CH708622B1 - Process for improving the acoustic level of a timepiece and timepiece with an improved acoustic level. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau acoustique d'une pièce d'horlogerie (1) musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations (2) agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations (2) comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier. On modifie un habillage (3) ou/et un mouvement (17) que comporte ladite pièce d'horlogerie (1) par l'intégration ou l'ajout d'au moins un élément rayonnant (4) agencé pour vibrer à sa fréquence propre fondamentale accordée avec l'une desdites fréquences propres dudit au moins un générateur de vibrations (2), avec un écart de fréquence entre lesdites deux fréquences propres inférieur ou égal au ratio entre la fréquence propre fondamentale dudit élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité dudit élément rayonnant, ou avec un écart de fréquence entre lesdites deux fréquences propres inférieur ou égal à 100 Hz. L'invention concerne également une pièce d'horlogerie (1) musicale ou à sonnerie obtenue par ce procédé, notamment montre à sonnerie ou/et à boîte musicale. Cette pièce d'horlogerie (1) comporte un habillage (3), un mouvement (17) et au moins un générateur de vibrations (2) agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations (2) comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier, ledit habillage (3) ou ledit mouvement (17) comportant au moins un élément rayonnant (4) agencé pour vibrer et rayonner à sa fréquence propre fondamentale accordée avec l'une desdites fréquences propres dudit au moins un générateur de vibrations (2).The invention relates to a method for improving the acoustic level of a musical or striking timepiece (1), comprising at least one vibration generator (2) arranged to vibrate at its own frequencies in a range of 1 kHz. at 6 kHz, this vibration generator (2) comprising in particular timbres or blades of a keyboard. A casing (3) or / and a movement (17) included in said timepiece (1) is modified by the integration or addition of at least one radiating element (4) arranged to vibrate at its own frequency. fundamental tuned with one of said natural frequencies of said at least one vibration generator (2), with a frequency difference between said two natural frequencies less than or equal to the ratio between the fundamental natural frequency of said radiating element and the inverse of the factor of quality of said radiating element, or with a frequency difference between said two natural frequencies less than or equal to 100 Hz. The invention also relates to a musical or striking timepiece (1) obtained by this method, in particular a striking watch or / and musical box. This timepiece (1) comprises a casing (3), a movement (17) and at least one vibration generator (2) arranged to vibrate at its own frequencies in a range of 1 kHz to 6 kHz, this generator of vibrations (2) comprising in particular gongs or blades of a keyboard, said casing (3) or said movement (17) comprising at least one radiating element (4) arranged to vibrate and radiate at its fundamental natural frequency tuned with the one of said natural frequencies of said at least one vibration generator (2).
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
[0001] L'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau acoustique d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier. The invention relates to a method of improving the acoustic level of a musical or ringing timepiece, comprising at least one vibration generator arranged to vibrate at its own frequencies in a range of 1 kHz to 6 kHz , this vibration generator comprising in particular gongs or blades of a keyboard.
[0002] L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie obtenue par ce procédé d'amélioration du niveau acoustique, notamment montre à sonnerie ou/et à boîte musicale. [0002] The invention also relates to a musical or ringing timepiece obtained by this method of improving the acoustic level, in particular a ringing watch or / and a musical box.
[0003] L'invention concerne le domaine des pièces d'horlogerie, et plus particulièrement des pièces d'horlogerie comportant des moyens de génération de vibrations dans la bande sonore audible, notamment les montres à sonnerie et les montres à boîte à musique. The invention relates to the field of timepieces, and more particularly timepieces comprising means for generating vibrations in the audible soundtrack, in particular striking watches and music box watches.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
[0004] Parmi les pièces d'horlogerie à complications, les montres à sonnerie sont particulièrement prisées. Toutefois, leur petit volume limite souvent l'émission sonore, et l'utilisateur doit prêter une attention particulière pour bien entendre le message sonore. Among the complication timepieces, striking watches are particularly popular. However, their small volume often limits the sound emission, and the user must pay special attention to hear the sound message properly.
[0005] On connaît des posages spécifiques de la montre faisant office de caisse de résonance, sur lesquels l'utilisateur dépose sa montre quand il désire entendre davantage le son produit par la montre, et qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention. We know specific positions of the watch acting as a resonance box, on which the user places his watch when he wishes to hear more of the sound produced by the watch, and which do not fall within the scope of the present invention.
[0006] On connaît des boîtes ou des carrures comportant des chambres de résonance sur lesquelles sont montés les organes de production de son, timbres ou claviers, comme dans le document FR 2 777 095 A1 au nom de CHRISTOPHE CLARET SA, avec, dans certaines variantes, des membranes placées en contact de parois de telles chambres de résonance, lesquelles chambres consomment une grande partie du volume intérieur disponible dans la boîte ou la carrure. [0006] Boxes or cases are known comprising resonance chambers on which are mounted the sound production devices, timbres or keyboards, as in document FR 2 777 095 A1 in the name of CHRISTOPHE CLARET SA, with, in some variants, membranes placed in contact with the walls of such resonance chambers, which chambers consume a large part of the internal volume available in the case or the middle part.
[0007] Le document EP 2 034 376 B1 au nom de ROTH ET GENTA SA tente de résoudre ce problème d'encombrement, en proposant une carrure mince comme résonateur, comportant des ergots de fixation des timbres ou similaires. [0007] Document EP 2 034 376 B1 in the name of ROTH ET GENTA SA attempts to solve this problem of bulk, by proposing a thin middle part as a resonator, comprising lugs for fixing the gongs or the like.
[0008] La demande CH 645 236 G au nom de BOUILLE décrit une boîte comportant des ailettes périphériques destinées à des fixations mécaniques: à cause de cette fonction spécifique, elles présentent une rigidité mécanique accrue. Leurs formes géométriques, leurs fixations et leurs orientations sont bien définies et inefficaces acoustiquement, et ces ailettes ne pourraient pas faire office de résonateurs sonores externes. [0008] Application CH 645 236 G in the name of BOUILLE describes a box comprising peripheral fins intended for mechanical fasteners: because of this specific function, they have increased mechanical rigidity. Their geometric shapes, fixings and orientations are well defined and acoustically inefficient, and these fins could not act as external sound resonators.
[0009] On connaît encore des générateurs acoustiques où les sons sont produits par une membrane que fait vibrer une lame élastique, et dont les vibrations sont entretenues par un transducteur électromagnétique, comme dans les documents CH 497 760 et CH 497 017 au nom de SPADINI, qui ont un encombrement conséquent et nécessitent un circuit électrique. Acoustic generators are also known where the sounds are produced by a membrane which vibrates an elastic blade, and whose vibrations are maintained by an electromagnetic transducer, as in documents CH 497 760 and CH 497 017 in the name of SPADINI , which are bulky and require an electrical circuit.
[0010] Pour améliorer le niveau acoustique d'une montre à sonnerie, il est nécessaire d'optimiser les éléments qui constituent l'habillage de la montre, pour que celui-ci rayonne les fréquences engendrées par le système de sonnerie, c'est-à-dire en général les fréquences propres des lames d'un clavier, ou bien les fréquences propres d'un timbre d'une répétition minute. Pour obtenir un son riche (dans le cas d'une répétition minute) ou un son d'intensité uniforme quelles que soient les notes jouées (dans le cas d'une montre type boîte à musique), l'habillage doit pouvoir répondre à une large bande de fréquences comprises entre 1 kHz et 6 kHz, qui sont les fréquences pour lesquelles la perception de l'oreille humaine est optimale. To improve the acoustic level of a striking watch, it is necessary to optimize the elements which constitute the casing of the watch, so that it radiates the frequencies generated by the striking system, it is that is to say in general the natural frequencies of the blades of a keyboard, or the natural frequencies of a timbre of a minute repeater. To obtain a rich sound (in the case of a minute repeater) or a sound of uniform intensity whatever the notes played (in the case of a music box-type watch), the casing must be able to respond to a wide band of frequencies between 1 kHz and 6 kHz, which are the frequencies for which the perception of the human ear is optimal.
[0011] Cependant, à cause de sa taille, de sa forme et de sa rigidité, l'habillage d'une montre possède principalement des modes propres à des fréquences élevées. Dans ce cas, l'habillage filtre, plus qu'il ne les rayonne, les fréquences de la sonnerie ou de la mélodie. However, because of its size, its shape and its rigidity, the casing of a watch mainly has specific modes at high frequencies. In this case, the dressing filters, more than it radiates them, the frequencies of the ringtone or of the melody.
[0012] Il est connu d'optimiser l'habillage pour que celui-ci rayonne une seule fréquence donnée dans la bande fréquentielle d'intérêt (1 kHz-6 kHz), comme dans le document FR1136675A au nom de Gebrueder JUNGHANS A.G. qui décrit l'utilisation d'une membrane standard pour une horloge à sonnerie, ou pour que l'habillage rayonne plusieurs modes dans la bande fréquentielle d'intérêt (1 kHz-6 kHz), comme dans le document EP 2 461 219 A1 au nom de MONTRES BREGUET SA communiquant sur l'utilisation d'une membrane spatialement inhomogène optimisée, ou encore dans le brevet EP 2 367 079 B1 au nom de MONTRES BREGUET SA qui décrit une solution dans laquelle la glace de la montre constitue l'organe vibrant et rayonnant, grâce à un agencement particulier de la fixation de la glace sur la lunette. It is known to optimize the covering so that it radiates a single given frequency in the frequency band of interest (1 kHz-6 kHz), as in the document FR1136675A in the name of Gebrueder JUNGHANS AG which describes the use of a standard membrane for a striking clock, or for the covering to radiate several modes in the frequency band of interest (1 kHz-6 kHz), as in document EP 2 461 219 A1 in the name of MONTRES BREGUET SA communicating on the use of a spatially inhomogeneous membrane optimized, or in patent EP 2 367 079 B1 in the name of MONTRES BREGUET SA which describes a solution in which the watch crystal constitutes the vibrating and radiating organ , thanks to a particular arrangement of the fixing of the crystal on the bezel.
[0013] Dans l'état de la technologie, et pour les constructions traditionnelles des montres, il est toutefois impossible d'obtenir des résonances acoustiques d'habillage à une fréquence inférieure à 1500 Hz, parce que les composants d'habillage ont pour fonction principale de garantir la protection du mouvement et, généralement, l'étanchéité de la montre, et doivent donc être suffisamment rigides et épais. Pour la même raison, il est impossible d'augmenter fortement le nombre de résonances acoustiques d'habillage dans la bande fréquentielle d'intérêt auditif (de 1 kHz à 6 kHz), ce qui limite considérablement le niveau acoustique et la richesse des sons émis et des mélodies jouées. In the state of the technology, and for traditional constructions of watches, it is however impossible to obtain acoustic resonances of the covering at a frequency below 1500 Hz, because the covering components have the function principle of guaranteeing the protection of the movement and, generally, the water resistance of the watch, and must therefore be sufficiently rigid and thick. For the same reason, it is impossible to greatly increase the number of acoustic dressing resonances in the frequency band of auditory interest (from 1 kHz to 6 kHz), which considerably limits the acoustic level and the richness of the sounds emitted. and melodies played.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0014] L'invention se propose d'apporter une amélioration du niveau acoustique et de la richesse du son et des mélodies jouées par une pièce d'horlogerie, notamment une montre à sonnerie ou musicale, sans altérer la qualité du son émis par le mécanisme ou le circuit émetteur. L'invention permet aussi de filtrer sélectivement une partie du bruit produit par le mécanisme d'une pièce d'horlogerie, notamment une montre. The invention proposes to provide an improvement in the acoustic level and the richness of the sound and the melodies played by a timepiece, in particular a striking or musical watch, without altering the quality of the sound emitted by the mechanism or transmitter circuit. The invention also makes it possible to selectively filter part of the noise produced by the mechanism of a timepiece, in particular a watch.
[0015] De façon innovante, l'invention intègre des éléments rayonnants additionnels à un habillage classique, ces éléments additionnels sont dimensionnés de telle sorte que les fréquences de leurs premiers modes propres, (nommées ci-après fréquences propres fondamentales), soient accordées aux fréquences propres du générateur de vibrations de la pièce d'horlogerie, notamment une montre, notamment d'un timbre, ou des lames d'un clavier pour améliorer le niveau acoustique global de la pièce d'horlogerie, notamment une montre. Les géométries (surface, épaisseur, forme) de ces éléments additionnels permettent la formation d'ondes acoustiques rayonnantes. Innovatively, the invention integrates additional radiating elements to a conventional covering, these additional elements are dimensioned so that the frequencies of their first natural modes, (hereinafter called fundamental natural frequencies), are granted to the natural frequencies of the vibration generator of the timepiece, in particular a watch, in particular a gong, or of the blades of a keyboard to improve the overall acoustic level of the timepiece, in particular a watch. The geometries (surface, thickness, shape) of these additional elements allow the formation of radiating acoustic waves.
[0016] Ainsi, l'habillage classique peut être dimensionné en fonction des contraintes imposées par la conception horlogère, par l'étude de style, par l'encombrement du mouvement, et pour répondre aux spécifications telles que l'étanchéité et la résistance aux chocs, et ceci sans se soucier particulièrement du pouvoir rayonnant de cet habillage, qui est amélioré, selon l'invention, par l'ajout de ces éléments vibrants (nommés ci-après „éléments rayonnants“), optimisés dimensionnellement pour la seule fonction rayonnante sonore. [0016] Thus, the classic casing can be sized according to the constraints imposed by the watch design, by the style study, by the size of the movement, and to meet specifications such as water resistance and resistance to shocks, and this without particularly worrying about the radiating power of this covering, which is improved, according to the invention, by the addition of these vibrating elements (hereinafter called “radiating elements”), dimensionally optimized for the radiant function only sound.
[0017] A cet effet, l'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau acoustique d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier, caractérisé en ce qu'on modifie un habillage ou/et un mouvement que comporte ladite pièce d'horlogerie par l'intégration ou l'ajout d'au moins un élément rayonnant agencé pour vibrer à sa fréquence propre fondamentale accordée avec l'une desdites fréquences propres dudit au moins un générateur de vibrations, avec un écart de fréquence entre lesdites deux fréquences propres inférieur ou égal au ratio entre la fréquence propre fondamentale dudit élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité dudit élément rayonnant, ou avec un écart de fréquence entre lesdites deux fréquences propres inférieur ou égal à 100 Hz. To this end, the invention relates to a method of improving the acoustic level of a musical or striking timepiece, comprising at least one vibration generator arranged to vibrate at its natural frequencies in a range of 1 kHz to 6 kHz, this vibration generator comprising in particular gongs or blades of a keyboard, characterized in that a casing or / and a movement included in said timepiece is modified by the integration or addition of at least one radiating element arranged to vibrate at its fundamental natural frequency tuned with one of said natural frequencies of said at least one vibration generator, with a frequency difference between said two natural frequencies less than or equal to the ratio between the natural frequency fundamental of said radiating element and the inverse of the quality factor of said radiating element, or with a frequency difference between said two natural frequencies less than or equal to 100 Hz.
[0018] L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie obtenue par ce procédé d'amélioration du niveau acoustique, notamment montre à sonnerie ou/et à boîte musicale, caractérisée en ce qu'elle comporte un habillage, un mouvement et au moins un générateur de vibrations agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier, ledit habillage ou ledit mouvement comportant au moins un élément rayonnant agencé pour vibrer et rayonner à sa fréquence propre fondamentale accordée avec l'une desdites fréquences propres dudit au moins un générateur de vibrations. The invention also relates to a musical or striking timepiece obtained by this method of improving the acoustic level, in particular a striking watch or / and a musical box, characterized in that it comprises a cover, a movement and at least one vibration generator arranged to vibrate at its own frequencies within a range of 1 kHz to 6 kHz, this vibration generator comprising in particular the gongs or blades of a keyboard, said casing or said movement comprising at least one radiating element arranged to vibrate and radiate at its fundamental natural frequency tuned with one of said natural frequencies of said at least one vibration generator.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où: la figure 1A représente, de façon schématisée, partielle, et en perspective, une pièce d'horlogerie constituée par une montre, optimisée selon l'invention par l'intégration de éléments rayonnants comportant des plaques rayonnantes, intégrées à la carrure et à la lunette de la montre ; la figure 1B représente, de façon schématisée, et en perspective, une montre, optimisée selon l'invention, présentant des éléments rayonnants de différentes tailles avec différentes conditions d'attache, se développant à l'extérieur de la boîte de montre; la figure 2A représente, de façon schématisée, et en perspective, une variante particulière de réalisation de l'invention, avec quatre éléments rayonnants fixés à la boîte de la montre et sensiblement radiaux, avec des surfaces vibrantes principales tournées vers l'utilisateur; la figure 2B représente, de façon schématisée et en coupe selon un plan passant par un axe principal, la montre de la figure 2A, comportant des générateurs de son et des éléments rayonnants selon l'invention; la figure 2C représente, de façon similaire à la figure 2B, une autre variante avec des éléments rayonnants à l'extérieur et à l'intérieur de la boîte de montre; la figure 3 représente un diagramme avec, en abscisse des fréquences en Hz, et en ordonnée le niveau acoustique en dB, mesuré à 5 cm de la montre sur l'axe principal de la montre, pour un même habillage de montre, en trait continu selon une réalisation classique, et en trait interrompu selon une première exécution optimisée où ce même habillage est équipé de éléments rayonnants selon l'invention; ce diagramme est représenté dans une application où le premier mode propre des éléments rayonnants est à 1350 Hz. Le diagramme montre l'effet de résonance du radiateur à la fréquence souhaitée et l'effet d'anti-résonance (filtrage, diminution du son) dans le reste de la bande fréquentielle; la figure 4 représente, de façon similaire à la figure 2A, le même habillage, selon une deuxième exécution optimisée où il est équipé de éléments rayonnants possédant un premier mode propre à 2210 Hz ; la figure 5 représente, sous forme d'un schéma-blocs, une pièce d'horlogerie comportant un habillage optimisé selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows, with reference to the accompanying drawings, where: FIG. 1A represents, in a diagrammatic and partial manner, and in perspective, a timepiece constituted by a watch, optimized according to the invention by the integration of radiating elements comprising radiating plates, integrated into the middle part and into the bezel of the watch; FIG. 1B represents, schematically, and in perspective, a watch, optimized according to the invention, having radiating elements of different sizes with different attachment conditions, developing outside the watch case; FIG. 2A represents, schematically, and in perspective, a particular variant embodiment of the invention, with four radiating elements fixed to the watch case and substantially radial, with the main vibrating surfaces facing the user; FIG. 2B represents, schematically and in section along a plane passing through a main axis, the watch of FIG. 2A, comprising sound generators and radiating elements according to the invention; FIG. 2C shows, similarly to FIG. 2B, another variant with radiating elements outside and inside the watch case; FIG. 3 represents a diagram with, on the abscissa of the frequencies in Hz, and on the ordinate, the sound level in dB, measured at 5 cm from the watch on the main axis of the watch, for the same watch casing, in continuous line according to a conventional embodiment, and in broken lines according to a first optimized embodiment where this same covering is equipped with radiating elements according to the invention; this diagram is shown in an application where the first natural mode of the radiating elements is at 1350 Hz. The diagram shows the resonance effect of the radiator at the desired frequency and the anti-resonance effect (filtering, sound reduction) in the rest of the frequency band; FIG. 4 represents, in a manner similar to FIG. 2A, the same covering, according to a second optimized embodiment where it is equipped with radiating elements having a first specific mode at 2210 Hz; FIG. 5 represents, in the form of a block diagram, a timepiece comprising an optimized casing according to the invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of the preferred embodiments
[0020] L'invention concerne le domaine des pièces d'horlogerie, et plus particulièrement des pièces d'horlogerie qui comportent des moyens d'émission sonore, et plus particulièrement les montres à sonnerie et les montres à boîte à musique, que l'on appellera ci-après indifféremment montres musicales, et elle se propose de fournir des moyens pour augmenter le niveau acoustique, et le volume sonore. The invention relates to the field of timepieces, and more particularly timepieces which include sound emission means, and more particularly striking watches and music box watches, that the musical watches will be called hereinafter interchangeably, and it proposes to provide means for increasing the acoustic level and the sound volume.
[0021] La présente description concerne plus particulièrement de telles montres musicales. L'homme du métier saura utiliser l'invention, telle qu'elle est décrite, pour des pièces d'horlogerie ou des montres non musicales ou sans sonnerie, par exemple dans le but, selon le cas de rendre audible à l'utilisateur tout ou une partie du son généré par le mécanisme de la montre, ou à l'inverse de filtrer et rendre inaudible le bruit généré par le mécanisme (en exploitant le phénomène d'antirésonance introduit par un couplage vibratoire entre, d'une part des éléments rayonnants selon l'invention et décrits ci-après, et d'autre part le reste de l'habillage de la montre). The present description relates more particularly to such musical watches. Those skilled in the art will know how to use the invention, as described, for timepieces or watches that are not musical or without ringing, for example with the aim, as the case may be, of making everything audible to the user. or part of the sound generated by the watch mechanism, or conversely to filter and make inaudible the noise generated by the mechanism (by exploiting the phenomenon of antiresonance introduced by a vibratory coupling between, on the one hand, elements radiating elements according to the invention and described below, and on the other hand the rest of the watch casing).
[0022] L'invention concerne une amélioration relative aussi bien à la conception de montres musicales, qu'à la modification de montres musicales existantes, pour l'optimisation de leur niveau acoustique. The invention relates to an improvement relating both to the design of musical watches and to the modification of existing musical watches, for the optimization of their acoustic level.
[0023] Ainsi, l'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau d'émission sonore d'une pièce d'horlogerie 1, ou d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations 2. Ce générateur de vibrations 2 peut comporter un timbre, un clavier, une membrane, une caisse de résonance, ou similaire, vibrant à des fréquences propres spécifiques dans la bande efficace acoustiquement, soient des fréquences comprises entre 1kHz et 6kHz. On appelle ici les fréquences de vibration d'un élément rayonnant, qui est décrit ci-après, „fréquences propres fondamentales de l'élément rayonnant“. Thus, the invention relates to a method of improving the sound emission level of a timepiece 1, or of a musical or striking timepiece, comprising at least one vibration generator 2 This vibration generator 2 can include a timbre, a keyboard, a membrane, a resonance box, or the like, vibrating at specific natural frequencies in the acoustically effective band, ie frequencies between 1 kHz and 6 kHz. The vibrational frequencies of a radiating element, which is described below, are referred to here as “fundamental natural frequencies of the radiating element”.
[0024] Ce générateur de vibrations 2 est porté par un habillage 3 de la pièce d'horlogerie 1 ou par un mouvement 17 de cette pièce d'horlogerie 1. This vibration generator 2 is carried by a casing 3 of the timepiece 1 or by a movement 17 of this timepiece 1.
[0025] Selon l'invention, on détermine les fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2 de façon précise (simulation FEM ou similaire), et on intègre ou on ajoute à la conception et à la construction de l'habillage 3 ou/et du mouvement 17, et notamment mais non limitativement à l'extérieur de cet habillage 3 ou/et de ce mouvement 17, au moins un élément rayonnant 4. According to the invention, the natural frequencies of the at least one vibration generator 2 are determined precisely (FEM simulation or the like), and we integrate or add to the design and construction of the casing 3 or / and of the movement 17, and in particular but not limited to outside this covering 3 or / and this movement 17, at least one radiating element 4.
[0026] Ce élément rayonnant 4 vibre à une fréquence propre fondamentale qui est accordée avec l'une des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2, avec un écart de fréquence inférieur ou égal au ratio entre la fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant 4, ou avec un écart de fréquence entre les deux fréquences propres inférieur ou égal à 100 Hz. This radiating element 4 vibrates at a fundamental natural frequency which is tuned with one of the natural frequencies of the at least one vibration generator 2, with a frequency difference less than or equal to the ratio between the fundamental natural frequency of the radiating element and the inverse of the quality factor of the radiating element 4, or with a frequency difference between the two natural frequencies less than or equal to 100 Hz.
[0027] Dans une mise en oeuvre particulière, la fréquence propre fondamentale est accordée avec l'une des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2, avec un écart de fréquence inférieur ou égal à la plus faible valeur entre, d'une part le ratio entre la fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant 4, ou avec un écart de fréquence entre les deux fréquences propres inférieur ou égal à 100 Hz. In a particular implementation, the fundamental natural frequency is tuned with one of the natural frequencies of the at least one vibration generator 2, with a frequency difference less than or equal to the lowest value between, of a share the ratio between the fundamental natural frequency of the radiating element and the inverse of the quality factor of the radiating element 4, or with a frequency difference between the two natural frequencies less than or equal to 100 Hz.
[0028] On entend ici par „accorder“ le fait de régler une fréquence sur une fréquence sensiblement égale, avec un écart de fréquence inférieur à une valeur calculée ou pré-déterminée: le terme „sensiblement égal“ dépend de la largeur de la résonance vibro-acoustique de l'élément rayonnant, donc de son facteur de qualité. By "tuning" is meant here the fact of adjusting a frequency to a substantially equal frequency, with a frequency difference less than a calculated or predetermined value: the term "substantially equal" depends on the width of the resonance vibro-acoustics of the radiating element, therefore of its quality factor.
[0029] La fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant 4 est accordée à la fréquence propre du au moins un générateur de vibrations 2. On peut formuler autrement cette règle d'accord en disant que la fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant est sensiblement égale à la fréquence propre du au moins un générateur de vibrations 2, la différence entre les deux fréquences étant inférieure au ratio entre la fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant 4. The fundamental natural frequency of the radiating element 4 is tuned to the natural frequency of at least one vibration generator 2. This tuning rule can be formulated otherwise by saying that the fundamental natural frequency of the radiating element is substantially equal to the natural frequency of at least one vibration generator 2, the difference between the two frequencies being less than the ratio between the fundamental natural frequency of the radiating element and the inverse of the quality factor of the radiating element 4.
[0030] Il faut bien comprendre que le terme „accorder“ employé dans la présente description fait référence à la faculté de résonance vibro-acoustique de l'élément rayonnant 4, quand il est sollicité à la fréquence de vibration de l'au moins un générateur de vibrations 2. Ce terme ne prend donc pas du tout en compte une caractéristique musicale. It should be understood that the term "tune" used in the present description refers to the vibro-acoustic resonance faculty of the radiating element 4, when it is requested at the vibration frequency of the at least one. vibration generator 2. This term therefore does not take into account a musical characteristic at all.
[0031] Il est de ce fait possible d'accorder une fréquence propre du au moins un générateur de vibrations 2 à une fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant 4, avec un écart de fréquence inférieur ou égal à 100 Hz, si le facteur de qualité de l'élément rayonnant est égal ou inférieur à 10, ce qui est généralement possible, comme montré dans les figures 3 et 4. It is therefore possible to tune a natural frequency of at least one vibration generator 2 to a fundamental natural frequency of the radiating element 4, with a frequency difference less than or equal to 100 Hz, if the factor The quality of the radiating element is equal to or less than 10, which is generally possible, as shown in Figures 3 and 4.
[0032] Le facteur de qualité Q est défini comme le ratio entre, d'une part l'énergie mécanique stockée dans un élément vibrant (total de l'énergie élastique et de l'énergie cinétique), et d'autre part l'énergie perdue par amortissement pendant une oscillation complète. The quality factor Q is defined as the ratio between, on the one hand the mechanical energy stored in a vibrating element (total elastic energy and kinetic energy), and on the other hand the energy lost by damping during a complete oscillation.
[0033] Le facteur de qualité est aussi défini, de façon équivalente, comme le ratio entre la fréquence du mode propre de vibration de l'élément vibrant et la largeur de bande de la résonance de cet élément vibrant. L'élément vibrant répond (donc il commence à vibrer fortement) si une excitation lui est imposée avec une fréquence qui se trouve dans un intervalle fréquentiel autour de la fréquence du mode propre de vibration: cet intervalle fréquentiel est la largeur de bande (la largeur des pics dans les figures 3 et 4). Mathématiquement : Q = f/(f2-f1), f1 et f2 définissant les extrêmes de l'intervalle fréquentiel. The quality factor is also defined, in an equivalent manner, as the ratio between the frequency of the natural mode of vibration of the vibrating element and the bandwidth of the resonance of this vibrating element. The vibrating element responds (therefore it begins to vibrate strongly) if an excitation is imposed on it with a frequency which is in a frequency interval around the frequency of the natural mode of vibration: this frequency interval is the bandwidth (the width peaks in Figures 3 and 4). Mathematically: Q = f / (f2-f1), f1 and f2 defining the extremes of the frequency interval.
[0034] L'écart de fréquence par rapport à la fréquence propre du au moins un générateur de vibrations 2, sur laquelle on veut s'accorder, est donc inférieur ou égal au ratio entre la fréquence propre fondamentale de l'élément rayonnant et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant 4. The frequency deviation from the natural frequency of at least one vibration generator 2, on which we want to agree, is therefore less than or equal to the ratio between the fundamental natural frequency of the radiating element and l 'inverse of the quality factor of the radiating element 4.
[0035] Par défaut on peut prendre comme valeur maximale de cet écart de fréquence la valeur de 100 Hz. By default one can take as the maximum value of this frequency difference the value of 100 Hz.
[0036] Cette définition prend en compte le fait que le facteur de qualité Q de l'élément de génération est toujours entre 5 et 100 fois supérieur à celui de l'élément rayonnant, et il est généralement compris entre 8 et 30 pour les mécanismes qui concernent l'invention. This definition takes into account the fact that the quality factor Q of the generation element is always between 5 and 100 times greater than that of the radiating element, and it is generally between 8 and 30 for the mechanisms which relate to the invention.
[0037] Donc l'élément rayonnant résonne s'il est sollicité par une vibration de fréquence du générateur fA, qui est accordée selon la définition ci-dessus, ou sensiblement égale pour reprendre le vocabulaire horloger, à sa fréquence fondamentale, comme montré par exemple dans les figures 3 et 4, où l'intervalle fréquentiel de réponse de l'élément rayonnant est de l'ordre de 100 Hz : la différence entre la fréquence de l'élément rayonnant et la fréquence de l'élément de génération peut donc être de 100 Hz. So the radiating element resonates if it is requested by a frequency vibration of the generator fA, which is tuned according to the definition above, or substantially equal to use the horological vocabulary, at its fundamental frequency, as shown by example in Figures 3 and 4, where the frequency response interval of the radiating element is of the order of 100 Hz: the difference between the frequency of the radiating element and the frequency of the generating element can therefore be 100 Hz.
[0038] Il n'est pas nécessaire que toutes les fréquences de vibration (un nombre infini d'harmoniques) de l'élément rayonnant soient sensiblement égales à une des fréquences de vibration de l'élément de génération. It is not necessary that all the vibration frequencies (an infinite number of harmonics) of the radiating element are substantially equal to one of the vibration frequencies of the generating element.
[0039] Au contraire, selon la variante la plus avantageuse de l'invention, une pluralité d'éléments rayonnants, en nombre N, est fixée à la boîte de la pièce d'horlogerie 1, notamment une montre. N est le nombre de modes de vibration de l'élément de génération qu'on souhaite rayonner, et chaque élément rayonnant possède un mode fondamental de vibration dont la fréquence est sensiblement égale à la fréquence d'un des modes de l'élément de génération. On the contrary, according to the most advantageous variant of the invention, a plurality of radiating elements, in number N, is fixed to the case of the timepiece 1, in particular a watch. N is the number of vibration modes of the generation element that one wishes to radiate, and each radiating element has a fundamental mode of vibration whose frequency is substantially equal to the frequency of one of the modes of the generation element .
[0040] Par exemple, pour un timbre ayant quatre modes de vibration dans l'intervalle fréquentiel entre 1 kHz et 6 kHz, on ajoute quatre éléments rayonnants 4 formés de plaques rayonnantes à l'extérieur de la boîte de la pièce d'horlogerie 1, notamment une montre, chacune de ces quatre plaques ayant un mode propre fondamental de vibration de fréquence sensiblement égale, selon la définition ci-dessus, à une des fréquences de vibration du timbre entre 1 kHz et 6 kHz. For example, for a gong having four modes of vibration in the frequency interval between 1 kHz and 6 kHz, four radiating elements 4 formed of radiating plates are added outside the case of the timepiece 1 , in particular a watch, each of these four plates having a fundamental natural mode of vibration of frequency substantially equal, according to the definition above, to one of the frequencies of vibration of the gong between 1 kHz and 6 kHz.
[0041] Dans un autre exemple, pour un clavier ayant dix lames (chacune possédant un mode de vibration dans l'intervalle fréquentiel entre 1 kHz et 6 kHz), on ajoute dix éléments rayonnants 4 formés de plaques rayonnantes à l'extérieur de la boîte de la pièce d'horlogerie 1, notamment une montre, chacune de ces dix plaques ayant un mode propre fondamental de vibration de fréquence sensiblement égale à une des fréquences de vibration des lames du clavier. In another example, for a keyboard having ten blades (each having a mode of vibration in the frequency interval between 1 kHz and 6 kHz), ten radiating elements 4 formed of radiating plates are added to the outside of the case of the timepiece 1, in particular a watch, each of these ten plates having a fundamental natural mode of vibration of frequency substantially equal to one of the frequencies of vibration of the blades of the keyboard.
[0042] Ainsi, pour améliorer le rayonnement d'une pièce d'horlogerie 1, notamment une montre, l'homme du métier met en oeuvre un procédé comportant, pour déterminer le nombre de éléments rayonnants 4, les étapes suivantes: déterminer le nombre N de modes de vibration de l'élément de génération, constitué par le générateur de vibrations 2, qu'on souhaite rayonner ; équiper la pièce d'horlogerie 1 d'un nombre N d'éléments rayonnants 4, chaque élément rayonnant 4 fixé à l'extérieur de la boîte de la pièce d'horlogerie 1; assurer que chaque élément rayonnant 4 a pour seule fonction de rayonner ; de préférence orienter chaque élément rayonnant 4 dans une direction particulière d'écoute pour laquelle est conçue la pièce d'horlogerie 1, dans laquelle direction particulière d'écoute est censé se trouver un utilisateur écoutant la sonnerie ou/et la musique émise par la pièce d'horlogerie 1; optimiser chaque élément rayonnant 4 pour assurer que la fréquence de son mode propre fondamental est accordée sensiblement égale à celle d'un des modes propres de vibration de l'élément générateur ; assurer que chaque élément rayonnant 4 est distinct de l'élément de génération (leurs fréquences sont différentes sauf la fréquence sensiblement égale qu'on souhaite rayonner, leurs facteurs de qualité sont différents, il n'y a aucune relation de phase entre la vibration de l'élément rayonnant 4 et la vibration de l'élément de génération).Thus, to improve the radiation of a timepiece 1, in particular a watch, those skilled in the art implements a method comprising, to determine the number of radiating elements 4, the following steps: determining the number N of modes of vibration of the generating element, formed by the vibration generator 2, which it is desired to radiate; equipping the timepiece 1 with a number N of radiating elements 4, each radiating element 4 fixed to the outside of the case of the timepiece 1; ensure that each radiating element 4 has the sole function of radiating; preferably orient each radiating element 4 in a particular listening direction for which the timepiece 1 is designed, in which particular listening direction is supposed to be a user listening to the ringing or / and the music emitted by the part watchmaking 1; optimizing each radiating element 4 to ensure that the frequency of its fundamental eigenmode is tuned substantially equal to that of one of the eigenmodes of vibration of the generator element; ensure that each radiating element 4 is distinct from the generating element (their frequencies are different except for the substantially equal frequency that one wishes to radiate, their quality factors are different, there is no phase relationship between the vibration of the radiating element 4 and the vibration of the generating element).
[0043] Les éléments rayonnants 4 selon l'invention ont une fonction rayonnante s'ils sont positionnés à l'extérieur de la boîte de la pièce d'horlogerie 1, notamment une montre; s'ils sont disposés à l'intérieur, leur fonction est plutôt de filtrer (réduire le bruit) à la fréquence considérée. The radiating elements 4 according to the invention have a radiating function if they are positioned outside the case of the timepiece 1, in particular a watch; if they are placed inside, their function is rather to filter (reduce noise) at the frequency considered.
[0044] Cet élément rayonnant 4 et ses liaisons mécaniques à la pièce d'horlogerie 1 sont dimensionnés numériquement pour présenter un mode propre de vibration dont la fréquence est accordée, à moins de 100 Hz, avec au moins l'une des fréquences propres du générateur, et dont la déformée spatiale permet la génération d'une onde acoustique rayonnante. Les conditions rayonnant des structures sont présentées par exemple dans l'ouvrage [C. Lesueur, „Rayonnement acoustique des structures: vibroacoustique, interactions fluide-structure“, Editions Eyrolles, 1988]. This radiating element 4 and its mechanical connections to the timepiece 1 are numerically dimensioned to present a natural mode of vibration whose frequency is tuned, to less than 100 Hz, with at least one of the natural frequencies of the generator, and whose spatial distortion allows the generation of a radiant acoustic wave. The conditions radiating from structures are presented for example in the work [C. Lesueur, “Acoustic radiation of structures: vibroacoustics, fluid-structure interactions”, Editions Eyrolles, 1988].
[0045] De façon préférée, on modifie l'habillage 3 ou/et le mouvement 17 par l'intégration ou l'ajout d'une pluralité de tels éléments rayonnants 4, chacun introduisant une fréquence propre fondamentale accordée, à moins de 100 Hz, avec une des fréquences du générateur du générateur de vibration. Preferably, the trim 3 or / and the movement 17 is modified by integrating or adding a plurality of such radiating elements 4, each introducing a tuned fundamental natural frequency, at less than 100 Hz , with one of the frequencies of the generator of the vibration generator.
[0046] Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, on choisit au moins une partie de ces éléments rayonnants 4 avec des fréquences propres fondamentales différentes. In a particular implementation of the invention, at least part of these radiating elements 4 is chosen with different fundamental natural frequencies.
[0047] Dans une autre mise en oeuvre particulière de l'invention, on choisit au moins une partie de ces éléments rayonnants 4 avec des fréquences propres fondamentales égales. In another particular implementation of the invention, at least part of these radiating elements 4 is chosen with equal fundamental natural frequencies.
[0048] On comprend qu'on peut, encore, panacher ces deux modes de mise en oeuvre de l'invention, en choisissant plusieurs groupes d'éléments rayonnants 4, chaque groupe constitué d'éléments rayonnants 4 accordés à la même fréquence propre fondamentale, et les fréquences propres fondamentales des différents groupes étant différentes entre elles. We understand that we can, again, mix these two embodiments of the invention, by choosing several groups of radiating elements 4, each group consisting of radiating elements 4 tuned to the same fundamental natural frequency , and the fundamental eigenfrequencies of the different groups being different from each other.
[0049] Dans une réalisation avantageuse, on choisit, dans une fourchette de fréquences donnée dans la gamme audible par l'oreille humaine, et pour chacune des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2, au moins un tel élément rayonnant 4 avec une fréquence propre fondamentale accordée avec une des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2. In an advantageous embodiment, one chooses, within a range of frequencies given in the range audible by the human ear, and for each of the natural frequencies of at least one vibration generator 2, at least one such radiating element 4 with a fundamental natural frequency tuned with one of the natural frequencies of at least one vibration generator 2.
[0050] Avantageusement, on réalise au moins un tel élément rayonnant 4 avec une surface vibrante principale 6 qui est orientée selon une direction préférentielle, notamment l'axe principal de la montre correspondant à l'axe de pivotement des aiguilles, pour favoriser la diffusion sonore vers l'utilisateur, notamment au travers de l'habillage 3. Advantageously, at least one such radiating element 4 is produced with a main vibrating surface 6 which is oriented in a preferential direction, in particular the main axis of the watch corresponding to the pivot axis of the hands, to promote diffusion sound towards the user, in particular through the cover 3.
[0051] L'emploi d'éléments rayonnants 4 ne doit pas compliquer la manipulation des composants de la pièce d'horlogerie, notamment une montre, lors de son assemblage ou de sa maintenance. Aussi, de préférence, et de façon non limitative, on solidarise au moins un tel élément rayonnant 4 avec une carrure 5 que comporte l'habillage 3, ou avec une boîte 10 que comporte l'habillage 3, ou avec une lunette 11 que porte une telle carrure 5, ou avec une platine 14 que comporte la pièce d'horlogerie 1. Avantageusement, on agence au moins un tel élément rayonnant 4 à l'extérieur de la carrure 5, ou à l'intérieur de la boîte 10, de façon à ce que ces éléments rayonnants 4 ne soient pas en contact direct avec l'utilisateur. The use of radiating elements 4 should not complicate the handling of the components of the timepiece, in particular a watch, during its assembly or its maintenance. Also, preferably, and in a nonlimiting manner, at least one such radiating element 4 is secured with a middle part 5 that the cover 3 comprises, or with a box 10 that the cover 3 comprises, or with a bezel 11 that wears such a caseband 5, or with a plate 14 which the timepiece 1 comprises. Advantageously, at least one such radiating element 4 is arranged outside the caseband 5, or inside the case 10, of so that these radiating elements 4 are not in direct contact with the user.
[0052] Pour obtenir une bonne vibration de chaque élément rayonnant 4, on relie au moins un dit élément rayonnant 4 à la carrure 5 ou à la boîte 10 par une jambe d'attache 7, de préférence unique, porteuse d'au moins une lame vibrante 8 que comporte le élément rayonnant 4. La figure 1B montre des lames vibrantes 8 reliées par une ou deux jambes d'attache 7 à la carrure 5. To obtain good vibration of each radiating element 4, at least one said radiating element 4 is connected to the middle part 5 or to the box 10 by an attachment leg 7, preferably single, carrying at least one vibrating blade 8 which the radiating element 4 comprises. FIG. 1B shows vibrating blades 8 connected by one or two attachment legs 7 to the middle part 5.
[0053] La figure 2A montre un mode de réalisation de l'invention où quatre éléments rayonnants 4 sont composés par quatre lames rectangulaires 8 fixées à la boîte 10 de la pièce d'horlogerie 1, chacun étant lié par une telle jambe d'attache 7, ces lames 8 étant sensiblement radiantes et avec des surfaces vibrantes principales 6 sensiblement coplanaires. Les radiateurs 4 sont libres de vibrer selon leur premier mode de vibration et créer une onde acoustique rayonnante qui se propage dans la direction de l'axe de la pièce d'horlogerie, notamment une montre 1. Figure 2A shows an embodiment of the invention where four radiating elements 4 are composed of four rectangular blades 8 fixed to the box 10 of the timepiece 1, each being linked by such an attachment leg 7, these blades 8 being substantially radiant and with substantially coplanar main vibrating surfaces 6. The radiators 4 are free to vibrate according to their first mode of vibration and create a radiant acoustic wave which propagates in the direction of the axis of the timepiece, in particular a watch 1.
[0054] On peut, encore, selon l'invention, réaliser au moins un tel élément rayonnant 4 par une découpe partielle de la carrure 5 (ou de la lunette 11, ou d'un autre composant de la boîte de la pièce d'horlogerie, notamment une montre) sous la forme d'une lame vibrante 8 reliée à la carrure 5 par une extrémité 9 unique de la lame vibrante 8, tel que visible sur la figure 1A. One can, again, according to the invention, achieve at least one such radiating element 4 by a partial cutting of the middle part 5 (or of the bezel 11, or of another component of the case of the part of horology, in particular a watch) in the form of a vibrating blade 8 connected to the middle part 5 by a single end 9 of the vibrating blade 8, as can be seen in FIG. 1A.
[0055] Dans une réalisation particulière, on réalise au moins un tel élément rayonnant 4 par une découpe partielle de la lunette 11, sous la forme d'une lame vibrante 8 reliée à la lunette 11 par une extrémité 9 unique de la lame vibrante 8. In a particular embodiment, at least one such radiating element 4 is produced by a partial cutout of the bezel 11, in the form of a vibrating blade 8 connected to the bezel 11 by a single end 9 of the vibrating blade 8 .
[0056] Dans une réalisation particulière, on réalise au moins un tel élément rayonnant 4 par une découpe partielle du fond 12, sous la forme d'une lame vibrante 8 reliée au fond 12 par une extrémité 9 unique de la lame vibrante 8. In a particular embodiment, at least one such radiating element 4 is produced by a partial cutout of the bottom 12, in the form of a vibrating blade 8 connected to the bottom 12 by a single end 9 of the vibrating blade 8.
[0057] L'invention concerne aussi une pièce d'horlogerie 1, notamment montre à sonnerie ou/et à boîte musicale, qui comporte un habillage 3, un mouvement 17 et au moins un générateur de vibrations 2 agencé pour vibrer à ses fréquences propres dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, ce générateur de vibrations 2 comportant notamment des timbres ou des lames d'un clavier. Cet habillage 3 est porteur d'au moins un générateur de vibrations 2. The invention also relates to a timepiece 1, in particular a striking watch or / and a musical box, which comprises a casing 3, a movement 17 and at least one vibration generator 2 arranged to vibrate at its own frequencies. in a range of 1 kHz to 6 kHz, this vibration generator 2 comprising in particular timbres or blades of a keyboard. This covering 3 carries at least one vibration generator 2.
[0058] Selon l'invention, l'habillage 3 comporte au moins un élément rayonnant 4, lequel comporte notamment une lame vibrante 8, qui vibre à une fréquence propre fondamentale accordée avec au moins l'une des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2. According to the invention, the covering 3 comprises at least one radiating element 4, which comprises in particular a vibrating blade 8, which vibrates at a fundamental natural frequency tuned with at least one of the natural frequencies of the at least one generator vibration 2.
[0059] L'habillage 3 comporte de préférence une boîte 10 renfermant au moins une carrure 5, et au moins un tel élément rayonnant 4 est solidarisé avec la carrure 5 ou avec la boîte 10. The covering 3 preferably comprises a case 10 containing at least one middle part 5, and at least one such radiating element 4 is secured to the middle part 5 or to the case 10.
[0060] Dans des variantes particulières, l'habillage 3 comporte au moins un tel élément rayonnant 4 à l'extérieur de la carrure 5, ou à l'intérieur de la boîte 10. In particular variants, the cover 3 comprises at least one such radiating element 4 outside the caseband 5, or inside the box 10.
[0061] Dans différentes variantes, qui peuvent être combinées entre elles, et visibles sur les figures 1A, 1B, 2A, 2B et 2C: on agence au moins un élément rayonnant 4 à l'extérieur de la carrure 5; on agence au moins un élément rayonnant 4 à l'extérieur d'une lunette 11 que porte la carrure 5; on agence au moins un élément rayonnant 4 à l'extérieur d'un fond 12 que comporte la boîte 10; on agence au moins un élément rayonnant 4 sur une ou deux cornes 13 que comporte la boîte 10; on agence au moins un élément rayonnant 4 sur une platine 14 que comporte le mouvement 17 de la pièce d'horlogerie 1, cet élément rayonnant 4 comportant un composant de liaison 15 traversant la boîte 10 de la pièce d'horlogerie 1. on agence au moins un élément rayonnant 4 qui constitue une pièce monobloc avec son élément de fixation à la pièce d'horlogerie 1.In different variants, which can be combined with each other, and visible in Figures 1A, 1B, 2A, 2B and 2C: at least one radiating element 4 is arranged on the outside of the middle part 5; at least one radiating element 4 is arranged on the outside of a bezel 11 carried by the middle part 5; at least one radiating element 4 is arranged on the outside of a base 12 which the box 10 comprises; at least one radiating element 4 is arranged on one or two horns 13 which the box 10 comprises; at least one radiating element 4 is arranged on a plate 14 that comprises the movement 17 of the timepiece 1, this radiating element 4 comprising a connecting component 15 passing through the case 10 of the timepiece 1. at least one radiating element 4 is arranged which constitutes a single piece with its element for fixing to the timepiece 1.
[0062] Dans la réalisation de la figure 1B, au moins un tel élément rayonnant 4 est relié à la carrure 5 ou à la boîte 10 par une jambe d'attache 7, notamment unique, porteuse d'au moins une lame vibrante 8 que comporte l'élément rayonnant 4. In the embodiment of Figure 1B, at least one such radiating element 4 is connected to the middle part 5 or to the box 10 by an attachment leg 7, in particular single, carrying at least one vibrating blade 8 that has the radiating element 4.
[0063] Dans la réalisation de la figure 1A, au moins un tel élément rayonnant 4 comporte au moins une lame vibrante 8 découpée dans la carrure 5 à laquelle la lame vibrante 8 est reliée par une extrémité 9 unique de la lame vibrante 8. In the embodiment of Figure 1A, at least one such radiating element 4 comprises at least one vibrating blade 8 cut from the middle part 5 to which the vibrating blade 8 is connected by a single end 9 of the vibrating blade 8.
[0064] De préférence, l'habillage 3 comporte une pluralité de tels éléments rayonnants 4, dont au moins une partie de ces éléments rayonnants 4 ont des fréquences propres fondamentales différentes. Preferably, the covering 3 comprises a plurality of such radiating elements 4, of which at least part of these radiating elements 4 have different fundamental natural frequencies.
[0065] Notamment cette pièce d'horlogerie 1 est une montre à sonnerie ou/et à boîte à musique. Elle comporte un tel habillage 3, ou/et un mouvement 17, porteur d'au moins un générateur de vibrations 2, cet habillage 3 ou/et ce mouvement 17 comportant au moins un élément rayonnant 4 vibrant à une fréquence propre fondamentale accordée avec au moins l'une des fréquences propres du au moins un générateur de vibrations 2. In particular, this timepiece 1 is a ringing watch or / and a music box. It comprises such a casing 3, or / and a movement 17, carrying at least one vibration generator 2, this casing 3 or / and this movement 17 comprising at least one radiating element 4 vibrating at a fundamental natural frequency tuned with the minus one of the natural frequencies of the at least one vibration generator 2.
[0066] Pour revenir aux éléments rayonnants 4, de préférence des lames vibrantes 8, notamment des plaques additionnelles, illustrées ici de forme rectangulaire non limitative, sont vissées ou soudées ou chassées ou fixées par tout procédé permettant la transmission de la vibration acoustique, à un ou plusieurs éléments de l'habillage tels que des cornes 13, les barrettes, la carrure 5, la lunette 11, le fond 12 de la boîte 10, ou même les maillons du bracelet. Ces plaques additionnelles vibrent et rayonnent aux fréquences de leurs modes propres lorsque la sonnerie est déclenchée, ou pour un affichage sonore, ou simplement en permanence pour assurer, de manière sélective, soit l'amplification (résonance) soit le filtrage (anti-résonance) du bruit émis par un mécanisme en fonctionnement. Ces éléments vibrants jouent le rôle des plaques rayonnantes constitutives des éléments rayonnants 4. To return to the radiating elements 4, preferably vibrating blades 8, in particular additional plates, illustrated here of non-limiting rectangular shape, are screwed or welded or driven or fixed by any process allowing the transmission of acoustic vibration, to one or more elements of the covering such as lugs 13, the bars, the caseband 5, the bezel 11, the back 12 of the case 10, or even the links of the bracelet. These additional plates vibrate and radiate at the frequencies of their own modes when the bell is triggered, or for a sound display, or simply permanently to ensure, selectively, either amplification (resonance) or filtering (anti-resonance) noise emitted by a mechanism in operation. These vibrating elements play the role of the radiating plates constituting the radiating elements 4.
[0067] Selon une première variante de réalisation, les éléments rayonnants 4 sont fixés sur le mouvement 17 de la pièce d'horlogerie 1, par exemple sur la platine 14 de ce mouvement 17, au lieu d'être fixés sur l'habillage 3. Dans ce cas les liaisons 7 sont de préférence des composants qui traversent l'habillage 3 en face d'ouvertures rendues étanches par des joints. According to a first variant embodiment, the radiating elements 4 are fixed on the movement 17 of the timepiece 1, for example on the plate 14 of this movement 17, instead of being fixed on the casing 3 In this case, the connections 7 are preferably components which pass through the casing 3 in front of openings made watertight by gaskets.
[0068] Selon une deuxième variante de réalisation, les éléments rayonnants 4 et leurs éléments de liaisons 7 constituent des pièces monobloc. De façon avantageuse, au moins un élément rayonnant 4 est ainsi réalisé avec un composant de structure ou d'habillage, au niveau d'un pré-montage, ce qui facilite l'assemblage final de la pièce d'horlogerie 1. According to a second variant embodiment, the radiating elements 4 and their connecting elements 7 constitute one-piece parts. Advantageously, at least one radiating element 4 is thus produced with a structural or covering component, at the level of a pre-assembly, which facilitates the final assembly of the timepiece 1.
[0069] La forme de ces éléments rayonnants 4, les conditions de fixation et les matériaux utilisés définissent les fréquences propres de ces éléments qui sont accordées aux fréquences propres du système de sonnerie (timbres ou lames d'un clavier notamment) ou du mécanisme. Les figures 1A et 1B représentent ces éléments rayonnants 4 fixés par exemple sur la carrure 5. La figure 1B illustre notamment des éléments rayonnants 4 de tailles différentes, avec différentes conditions d'attache, par une ou plusieurs jambes d'attache 7, ce qui modifie naturellement leurs fréquences propres fondamentales. The shape of these radiating elements 4, the fixing conditions and the materials used define the natural frequencies of these elements which are tuned to the natural frequencies of the ringing system (bells or blades of a keyboard in particular) or of the mechanism. FIGS. 1A and 1B represent these radiating elements 4 fixed for example on the middle part 5. FIG. 1B illustrates in particular radiating elements 4 of different sizes, with different attachment conditions, by one or more attachment legs 7, which naturally modifies their fundamental natural frequencies.
[0070] La figure 2A montre un deuxième mode de réalisation de l'invention. FIG. 2A shows a second embodiment of the invention.
[0071] Les figures 2B et 2C illustrent deux variantes, la première avec des éléments rayonnants 4 seulement externes à la boîte, la seconde avec des éléments rayonnants 4 externes et internes à la boîte. Figures 2B and 2C illustrate two variants, the first with radiating elements 4 only external to the box, the second with radiating elements 4 external and internal to the box.
[0072] Selon un troisième mode de réalisation non illustré, au moins un élément rayonnant 4 est constitué d'une plaque 8 dont la forme est proche de celle d'une couronne ou d'une calotte sphérique et dont l'élément de liaison 7 est fixé au centre de cette plaque 8. According to a third embodiment not illustrated, at least one radiating element 4 consists of a plate 8 whose shape is close to that of a crown or a spherical cap and of which the connecting element 7 is fixed in the center of this plate 8.
[0073] Les éléments rayonnants peuvent être réalisés en or, ou en autre métal précieux, tel que platine ou platinoïdes, ou en un alliage de l'un ou plusieurs de ces métaux précieux. Alternativement, ils peuvent être réalisés en acier. Alternativement, ils peuvent être réalisés en titane ou alliage de titane. Alternativement, ils peuvent être réalisés en silicium ou en dioxyde de silicium, ou encore en diamant polycristallin. Alternativement, ils peuvent être réalisés en verre métallique, ou dans un alliage au moins partiellement amorphe. Alternativement, ils peuvent être réalisés en céramique. The radiating elements can be made of gold, or of another precious metal, such as platinum or platinoids, or of an alloy of one or more of these precious metals. Alternatively, they can be made of steel. Alternatively, they can be made of titanium or a titanium alloy. Alternatively, they can be made of silicon or silicon dioxide, or even polycrystalline diamond. Alternatively, they can be made of metallic glass, or of an at least partially amorphous alloy. Alternatively, they can be made of ceramic.
[0074] Avantageusement, les éléments rayonnants 4 sont réalisés sous la forme d'une lame vibrante 8 comportant une plaque 16 inscrite dans un parallélépipède dont la plus grande dimension est supérieure ou égale à 4 mm, dont la plus petite dimension est comprise entre 0.05 mm et 2 mm, et dont la troisième dimension est supérieure ou égale à 2 mm. Advantageously, the radiating elements 4 are made in the form of a vibrating blade 8 comprising a plate 16 inscribed in a parallelepiped, the largest dimension of which is greater than or equal to 4 mm, the smallest dimension of which is between 0.05 mm and 2 mm, and the third dimension of which is greater than or equal to 2 mm.
[0075] Avantageusement un élément rayonnant 4 comporte une lame vibrante 8 comportant elle-même au moins une plaque dont les rayons de courbure sont supérieurs à 0.5 mm. Advantageously, a radiating element 4 comprises a vibrating blade 8 itself comprising at least one plate whose radii of curvature are greater than 0.5 mm.
[0076] Les éléments rayonnants 4 permettent non seulement d'augmenter l'intensité acoustique de la pièce d'horlogerie, notamment une montre 1 mais aussi d'optimiser la directivité du son. En effet, la surface vibrante, ou du moins une surface vibrante principale 6, peut être orientée de telle sorte à ce que le rayonnement soit maximal dans une direction particulière souhaitée. Dans un mode de réalisation comportant plusieurs éléments rayonnants 4, il est aussi possible de définir une directivité spécifique pour chaque note produite, générant ainsi un effet stéréophonique. The radiating elements 4 not only make it possible to increase the acoustic intensity of the timepiece, in particular a watch 1, but also to optimize the directivity of the sound. Indeed, the vibrating surface, or at least a main vibrating surface 6, can be oriented so that the radiation is maximum in a particular desired direction. In an embodiment comprising several radiating elements 4, it is also possible to define a specific directivity for each note produced, thus generating a stereophonic effect.
[0077] Un modèle vibro-acoustique a été développé, dans le cadre de l'invention, pour dimensionner correctement les éléments rayonnants 4 et pour prédire le gain acoustique apporté par ces éléments vibrants. A vibro-acoustic model has been developed, within the framework of the invention, to correctly size the radiating elements 4 and to predict the acoustic gain provided by these vibrating elements.
[0078] Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, les éléments rayonnants 4 ont été optimisés pour que leurs premiers modes propres aient une fréquence de 1350 Hz. Une excitation harmonique balayant les fréquences comprises entre 1000 Hz et 3200 Hz est appliquée sur l'habillage 3. In the embodiment of Figure 3, the radiating elements 4 have been optimized so that their first eigen modes have a frequency of 1350 Hz. A harmonic excitation sweeping the frequencies between 1000 Hz and 3200 Hz is applied to the cover 3.
[0079] Cette figure 3 représente le niveau acoustique d'un habillage 3 composé d'une carrure 5 et d'une lunette 11 avec glace, respectivement sans éléments rayonnants (en trait continu) et avec des éléments rayonnants 4 selon l'invention (en trait interrompu) en fonction de la fréquence de l'excitation qui lui est imposée. Dans la configuration „sans radiateurs“, le niveau acoustique augmente à une fréquence supérieure à 3 kHz qui correspond à une fréquence d'un des modes propres de l'habillage 3. This figure 3 shows the acoustic level of a casing 3 composed of a middle part 5 and a bezel 11 with glass, respectively without radiating elements (in solid line) and with radiating elements 4 according to the invention ( in broken line) according to the frequency of the excitation which is imposed on it. In the configuration "without radiators", the sound level increases at a frequency greater than 3 kHz which corresponds to a frequency of one of the natural modes of the casing 3.
[0080] Lorsque les éléments rayonnants 4 sont ajoutés à l'habillage 3, le niveau acoustique croît considérablement à la fréquence du premier mode propre du radiateur (à 1350 Hz). Le gain est de 10 à 15 dB. Le couplage entre les éléments rayonnants 4 et l'habillage 3 apparaît à 1900 Hz, ce qui engendre aussi une amélioration du niveau acoustique. Le couplage entre les éléments rayonnants 4 et les modes de vibrations de l'habillage 3 introduit aussi deux anti-résonances à 1450 Hz et 2150 Hz, ce qui permet aussi de réduire l'émission sonore dans le reste de la bande par rapport au cas sans radiateurs, donc de filtrer les bruits parasites produits par le mécanisme. When the radiating elements 4 are added to the casing 3, the sound level increases considerably at the frequency of the first natural mode of the radiator (at 1350 Hz). The gain is 10 to 15 dB. The coupling between the radiating elements 4 and the casing 3 appears at 1900 Hz, which also generates an improvement in the acoustic level. The coupling between the radiating elements 4 and the vibration modes of the casing 3 also introduces two anti-resonances at 1450 Hz and 2150 Hz, which also makes it possible to reduce the sound emission in the rest of the band compared to the case without radiators, thus filtering the parasitic noises produced by the mechanism.
[0081] Sur la figure 4, le niveau acoustique d'un habillage 3 avec des éléments rayonnants 4 (en trait interrompu) possédant un premier mode propre voisin de 2200 Hz est comparé à celui du même habillage 3 sans radiateurs (en trait continu). De nouveau, les éléments rayonnants 4 apportent une forte amélioration acoustique à la fréquence de leurs premiers modes. In Figure 4, the sound level of a cabinet 3 with radiating elements 4 (in broken line) having a first clean mode close to 2200 Hz is compared to that of the same cabinet 3 without radiators (in solid line) . Again, the radiating elements 4 provide a strong acoustic improvement at the frequency of their first modes.
[0082] A la suite de ces résultats, des éléments rayonnants 4 peuvent être dimensionnés pour chacune des fréquences générées par le système sonore, de sonnerie, de réveil, de musique, ou autre. Le son produit par la pièce d'horlogerie, notamment une montre peut être optimisé sur une large bande de fréquences. Un dimensionnement spécifique des radiateurs permet aussi de filtrer les bruits parasites du mécanisme. Following these results, the radiating elements 4 can be sized for each of the frequencies generated by the sound system, ringing, alarm clock, music, or the like. The sound produced by the timepiece, in particular a watch, can be optimized over a wide frequency band. A specific dimensioning of the radiators also makes it possible to filter parasitic noise from the mechanism.
[0083] En somme, l'invention permet d'améliorer le rendement acoustique, non seulement par rapport aux demandes de brevet du même déposant Montres Breguet SA citées plus haut, mais aussi par rapport au document FR1136675A Junghans également cité ci-dessus, qui représentent ensemble les mécanismes les plus performants jusqu'à l'invention: les réalisations de l'art antérieur se sont toujours heurtées à la difficulté de faire rayonner un système (par exemple une horloge) à plusieurs fréquences indépendantes dans la bande 1kHz-6kHz, autrement que par une résonance unique. Ainsi, dans FR1136675A, la fréquence rayonnant de la membrane coïncide avec la seule fréquence rayonnant de l'équipement, donc de l'habillage. In short, the invention improves the acoustic performance, not only compared to the patent applications of the same depositor Montres Breguet SA cited above, but also compared to the document FR1136675A Junghans also cited above, which together represent the most efficient mechanisms up to the invention: the achievements of the prior art have always come up against the difficulty of making a system (for example a clock) radiate at several independent frequencies in the 1kHz-6kHz band, other than by a single resonance. Thus, in FR1136675A, the frequency radiating from the membrane coincides with the only frequency radiating from the equipment, and therefore from the casing.
[0084] La présente invention introduit la solution des éléments rayonnants, qui ne sont pas des membranes, ce qui permet au contraire d'ajouter une ou plus fréquences de rayonnement additionnelles à la fréquence propre de rayonnement de l'habillage du système: le résultat, comme montré dans les figures 3 et 4, est que les fréquences des éléments rayonnants 4 s'ajoutent à la fréquence de l'habillage 3, sans la détruire ou la remplacer, alors que dans l'art antérieur une seule résonance est visible, celle du système avec la membrane. The present invention introduces the solution of radiating elements, which are not membranes, which on the contrary makes it possible to add one or more additional radiation frequencies to the natural frequency of radiation of the system covering: the result , as shown in Figures 3 and 4, is that the frequencies of the radiating elements 4 are added to the frequency of the cover 3, without destroying or replacing it, while in the prior art only one resonance is visible, that of the system with the membrane.
[0085] Les caractéristiques de l'invention constituent une nouveauté par rapport à l'art antérieur qui ne visait qu'à améliorer le rayonnement des éléments qui constituent l'habillage, tels l'ensemble lunette-glace, la carrure ou le fond, ou qu'à faire rayonner directement l'élément de génération du son. The characteristics of the invention constitute a novelty compared to the prior art which was only intended to improve the radiation of the elements which constitute the covering, such as the bezel-glass assembly, the middle part or the back, or to directly radiate the sound-generating element.
[0086] Dans le cas de l'invention, l'élément de génération n'est pas nécessairement rayonnant, et même avantageusement reste non-rayonnant et physiquement distinct de l'élément rayonnant, ce qui permet d'en assurer le faible taux d'amortissement et la pureté fréquentiel de la vibration (et donc finalement du son), tandis que l'élément rayonnant est reporté sur l'habillage mais ne fait pas partie des composants qui constituent l'habillage, lesquels garantissent notamment l'étanchéité de la pièce d'horlogerie 1 surtout dans le cas d'une montre. In the case of the invention, the generation element is not necessarily radiating, and even advantageously remains non-radiating and physically distinct from the radiating element, which makes it possible to ensure the low rate of d 'damping and the frequency purity of the vibration (and therefore ultimately of the sound), while the radiating element is transferred to the casing but is not part of the components which constitute the casing, which in particular guarantee the tightness of the casing. timepiece 1 especially in the case of a watch.
[0087] La mise en oeuvre de l'invention est facile, de coût modéré, et apporte de nombreux avantages par rapport à l'art antérieur : - amélioration du niveau acoustique du son rayonné par une pièce d'horlogerie, notamment une montre dans la bande de fréquences comprises entre 1 kHz et 6 kHz ; - possibilité d'optimisation individuelle et spécifique des éléments rayonnants 4 pour améliorer le niveau acoustique global (en particulier en fonction de la mélodie ou de l'accord du timbre) ; - ce système n'impose pas de contraintes de conception sur l'habillage: • l'étanchéité n'est pas altérée car tous les joints peuvent être conservés ce qui est capital sur toute pièce d'horlogerie, notamment une montre étanche; • dans certains modes de réalisation, la résistance aux chocs, et l'encombrement intérieur n'ont pas à être modifiés; - possibilité d'optimiser la directivité du son produit par la pièce d'horlogerie, notamment une montre 1, de manière sélective en fréquence, et donc d'obtenir des effets stéréophoniques; - possibilité de réalisation très économique des éléments rayonnants 4 en électroformage; - possibilité d'accorder la fréquence propre de chaque élément rayonnant 4 à celle d'une lame d'un clavier ou à celle d'un timbre; - conservation de la clarté du son émis par le mécanisme.The implementation of the invention is easy, of moderate cost, and provides many advantages over the prior art: improvement of the acoustic level of the sound radiated by a timepiece, in particular a watch in the frequency band between 1 kHz and 6 kHz; - possibility of individual and specific optimization of the radiating elements 4 to improve the overall acoustic level (in particular according to the melody or the tuning of the timbre); - this system does not impose any design constraints on the casing: • the seal is not impaired because all the seals can be preserved, which is essential on any timepiece, in particular a waterproof watch; • in certain embodiments, the impact resistance and the internal size do not have to be modified; possibility of optimizing the directivity of the sound produced by the timepiece, in particular a watch 1, selectively in frequency, and therefore of obtaining stereophonic effects; - possibility of very economical production of the radiating elements 4 by electroforming; - Possibility of tuning the natural frequency of each radiating element 4 to that of a blade of a keyboard or to that of a gong; - preservation of the clarity of the sound emitted by the mechanism.
Claims (31)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01354/14A CH708622B1 (en) | 2013-09-26 | 2014-09-08 | Process for improving the acoustic level of a timepiece and timepiece with an improved acoustic level. |
Applications Claiming Priority (2)
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CH01647/13A CH708607A2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Piece musical watch or ring. |
CH01354/14A CH708622B1 (en) | 2013-09-26 | 2014-09-08 | Process for improving the acoustic level of a timepiece and timepiece with an improved acoustic level. |
Publications (2)
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CH708622A2 CH708622A2 (en) | 2015-03-31 |
CH708622B1 true CH708622B1 (en) | 2021-04-30 |
Family
ID=52736708
Family Applications (1)
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CH01354/14A CH708622B1 (en) | 2013-09-26 | 2014-09-08 | Process for improving the acoustic level of a timepiece and timepiece with an improved acoustic level. |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH708622B1 (en) |
-
2014
- 2014-09-08 CH CH01354/14A patent/CH708622B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH708622A2 (en) | 2015-03-31 |
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