CN105122150B - 声级提高的钟表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提高包括至少一个振动发生器(2)的音乐钟表(1)或具有报时机构的钟表的声音输出级别的方法，所述振动发生器以特定的发生器固有频率振动。所述钟表(1)包括外部部件(3)，通过集成或增设至少一个声辐射器(4)来改造所述外部部件，所述声辐射器包括以被调谐为所述发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动的至少一个振动‑辐射元件。本发明还涉及用于这种钟表(1)的外部部件(3)，所述外部部件包括至少一个声辐射器(4)，所述声辐射器包括以被调谐为所述振动发生器(2)的发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动的至少一个元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提高包括至少一个处于1kHz至6kHz范围内的振动的发生器的音乐钟表或报时钟表的声级的方法。
本发明还涉及承载至少一个振动发生器的音乐或报时钟表的外部部件。
本发明还涉及一种钟表，该钟表是报时表和/或音乐盒表。
本发明涉及钟表领域，更具体地涉及包括用于产生处于可听声音范围内的振动的装置的钟表，尤其涉及报时表和音乐盒表。
背景技术
在复杂钟表当中，报时表特别受欢迎。然而，它们的小体积常常限制了声音发出，并且使用者不得不特别集中注意力以正确地听到声音消息。
已知用作音盒的特定表托，使用者在希望更好地听到手表所产生的声音时将他的手表置于该表托上，该表托未处于本发明的范围内。
已知包括共振腔的表壳或表壳中间部件，产生乐音的风琴、音簧或振动板安装在其上，如CHRISTOPHE CLARET SA名下的法国专利申请No2777095A1中那样，其中，在一些变型中，膈膜被安设成与此类共振腔的壁接触，这占用了表壳或表壳中间部件内的大部分可用内部空间。
ROTH ET GENTA SA名下的欧洲专利No 2034376B1试图通过提出一种薄的表壳中间部件作为共振器来解决该空间问题，该共振器包括用于固定音簧或类似物的凸耳。
BOUILLE名下的瑞士专利申请No 645236G公开了一种包括用于机械紧固件的外周凸耳的表壳：由于此特定功能，它们具有增加的机械刚性。此类凸耳的几何形状、紧固和取向被很好地限定并且声效低，它们不能用作外部声谐振器。
还已知通过隔膜发声的声谐振器，该隔膜使弹性条振动，并且通过电磁换能器维持所述隔膜的振动，如SPADINI名下的瑞士专利号497760和497017中那样，所述声谐振器具有很大的尺寸并且需要电路。
为了提高报时表的声级，有必要优化构成手表的外部部分的元件，使得它们辐射由报时系统产生的频率，即一般而言振动板的带的固有频率，或者音簧或三问报时装置的固有频率。为了获得丰富的声音(在三问报时装置的情况下)或不论演奏的音符如何都具有均匀强度的声音(在音乐盒表的情况下)，外部部件必须能够响应于在1kHz到6kHz之间的宽频率范围，所述频率是人耳最佳感知的频率。
然而，由于它们的尺寸、形状和刚性，表的外部部件的固有模式主要处于高频率。这种情况下，外部部件会过滤而不是辐射报时声音或旋律的频率。
HARA YOSHIAKI(SEIKO)名下的美国专利号4216650公开了一种报警表，其包括具有后盖的表壳，该后盖的外周部分是倾斜的，在表壳的两侧固定有表带，该报警表还包括位于表壳的前部中的机芯，以及位于表壳的后部中且在机芯和后盖之间的腔室，一换能器面向该腔室并且设置为以选定的频率产生警报声。该表壳包括在倾斜的外周部分中的多个声孔，从而将腔室与环境连通。这些声孔仅在表带的纵轴线的每一侧上以45度角位于内部，以防止任何孔被用户的手臂堵塞。腔室的体积以及声孔的数目和尺寸选择为以便形成Helmholtz共振器，从而响应于换能器的频率提高由换能器产生的声压，并且将声音有效地传递到环境中。
已知将外部部件优化成使得它们辐射在相关频带(1kHz-6kHz)内的单个给定频率，如Gebrueder JUNGHANS A.G.名下的法国专利申请号1136675A中那样，该申请公开了用于报时钟的标准隔膜的使用；或者，使得外部部件辐射相关频带(1kHz-6kHz)内的多种模式，如MONTRES BREGUET SA名下的欧洲专利申请号2461219A1中那样，该申请公开了空间优化的均质隔膜的使用，或者还如MONTRES BREGUET SA名下的欧洲专利号2367079B1中那样，该专利公开了一种方案，其中由于用于将表镜固定在表圈上的特定布置结构，表镜构成振动辐射部件。
MONTRES BREGUET SA名下的欧洲专利申请号2367078A1公开了一种具有表壳的报时表，该表壳包括表壳中间部件和以防渗的方式固定到表壳中间部件上的可移除的后盖，以防渗的方式闭合表壳的表镜，被保持在表壳内部并且设有能够在确定的时间致动以发声的报时机构的机芯，以及连接到表壳以将报时机构产生的声音朝表壳外部辐射的至少一个声隔膜，其中，所述声隔膜由非晶态金属制成。
MONTRES BREGUET SA名下的欧洲专利申请号2461220A1公开了一种用于音乐盒或报时表的声辐射隔膜。该隔膜在隔膜的总厚度的第一厚度上包括一定数量的凹陷部或突出部，其形状和尺寸适配于材料的类型以及要由隔膜辐射的一个或多个音符，并且在可听频带内具有均匀的放大作用。
然而，在现有技术中，对于常规手表设计而言，不可能实现外部部件在小于1500Hz的频率上的声共振，因为外部部件的主要功能是确保对机芯的保护以及一般而言手表的密封，它们因此必须具有足够的刚性且足够厚。由于相同原因，不可能大幅增加外部部件在相关的可听频率范围(从1kHz到6kHz)内的声共振的数量，这显著限制了所发射的声音和所演奏的旋律的声级和丰富程度。
发明内容
本发明提出提高由钟表、特别是报时表或音乐表演奏的声音和旋律的声级和丰富程度，而不损害通过该机构或传输回路传输的声音的品质。本发明还能选择性地过滤由钟表、尤其是手表的机构产生的部分噪音。
以创新方式，本发明将附加的振动-辐射元件集成在常规外部部件中，这些附加元件确定尺寸为使得它们的第一固有模式的频率(下文称为“辐射器的频率”)被调谐为钟表特别是手表的振动发生器、尤其是音簧或振动板的条的固有频率(下文称为“发生器的频率”)，以提高钟表、尤其是手表的总体声级。这些附加元件的几何结构(表面、厚度、形状)允许形成声辐射波。
因而，常规外部部件可根据由钟表设计、样式研究、机芯的尺寸施加的约束条件来确定尺寸，并且为了响应诸如防水和耐冲击性能的要求而不与外部部件的辐射功率特别相关，根据本发明，该辐射功率通过增设这些振动元件(下文称为“声辐射器”)提高，其尺寸专门针对声辐射功能进行了优化。
为此，本发明涉及一种用于提高音乐或报时钟表的声音输出级别的方法，所述钟表包括以处于1kHz至6kHz范围内的发生器特定固有频率振动的至少一个振动发生器，其特征在于，通过集成或增设至少一个声辐射器来改造所述钟表的外部部件和/或机芯，所述声辐射器包括至少一个振动-辐射元件，该振动-辐射元件的辐射器固有频率被调谐为所述振动发生器的固有频率之一，其中频率差小于或等于辐射元件的固有模式频率和品质因数倒数(inverse quality factor)之间的比率，或者频率差小于或等于100Hz，其特征在于，为了确定所述声辐射器的数目，执行以下步骤：
-确定由需要辐射的振动发生器形成的发生元件的振动模式的数目；
-为所述钟表设置所述数目的辐射元件，每个辐射元件由包括至少一个振动-辐射元件的一个所述声辐射器形成，每个所述声辐射器固定在所述钟表的表壳的外部上。
本发明还涉及用于音乐或报时钟表的外部部件，所述外部部件的特征在于它们包括至少一个声辐射器，该声辐射器包括以被调谐为钟表发生器的固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件。
本发明还涉及一种钟表，该钟表为报时表和/或音乐盒表，其特征在于，它包括上述外部部件，和/或承载至少一个振动发生器的机芯，所述振动发生器以发生器特定固有频率振动，所述机芯包括至少一个声辐射器，该声辐射器包括以被调谐为发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件。
附图说明
在阅读下文参照附图的详细说明后，本发明的其它特征和优点将显而易见，在附图中：
-图1A示出由手表形成的钟表的示意性的局部透视图，该手表根据本发明通过集成包括辐射板的声辐射器而进行了优化，该声辐射器集成在表壳中间部件或手表的表圈中。
-图1B示出根据本发明优化的手表的示意性的透视图，该手表具有在表壳外部延伸的具有不同安装条件的不同尺寸的声辐射器。
-图2A示出本发明的一个特定变型实施例的示意性的透视图，该实施例具有固定在表壳上的4个大致沿径向的声辐射器，其中主振动面面向使用者。
-图2B示出图2A的手表在通过主轴线的平面中的示意性截面图，所述手表包括根据本发明的声辐射器和声音发生器。
-图2C以与图2B相似的方式示出在表壳外部和内部具有声辐射器的另一个变型。
-图3针对常规实施例用实线且针对其中相同的外部部件配备有根据本发明的声辐射器的第一优化实施例用虚线示出了对于相同的手表外部部件在手表的主轴线上距手表5cm处测定的频率和声级的图，以Hz为单位的频率位于横坐标上，以dB为单位的声级位于纵坐标上；该图在其中声辐射器的第一固有模式处于1350Hz的应用中示出。该图示出了辐射器在期望频率下的共振效应和在频带的其余频率下的反共振效应(过滤、声音衰减)。
-图4以与图2A相似的方式示出根据第二优化实施例的相同外部部件，其中各部件设置有具有2210Hz的第一固有模式的声辐射器。
-图5示出包括根据本发明的优化后的外部部件的钟表的框图。
具体实施方式
本发明涉及钟表领域，更具体地涉及包括声发射装置的钟表，尤其涉及下文将称为“音乐表”的音乐盒表和报时表，并且本发明提出设置用于增加声级和音量的装置。
本说明书更具体地涉及此类音乐表。本领域技术人员将了解如何将所描述的本发明用于非音乐的或不具有报时机构的钟表或手表，例如为了根据情况使使用者可听到手表机构所发出的全部或一部分声音，或相反地，过滤由该机构产生的噪音并使其听不到(通过利用由下文描述的根据本发明的声辐射器与手表的其它外部部件之间的振动耦合引起的反共振现象)。
本发明涉及与音乐表的设计和已有音乐表的改造两者有关的改进，以便优化它们的声级。
因而，本发明涉及一种用于提高包括至少一个以特定固有频率(这里称为“发生器的固有频率”)振动的振动发生器2的音乐或报时钟表1的声音输出级别的方法。该振动发生器2可包括以有效声带内的特定固有频率、也就是以介于1kHz到6kHz之间的频率振动的音簧、振动板、隔膜、音箱等。发生器元件的振动频率在此将称为“发生器的频率”，而下文描述的辐射元件的振动频率在此将称为“辐射器的频率”。
钟表1的外部部件3或钟表1的机芯17承载该振动发生器2。
根据本发明，发生器的特定固有频率被确定：发生器的特定固有频率被精确计算(FEM模拟等)，并且，对设计以及外部部件3和/或机芯17且具体地但非限制性地对所述外部部件3的和/或所述机芯17的外部集成或增设至少一个辐射元件，该辐射元件是声辐射器4。
该声辐射器4包括至少一个振动-辐射元件，其以被调谐为振动发生器2的发生器固有频率之一的辐射器固有频率振动，其中频率差小于或等于辐射元件的固有模式频率和品质因数倒数之间的比率，或者频率差小于或等于100Hz。
在一特定实施方案中，辐射器的固有频率被调谐为发生器的固有频率之一，其中频率差小于或等于一方面辐射元件的固有模式频率和品质因数倒数之间的比率与另一方面100Hz的值之中的最小值。
“调谐”在此是指将一个频率调节为一个基本相等的频率，其中频率差小于一计算值或预定值；用语“基本上相等”取决于辐射元件的振动声学共振宽度且因此取决于其品质因数。
辐射元件(这里为声辐射器4)的基本固有模式的辐射器频率被调谐为振动发生器2的固有振动模式的发生器频率。通过规定辐射元件的基本固有模式的辐射器频率基本上等于振动发生器2的固有振动模式的发生器频率，能以不同方式配置此调谐规则，两种频率之差小于辐射器频率与在辐射器频率下评估的辐射元件的品质因数之间的比率。
必须理解的是，在本说明书中采用的术语“调谐”指的是由声辐射器4形成的辐射元件在由振动发生器2形成的发生元件的振动频率下受压时的振动声学共振能力。因此，该术语未考虑任何音乐特性。
因此，如果辐射元件的品质因数小于或等于10，则能将发生器的频率调谐为辐射器的频率，其中频率差小于或等于100Hz，这通常是可行的，如图3和4所示。
品质因数Q定义为一方面储存在振动元件中的机械能(弹性能与动能之和)与另一方面在一次完整的振荡期间由于衰减而损失的能量之间的比率。
在一次振荡中，Q＝2.π.(储存能量/损失能量)
品质因数还以相同方式定义为固有振动模式的频率与振动元件的共振带宽之间的比率。在以固有振动模式的频率附近的频率范围内的频率被施加激励时，振动元件作出响应(因而它开始强烈振动)：此频率范围即带宽(图3和4中的峰值宽度)。数学上：Q＝f/(f2-f1)，f1和f2限定频率范围的极端值。
相对于需要被调谐为该频率的发生器频率的频率差因而小于或等于辐射元件的固有模式频率与品质因数倒数之间的比率。
此频率差的默认最大值可取为100Hz。
此定义考虑了发生元件的品质因数Q始终是辐射元件的品质因数的5到100倍之间并且对于本发明所涉及的机构通常介于8到30之间的事实。
因而，辐射元件在它由于发生器频率fA下的振动而受压时发生共振，该发生器频率根据以上定义被调谐，或者用制表业术语来说基本上等于其基本频率，如例如在图3和4中所示，其中辐射元件的频率响应范围为约100Hz：辐射元件的频率与发生元件的频率之差因而可为100Hz。
辐射元件的振动频率(无穷谐波数)不必全都基本上等于发生元件的振动频率之一。
相反，根据本发明最有利的变型，数目为N的多个辐射元件被固定在钟表1尤其手表上。N是需要辐射的发生元件的振动模式的数目，并且每个辐射元件具有频率基本上等于发生元件的模式之一的频率的基本振动模式。
例如，对于具有在1kHz到6kHz之间的频率范围内的4种振动模式的音簧而言，对钟表1尤其手表的表壳的外部增设由辐射板形成的4个声辐射器4，这4个板中的每个板具有一个基本的固有振动模式，其频率根据以上定义基本上等于在1kHz到6kHz之间的音簧的振动频率之一。
在另一示例中，对于具有10个条带(每个条带具有在1kHz到6kHz之间的频率范围内的振动模式)的振动板而言，对钟表1尤其手表的表壳的外部增设由辐射板形成的10个声辐射器4，这10个板中的每个板具有一个基本的固有振动模式，其频率基本上等于振动板条带的振动频率之一。
因而，为了改善钟表1、尤其手表的辐射，本领域技术人员实施包括以下步骤的方法以确定声辐射器4的数目：
-确定由需要辐射的振动发生器2形成的发生元件的振动模式的数目N；
-为钟表1设置数目为N的辐射元件，每个辐射元件由包括至少一个振动-辐射元件的声辐射器4形成，每个声辐射器4被固定在钟表1的表壳的外部上；
-确保每个声辐射器4的唯一功能是辐射；
-优选地将每个声辐射器4定向在钟表1被设计的特定聆听方向上；假设使用者在所述特定聆听方向上聆听钟表1所发出的报时音和/或音乐；
-优化每个声辐射器4，以确保其基本固有模式的频率被调谐为基本上等于发生元件的固有振动模式之一的频率；
-确保每个声辐射器4与发生元件相区别(除了需要辐射的基本上相等的频率以外的它们的频率不同，它们的品质因数不同，声辐射器4的振动与发生元件的振动之间不存在相位关系)。
根据本发明的声辐射器4在它们定位在钟表1尤其手表的表壳的外部上的情况下具有辐射功能；如果它们布置在内部，则它们的功能反而是在相关频率下过滤(降噪)。
此声辐射器4及其与钟表1的机械连接部被数字地确定尺寸为具有一固有振动模式，其频率被调谐为在发生器的至少其中一个固有频率的100Hz以内，且其空间变形容许声辐射波的产生。结构的辐射条件例如在C Lesueur的著作“Rayonnement acoustique desstructures:vibro-acoustique,interactions fluide-structure”(Editions Eyrolles，1988)中被提出。
优选地，通过集成或增设多个这样的声辐射器4来改造外部部件3和/或机芯17，每个声辐射器引入被调谐为振动发生器的发生器频率之一的100Hz以内的辐射器固有频率。
在本发明的一个特定实施方案中，这些声辐射器4的至少一部分被选择成具有彼此不同的辐射器固有频率。
在本发明的一个特定实施方案中，这些声辐射器4的至少一部分被选择成具有彼此相等的辐射器固有频率。
应理解，也可以通过选择多组声辐射器4来合并本发明的这两种实施方案，每组声辐射器由被调谐为相同的辐射器固有频率的声辐射器4形成，并且不同组的辐射器固有频率彼此不同。
在一个有利实施例中，在人耳可听到的范围内的给定频率范围内，针对由至少一个振动发生器2产生的每个发生器固有频率，选择至少一个这样的具有被调谐为发生器固有频率之一的辐射器固有频率的声辐射器4。
有利地，至少一个这样的声辐射器4被制造成具有主振动面6，其定向在优选方向上，尤其手表的主轴线对应于指针的枢轴线，以增强声音尤其经外部部件3朝向使用者的扩散。
声辐射器4的使用一定不能使钟表构件、尤其手表在装配或维修期间的操纵复杂。此外，优选地且以非限制性的方式，至少一个这样的声辐射器4被固定在外部部件3中所包括的表壳中间部件5上，或外部部件3中所包括的表壳10上，或一个这样的表壳中间部件5所承载的表圈11上，或钟表1中所包括的底板14上。有利地，至少一个这样的声辐射器4在表壳中间部件5的外部或表壳10内部布置成使得声辐射器4不与使用者直接接触。
为了实现每个声辐射器4的良好振动，至少一个所述声辐射器4通过承载声辐射器4的至少一个振动条带8的附装腿7(优选地仅存在一个)与表壳中间部件5或表壳10连接。图1B示出通过一个或两个附装腿7与表壳中间部件5连接的振动条带8。
图2A示出本发明的一个实施例，其中4个声辐射器4由固定在钟表1的表壳10上的4个矩形条带8形成，每个矩形条带8通过一个这样的附装腿7连接，这些条带8基本上是辐射性的并具有基本上共面的主振动面6。辐射器4在它们的第一振动模式下自由振动并产生沿钟表尤其手表1的轴线方向传播的声辐射波。
根据本发明，也可以通过在表壳中间部件5(或者钟表尤其手表的表壳的表圈11或其它构件)中制成振动条带8形式的局部切口来形成至少一个这样的声辐射器4，该振动条带8通过振动条带8的单个端部9与表壳中间部件5连接，如图1A所示。
在一特定实施例中，通过在表圈11中制成振动条带8形式的局部切口来形成至少一个这样的声辐射器4，该振动条带8通过振动条带8的单个端部9与表圈11连接。
在一特定实施例中，通过在后盖12中制成振动条带8形式的局部切口来形成至少一个这样的声辐射器4，该振动条带8通过振动条带8的单个端部9与后盖12连接。
本发明还涉及用于钟表1或者用于音乐或报时钟表、尤其用于手表且更具体地用于音乐表或报时表的外部部件3。这些外部部件3承载至少一个在特定的发生器固有频率下振动的振动发生器2。
根据本发明，外部部件3包括至少一个声辐射器4，该声辐射器4包括至少一个振动-辐射元件、尤其振动条带8，其以被调谐为发生器固有频率中的至少一个频率的辐射器固有频率振动。
外部部件3优选包括围绕至少一个表壳中间部件5的表壳10，且至少一个这样的声辐射器4固定在表壳中间部件5或表壳10上。
在特定变型中，外部部件3在表壳中间部件5的外部或表壳10内部包括至少一个这样的声辐射器4。
在可以彼此组合且在图1A、1B、2A、2B和2C中可见的不同变型中：
-至少一个声辐射器4布置在表壳中间部件5的外部；
-至少一个声辐射器4布置在表壳中间部件5所承载的表圈11的外部；
-至少一个声辐射器4布置在表壳10中所包括的后盖12的外部；
-至少一个声辐射器4布置在表壳10中所包括的一个或两个角部13上；
-至少一个声辐射器4布置在钟表1的机芯17中所包括的底板14上，该声辐射器4包括穿过钟表1的表壳10的连接构件15；
-至少一个声辐射器4与其附接到钟表1的元件一体形成。
在图1B的实施例中，至少一个这样的声辐射器4通过单个附装腿7与表壳中间部件5或表壳10连接，该附装腿7承载声辐射器4中所包括的至少一个振动条带8。
在图1A的实施例中，至少一个这样的声辐射器4包括至少一个从表壳中间部件5切出的振动条带8，该振动条带8通过振动条带8的单个端部9与表壳中间部件5连接。
优选地，外部部件3包括多个这样的声辐射器4，其中声辐射器4的至少一部分具有彼此不同的辐射器固有频率。
本发明还涉及一种钟表1，该钟表1是报时表和/或音乐盒表。该钟表包括承载以特定的发生器固有频率振动的至少一个振动发生器2的外部部件3和/或机芯17，这些外部部件3和/或该机芯17包括至少一个声辐射器4，该声辐射器4包括以被调谐为发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件。
回到声辐射器4，优选地，在此以非限制性的矩形示出的振动条带8、尤其附加板被旋入或焊接或压入或通过允许传递声振动的任何方法固定在外部部件的一个或多个构件如角部13、杆、表壳中间部件5、表圈11、后盖12、表壳10或甚至表带链节上。这些附加板在报时机构被释放时以它们的固有频率振动和辐射，或者为了进行声音呈现，或者仅仅为了以选择方式永久地确保机构在操作期间发出的噪音的放大(共振)或过滤(反共振)。这些振动元件用作形成声辐射器4的辐射板。
根据第一变型实施例，声辐射器4固定在钟表1的机芯17上，例如固定在机芯17的底板14上，而不是固定在外部部件3上。这种情况下，优选地，连接部件7是通过由密封垫片密封的开口而穿过外部部件3的构件。
根据第二变型实施例，声辐射器4和它们的连接元件7形成一体的组件。有利地，至少一个声辐射器4因而在预装配操作中制成为具有结构件或外部构件，这有利于钟表1的最终装配。
这些声辐射器4的形状、附装条件和所使用的材料限定了这些元件的固有频率，所述固有频率被调谐为报时系统(尤其音簧或振动板条带)或机构的固有频率。图1A和1B示出例如固定在外壳中间部件5上的这些声辐射器4。图1B特别示出不同尺寸的声辐射器4，其具有借助于一个或多个附装腿7的不同附装条件，这自然会修改它们的辐射器固有频率。
图2A示出本发明的第二实施例。
图2B和2C示出两个变型，第一变型仅具有位于表壳外部的声辐射器4，第二变型具有位于表壳外部和内部的声辐射器。
根据第三实施例(未示出)，至少一个声辐射器4由板8形成，该板8的形状与冠部或球形穹顶的形状接近，且其连接元件7固定在板8的中央处。
声辐射器可由金或其它贵金属如铂或铂族金属或由这些贵金属中的一种或多种贵金属的合金制成。或者，它们可由钢制成。或者，它们可由钛或钛合金制成。或者，它们可由硅或二氧化硅制成，或由多晶金刚石制成。或者，它们可由金属玻璃或至少部分非晶态的合金制成。或者，它们可由陶瓷制成。
有利地，声辐射器4制成为包括内接于平行六面体中的板16的振动条带8的形式，所述平行六面体的最大尺寸大于或等于4mm，其最小尺寸介于0.05mm到2mm之间，且其第三尺寸大于或等于2mm。
有利地，声辐射器4包括振动条带8，该振动条带8又包括至少一个其曲率半径大于0.5mm的板。
声辐射器4使得不仅能增加钟表尤其手表1的声强度，而且能优化声音方向性。事实上，振动面或至少主振动面6可定向成使得辐射在特定期望方向上最大。在包括多个声辐射器4的实施例中，还能够对产生的每个音符限定特定方向性，由此产生立体声效果。
在本发明的范围内研发了振动声学模型，以适当地确定声辐射器4的尺寸以及预测由这些振动元件提供的声增益。
在图3的示例性实施例中，声辐射器4被优化成使得它们的第一固有模式具有1350Hz的频率。对外部部件3施加介于1000Hz到3200Hz之间的谐波激励扫描频率。
图3示出在不具有声辐射器(实线)和具有根据本发明的声辐射器4(虚线)的情况下，由表壳中间部件5和具有表镜的表圈11组成的外部部件3的与向其施加的激励频率对应的声级。在不具有辐射器的构型中，声级在3kHz以上的频率下增加，这对应于外部部件3的其中一种固有模式的频率。
当外部部件3增设声元件4时，声级在辐射器的第一固有模式的频率(在1350Hz)下显著增加。增益为10至15dB。声辐射器4与外部部件3之间的耦合在1900Hz出现，这也实现了声级的提高。声辐射器4与外部部件3的振动模式之间的耦合在1450Hz和2150Hz还引起两种反共振，这相比于不具有辐射器的情形还减少了在频带的其余频率下的声发射，且因此过滤了由机构产生的噪音。
在图4中，将具有在2210Hz的第一固有模式的声辐射器4的外部部件3的声级(虚线)与不具有辐射器的相同外部部件3的声级(实线)进行比较。再次地，声辐射器4在它们的第一模式频率下提供了强的声改善。
由于这些结果，声辐射器4可针对由发声、报时、警报、音乐或其它系统产生的每个频率确定尺寸。可跨宽频带优化由钟表、尤其是手表所产生的声音。辐射器的具体尺寸设定还使得能过滤来自机构的噪音。
总之，本发明不仅能相对于上述由相同申请人Montres Breguet SA提交的专利申请而且能相对于上述由Junhans提交的法国专利号1136675A提高声效率，这些申请共同代表本发明之前最有效的机构：现有技术的实施例始终遇到使系统(例如时钟)以1kHz至6kHz频带内的多个独立频率辐射而不是通过单一共振辐射的难题。因而，在FR1136675A中，隔膜辐射频率与设备和因此外部部件的单一辐射频率一致。
本发明引入了非隔膜的声辐射器方案，其相反地能对系统的外部部件的固有辐射频率增加一个或多个附加辐射频率：如图3和4所示，结果是声辐射器4的频率被增加至外部部件3的频率，而不破坏或代替它，而在现有技术中，仅可见一种共振，即带隔膜的系统的共振。
本发明的特征构成相对于现有技术的新颖性，现有技术仅意图改善形成外部部件的元件如表圈-表镜组件、表壳中间部件或后盖的辐射，或使实际的发声元件进行辐射。
在本发明的情形中，发生元件不一定辐射，并且甚至有利地保持非辐射且物理地不同于辐射元件，这确保了振动频率(和因此最终地声音)的低衰减率和纯度，而辐射元件转移至外部部件但不是形成外部部件的构件的一部分，这特别是确保了钟表1(尤其在手表的情形中)的防水性能。
本发明容易实施，成本适中，并且提供了许多优于现有技术的优点：
-由钟表、尤其手表在1kHz到6kHz之间的频带内所辐射的声音的声级的提高；
-个别地和具体地优化声辐射器4以提高总体声级(特别是根据旋律或音簧的调谐)的可能性。
-此系统不会对外部部件的设计施加任何约束：
·防水性能不受影响，因为可保留所有密封垫，这在任何钟表、特别是防水手表中是必要的；
·在某些实施例中，不必改变抗冲击性和内部空间；
-以频率选择方式优化由钟表、尤其手表1产生的声音的方向性和因此获得立体声效果的可能性；
-通过电成型非常经济地制造声辐射器4的可能性；
-将每个声辐射器4的固有频率调谐为振动板的条带的或音簧的频率的可能性；
–保持机构所发出的声音的清晰度。
Claims (31)
1.一种用于提高音乐或报时钟表(1)的声级的方法，所述钟表包括以1kHz至6kHz范围内的特定的发生器固有频率振动的至少一个振动发生器(2)，其特征在于，通过集成或增设由声辐射器(4)形成的至少一个辐射元件来改造所述钟表的外部部件(3)和/或机芯(17)，所述声辐射器(4)包括以被调谐为所述发生器固有频率之一的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件，其中频率差小于或等于所述辐射元件的固有模式频率与品质因数倒数之间的比率，或者频率差小于或等于100Hz；以及，为了确定所述声辐射器(4)的数目，执行以下步骤：
-确定由需要辐射的振动发生器(2)形成的发生元件的振动模式的数目(N)；
-为所述钟表(1)设置所述数目(N)的辐射元件，每个辐射元件由包括至少一个振动-辐射元件的一个所述声辐射器(4)形成，每个所述声辐射器(4)固定在所述钟表(1)的表壳的外部上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个所述声辐射器(4)，辐射器固有频率被调谐为发生器固有频率，其中频率差小于或等于一方面由相关的所述声辐射器(4)形成的所述辐射元件的固有模式频率和品质因数倒数之间的比率与另一方面100Hz的值当中的最小值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，验证每个所述声辐射器(4)的唯一功能是进行辐射。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每个所述声辐射器(4)定向在所述钟表(1)所设计用于的特定聆听方向上。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，优化每个所述声辐射器(4)以确保每个所述声辐射器的基本振动模式的频率被调谐为基本上等于所述振动发生器(2)的固有振动模式之一的频率，其中频率差小于或等于所述辐射元件的固有模式频率和品质因数倒数之间的比率，或者频率差小于或等于100Hz。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，验证每个所述声辐射器(4)与所述振动发生器(2)相区别。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过集成或增设多个所述声辐射器(4)来改造所述外部部件(3)或所述机芯(17)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述声辐射器(4)的至少一部分被选择成具有彼此不同的辐射器固有频率。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)制成为具有定向在优选方向上的主振动面(6)，以增强声音朝向使用者的扩散。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)固定在所述外部部件(3)中所包括的表壳中间部件(5)上，或所述外部部件(3)中所包括的表壳(10)上，或所述表壳中间部件(5)所承载的表圈(11)上，或所述钟表(1)的所述机芯(17)中所包括的底板(14)上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)布置在所述表壳中间部件(5)的外部上。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)布置在所述表壳中间部件(5)所承载的表圈(11)的外部上。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)布置在所述表壳(10)中所包括的后盖(12)的外部上。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)布置在所述表壳(10)中所包括的一个或两个角部(13)上。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)布置在所述钟表(1)的所述机芯(17)中所包括的底板(14)上，所述声辐射器(4)包括穿过所述钟表(1)的所述表壳(10)的连接构件(15)。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置至少一个声辐射器(4)，其中该声辐射器与用于将其附装在所述钟表(1)上的元件一体形成。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)通过所述声辐射器(4)中所包括的承载至少一个振动条带(8)的单个附装脚(7)与所述表壳中间部件(5)或所述表壳(10)或所述机芯(17)连接。
18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过在所述表壳中间部件(5)中制成振动条带(8)形式的局部切口来形成至少一个所述声辐射器(4)，所述振动条带(8)通过所述振动条带(8)的单个端部(9)与所述表壳中间部件(5)连接。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过在所述表圈(11)中制成振动条带(8)形式的局部切口来形成至少一个所述声辐射器(4)，所述振动条带(8)通过所述振动条带(8)的单个端部(9)与所述表圈连接。
20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过在所述后盖(12)中制成振动条带(8)形式的局部切口来形成至少一个所述声辐射器(4)，所述振动条带(8)通过所述振动条带(8)的单个端部(9)与所述后盖连接。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)制成为包括内接于一平行六面体中的板(16)的振动条带(8)的形式，所述平行六面体的最大尺寸大于或等于4mm，最小尺寸介于0.05mm与2mm之间，且第三尺寸大于或等于2mm。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)包括振动条带(8)，所述振动条带(8)包括曲率半径大于0.5mm的板(16)。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个声辐射器(4)由金或贵金属或硅或陶瓷或金属玻璃或钢或钛制成。
24.一种用于音乐或报时钟表(1)的外部部件(3)，所述外部部件(3)承载以特定的发生器固有频率振动的至少一个振动发生器(2)，其中，所述外部部件(3)包括至少一个声辐射器(4)，所述声辐射器包括以被调谐为所述钟表(1)的所述发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件；其中，所述外部部件(3)包括围绕至少一个表壳中间部件(5)的表壳(10)，至少一个所述声辐射器(4)固定在所述表壳中间部件(5)或所述表壳(10)上；其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)通过所述声辐射器(4)中所包括的承载至少一个振动条带(8)的单个附装脚(7)与所述表壳中间部件(5)或所述表壳(10)连接。
25.根据权利要求24所述的外部部件(3)，其特征在于，所述外部部件(3)在所述表壳中间部件(5)的外部或所述表壳(10)的内部包括至少一个所述声辐射器(4)。
26.根据权利要求24所述的外部部件(3)，其特征在于，所述外部部件(3)包括多个所述声辐射器(4)，其中所述声辐射器(4)的至少一部分具有彼此不同的辐射器固有频率。
27.一种用于音乐或报时钟表(1)的外部部件(3)，所述外部部件(3)承载以特定的发生器固有频率振动的至少一个振动发生器(2)，其中，所述外部部件(3)包括至少一个声辐射器(4)，所述声辐射器包括以被调谐为所述钟表(1)的所述发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件；并且其中，所述外部部件(3)包括围绕至少一个表壳中间部件(5)的表壳(10)，至少一个所述声辐射器(4)固定在所述表壳中间部件(5)或所述表壳(10)上；其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)包括从所述表壳中间部件(5)切出的至少一个振动条带(8)，所述振动条带(8)通过所述振动条带(8)的单个端部(9)与所述表壳中间部件(5)连接。
28.根据权利要求27所述的外部部件(3)，其特征在于，所述外部部件(3)在所述表壳中间部件(5)的外部或所述表壳(10)的内部包括至少一个所述声辐射器(4)。
29.根据权利要求27所述的外部部件(3)，其特征在于，至少一个所述声辐射器(4)通过所述声辐射器(4)中所包括的承载至少一个振动条带(8)的单个附装脚(7)与所述表壳中间部件(5)或所述表壳(10)连接。
30.根据权利要求27所述的外部部件(3)，其特征在于，所述外部部件(3)包括多个所述声辐射器(4)，其中所述声辐射器(4)的至少一部分具有彼此不同的辐射器固有频率。
31.一种钟表(1)，所述钟表是报时表和/或音乐盒表，其特征在于，所述钟表包括根据权利要求24或27所述的外部部件(3)，和/或承载以特定的发生器固有频率振动的至少一个振动发生器(2)的机芯(17)，所述机芯(17)包括至少一个声辐射器(4)，所述声辐射器包括以被调谐为所述发生器固有频率中的至少一个固有频率的辐射器固有频率振动-辐射的至少一个元件。
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