B1
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- G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
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Definitions
- the present invention relates to a time base device for a watch, in particular an electronic watch.
- the timebase device comprises at least one coil of an electric motor that can be used to drive analog display means, a module having at least one timebase oscillator circuit mounted in a module housing, and a power source.
- Such a time base device also includes a frequency divider for dividing the frequency of the oscillator and a control circuit of an electric motor connected to the frequency divider. Said electric motor is controlled by the control circuit for driving particular needles of a time display on a watch dial for example.
- Each element of the time base device is generally fixed on at least one printed circuit board, on which the electrical connections between the different electronic elements of the time base device are made.
- the printed circuit board, including said timebase device may also be connected to the watch movement.
- These different elements are also powered by a voltage source, such as a battery or accumulator, which can be mounted in a housing provided for this purpose, which is connected to the printed circuit board.
- a voltage source such as a battery or accumulator
- tuning fork crystal resonator associated with an oscillator to form a part of the timebase.
- Said tuning fork crystal resonator and the integrated circuit comprising the oscillator can be grouped together in one and the same housing.
- the electronic watch includes an electric time display driver motor, and a time base, which includes an oscillator and resonator circuit.
- the oscillator circuit and the resonator are mounted in the same housing.
- a control circuit of the electric motor which is connected to the oscillator circuit via a frequency divider.
- the oscillator circuit, the frequency divider and the motor control circuit form a single integrated circuit housed in the housing with the resonator.
- the circuit for a quartz watch, which is provided with a stepper motor for rotating the hands of the watch.
- the circuit comprises an oscillator connected to a crystal, a frequency divider connected to the oscillator, and a motor control circuit connected to the output of the divider.
- the circuit electronic is powered by a battery.
- WO 2004/061588 it is a monitoring system of a workout.
- a coach unit is used to transmit alerts or information to units carried by people training. At each alert, a vibration is generated by each unit carried by the people training.
- Each unit includes a time base and a data processing unit, which are powered by a battery. However it is not defined how to connect the different electronic components in a compact way.
- the main purpose of the invention is therefore to overcome the aforementioned drawbacks by providing a time base device for a watch, which is compact and easy to handle for mounting operations in a small watch case.
- the present invention relates to a time base device for a watch, which comprises the features of the independent claim 1.
- An advantage of the time base device lies in the fact that the electrical connection between the voltage source, which may be a battery, a battery or an accumulator, and the electronic module of time base, as well as the connection electrical connection between the motor coil and said electronic module are made without the use of a printed circuit board.
- Metal flanges connect the positive and negative poles of the cell to two external connection terminals of the module, and two metal wires of a winding of the coil are directly connected to two other external connection terminals of the module.
- the electronic module advantageously comprises in the same housing an oscillator, such as a crystal oscillator, a frequency divider and a motor control circuit, only 4 or 5 electrical connection terminals are required on one side outside of the module housing.
- the oscillator, the frequency divider and the control circuit may constitute a single integrated circuit. This makes it possible to reduce the volume of all the elements of the time base device, that is to say to reduce the volume of the watch movement by bringing the motor closer to the stack.
- the figure 1 schematically represents various components of an electronic watch, which comprises a time base device according to the invention.
- This watch comprises a voltage source 8, for example a battery, a battery or an accumulator, for powering an electronic module 1 having a time base and control means of an electric motor 6.
- the electric motor is controlled to drive cogs not shown to rotate the analog display means, such as hands 9 for indicating the time for example.
- the time base device consists essentially of the voltage source 8, the electronic module 1, and at least one coil of an electric motor 6. These elements of the time base device are advantageously mechanically and electrically connected without the aid of a printed circuit board to form a compact set of small dimensions, as explained hereinafter with reference to the figure 2 .
- the electronic module 1 comprises in a housing, an oscillator 3, which may be an oscillator with a resonator 2, for example a piezoelectric resonator, such as a quartz resonator or a silicon resonator of the MEMS type connected to the terminals of the oscillator 3.
- electronic module 1 further comprises a frequency divider 4, whose input is connected to the output of the oscillator 3, to obtain the desired operating frequency for the watch so as to indicate the exact time.
- the output of the frequency divider 4 is connected to a control circuit 5 of an electric motor 6 for driving the hands 9.
- the oscillator 3 with the resonator 2, as well as the frequency divider 4 can be part of a time base oscillator circuit.
- Lavet type stepper motor also called bipolar, formed of a magnetized rotor, a stator with high magnetic permeability for looping the magnetic circuit and at least one coil.
- This coil has the function, when energized, of creating a magnetic field in the stator which is thus transformed into a magnet whose polarity depends on the direction of the current in the coil.
- the control circuit 5 of the motor 6 provides a current flowing in the coil.
- the motor is controlled by a succession of positive and negative pulses spaced from power failure.
- other types of engine such as a two-phase stepper motor to obtain a bidirectional motor for setting the time of the watch in the forward and backward directions. In the case of a two-phase motor, three motor outputs must be provided on the electronic module 1.
- the oscillator 3, the frequency divider 4 and the control circuit 5 of the electric motor are all part of a single integrated circuit 7. This saves the space occupied by these electronic elements in the electronic module 1, and to reduce the electromagnetic disturbances on these electronic elements, due in particular to the length of the wired connections between elements.
- said electronic module 1 comprises only four or five external connection terminals instead of eight terminals in normal time. Indeed, it is normally provided two connection terminals for the excitation of the resonator 2, two other terminals for the connection with the integrated circuit 7, two other terminals for the power supply of the integrated circuit and finally two terminals for the control of the motor .
- this electronic module 1 four terminals shown in the figures, or even five terminals, are required externally on the housing, namely the two power supply terminals of the integrated circuit and the two or three terminals of the integrated circuit for the control. of the motor.
- the other terminals are arranged only in the housing of the electronic module 1.
- the figure 2 represents a three-dimensional view of the timebase device of the present invention.
- This time base device therefore comprises a voltage source 8, which is preferably a battery or battery, an electronic module 1 and a coil 30 of an electric motor.
- the electronic module 1 comprises in a particular ceramic housing, the oscillator with the resonator, the frequency divider and the control circuit of the electric motor.
- the oscillator, the frequency divider and the control circuit can form a single integrated circuit, but of course it may be possible to make these elements on more than one integrated circuit if necessary.
- connection terminals 14, 15, 16 and 17 are provided on an outer face of the electronic module 1. These connection terminals, as explained with reference to FIGS. Figures 3 and 4 , are disposed on an outer face of a wall of the housing on the inner side of which are mounted the integrated circuit and conductive connection tracks connecting said integrated circuit to the resonator and to the connection terminals.
- the four connection terminals shown are preferably arranged respectively at the four angles of the outer face.
- These connection terminals on the outside face advantageously serve as a base for the connection of the other elements of the time base device. This makes it possible to simplify the assembly of the elements of the time-based device of the watch movement, and also to greatly reduce the volume of the assembly by reducing the number of components.
- This electronic module 1 can be housed in a receptacle 10 of generally parallelepipedal shape open on one or two sides.
- the receptacle 10 may be defined as all or part of a metal or plastic plate, or may be part of an integrated movement of the watch. In the example shown in figure 2 , the receptacle 10 is open on two sides.
- connection terminals 14 15, 16 and 17 are accessible from an open upper face of the receptacle.
- the outer face of the module 1, on which are placed the connection terminals 14, 15, 16 and 17, is disposed at the same level as the mouth of the open upper face of the receptacle 10, in particular at the upper edge vertical walls of the receptacle. This facilitates the mechanical and electrical connection of the other elements of the timebase device.
- Two first terminals 14 and 15 of the outer face of the module are provided to be connected respectively by two conventional metal flanges 24 and 25 to the two positive and negative poles of the voltage source 8, which is here preferably a battery.
- a first flange 24 is fixed or welded to one of the first metal connection terminals 14 to connect the positive pole of the battery, while the second flange 25, which surrounds an outer portion of the receptacle 10, is fixed or welded to the other first metal connection terminals 15 for connecting the negative pole of said stack.
- Two second connection terminals 16 and 17 of the outer face of the module which are arranged on a side opposite to the two first terminals 14 and 15, are in turn connected to a conventional winding of a coil 30. an electric motor.
- a first wire 31 of the coil 30 is soldered to one of the second metal connection terminals 16, while a second wire 32 of the coil 30 is soldered to the other of the second metal connection terminals 17.
- the core this coil 30 is a part of a magnetic circuit 33, which can be fixed, for example by screws through the two openings provided for this purpose, to another part of a magnetic circuit of the electric motor not shown.
- connection flanges 24 and 25 of the stack can be integrated into a housing for receiving the stack, not shown. This housing may be part of the receptacle 10 or be attached to a side wall of the receptacle.
- the figure 3 is a view in median and longitudinal section of the electronic module 1 of the time base device.
- the resonator 2 is fixed by welding or gluing with a conductive adhesive the connection pads of two groups of electrodes located on the base of the resonator with corresponding conductive pads 18 provided on steps This allows the positioning of the resonator 2 above the integrated circuit 7, which is arranged on an inner face of a bottom wall of the housing 11.
- connection between the connection pads located on the base of the resonator 2 and the integrated circuit 7 for effecting the excitation of the electrodes and ensuring the vibration of the resonator can be done via the conductive pads 18 connected to the holes 22.
- holes 22 are formed in the rungs 19 and filled with a suitable conductive material, and connected to the conductive tracks disposed on the inner face of the bottom wall of the housing. These conductive tracks are themselves connected to corresponding contact pads of the integrated circuit 7.
- the integrated circuit 7 may be connected to the outside of the housing at connection terminals 14, 15, 16 and 17, which are arranged on an outer face of the bottom wall of the housing as previously explained. To do this in this example, it is provided on the inner face of the bottom wall, connection pads 12 advantageously located under the integrated circuit 7. These pads or connection bumps 12 are arranged in the same arrangement as ranges of contact of the integrated circuit 7 to be able to electrically connected said contact pads of the integrated circuit by a technique called "flip chip" in English terminology. Some contact pads of the integrated circuit are thus electrically connected by conductive tracks to the external connection terminals 14, 15, 16 and 17, through holes 20 passing through the bottom wall of the housing 11, which are filled with a conductive glue 21 or any other suitable conductive material. These holes being located opposite the connection terminals 14, 15, 16 and 17, the conductive adhesive 21 provides the electrical connection with the inside of the housing.
- the figure 4 is a top view of the electronic module 1, without closure cover, of the time base device.
- the resonator is not shown in the housing, which can be made of ceramic material and of parallelepipedal general shape.
- the not shown lid which hermetically closes the housing, can be advantageously made of glass to allow precise laser adjustment of the frequency of the resonator.
- an integrated circuit 7 is fixed via its contact pads 13, seen in transparency, on the not shown connection pads, which are arranged on the inner face of the bottom wall. of the case. As indicated above, the connection pads have an equivalent arrangement to the contact pads 13 in order to fix said integrated circuit by the so-called "flip chip” technique.
- the integrated circuit 7 comprises the oscillator, the frequency divider and the control circuit of the electric motor.
- the electrodes of the resonator are welded to conductive pads 18, which are connected to holes 22. These holes 22 are formed in rungs 19 and filled with a suitable conductive material, such as a conductive glue or metal.
- a suitable conductive material such as a conductive glue or metal.
- the conductive pads 18 are connected to conductive tracks 23 disposed on the inner face of the bottom wall of the housing. These conductive tracks 23 connect on the one hand these conductive pads 18 to certain contact pads 13 of the integrated circuit 7, and on the other hand some other conductive pads 13 of the integrated circuit 7 to the external connection terminals 14, 15, 16 and 17 .
- the electrical connection of the integrated circuit 7 to the external connection terminals is made through holes 20 passing through the bottom wall of the housing 11. These holes 20 are filled with a conductive adhesive 21 or any other suitable conductive material. These holes being located opposite the connection terminals 14, 15, 16 and 17, the conductive adhesive 21 provides the electrical connection with the electronic elements in the housing.
- the first two external connection terminals 14 and 15 are connected to a voltage source, such as a battery, to enable the integrated circuit 7 to be powered.
- the second two external connection terminals 16 and 17 are themselves connected. winding a coil of an electric motor to provide positive and negative electrical pulses.
- the space occupied by all of these elements is optimized.
- protection of the integrated circuit or circuits 7 is ensured vis-à-vis any external disturbances and this also thanks to the relatively short connection tracks between the various elements.
- the compact form of time base device can be designed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention defined by the claims. It can be provided the connection of several electric motors on the same terminals of the electronic module or on different connection terminals. The actuation time of each of the motors connected to the electronic module may be different.
- the electronic module can be connected to the voltage source and to the coil without being placed in a receptacle.
- the voltage source for the power supply of the electronic module may be composed in part of a solar cell in combination with a battery or accumulator.
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Description
- La présente invention concerne un dispositif base de temps pour une montre, notamment une montre électronique. Le dispositif base de temps comprend au moins une bobine d'un moteur électrique susceptible d'être utilisé pour entraîner des moyens d'affichage analogique, un module ayant au moins un circuit oscillateur de base de temps monté dans un boîtier du module, et une source d'alimentation électrique.
- Dans l'état de la technique, il est connu de réaliser un dispositif base de temps pour un mouvement horloger avec un oscillateur relié à un résonateur à quartz. Un tel dispositif base de temps comprend également un diviseur de fréquence pour diviser la fréquence de l'oscillateur et un circuit de commande d'un moteur électrique relié au diviseur de fréquence. Ledit moteur électrique est commandé par le circuit de commande pour l'entraînement notamment d'aiguilles d'un affichage horaire sur un cadran de montre par exemple.
- Chaque élément du dispositif base de temps est généralement fixé sur au moins une plaque à circuit imprimé, sur laquelle sont réalisées les liaisons électriques entre les différents éléments électroniques du dispositif base de temps. La plaque à circuit imprimé, comprenant ledit dispositif base de temps, peut être relié également au mouvement de montre. Ces différents éléments sont également alimentés par une source de tension, telle qu'une batterie ou un accumulateur, qui peut être monté dans un logement prévu à cet effet, qui est relié à la plaque à circuit imprimé. L'assemblage de tous ces éléments électroniques du dispositif base de temps occupe ainsi un volume relativement important, ce qui constitue un inconvénient pour un montage ou une intégration dans une pièce d'horlogerie de petites dimensions.
- Pour réduire le volume de l'ensemble des éléments électroniques du dispositif base de temps, il est déjà connu d'utiliser un résonateur à quartz en forme de diapason associé à un oscillateur pour former une partie de la base de temps. Ledit résonateur à quartz en forme de diapason et le circuit intégré comprenant l'oscillateur peuvent être regroupés dans un même boîtier.
- Le regroupement de divers composants électroniques dans un même boîtier est notamment connu du document de brevet
US 3,784,725 . Dans ce document, un ensemble électronique pour une montre forme un même bloc. Des composants électroniques de l'ensemble sont montés et connectés généralement individuellement sur une plaque de circuit imprimé, ce qui peut créer certains problèmes et coûts pour un montage dans une boîte de montre de petites dimensions. Par contre, cet ensemble électronique permet de regrouper tous les composants électroniques, ainsi que le cadran pour faciliter le montage de l'ensemble dans un mouvement de montre traditionnel, une boîte de montre plastique ou un bijou. - Dans le document de brevet
EP 1 890 204 A1 , il est décrit une montre électronique. La montre électronique comprend un moteur électrique d'entraînement des aiguilles d'affichage de l'heure, et une base de temps, qui comprend un circuit oscillateur et résonateur. Le circuit oscillateur et le résonateur sont montés dans un même boîtier. Dans le boîtier, il est également prévu un circuit de commande du moteur électrique, qui est relié au circuit oscillateur par l'intermédiaire d'un diviseur de fréquence. Le circuit oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande du moteur forme un unique circuit intégré logé dans le boîtier avec le résonateur. Cependant rien ne décrit la façon de relier les différents composants électroniques de manière compacte. - Dans le document
FR 2 283 478 - Dans le document
WO 2004/061588 , il est un système de surveillance d'un entraînement. Une unité de l'entraîneur est utilisée pour transmettre des alertes ou des informations à des unités portées par des personnes s'entraînant. A chaque alerte, une vibration est générée par chaque unité portée par les personnes s'entraînant. Chaque unité comprend une base de temps et une unité de traitement de données, qui sont alimentées par une batterie. Cependant il n'est pas défini la façon de relier les différents composants électroniques de manière compacte. - Bien que les solutions antérieures permettent de réduire en partie le volume occupé notamment par certains composants d'une base de temps, l'espace disponible reste cependant insuffisant pour réaliser une pièce d'horlogerie de petites dimensions. La nécessité de monter plusieurs circuits intégrés pour remplir plusieurs fonctions de la montre sur une ou plusieurs plaques à circuit imprimé entraîne une importante occupation de l'espace disponible dans la montre. Ceci nécessite d'augmenter le volume de cette dernière de manière excessive, ce qui n'est pas souhaité
- L'invention a donc pour but principal de pallier aux inconvénients susmentionnés en fournissant un dispositif base de temps pour une montre, qui soit compact et facile à manipuler pour des opérations de montage dans une boîte de montre de petites dimensions.
- A cet effet, la présente invention concerne un dispositif base de temps pour une montre, qui comprend les caractéristiques de la revendication indépendante 1.
- Des formes particulières de réalisation du dispositif base de temps sont définies dans les revendications dépendantes 2 à 11.
- Un avantage du dispositif base de temps selon l'invention réside dans le fait que la connexion électrique entre la source de tension, qui peut être une pile, une batterie ou un accumulateur, et le module électronique de base de temps, ainsi que la connexion électrique entre la bobine d'un moteur et ledit module électronique sont réalisées sans l'utilisation d'une plaque à circuit imprimé. Des brides métalliques relient les pôles positif et négatif de la pile à deux bornes externes de connexion du module, et deux fils métalliques d'un enroulement de la bobine sont directement reliés à deux autres bornes externes de connexion du module. Dans le cas d'un moteur biphasé, il peut être avantageusement prévu trois fils métalliques de bobine reliés directement à trois bornes externes de connexion du module.
- Grâce au fait que le module électronique comprend avantageusement dans un même boîtier un oscillateur, tel qu'un oscillateur à quartz, un diviseur de fréquence et un circuit de commande du moteur, uniquement 4, voire 5 bornes de connexion électrique sont nécessaires sur une face extérieure du boîtier du module. L'oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande peuvent constituer un seul circuit intégré. Ceci permet de réduire le volume de l'ensemble des éléments du dispositif base de temps, c'est-à-dire de réduire le volume du mouvement horloger en rapprochant le moteur de la pile.
- En regroupant dans un espace réduit les divers éléments du dispositif base de temps, cela réduit également la longueur des connexions entre les éléments électroniques du dispositif, et aussi la sensibilité de l'oscillateur aux perturbations externes. Ceci permet également de supprimer plusieurs opérations mécaniques d'assemblage des composants électroniques, ce qui réduit les coûts de production du mouvement muni du dispositif base de temps selon l'invention.
- Les buts, avantages et caractéristiques du dispositif base de temps pour une montre apparaîtront mieux dans la description suivante de manière non limitative en regard des dessins sur lesquels :
- la
figure 1 représente une vue schématique d'une montre électronique avec affichage analogique, qui comprend le dispositif base de temps selon l'invention; - la
figure 2 représente une vue tridimensionnelle des divers éléments du dispositif base de temps selon l'invention; - la
figure 3 représente une vue partielle en coupe longitudinale du module électronique du dispositif base de temps selon l'invention; et - la
figure 4 est une vue partielle de dessus du module électronique du dispositif base de temps selon l'invention. - Dans la description suivante, tous les éléments du dispositif base de temps d'une montre électronique qui sont bien connus de l'homme du métier dans ce domaine technique ne sont relatés que de manière simplifiée.
- La
figure 1 représente schématiquement divers composants d'une montre électronique, qui comprend un dispositif base de temps selon l'invention. Cette montre comprend une source de tension 8, par exemple une batterie, une pile ou un accumulateur, pour alimenter un module électronique 1 ayant une base de temps et des moyens de commande d'un moteur électrique 6. Le moteur électrique est commandé pour entraîner des rouages non représentés pour faire tourner les moyens d'affichage analogique, tels que des aiguilles 9 servant à indiquer l'heure par exemple. - Le dispositif base de temps est constitué essentiellement de la source de tension 8, du module électronique 1, et d'au moins une bobine d'un moteur électrique 6. Ces éléments du dispositif base de temps sont avantageusement reliés mécaniquement et électriquement sans l'aide d'une plaque à circuit imprimé pour former un ensemble compact de petites dimensions, comme expliqué ci-après en référence à la
figure 2 . - Le module électronique 1 comprend dans un boîtier, un oscillateur 3, qui peut être un oscillateur avec un résonateur 2 par exemple piézoélectrique, comme un résonateur à quartz ou encore un résonateur en silicium du type MEMS connecté aux bornes de l'oscillateur 3. Le module électronique 1 comprend encore un diviseur de fréquence 4, dont l'entrée est reliée à la sortie de l'oscillateur 3, pour obtenir la fréquence de marche souhaitée pour la montre de manière à indiquer l'heure exacte. La sortie du diviseur de fréquence 4 est connectée à un circuit de commande 5 d'un moteur électrique 6 pour l'entraînement des aiguilles 9. L'oscillateur 3 avec le résonateur 2, ainsi que le diviseur de fréquence 4 peuvent faire partie d'un circuit oscillateur de base de temps.
- Il peut être utilisé comme moteur électrique 6, un moteur pas à pas de type Lavet, encore appelé bipolaire, formé d'un rotor aimanté, un stator à haute perméabilité magnétique pour réaliser le bouclage du circuit magnétique et d'au moins une bobine. Cette bobine a pour fonction, lorsqu'elle est mise sous tension, de créer un champ magnétique dans le stator qui se transforme ainsi en aimant dont la polarité dépend du sens du courant dans la bobine. Ainsi le circuit de commande 5 du moteur 6 fournit un courant qui circule dans la bobine. Le moteur est commandé par une succession d'impulsions positives et négatives espacées de coupure de courant. Toutefois, il peut être utilisé d'autres types de moteur, comme par exemple un moteur pas à pas biphasé pour obtenir un moteur bidirectionnel permettant une mise à l'heure de la montre dans les sens avant et arrière. Dans le cas d'un moteur biphasé, il doit être prévu trois sorties moteur sur le module électronique 1.
- Avantageusement, comme cela est représenté sur la
figure 1 , l'oscillateur 3, le diviseur de fréquence 4 et le circuit de commande 5 du moteur électrique font tous partie d'un unique circuit intégré 7. Ceci permet d'économiser la place occupée par ces éléments électroniques dans le module électronique 1, ainsi que de diminuer les perturbations électromagnétiques sur ces éléments électroniques, dues notamment à la longueur des connexions filaires entre éléments. - Comme représenté sur les
figures 2 à 4 et grâce au regroupement de tous les éléments décrits ci-dessus dans le module électronique 1, ledit module électronique 1 ne comprend que quatre, voire cinq bornes de connexion externes au lieu de huit bornes en temps normal. En effet, il est normalement prévu deux bornes de connexion pour l'excitation du résonateur 2, deux autres bornes pour la connexion avec le circuit intégré 7, deux autres bornes pour l'alimentation du circuit intégré et enfin deux bornes pour la commande du moteur. Dans ce module électronique 1, quatre bornes représentées sur les figures, voire cinq bornes, sont nécessaires en externe sur le boîtier, à savoir les deux bornes d'alimentation du circuit intégré et les deux ou trois bornes de connexion du circuit intégré pour la commande du moteur. Les autres bornes sont agencées uniquement dans le boîtier du module électronique 1. - La
figure 2 représente une vue tridimensionnelle du dispositif base de temps de la présente invention. Les signes de référence des mêmes éléments expliqués en référence à lafigure 1 sont identiques. Ce dispositif base de temps comprend donc une source de tension 8, qui est de préférence une pile ou batterie, un module électronique 1 et une bobine 30 d'un moteur électrique. - Le module électronique 1 comprend dans un boîtier notamment en céramique, l'oscillateur avec le résonateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande du moteur électrique. Comme expliqué ci-dessus, l'oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande peuvent former un unique circuit intégré, mais bien entendu, il peut être envisageable de réaliser ces éléments sur plus d'un circuit intégré en cas de nécessité.
- Sur une face extérieure du module électronique 1, il est prévu quatre bornes de connexion 14, 15, 16 et 17. Ces bornes de connexion, comme expliqué en référence aux
figures 3 et 4 , sont disposées sur une face extérieure d'une paroi du boîtier sur la face intérieure de laquelle sont montés le circuit intégré et les pistes conductrices de connexion reliant ledit circuit intégré au résonateur et aux bornes de connexion. Les quatre bornes de connexion représentées sont disposées de préférence respectivement aux quatre angles de la face extérieure. Ces bornes de connexion sur la face extérieure servent avantageusement comme base pour la connexion des autres éléments du dispositif base de temps. Ceci permet de simplifier l'assemblage des éléments du dispositif base de temps du mouvement horloger, et également de réduire fortement le volume de l'ensemble en diminuant le nombre de composants. - Ce module électronique 1 peut être logé dans un réceptacle 10 de forme générale parallélépipédique ouvert sur une ou deux faces. Le réceptacle 10 peut être défini comme tout ou partie d'une platine métallique ou plastique, ou peut faire partie d'un mouvement intégré de la montre. Dans l'exemple représenté à la
figure 2 , le réceptacle 10 est ouvert sur deux faces. - Une fois que le module électronique 1 est fixé par exemple par collage dans le réceptacle, ses quatre, voire cinq bornes de connexion sont accessibles depuis une face supérieure ouverte du réceptacle. De préférence, la face extérieure du module 1, sur laquelle sont placées les bornes de connexion 14, 15, 16 et 17, est disposée au même niveau que l'embouchure de la face supérieure ouverte du réceptacle 10, notamment au niveau du bord supérieur des parois verticales du réceptacle. Ceci permet de faciliter la connexion mécanique et électrique des autres éléments du dispositif base de temps.
- Deux premières bornes de connexion 14 et 15 de la face extérieure du module sont prévues pour être reliées respectivement par deux brides métalliques classiques 24 et 25 aux deux pôles positif et négatif de la source de tension 8, qui est ici de préférence une pile. Une première bride 24 est fixée ou soudée sur une des premières bornes de connexion métallique 14 pour relier le pôle positif de la pile, alors que la seconde bride 25, qui entoure une partie extérieure du réceptacle 10, est fixée ou soudée sur l'autre des premières bornes de connexion métallique 15 pour relier le pôle négatif de ladite pile.
- Deux secondes bornes de connexion 16 et 17 de la face extérieure du module, qui sont disposées sur un côté opposé aux deux premières bornes 14 et 15, sont quant à elles reliées à un enroulement traditionnel d'une bobine 30 d'un moteur électrique. Un premier fil métallique 31 de la bobine 30 est soudé à une des secondes bornes de connexion métallique 16, alors qu'un second fil métallique 32 de la bobine 30 est soudé à l'autre des secondes bornes de connexion métallique 17. Le noyau de cette bobine 30 est une partie d'un circuit magnétique 33, qui peut être fixé, par exemple par des vis à travers les deux ouvertures prévues à cet effet, à une autre partie d'un circuit magnétique du moteur électrique non représenté.
- Il peut être également envisageable d'utiliser le réceptacle 10 du module électronique 1 comme support de la bobine 30 du moteur avec éventuellement tout son mécanisme. Cette bobine peut aussi être directement fixée au bord d'une face latérale ouverte du réceptacle 10. Les brides de connexion 24 et 25 de la pile peuvent être intégrées dans un logement de réception de la pile, non représenté. Ce logement peut faire partie du réceptacle 10 ou être fixé à une paroi latérale du réceptacle.
- L'agencement de tous les éléments à l'intérieur du boîtier par exemple en matériau céramique du module électronique 1 est expliqué maintenant en référence aux
figures 3 et 4 . Les signes de référence des mêmes éléments expliqués en référence auxfigures 1 et 2 sont identiques. - La
figure 3 est une vue en coupe médiane et longitudinale du module électronique 1 du dispositif base de temps. A l'intérieur du boîtier 11 dudit module, le résonateur 2 est fixé en soudant ou en collant avec une colle conductrice les plages de connexion de deux groupes d'électrodes situées sur la base du résonateur avec des plages conductrices correspondantes 18 prévues sur des échelons 19 du fond du boîtier 11. Ceci permet le positionnement du résonateur 2 au-dessus du circuit intégré 7 disposé quant à lui sur une face intérieure d'une paroi de fond du boîtier 11. - La connexion entre les plages de connexion situées sur la base du résonateur 2 et le circuit intégré 7 pour effectuer l'excitation des électrodes et assurer la vibration du résonateur peut se faire par l'intermédiaire des plages conductrices 18 reliées à des trous 22. Ces trous 22 sont formés dans les échelons 19 et remplis d'un matériau conducteur approprié, et connectés aux pistes conductrices disposées sur la face intérieure de la paroi de fond du boîtier. Ces pistes conductrices sont reliées elles-mêmes à des plages de contact correspondantes du circuit intégré 7.
- Le circuit intégré 7 peut être connecté vers l'extérieur du boîtier à des bornes de connexion 14, 15, 16 et 17, qui sont disposées sur une face extérieure de la paroi de fond du boîtier comme expliqué auparavant. Pour ce faire dans cet exemple, il est prévu sur la face intérieure de la paroi de fond, des plots de connexion 12 avantageusement situés sous le circuit intégré 7. Ces plots ou bosses de connexion 12 sont disposés selon un même arrangement que des plages de contact du circuit intégré 7 afin de pouvoir connecté électriquement lesdites plages de contact du circuit intégré par une technique dénommée "flip chip" en terminologie anglaise. Certaines plages de contact du circuit intégré sont donc reliées électriquement par des pistes conductrices aux bornes de connexion externes 14, 15, 16 et 17, par l'intermédiaire de trous 20 traversant la paroi de fond du boîtier 11, qui sont remplis d'une colle conductrice 21 ou de tout autre matériau conducteur approprié. Ces trous étant situés en regard des bornes de connexion 14, 15, 16 et 17, la colle conductrice 21 assure la connexion électrique avec l'intérieur du boîtier.
- La
figure 4 est une vue de dessus du module électronique 1, sans couvercle de fermeture, du dispositif base de temps. Par simplification, le résonateur n'est pas représenté dans le boîtier, qui peut être réalisé en matériau céramique et de forme générale parallélépipédique. Le couvercle non représenté qui referme hermétiquement le boîtier, peut être avantageusement réalisé en verre afin de permettre un réglage précis au laser de la fréquence du résonateur. - Dans le boîtier 11 du module électronique 1, un circuit intégré 7 est fixé par l'intermédiaire de ses plages de contact 13, vues en transparence, sur les plots de connexion non représentés, qui sont disposés sur la face intérieure de la paroi de fond du boîtier. Comme indiqué précédemment, les plots de connexion ont un agencement équivalent aux plages de contact 13 afin de pouvoir fixer ledit circuit intégré par la technique dénommée "flip chip". Le circuit intégré 7 comprend l'oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande du moteur électrique.
- Les électrodes du résonateur non représenté sont soudées sur des plages conductrices 18, qui sont reliées à des trous 22. Ces trous 22 sont formés dans des échelons 19 et remplis d'un matériau conducteur approprié, tel qu'une colle conductrice ou du métal. Ainsi les plages conductrices 18 sont reliées à des pistes conductrices 23 disposées sur la face intérieure de la paroi de fond du boîtier. Ces pistes conductrices 23 relient d'une part ces plages conductrices 18 à certaines plages de contact 13 du circuit intégré 7, et d'autre part certaines autres plages conductrices 13 du circuit intégré 7 aux bornes de connexion externes 14, 15, 16 et 17.
- La connexion électrique du circuit intégré 7 aux bornes de connexion externes est réalisée par l'intermédiaire de trous 20 traversant la paroi de fond du boîtier 11. Ces trous 20 sont remplis d'une colle conductrice 21 ou de tout autre matériau conducteur approprié. Ces trous étant situés en regard des bornes de connexion 14, 15, 16 et 17, la colle conductrice 21 assure la connexion électrique avec les éléments électroniques dans le boîtier. Les deux premières bornes de connexion externes 14 et 15, sont connectées à une source de tension, telle qu'une pile, pour permettre d'alimenter le circuit intégré 7. Les deux secondes bornes de connexion externes 16 et 17 sont quant à elles connectées à un enroulement d'une bobine d'un moteur électrique pour lui fournir des impulsions électriques positives et négatives.
- Grâce à l'agencement du circuit intégré 7 relié au résonateur à l'intérieur du boîtier, l'espace, occupé par l'ensemble de ces éléments, est optimisé. De plus, une protection du ou des circuits intégrés 7 est assurée vis-à-vis d'éventuelles perturbations externes et ceci grâce également aux pistes de connexion relativement courtes entre les divers éléments.
- A partir de la description qui vient d'être faite, plusieurs variantes de réalisation du dispositif base de temps de forme compacte peuvent être conçues par l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications. Il peut être prévu la connexion de plusieurs moteurs électriques sur les mêmes bornes de connexion du module électronique ou sur des bornes de connexion différentes. La temporisation d'actionnement de chacun des moteurs reliés au module électronique peut être différente. Le module électronique peut être relié à la source de tension et à la bobine sans être disposé dans un réceptacle. La source de tension pour l'alimentation électrique du module électronique peut être composée en partie par une cellule solaire en combinaison à une pile ou à un accumulateur.
Claims (11)
- Dispositif base de temps pour une montre comprenant au moins une bobine (30) d'un moteur électrique (6), un module électronique (1) ayant au moins un circuit oscillateur de base de temps (2, 3, 4) monté dans un boîtier (11) du module, et une source de tension d'alimentation électrique (8), la bobine (30), le module électronique (1) à circuit oscillateur et la source de tension étant reliés l'un à l'autre mécaniquement et électriquement sans l'aide d'une plaque à circuit imprimé pour former un ensemble compact, caractérisé en ce que le module électronique (1) est logé dans un réceptacle (10) ouvert sur au moins une face supérieure, et en ce que le module électronique (1) comprend quatre bornes de connexion (14, 15, 16, 17) sur une face extérieure rectangulaire d'une paroi de fond du boîtier (11), ledit module étant disposé dans le réceptacle de telle manière que les quatre bornes de connexion soient accessibles par la face supérieure ouverte du réceptacle (10).
- Dispositif base de temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module électronique (1) comprend dans le boîtier, un oscillateur (3), un diviseur de fréquence (4) et un circuit de commande (5) d'un moteur électrique (6), l'oscillateur et le diviseur de fréquence constituant le circuit oscillateur de base de temps, qui est alimenté depuis l'extérieur du boîtier par la source de tension.
- Dispositif base de temps selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur (3) est relié à l'intérieur du boîtier, à un résonateur piézoélectrique (2), tel qu'un résonateur à quartz, ou à un résonateur en silicium du type MEMS, et en ce que l'oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande du moteur sont réalisés dans un unique circuit intégré (7).
- Dispositif base de temps selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur, le diviseur de fréquence et le circuit de commande du moteur sont réalisés dans plusieurs circuits intégrés (7).
- Dispositif base de temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que des plages de contact (13) du circuit intégré (7) sont connectées à des bosses conductrices (12) ayant un même arrangement que les plages de contact, les bosses conductrices de connexion (12) étant disposées sur une face intérieure d'une paroi de fond du boîtier du module électronique (1), et en ce que des pistes conductrices (23) relient certaines bosses conductrices sur la face intérieure de la paroi de fond, au résonateur (2) et à des bornes de connexion (14, 15, 16, 17), qui sont disposées à l'extérieur du boîtier (11) du module.
- Dispositif base de temps selon la revendication 5, caractérisé en ce que certaines pistes conductrices (23) relient au moins quatre bornes de connexion (14, 15, 16, 17) par l'intermédiaire de trous (20) conducteurs à travers la paroi de fond du boîtier, et en ce que les quatre bornes de connexion sont disposées aux quatre angles de la face extérieure de forme rectangulaire, deux premières bornes de connexion (14, 15) étant connectées à la source de tension au moyen de deux brides de contact (24, 25), et deux secondes bornes de connexion (16, 17) étant connectées sur un côté opposé aux deux premières bornes, respectivement à deux fils métalliques (31, 32) d'un enroulement de la bobine (30) d'un moteur électrique, le circuit de commande (5) dans le boîtier permettant de commander ledit moteur pour entraîner des moyens d'affichage analogique.
- Dispositif base de temps selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module électronique (1) comprend trois secondes bornes externes de connexion, qui sont reliées respectivement à trois fils métalliques d'au moins un enroulement de la bobine (30) d'un moteur biphasé.
- Dispositif base de temps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les quatre bornes de connexion (14, 15, 16, 17) sont disposées aux quatre angles de la face extérieure rectangulaire d'une paroi de fond du boîtier (11).
- Dispositif base de temps selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face extérieure du module (1), sur laquelle sont placées les bornes de connexion (14, 15, 16 et 17), est disposée au même niveau que l'embouchure de la face supérieure ouverte du réceptacle (10), en ce que deux premières bornes de connexion (14, 15) sont reliées par l'intermédiaires de deux brides métalliques (24, 25) aux deux pôles négatif et positif de la source de tension, telle qu'une pile (8), et en ce que deux secondes bornes de connexion (16, 17) sur un côté opposé aux premières bornes de connexion, sont reliées chacune à un fil métallique respectif d'un enroulement de la bobine (30) d'un moteur électrique (6).
- Dispositif base de temps selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bobine (30) et/ou la source de tension sont fixées sur le réceptacle (10) en tant que support pour définir un ensemble compact.
- Dispositif base de temps selon la revendication 10, caractérisé en ce que le réceptacle (10) constitue une partie d'un mouvement de montre ou une partie d'une montre.
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