FR3102577A1 - Systeme horloger a entraînement direct - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système d’horlogerie comprenant un moyeu s’étendant selon un premier axe de rotation, adapté pour recevoir une aiguille s’étendant selon un premier sens perpendiculaire au premier axe, une roue microdentée montée coaxialement au moyeu et solidaire du moyeu, le système étant caractérisé en ce que le moyeu présente une (des) asymétrie(s) de rotation par rapport au premier axe adaptée(s) à ce que le centre d’inertie du système soit distinct du premier axe et éloigné du premier axe selon un deuxième sens opposé au premier sens. Figure pour l’abrégé : Fig. 3
Description
L’invention concerne les systèmes horlogers, et plus précisément les systèmes horlogers à entraînement direct, c’est-à-dire dans lesquels un actionneur, par exemple de type MEMS électrostatique, est adapté à entraîner directement une roue microdentée solidaire d’une aiguille au moyen d’un engrènement périodique.
Les éléments mobiles d’une montre à quartz sont typiquement motorisés par un moteur électromagnétique pas-à-pas, désigné par moteur Lavet, du nom de son inventeur. Le moteur Lavet présente un faible couple moteur, typiquement d’environ 0,3 μN.m. Ce couple moteur est très inférieur au couple moteur requis pour l’entraînement direct des aiguilles de la montre, le couple requis étant typiquement supérieur à 10 μN.m.
A cet effet, le moteur Lavet est typiquement couplé aux aiguilles par l’intermédiaire de trains d’engrenages en série formant une chaîne cinématique depuis le moteur jusqu’aux aiguilles. La chaîne cinématique permet de multiplier le couple transmis par le moteur aux aiguilles. En effet, l’inertie des aiguilles perçues par le moteur dans un tel système est proportionnelle à l’inverse du carré du rapport de réduction du train d’engrenages. Un tel système est désigné par le terme « indirect », car l’énergie entre le moteur et la roue dentée est transmise de manière indirecte par l’ensemble des trains d’engrenage de la chaîne cinématique.
En référence à la figure 1 et à la figure 2, les trains d’engrenages peuvent transmettre un couple C à une roue R dentée, solidaire d’un moyeu M et d’une aiguille A, de manière à mettre l’aiguille en mouvement. La roue R dentée est typiquement montée solidaire du moyeu M sur une base du moyeu M. L’aiguille A est typiquement montée solidaire du moyeu M, sur une extrémité d’une partie axiale du moyeu M.
Toutefois, la fabrication d’un tel système horloger est complexe et coûteuse. En effet, la fabrication de chacune des pièces du train d’engrenage et leur montage doivent être mis en œuvre avec précision. De plus, le système manque de fiabilité lors de son utilisation. En effet, plus les pièces mécaniques sont nombreuses dans le système, plus la fiabilité du système horloger diminue.
A cet effet, un moteur « direct », c’est-à-dire dans lequel l’énergie entre le moteur et la roue dentée est transmise de manière directe (sans train d’engrenages), a été développé. Le document FR 2874907 décrit un moteur direct, de type MEMS, le moteur comprenant un peigne fixe et un peigne mobile interdigités l’un dans l’autre. Une différence de potentiel électrique appliquée entre les deux peignes entraîne un rapprochement du peigne mobile vers le peigne fixe, et un déplacement d’un élément d’entraînement, relié mécaniquement au peigne mobile et adapté à engrener avec la roue dentée.
Toutefois, le couple déployé par le moteur direct peut ne pas permettre de déplacer une aiguille sur laquelle de fortes contraintes mécaniques sont appliquées. En effet, le couple que doit transmettre le moteur direct doit être au moins égal ou supérieur au couple nécessaire au déplacement de l’aiguille, par exemple généré par l’inertie et le balourd de l’aiguille, ainsi que le couple généré par des accélérations subies par le système horloger. La norme internationale NIHS 91-30, relative à la définition des accélérations linéaires rencontrées par une montre-bracelet lors de gestes brusques et de chocs au porter, impose par exemple de pouvoir actionner les aiguilles d’un système horloger lors de contraintes correspondant à 100 G pendant 2 ms et 500 G pendant 0,7 ms.
Un but de l’invention est de proposer une solution pour permettre ou pour améliorer l’utilisation d’un moteur de type direct dans un système horloger lorsque des contraintes correspondant à de fortes accélérations du système horloger sont exercées sur les aiguilles.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un système horloger comprenant un moyeu s’étendant selon un premier axe de rotation, adapté pour recevoir une aiguille s’étendant parallèlement à une direction radiale par rapport au premier axe, selon un premier sens, une roue microdentée montée coaxialement au moyeu et solidaire du moyeu, le système étant caractérisé en ce que le moyeu présente une (des) asymétrie(s) de rotation par rapport au premier axe adaptée(s) à ce que le centre d’inertie du système soit distinct du premier axe et éloigné du premier axe dans la direction radiale selon un deuxième sens opposé au premier sens.
Comme le moyeu est adapté à ce que le centre d’inertie du système soit éloigné du premier axe selon un deuxième sens opposé au premier sens, le balourd statique du système peut compenser le balourd statique de l’aiguille. Ainsi, le balourd statique d’un système comprenant la roue, le moyeu et l’aiguille peut être réduit, voire annulé.
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- la (les) asymétrie(s) de rotation du moyeu par rapport au premier axe est (sont) adaptée(s) à ce que le centre d’inertie du moyeu soit également distinct du premier axe et éloigné du premier axe dans la direction radiale selon un deuxième sens opposé au premier sens,
- le moyeu présente une base et une partie axiale, la roue dentée étant reçue sur la base, la base présentant une asymétrie de révolution par rapport au premier axe de sorte que le centre d’inertie du système, et préférentiellement du moyeu, soit éloigné du premier axe dans la direction radiale et selon le deuxième sens par rapport au premier axe,
- la roue présente un évidement asymétrique par rapport au premier axe,
- le moyeu présente une indication visuelle du premier sens,
- la roue comprend un détrompeur pour monter la roue selon une position angulaire unique prédéterminée par rapport au moyeu,
- le système comprend une aiguille montée fixe sur le moyeu, et un cadran, le cadran étant agencé entre la roue dentée et l’aiguille, le moyeu et l’aiguille étant mobiles en rotation par rapport au cadran autour du premier axe,
- le système comprend un actionneur électrostatique adapté à entraîner directement la roue dentée.
Un autre aspect de l’invention est une aiguille en silicium destinée à être montée fixe sur un moyeu, l’aiguille comprenant un corps d’aiguille et un centre d’aiguille, le corps d’aiguille comprenant au moins un évidement.
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- le ou les évidements du corps de l’aiguille définissent un volume, le volume étant supérieur à la moitié du volume de silicium du corps l’aiguille.
- le corps présente un réseau d’évidements, préférentiellement un réseau bidimensionnel d’évidements,
- la dimension des évidements et le pas du réseau sont adaptés à ce qu’une densité mesurée sur un volume comprenant le volume du ou des évidements et le volume de silicium du corps soit inférieure à 70 % de la densité du silicium,
- une dimension des évidements dans un plan perpendiculaire à l’épaisseur de l’aiguille est inférieure à 200 microns, et préférentiellement inférieure à 100 microns,
- le centre d’aiguille présente un trou d’axe destiné à être chassé sur le moyeu, et la structure du centre d’aiguille est adaptée pour être déformée élastiquement lors du chassage de l’aiguille sur le moyeu.
- le centre d’aiguille présente un chanfrein autour du trou d’axe,
- l’aiguille comprend une couche mince d’oxyde en surface de l’aiguille, la couche mince présentant une épaisseur adaptée à colorer la surface de l’aiguille.
Un autre aspect de l’invention est un dispositif horloger comprenant le système horloger et une aiguille, préférentiellement une aiguille telle que définie précédemment, l’aiguille étant montée fixe sur le moyeu du système horloger.
Un autre aspect de l’invention est un appareil horloger comprenant un dispositif horloger et un actionneur électrostatique adapté à entraîner directement la roue dentée du dispositif horloger.
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles :
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
En référence à la figure 3, un système 1 d’horlogerie comprend un moyeu 2 et une roue 6.
Le moyeu 2 s’étant selon un premier axe 3 de rotation. Le moyeu 2 est adapté pour recevoir une aiguille 4 à l’une de ses extrémités. La figure 3 illustre une aiguille 4 montée solidaire sur l’extrémité du moyeu 2. L’aiguille 4 s’étend selon une direction radiale, dans un premier sens 5, perpendiculairement au premier axe 3. Le premier sens 5 est orienté dans la direction radiale de manière à s’éloigner du moyeu 2.
La roue 6 dentée est montée coaxialement au moyeu 2 et solidaire du moyeu 2. La roue 6 dentée peut être destinée à interagir avec un élément d’entraînement d’un moteur direct. L’élément d’entraînement peut par exemple venir s’engrainer dans des dents présentées par la tranche latérale de la roue 6 dentée (non visibles sur la figure 3).
En référence à la figure 3, à la figure 4, à la figure 5 et à la figure 6, le moyeu 2 présente au moins une asymétrie de rotation par rapport au premier axe 3 adaptée(s) à ce que le centre d’inertie du système 1 soit distinct du premier axe 3 et éloigné du premier axe 3 dans la direction radiale selon un deuxième sens 7 opposé au premier sens 3, et préférentiellement à ce que le centre d’inertie du moyeu soit également distinct du premier axe et éloigné du premier axe dans la direction radiale selon un deuxième sens opposé au premier sens. Ainsi, la distance entre le premier axe 3 et le centre d’inertie d’un dispositif 19 comprenant le système 1 et l’aiguille 4 est minimisée, et le balourd statique du dispositif 19 est minimisé.
Le moyeu 2 peut présenter une base 8 et une partie axiale 9. La roue dentée 6 est reçue sur la base 8. La base 8 présente préférentiellement une asymétrie de révolution par rapport au premier axe 3 de sorte que le centre d’inertie du système 1 soit éloigné du premier axe 3 dans la direction radiale et selon le deuxième sens par rapport au premier axe 3. La géométrie de la base 8 peut être optimisée de manière à maximiser la distance entre le centre d’inertie du système 1 et du premier axe 3, et/ou à l’optimiser pour une aiguille 4 prédéterminée. La base 8 peut par exemple être arrangée majoritairement du côté du deuxième sens 7 par rapport au premier axe 3, comme visible dans la vue de dessus du moyeu 2 dans la figure 6, de manière à éloigner le centre d’inertie du système 1 du premier axe 3 dans la direction radiale selon le deuxième sens 7. Ainsi, la distance entre le premier axe 3 et le centre d’inertie d’un dispositif 19 est minimisée, et le balourd statique du dispositif 19 est minimisé, sans modification de la structure de la partie axiale 9.
En référence à la figure 7 et à la figure 8, une partie de la base 8 peut présenter une épaisseur e. La partie de la base 8 s’étend dans un plan perpendiculaire au premier axe 3 sur une distance d. L’épaisseur e et la distance d peuvent être maximisées de manière à augmenter la distance entre le centre d’inertie du système 1 et le premier axe 3. L’épaisseur e et la distance d peuvent être également optimisée, de manière à annuler le balourd du dispositif 19.
Le tableau 1 décrit le moment d’inertie, la distance entre le centre d’inertie et le premier axe 3 et le balourd d’un dispositif de l’art antérieur et du dispositif 19 dans lequel l’épaisseur e et la distance d ont été partiellement optimisés. Les deux dispositifs comprennent la même roue et la même aiguille.
| Dispositif de l'art antérieur | Dispositif 19 | |
| moment d’inertie (mg.mm2) | 228,59 | 251,54 |
| distance entre le centre d’inertie et le premier axe 3 (mm) | 0,628 | 0,179 |
| balourd (µN.m) | 0,1436 | 0,045 |
Préférentiellement, les valeurs de e et de d peuvent être calculées pour les dimensions et les matériaux de l’aiguille 4, de la roue 6 et du moyeu 2 (à l’exception de e et de d) de manière à sensiblement annuler la distance entre le centre d’inertie et le premier axe 3 et le balourd du dispositif 19. Le tableau 2 décrit le moment d’inertie, la distance entre le centre d’inertie et le premier axe 3 et le balourd d’un dispositif de l’art antérieur et du dispositif 19 dans lequel e et d ont été optimisés de manière à annuler le balourd du dispositif 19. e est égal à 0,46 mm et d est égal à 2,1 mm. Les deux dispositifs comprennent la même roue et la même aiguille.
| Dispositif de l'art antérieur | Dispositif 19 | |
| moment d’inertie (mg.mm2) | 228,59 | 273,30 |
| distance entre le centre d’inertie et le premier axe 3 (mm) | 0,628 | 0,0059 |
| balourd (µN.m) | 0,1436 | 0,0016 |
Le matériau du moyeu 2 peut être choisi parmi du maillechort, du bronze, ou de l’acier inoxydable, par exemple de l’acier inoxydable de type 316 (X5CrNiMo18-10). Préférentiellement, le moyeu 2 comprend une pièce correspondant à la base 8 et une autre pièce correspondant à la partie axiale 9. Les deux pièces peuvent être assemblées par chassage. Ainsi, il est possible de choisir deux matériaux différents pour la base 8 et la partie axiale 9. Le matériau de la base 8 peut être choisi de manière à optimiser la position du centre d’inertie du système 1, tandis que le matériau de la partie axiale 9 peut être choisi de manière à optimiser les coûts de construction du moyeu 2. La partie axiale 9 peut par exemple être en acier inoxydable. La base peut par exemple être en laiton.
La roue 6 présente préférentiellement un évidement asymétrique par rapport au premier axe 3 adapté à ce que le centre d’inertie du système 1 et de la roue 6 soient éloignés du premier axe 3 selon la direction radiale et selon le deuxième sens 7 par rapport au premier axe 3. Ainsi, le balourd du dispositif 1 peut être réduit.
En référence à la figure 9 et à la figure 10, la roue 6 comprend préférentiellement un détrompeur 11 permettant de monter la roue 6 selon une position angulaire unique prédéterminée par rapport au moyeu 2. La roue 6 peut présenter un trou 16 d’axe destiné à être chassé autour du moyeu 2. Le moyeu 2 présente, sur sa base 8, une forme complémentaire à la forme du trou 16 de la roue 6. Ainsi, une roue 6 présentant un évidement asymétrique peut être chassée sur le moyeu 2 selon une position unique adaptée à éloigner le centre d’inertie du système 1 du premier axe 3 dans le deuxième sens 7 par rapport à une roue symétrique.
En référence à la figure 11, la roue 6 présente préférentiellement une indication visuelle 10 du premier sens 5. Ainsi, le chassage de la roue 6 sur le moyeu 2 comprenant un détrompeur 11 est facilité.
En référence à la figure 12, le moyeu 2 présente préférentiellement une indication visuelle 10 du premier sens 5. Ainsi, lors du chassage de l’aiguille 4 sur le moyeu 2, il est possible d’équilibrer avec précision la position de l’aiguille 4 par rapport au moyeu 2, et ainsi par rapport à la roue 6. L’indication visuelle 10 du moyeu 2 présente l’avantage d’être plus discrète que l’indication visuelle 10 de la roue 6, et donc plus esthétique.
En référence à la figure 12 et à la figure 13, un autre aspect de l’invention est une aiguille 4 en silicium. Comme le silicium est un matériau présentant une densité plus basse que les matériaux typiquement utilisés pour la fabrication des aiguilles, comme le laiton, le balourd de l’aiguille 4, est réduit. De plus, l’utilisation du silicium comme matériau de l’aiguille 4 permet de fabriquer les aiguilles en utilisant les techniques de microfabrication développées pour l’industrie de la microélectronique. Il est ainsi possible de fabriquer en parallèle les aiguilles 4 dans une galette de silicium, en grande quantité (par exemple plus 1000 aiguilles 4 par galette) en une étape de gravure.
L’aiguille 4 comprend un corps 12 et un centre 13. Le corps 12 et le centre 13 sont adjacents. Le corps 12 s’étend selon le premier sens 5. Le centre 13 entoure majoritairement le premier axe 3. Préférentiellement, le corps 12 comprend un évidement 14. L’évidemment 14 du corps 12 permets de réduire avantageusement la masse du corps 12 de l’aiguille 4, et ainsi d’en diminuer le balourd.
La figure 13 est une vue en coupe de l’aiguille 4, la coupe étant indiquée par la droite en pointillés dans la figure 12. L’évidement 14 de l’aiguille 4 peut être seulement sur une partie de l’épaisseur de l’aiguille 4. L’évidemment 14 de l’aiguille 4 définit un volume. Les techniques de microfabrication utilisées et la rigidité du silicium combinées permettent un évidement du corps 12 de l’aiguille 4 dans de grandes proportions. Le volume est préférentiellement supérieur à la moitié du volume de silicium du corps 12 l’aiguille 4, notamment supérieur aux trois quarts du volume de silicium du corps 12 et plus préférentiellement supérieur au volume de silicium du corps 12. Ainsi, le balourd de l’aiguille 4 peut être avantageusement réduit comparativement aux aiguilles décrites dans l’art antérieur.
En référence à la figure 14 et à la figure 15, le corps 12 présente préférentiellement un réseau 15 d’évidement 14 de l’aiguille 4. Ainsi, il est possible de réduire la masse de l’aiguille 4, et particulièrement du corps 12 de l’aiguille 4, tout en préservant les caractéristiques mécaniques de l’aiguille 4, par exemple la résistance mécanique de l’aiguille 4. La figure 14 et la figure 15 illustrent un corps 12 présentant un réseau unidimensionnel d’évidements 14. Chaque évidement 14 forme une ligne s’étendant selon le premier sens 5. En référence à la figure 15, le ou les évidements 14 du corps 12 peuvent traverser l’épaisseur du corps 12 de l’aiguille 3.
Il est possible de former un corps 12 de l’aiguille 4 artificiellement poreux, de manière à diminuer le balourd de l’aiguille : une densité mesurée sur un volume comprenant le volume du ou des évidements 14 et le volume de silicium du corps est préférentiellement inférieure à 70 % de la densité du silicium. Préférentiellement, au moins une dimension des évidements 14 dans un plan perpendiculaire à l’épaisseur de l’aiguille 4 est inférieure à 200 µm, préférentiellement inférieure à 100 µm. Ainsi, les propriétés mécaniques de l’aiguille 4, par exemple la résistance mécanique du corps de l’aiguille 4, peuvent être maximisées, pour un même volume total d’évidements 14 du corps 12, tout en minimisant le balourd de l’aiguille 4.
Le réseau 15 d’évidements 14 peut être préférentiellement un réseau 15 bidimensionnel d’évidements 14. La figure 16 illustre un corps 12 comprenant un réseau 15 bidimensionnel d’évidements 14. Le réseau 15 peut être par exemple un réseau tétragonal ou quadratique. Les techniques de microfabrication du silicium permettent de choisir facilement le motif de chacun des évidements 14 d’un réseau 15, par dessin d’un masque. La figure 16 illustre un corps 12 dans lequel les motifs des évidements 14 dans un plan perpendiculaire au premier axe 3 sont des cercles, formant des cylindres dans le corps 12 après gravure du silicium. D’autres motifs peuvent être utilisés, tels que des carrés, des losanges, ou des hexagones.
En référence à la figure 17 et à la figure 18, le centre 13 d’aiguille 4 présente un trou 16 d’axe destiné à être chassé sur le moyeu 2, et la structure du centre 13 d’aiguille 4 est adaptée pour être déformée élastiquement lors du chassage de l’aiguille 4 sur le moyeu 2. Le centre 13 d’aiguille présente préférentiellement un passage entre le trou 16 et l’extérieur de l’aiguille 4, de sorte que le centre 13 entoure le trou 14 seulement partiellement. Ainsi, le silicium du centre 13 peut être déformé lors du chassage de l’aiguille sur le moyeu 2.
En référence à la figure 16, le centre 13 peut également présenter une ou plusieurs zones élastiques 22. Les zones élastiques 22 peuvent être mises en œuvre par des amincissements locaux de la structure du centre 13. Les amincissements 22 du centre 13 permettent au centre 13 d’être déformé lors du chassage sur le moyeu 2. Les dimensions du centre 13, en particulier des zones élastiques 22, et du moyeu 2 sont adaptées à ce que les contraintes mécaniques induites par l’assemblage de l’aiguille 4 sur le moyeu 2 restent inférieures à la contrainte de rupture du silicium. Préférentiellement, la force entraînée par la précontrainte élastique radiale induite par la déformation de la zone élastique 22 de l’aiguille 4 sur le moyeu 2 est supérieure au couple inertiel parasite faisant tourner l’aiguille 4 autour de son axe entraîné par un choc parasite exercé sur le dispositif 19.
En référence à la figure 17 et à la figure 18, le centre 13 de l’aiguille 4 présente préférentiellement un chanfrein 17 autour du trou 16 d’axe. Ainsi, il est possible de déformer élastiquement le centre 13 lors du chassage de l’aiguille 4 sur le moyeu 2 sans risquer de fracturer le silicium de l’aiguille. Le chanfrein 17 peut être réalisé par des procédés de gravure anisotrope du silicium, par exemple par des solutions comprenant du KOH (hydroxyde de potassium) et/ou du TMAH (hydroxyde de tetramethylammonium).
En référence à la figure 19, les autres bords 23 de l’aiguille 4 peuvent également présenter une forme biseautée. La forme biseautée peut être obtenue par gravure anisotrope. Le biseautage de bords 23 de l’aiguille 4 permet de répondre aux exigences esthétiques des dispositifs 1 horlogers.
En référence à la figure 20, le trou 16 d’axe est défini par une forme présentant préférentiellement des angles. La partie axiale 9 du moyeu 2 présente à son extrémité destinée à recevoir l’aiguille 4 une forme complémentaire à la forme du trou 16 d’axe. Ainsi, il est possible de bloquer, sans collage, une rotation parasite de l’aiguille 4 autour du premier axe 3. Préférentiellement, la forme du trou 16 est carrée.
L’aiguille 4 peut être collée au moyeu 2, par exemple par une colle dont la polymérisation est entraînée par la température ou un rayonnement UV.
L’aiguille 4 peut comprendre une couche mince d’oxyde, en surface de l’aiguille 4. Ainsi, il est possible de colorer l’aiguille 4 de manière à répondre aux exigences esthétiques des dispositifs 1 horlogers. L’épaisseur et le matériau utilisés sont typiquement ajustés de manière à obtenir la couleur désirée. La couche mince peut par exemple être obtenue par un dépôt d’alumine Al2O3 sur le silicium de l’aiguille.
La figure 21 illustre un dispositif 19 adapté à être mis en mouvement de manière directe par un actionneur électrostatique 20. L’actionneur électrostatique comprend un élément d’entraînement 21 adapté à entraîner la roue 6 directement, par engrainage dans les roues dentées de la roue 6.
Claims (15)
- Système d’horlogerie (1) comprenant :
- un moyeu (2) s’étendant selon un premier axe (3) de rotation, adapté pour recevoir une aiguille (4) s’étendant parallèlement à une direction radiale par rapport au premier axe (3), selon un premier sens (5),
- une roue (6) microdentée montée coaxialement au moyeu (2) et solidaire du moyeu (2),
le système (1) étant caractérisé en ce que le moyeu (2) présente une (des) asymétrie(s) de rotation par rapport au premier axe (3) adaptée(s) à ce que le centre d’inertie du système (1) soit distinct du premier axe (3) et éloigné du premier axe (3) dans la direction radiale, selon un deuxième sens (7) opposé au premier sens (5). - Système (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyeu (2) présente une base (8) et une partie axiale (9), la roue dentée (6) étant reçue sur la base (8), la base (8) présentant une asymétrie de révolution par rapport au premier axe (3) de sorte que le centre d’inertie du système soit éloigné du premier axe (3) dans la direction radiale, selon le deuxième sens.
- Système (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la roue présente un évidement asymétrique par rapport au premier axe (3).
- Système (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le moyeu (2) présente une indication visuelle (10) du premier sens (5).
- Système (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la roue (6) comprend un détrompeur (11) pour monter la roue (6) selon une position angulaire unique prédéterminée par rapport au moyeu (2).
- Dispositif (19) horloger comprenant un système (1) selon l’une des revendications 1 à 5, et comprenant en outre une aiguille (4) montée fixe sur le moyeu (2), et un cadran, le cadran étant agencé entre la roue (6) dentée et l’aiguille (4), le moyeu (2) et l’aiguille (4) étant mobiles en rotation par rapport au cadran autour du premier axe (3).
- Dispositif horloger (19) selon la revendication 6, comprenant une aiguille (4) en silicium montée fixe sur le moyeu (2), et l’aiguille (4) comprenant préférentiellement un corps (12) d’aiguille et un centre (13) d’aiguille, le corps (12) d’aiguille comprenant au moins un évidement (14).
- Dispositif horloger (19) selon la revendication 7, dans lequel le ou les évidements (14) de l’aiguille (4) définissent un volume, le volume étant supérieur à la moitié du volume de silicium du corps l’aiguille (4).
- Dispositif horloger (19) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le corps (12) présente un réseau (15) d’évidements (14), préférentiellement un réseau (15) bidimensionnel d’évidements (14).
- Dispositif horloger (19) selon la revendication 9, dans lequel la dimension des évidements (14) et le pas du réseau sont adaptés à ce qu’une densité mesurée sur un volume comprenant le volume du ou des évidements et le volume de silicium du corps soit inférieure à 70 % de la densité du silicium.
- Dispositif horloger (19) selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel une dimension des évidements (14) dans un plan perpendiculaire à l’épaisseur de l’aiguille est inférieure à 200 microns, préférentiellement inférieure à 100 microns.
- Dispositif horloger (19) selon l’une des revendications 6 à 11, dans lequel le centre (13) d’aiguille présente un trou (16) d’axe destiné à être chassé sur le moyeu (2), et la structure du centre d’aiguille est adaptée pour être déformée élastiquement lors du chassage de l’aiguille (4) sur le moyeu (2).
- Dispositif horloger (19) selon l’une des revendications 6 à 12, dans lequel le centre (13) d’aiguille présente un chanfrein (17) autour du trou (16) d’axe.
- Dispositif horloger (19) selon l’une des revendications 6 à 13, dans lequel l’aiguille (4) comprend une couche mince d’oxyde en surface de l’aiguille (4), la couche mince présentant une épaisseur adaptée à colorer la surface de l’aiguille (4).
- Appareil horloger comprenant un système (1) selon l’une des revendications 1 à 5, et comprenant un actionneur électrostatique (20) adapté à entraîner directement la roue (6) dentée du système (1).
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| FR1912057A FR3102577B1 (fr) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Systeme horloger a entraînement direct |
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| FR3102577B1 FR3102577B1 (fr) | 2021-12-17 |
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| FR (1) | FR3102577B1 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52109851U (fr) * | 1976-02-17 | 1977-08-20 | ||
| JPS5555275A (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-23 | Citizen Watch Co Ltd | Assembling needle pointer |
| FR2874907A1 (fr) | 2004-09-03 | 2006-03-10 | Silmach Soc Par Actions Simpli | Dispositif d'entrainement, notamment pour mecanisme horloger |
| CH711564A2 (fr) * | 2015-09-24 | 2017-03-31 | Eta Sa Mft Horlogère Suisse | Dispositif d'affichage d'horlogerie comportant un afficheur à fort balourd. |
| JP6299954B2 (ja) * | 2013-12-16 | 2018-03-28 | カシオ計算機株式会社 | 指針および時計 |
-
2019
- 2019-10-28 FR FR1912057A patent/FR3102577B1/fr active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52109851U (fr) * | 1976-02-17 | 1977-08-20 | ||
| JPS5555275A (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-23 | Citizen Watch Co Ltd | Assembling needle pointer |
| FR2874907A1 (fr) | 2004-09-03 | 2006-03-10 | Silmach Soc Par Actions Simpli | Dispositif d'entrainement, notamment pour mecanisme horloger |
| JP6299954B2 (ja) * | 2013-12-16 | 2018-03-28 | カシオ計算機株式会社 | 指針および時計 |
| CH711564A2 (fr) * | 2015-09-24 | 2017-03-31 | Eta Sa Mft Horlogère Suisse | Dispositif d'affichage d'horlogerie comportant un afficheur à fort balourd. |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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