EP0694824B1 - Pièce d'horlogerie comportant un transducteur électro-acoustique - Google Patents
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- EP0694824B1 EP0694824B1 EP95110745A EP95110745A EP0694824B1 EP 0694824 B1 EP0694824 B1 EP 0694824B1 EP 95110745 A EP95110745 A EP 95110745A EP 95110745 A EP95110745 A EP 95110745A EP 0694824 B1 EP0694824 B1 EP 0694824B1
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- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B21/00—Indicating the time by acoustic means
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
- G04G13/00—Producing acoustic time signals
- G04G13/02—Producing acoustic time signals at preselected times, e.g. alarm clocks
- G04G13/021—Details
Definitions
- a movement 3 is fixed to the box 2 by means which have not been shown because they can be similar to any of the many ways well known that can be used for this purpose.
- the timepiece 1 also preferably comprises a seal, such as that shown in Figure 1 with the reference 12, attached to the periphery of the glass 8 and the middle of the box 2, for example by collage.
- a seal such as that shown in Figure 1 with the reference 12 attached to the periphery of the glass 8 and the middle of the box 2, for example by collage.
- this seal is shaped, when present, so that the glass 8 can be move easily relative to the box 2.
- This bending deformation of the piezoelectric device 9 causes the appearance between its electrodes a detection signal, consisting of a voltage alternative having the same frequency as the acoustic wave which causes the ice to move 8.
- the electrodes of the piezoelectric device 9 which have not been represented in FIG. 2 but of which examples will be described later, are arranged to way to create an alternating electric field in the piezoelectric material of element 13 when the excitation signal mentioned above is applied to them.
- the element made of piezoelectric material 13 of the latter has two plates designated by 13a and 13b, both of which have a form general identical to that of element 13 and which are fixed to each other, for example by a layer of adhesive material, not shown, such as glue, epoxy resin, or the like.
- the electrodes of the device 9, designated by the references 16a and 16b, have been deposited on the faces elements 13 by any of the various well-known methods in the matter.
- these electrodes 16a and 16b are subjected to voltage alternative which constitutes the mentioned excitation signal above, the electric field created by this voltage has so also a direction perpendicular to the faces elements 13.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
La présente invention a pour objet une pièce
d'horlogerie comportant un transducteur électro-acoustique,
et plus précisément une pièce d'horlogerie
dont la glace forme l'élément mobile de ce transducteur.
Une telle pièce d'horlogerie est décrite, par
exemple, dans le brevet US-A-4 271 498. Elle comporte dans
ce cas un anneau en un matériau piézo-électrique dont une
face est fixée au mouvement et dont l'autre face est fixée
au talon de la glace.
Lorsqu'un signal électrique alternatif est appliqué à
des électrodes disposées sur l'anneau en matériau piézo-électrique,
l'épaisseur de ce dernier varie, entraínant
des déplacements de la glace et la production d'une onde
acoustique dans l'air entourant la pièce d'horlogerie. Le
transducteur électro-acoustique formé par le mouvement de
la pièce d'horlogerie, cet anneau et cette glace
fonctionne alors comme un haut-parleur.
Lorsqu'au contraire une onde acoustique soumet la
glace à une pression alternative, les déplacements de
cette glace entraínent des variations de l'épaisseur de
l'anneau en matériau piézo-électrique qui provoquent
l'apparition entre les électrodes mentionnées ci-dessus
d'un signal électrique. Dans ce cas, le transducteur
électro-acoustique fonctionne comme un microphone.
Dans un tel transducteur, l'amplitude des
déplacements de la glace est évidemment toujours identique
aux variations de l'épaisseur de l'anneau en matériau
piézo-électrique.
Il en découle que, lorsque ce transducteur fonctionne
comme haut-parleur, l'amplitude des déplacements de la
glace est faible, de sorte que le son produit par ces
déplacements est également faible.
De même, lorsque ce transducteur fonctionne comme
microphone, l'amplitude du signal électrique produit en
réponse aux déplacements de la glace est aussi faible.
Un but de la présente invention est de proposer une
pièce d'horlogerie comportant un transducteur électro-acoustique
qui ne présente pas les inconvénients
mentionnés ci-dessus, c'est-à-dire un transducteur qui,
lorsqu'il est utilisé comme haut-parleur, produit un son
nettement plus fort que le transducteur connu décrit ci-dessus
en réponse à un signal électrique de même amplitude
et qui, lorsqu'il est utilisé comme microphone, fournit un
signal électrique d'amplitude nettement plus grande que ce
transducteur connu en réponse à des déplacements
identiques de la glace.
Ce but est atteint par la pièce d'horlogerie dont les
caractéristiques sont énumérées dans la revendication 1
annexée.
D'autres buts et avantages de la présente invention
seront rendus évidents par la description qui va
être faite ci-après à l'aide des dessins annexés dans
lesquels :
- la figure 1 représente, à titre d'exemple non limitatif, une première forme d'exécution de la pièce d'horlogerie selon la présente invention vue en coupe transversale, partielle et schématique;
- les figures 2 à 4 représentent, également à titre d'exemples non limitatifs, des dispositifs piézo-électriques utilisables dans la pièce d'horlogerie selon la présente invention, vus en plan;
- les figures 5 et 6 sont des coupes partielles et schématiques illustrant, toujours à titre d'exemples non limitatifs, des manières de réaliser des dispositifs piézo-électriques tels que ceux des figures 2 à 4, et
- la figure 7 représente, également à titre d'exemple non-limitatif, une deuxième forme d'exécution de la pièce d'horlogerie selon la présente invention vue en coupe transversale, partielle et schématique.
Dans sa forme d'exécution représentée en coupe
schématique et partielle à la figure 1, la pièce
d'horlogerie selon la présente invention est désignée par
la référence générale 1.
La pièce d'horlogerie 1 comporte une boíte 2 dont
seule la carrure a été représentée.
Un mouvement 3 est fixé à la boíte 2 par des moyens
de fixation qui n'ont pas été représentés car ils peuvent
être semblables à n'importe lesquels des nombreux moyens
bien connus qui peuvent être utilisés à cet effet.
Pour une raison qui sera rendue évidente plus loin,
on appellera ensemble mécanique 4 celui qui est formé par
la boíte 2 et le mouvement 3.
La pièce d'horlogerie 1 comporte encore des moyens
d'affichage d'informations horaires et, éventuellement,
non horaires, qui peuvent être de nature quelconque.
Dans le présent exemple, ces moyens d'affichage sont
simplement constitués par une aiguille des heures 5 et par
une aiguille des minutes 6 qui sont toutes deux entraínées
par le mouvement 3 devant un cadran 7 fixé à ce dernier.
La pièce d'horlogerie 1 comporte encore une glace 8
disposée au-dessus des aiguilles 5 et 6 et du cadran 7 et
destinée, de manière classique, à protéger ces derniers.
On admettra que, dans cette forme d'exécution de la
pièce d'horlogerie selon la présente invention, la glace 8
est du genre généralement appelé glace ronde, c'est-à-dire
que, dans une vue en plan de la pièce d'horlogerie, la
glace 8 a la forme générale d'un cercle centré sur un axe
de symétrie de cette glace 8. On verra plus loin que la
glace 8 peut avoir une forme différente.
La glace 8 est fixée au mouvement 3, et donc à
l'ensemble mécanique 4, par l'intermédiaire d'un
dispositif piézo-électrique 9 dont quelques exemples
seront décrits plus loin.
On mentionnera simplement ici que les faces
principales du dispositif 9, c'est-à-dire celles qui sont
respectivement situées du côté de la glace 8 et du côté de
la partie supérieure du mouvement 3, sont planes et
perpendiculaires à l'axe de rotation, non visible dans la
figure 1, des aiguilles 5 et 6. En outre, le dispositif 9
comporte une zone périphérique 9a fixée à la glace 8 et
une zone interne 9b fixée au mouvement 3. Il faut noter
que, lorsque la pièce d'horlogerie 1 est vue dans une
direction perpendiculaire aux faces principales du
dispositif piézo-électrique 9, les zones de fixation 9a et
9b de ce dernier à la glace 8 et au mouvement 3 sont
distinctes l'une de l'autre.
Pour une raison qui sera rendue évidente plus loin,
le mouvement 3 est conformé de manière qu'il subsiste des
espaces libres 10 et 11 entre le dispositif piézo-électrique
9 et la face supérieure du mouvement 3 et,
respectivement, la face inférieure du cadran 7.
Les moyens de fixation de la glace 8 à la zone
périphérique 9a du dispositif 9 et de la zone interne 9b
de ce dernier au mouvement 3, qui n'ont pas été
représentés, peuvent être constitués, par exemple, par des
couches d'un matériau adhésif tel qu'une colle, une résine
synthétique thermoplastique ou autre.
La pièce d'horlogerie 1 comporte encore de préférence
un joint d'étanchéité, tel que celui qui est représenté à
la figure 1 avec la référence 12, fixé à la périphérie de
la glace 8 et à la carrure de la boíte 2, par exemple par
collage. Pour une raison qui sera également rendue
évidente plus loin, ce joint d'étanchéité est conformé,
lorsqu'il est présent, de manière que la glace 8 peut se
déplacer facilement par rapport à la boíte 2.
Comme cela sera décrit en détail plus loin, le
dispositif 9 comporte un élément en un matériau piézo-électrique
qui peut être l'un quelconque des divers
matériaux piézo-électriques bien connus des spécialistes
tels que, par exemple, une des céramiques à base de plomb,
zirconium et titane couramment appelées PZT. Le dispositif
9 comporte en outre des électrodes, et il est agencé de
manière que, lorsque ces électrodes sont soumises à un
signal d'excitation constitué par une tension alternative
produite par un circuit adéquat situé par exemple dans le
mouvement 3, il subit une déformation de flexion telle que
sa zone périphérique 9a se déplace par rapport à sa zone
interne 9b dans une direction sensiblement perpendiculaire
aux plans de ses faces principales, alternativement dans
un sens et dans l'autre. Cette direction et ces sens de
déplacement sont symbolisés dans la figure 1 par la flèche
double F.
Le déplacement de la zone périphérique 9a du
dispositif 9 entraíne évidemment un déplacement identique
de la glace 8 par rapport à l'ensemble mécanique 4.
Ce déplacement de la glace 8 crée une onde acoustique
dans l'air entourant la pièce d'horlogerie 1, et la
fréquence fondamentale de cette onde acoustique est
évidemment égale à celle du signal d'excitation appliqué
aux électrodes du dispositif 9. Il en découle que si cette
fréquence est située dans la gamme des fréquences
audibles, c'est-à-dire entre 15Hz et 15kHz environ, l'onde
acoustique créée par le déplacement de la glace 8 produit
un son perceptible par toute personne située à proximité
de la pièce d'horlogerie 1 et, notamment, lorsque la pièce
d'horlogerie 1 est une montre-bracelet, par le porteur de
cette dernière.
Il est évident que si la fréquence et/ou l'amplitude
du signal d'excitation du dispositif piézo-électrique 9
sont variables, il en est de même de la fréquence
fondamentale et, respectivement, de l'amplitude de l'onde
acoustique créée par le déplacement de la glace 8 et du
son produit par cette onde acoustique.
On voit que la glace 8, le dispositif piézo-électrique
9 et l'ensemble mécanique 4 forment un
transducteur électro-acoustique qui fonctionne comme un
haut-parleur lorsqu'un signal d'excitation est appliqué
aux électrodes du dispositif 9.
L'homme du métier verra aisément que si la glace 8 se
déplace par rapport à l'ensemble mécanique 4 en réponse à
une onde acoustique se propageant dans l'air entourant la
pièce d'horlogerie 1, ce déplacement provoque une
déformation de flexion du dispositif piézo-électrique 9
telle que sa zone périphérique 9a se déplace par rapport à
sa zone interne 9b, également dans la direction
sensiblement perpendiculaire aux plans de ses faces
principales qui est symbolisée par la flèche double F dans
la figure 1.
Cette déformation de flexion du dispositif piézo-électrique
9 provoque l'apparition entre ses électrodes
d'un signal de détection, constitué par une tension
alternative ayant la même fréquence que l'onde acoustique
qui provoque le déplacement de la glace 8.
On voit que lorsqu'une onde acoustique agit sur la
glace 8, le transducteur électro-acoustique formé par
cette dernière, le dispositif piézo-électrique 9 et
l'ensemble mécanique 4 fonctionne comme un microphone.
La figure 2 représente schématiquement, à une échelle
différente de celle de la figure 1, un exemple de
réalisation du dispositif piézo-électrique 9 de la figure
1 vu dans une direction perpendiculaire aux plans de ses
faces principales.
Dans cet exemple, le dispositif 9 comporte un élément
en un matériau piézo-électrique 13 qui a la forme générale
d'un disque mince circulaire ayant un centre C situé sur
l'axe de symétrie de la glace 8 et comportant une
ouverture centrale 13a également circulaire et centrée sur
le point C.
La zone périphérique de l'élément 13 constitue la
zone 9a de fixation du dispositif piézo-électrique 9 à la
glace 8, et la zone qui entoure l'ouverture 13a constitue
la zone 9b de fixation du dispositif 9 au mouvement 3.
Les électrodes du dispositif piézo-électrique 9, qui
n'ont pas été représentées dans la figure 2 mais dont des
exemples seront décrits plus loin, sont disposées de
manière à créer un champ électrique alternatif dans le
matériau piézo-électrique de l'élément 13 lorsque le
signal d'excitation mentionné ci-dessus leur est appliqué.
En outre, l'élément 13 et ces électrodes sont agencés
de manière que ce champ électrique provoque une
déformation de flexion du dispositif 9 telle que celui-ci
prend une forme alternativement concave et convexe ou, en
d'autres termes, une forme de coupe évasée ouverte
alternativement du côté de la glace 8 et du côté du
mouvement 3.
Un dispositif piézo-électrique 9 tel que celui qui
vient d'être décrit à l'aide de la figure 2 est bien
entendu utilisable dans une pièce d'horlogerie dont la
glace est circulaire.
Il faut cependant noter qu'un tel dispositif piézo-électrique
peut très bien être aussi utilisé dans une
pièce d'horlogerie dont la glace a la forme d'un polygone
régulier, cette glace n'étant alors fixée à ce dispositif
qu'en quelques points de sa périphérie, ces points étant
situés par exemple aux sommets ou aux milieux des côtés de
ce polygone.
La figure 3 représente schématiquement, à une échelle
différente de celle de la figure 1, un autre exemple de
réalisation du dispositif piézo-électrique 9 de la figure
1, vu dans une direction perpendiculaire aux plans de ses
faces principales.
Dans cet exemple, le dispositif 9 comporte un élément
en un matériau piézo-électrique 14 qui a également la
forme générale d'un disque mince circulaire dont le
centre, également désigné par C, est aussi situé sur l'axe
de symétrie de la glace 8, et qui comporte aussi une
ouverture centrale circulaire 14a.
L'élément 14 comporte encore des fentes radiales 14b
ayant une largeur constante dans cet exemple, qui
définissent entre elles des languettes 14c toutes
identiques et reliées les unes aux autres par leur base,
c'est-à-dire par leur extrémité située du côté de
l'ouverture centrale 14a. La zone périphérique des
languettes 14c constitue la zone 9a de fixation du
dispositif 9 à la glace 8, et la partie de la base de ces
languettes 14c qui est située autour de l'ouverture
centrale 14a constitue la zone 9b de fixation
du dispositif 9 au mouvement 3.
Les électrodes du dispositif piézo-électrique 9, qui
n'ont pas non plus été représentées dans la figure 3, sont
disposées de manière que, lorsqu'elles sont soumises à un
signal d'excitation, les languettes 14c subissent toutes
une déformation de flexion qui donne au dispositif 9 de
cette figure 3 une forme semblable à celle qui a été
décrite à propos du disque 13 de la figure 2.
La figure 4 représente schématiquement, à une échelle
différente de celle de la figure 1, un autre exemple de
réalisation du dispositif piézo-électrique 9 de cette
figure 1, vu dans une direction perpendiculaire aux plans
de ses faces principales.
Dans cet exemple, le dispositif 9 comporte un élément
en un matériau piézo-électrique qui est constitué par une
pluralité de languettes minces 15.
Les languettes 15, qui sont représentées
schématiquement à la figure 4 dans la position qu'elles
occupent dans la pièce d'horlogerie 1, ont chacune la
forme générale d'un parallélépipède rectangle, et leurs
grandes faces, c'est-à-dire celles qui sont parallèles au
plan de la figure 4, constituent ensemble les faces
principales du dispositif 9.
Les languettes 15 sont disposées dans cet exemple de
manière que leurs axes longitudinaux passent tous par un
point central, également situé sur l'axe de symétrie de la
glace 8 et désigné par C.
Les languettes 15 sont toutes fixées à la glace 8
dans leurs zones externes, c'est-à-dire celles qui sont
les plus éloignées du point central C, dont l'ensemble
constitue donc la zone 9a de fixation du dispositif piézo-électrique
9 à la glace 8. Ces languettes 15 sont en outre
fixées au mouvement 3 par leurs zones internes, c'est-à-dire
celles qui sont les plus proches du point central C,
dont l'ensemble constitue donc la zone 9b de fixation du
dispositif piézo-électrique 9 au mouvement 3.
Les électrodes du dispositif piézo-électrique 9, qui
n'ont pas non plus été représentées dans la figure 4, sont
disposées sur les languettes 15 de manière que,
lorsqu'elles sont soumises au signal d'excitation, ces
languettes 15 subissent toutes une déformation de flexion
dans la direction perpendiculaire à leurs grandes faces,
alternativement dans un sens et dans l'autre.
Le dispositif piézo-électrique 9 d'une pièce
d'horlogerie selon la présente invention peut évidemment
être réalisé de nombreuses manières différentes de celles
qui ont été décrites ci-dessus à l'aide des figures 2 à 4.
Ainsi, dans des réalisations semblables à celle qui
est illustrée par la figure 3, l'élément en matériau
piézo-électrique du dispositif 9 peut comporter un nombre
de languettes, telles que les languettes 14c, différent de
celui de ces dernières, c'est-à-dire huit.
En outre, et quel que soit le nombre de ces
languettes, leur forme peut être différente de celle
qu'elles ont à la figure 3.
Ainsi, par exemple, ces languettes peuvent avoir une
forme telle que les fentes qui les séparent, telles que
les fentes 14b, ont une largeur qui augmente ou qui
diminue en direction de leur extrémité ouverte.
De même, toujours par exemple, l'extrémité extérieure
de ces languettes peut être rectiligne, et non pas en arc
de cercle comme dans la figure 3. Dans un tel cas,
l'élément en matériau piézo-électrique du dispositif 9 a
la forme générale d'un polygone régulier dont le nombre de
côtés est égal au nombre de languettes de cet élément, et
ce dispositif 9 est destiné à être utilisé, de préférence,
dans une pièce d'horlogerie dont la glace a une forme
polygonale correspondante.
Toujours dans des réalisations semblables à celle qui
est illustrée par la figure 3, les languettes de l'élément
en matériau piézo-électrique du dispositif 9 peuvent être
réunies les unes aux autres par leurs extrémités externes,
c'est-à-dire celles qui sont opposées à l'ouverture
centrale telle que l'ouverture 14a, les fentes séparant
ces languettes étant dans un tel cas ouvertes du côté de
cette ouverture centrale.
Dans des réalisations semblables à celle qui est
illustrée par la figure 4, l'élément en matériau piézo-électrique
du dispositif 9 peut également comporter un
nombre de languettes, semblables aux languettes 15,
différent du nombre de ces dernières, c'est-à-dire huit,
et la forme de ces languettes peut être différente de la
forme parallélépipédique de ces languettes 15.
Il faut noter qu'un élément en matériau piézo-électrique
formé de languettes indépendantes telles que
les languettes 15 de l'élément représenté à la figure 4
peut être utilisé dans une pièce d'horlogerie selon la
présente invention quelle que soit la forme, ronde, ovale,
polygonale ou autre, de la glace 8. Il suffit pour cela
que ces languettes soient disposées de manière qu'une de
leurs extrémités soit fixée à cette glace 8 et que l'autre
de leurs extrémités soit fixée au mouvement 3. On verra
facilement qu'il n'est même pas nécessaire que les axes
longitudinaux de ces plaquettes passent tous par un même
point.
De même, la seule condition que devraient remplir ces
languettes est que leurs extrémités fixées à la glace 8 se
déplacent toutes sensiblement de la même quantité et dans
le même sens en réponse au signal d'excitation appliqué
aux électrodes du dispositif piézo-électrique 9. On verra
aussi facilement que cette condition peut être remplie
même si ces languettes n'ont pas toutes les mêmes
dimensions, par exemple pour une raison de place
disponible dans le boítier de la pièce d'horlogerie selon
l'invention.
Quelle que soit sa forme générale, le dispositif
piézo-électrique 9 d'une pièce d'horlogerie selon la
présente invention peut être réalisé de diverses manières
dont deux vont être décrites ci-dessous à l'aide des
figures 5 et, respectivement 6, en prenant arbitrairement
comme exemple de ce dispositif 9 celui qui a été
représenté à la figure 2.
Dans le cas de la figure 5, qui est une coupe
partielle et schématique selon un rayon quelconque de ce
dispositif 9 de la figure 2, l'élément en matériau piézo-électrique
13 de ce dernier comporte deux plaquettes
désignées par 13a et 13b, qui ont toutes deux une forme
générale identique à celle de l'élément 13 et qui sont
fixées l'une à l'autre, par exemple par une couche d'une
matière adhésive, non représentée, telle qu'une colle, une
résine époxyde, ou autre.
Les plaquettes 13a et 13b sont toutes deux en un
matériau piézo-électrique qui peut être l'un quelconque
des divers matériaux piézo-électriques bien connus des
spécialistes piézo-électrique, tels que le PZT mentionné
ci-dessus. Quelle que soit sa nature, ce matériau piézo-électrique
est polarisé dans une direction perpendiculaire
aux faces des plaquettes 13a et 13b et donc aux faces
principales du dispositif 9.
Dans cet exemple, le sens de polarisation du matériau
de la plaquette 13a, qui est symbolisé par la flèche Pa,
est opposé au sens de polarisation du matériau de la
plaquette 13b, qui est symbolisé par la flèche Pb.
Les électrodes du dispositif 9, désignées par les
références 16a et 16b, ont été déposées sur les faces
extérieures de l'élément 13 par l'une quelconque des
diverses méthodes bien connues en la matière. Lorsque ces
électrodes 16a et 16b sont soumises à la tension
alternative qui constitue le signal d'excitation mentionné
ci-dessus, le champ électrique créé par cette tension a
donc également une direction perpendiculaire aux faces
extérieures de l'élément 13.
Ce champ électrique a été symbolisé à la figure 5 par
la flèche E dans une situation où son sens est opposé à
celui de la polarisation Pa de la plaquette 13a et
identique à celui de la polarisation Pb de la plaquette
13b.
L'homme du métier verra aisément que, dans cette
situation, la plaquette 13a se dilate dans une direction
radiale parallèle aux plans de ses faces, comme cela est
symbolisé par la flèche à deux pointes divergentes Ga, et
que la plaquette 13b se contracte, également dans une
direction radiale parallèle aux plans de ses faces, ce qui
est symbolisé par la flèche à deux pointes convergentes
Gb. L'élément 13 se déforme donc en flexion dans une
direction sensiblement perpendiculaire aux plans de ses
faces, sa face portant l'électrode 16a devenant convexe et
sa face portant l'électrode 16b devenant concave.
L'homme du métier verra aussi aisément que, dans la
situation inverse, c'est-à-dire dans la situation où le
sens du champ électrique E est identique à celui de la
polarisation Pa de la plaquette 13a et opposé à celui de
la polarisation Pb de la plaquette 13b, l'élément 13 se
déforme également en flexion, dans la même direction mais
dans le sens opposé au précédent, sa face portant
l'électrode 16a devenant alors concave et sa face portant
l'électrode 16b devenant convexe.
La zone interne 9b du dispositif piézo-électrique 9
étant fixée au mouvement 3 comme cela a été décrit ci-dessus
à l'aide la figure 1, sa zone périphérique 9a se
déplace donc bien dans la direction sensiblement
perpendiculaire aux plans de ses faces symbolisée par la
flèche F dans cette figure 1.
Dans le cas de la figure 6, qui est aussi une coupe
partielle et schématique selon un rayon quelconque du
dispositif 9 de la figure 2, l'élément en matériau piézo-électrique
13 de ce dernier comporte également deux
plaquettes, qui sont aussi désignées par les références
13a et 13b et qui ne seront pas décrites ici car elles
sont identiques aux plaquettes désignées par les mêmes
références dans la figure 5.
On notera cependant que, dans le cas de cette figure
6, les plaquettes 13a et 13b sont disposées de manière que
les sens de leurs polarisations respectives, également
désignées par Pa et Pb, soient les mêmes.
Le dispositif 9 comporte dans ce cas deux électrodes
17a et 17b disposées sur les faces extérieures des
plaquettes 13a et 13b et une troisième électrode 17c
disposée entre ces plaquettes 13a et 13b, qui sont fixées
l'une à l'autre par son intermédiaire.
Cette électrode 17c peut par exemple avoir été
déposée sur la face de la plaquette 13a destinée à se
trouver en regard de la plaquette 13b et avoir été fixée à
cette dernière par une couche d'un matériau adhésif qui
n'a pas été représentée. Cette électrode 17c peut
également être constituée par une feuille métallique mince
sur les faces de laquelle les plaquettes 13a et 13b ont
été respectivement déposées par la technique bien connue
de dépôt en couche mince.
Les électrodes 17a et 17b sont reliées électriquement
l'une à l'autre d'une manière qui n'a pas été représentée,
de sorte qu'elles ne forment, fonctionnellement, qu'une
seule électrode qui sera appelée électrode 17ab. Il en
découle que, lorsque la tension alternative qui constitue
le signal d'excitation mentionné ci-dessus est appliquée
entre cette électrode 17ab et l'électrode 17c, le champ
électrique créé par cette tension comporte deux
composantes Ea et Eb agissant respectivement sur la
plaquette 13a et sur la plaquette 13b, ces deux
composantes Ea et Eb étant toutes deux perpendiculaires
aux faces de ces plaquettes 13a et 13b mais ayant des sens
opposés.
L'homme du métier verra aisément que, comme le
dispositif piézo-électrique 9 de la figure 5, celui de la
figure 6 se déforme en flexion alternative dans la
direction perpendiculaire aux plans de ses faces
principales lorsqu'un signal d'excitation est appliqué
entre ses électrodes 17ab et 17c.
Dans le cas de la figure 7, qui représente une
deuxième forme d'exécution de la pièce d'horlogerie selon
la présente invention vue en coupe transversale, partielle
et schématique, la troisième électrode 17c représenté à la
figure 6 à été remplacé par une plaquette métallique 17d
disposée entre les plaquettes piézo-électriques 13a et 13b
et formant ainsi le dispositif piézo-électrique 9. Les
références dans cette figure 7 correspondent aux
références de la figure 1.
Avantageusement, la plaquette métallique 17d est
poussée dans la continuité de son plan vers l'extérieur de
sorte que cette plaquette 17d dépasse au coté extérieur
relatif à la pièce d'horlogerie 1 les extrémités des
plaquettes 13a, 13b. Ainsi, c'est l'extrémité 9a de la
plaquette 17d qui sert comme support et comme point de
fixation de la glace 8 de la pièce d'horlogerie 1.
Grâce à cette plaquette métallique 17d, la réponse en
fréquence du dispositif piézo-électrique 9 peut être
modifiée en choisissant une certaine épaisseur, longueur
et rigidité de la plaquette métallique 17d. Ainsi, la
bande passante du dispositif piézo-électrique 9 peut être
adaptée aux besoins. La plaquette 17d peut être réalisée
par exemple en Cuivre-Béryllium (CuBe). Dans cet exemple,
la plaquette métallique 17d présente une épaisseur
d'autour de 100 µm (100·10-6 m), et un diamètre d'autour
de 41 mm (41·10-3 m). En outre, la mise à la masse du
dispositif piézo-électrique 9 comprenant une plaquette
métallique 17d est facilitée par rapport au dispositif 9
décrit à la figure 1 et 6, parce que toute la longueur de
la plaquette 17d est disponible à cet effet. De plus, le
dispositif piézo-électrique est ainsi rendu moins fragile.
Il faut noter que les électrodes dont des exemples
viennent d'être décrits peuvent recouvrir la totalité des
faces des plaquettes sur lesquelles elles sont disposées,
ou seulement une partie de ces faces, notamment la partie
située entre les zones de fixation du dispositif piézo-électrique
à la glace et à l'ensemble mécanique défini
ci-dessus.
De nombreuses modifications peuvent être apportées à
la pièce d'horlogerie qui vient d'être décrite sans pour
autant sortir du cadre de la présente invention.
Parmi ces modifications, qui ne peuvent pas être
toutes décrites, on mentionnera celle qui consiste à
disposer le dispositif piézo-électrique 9 au moins
sensiblement dans le même plan que le cadran 7, autour de
celui-ci.
On mentionnera également la modification qui consiste
à fixer le dispositif piézo-électrique 9 sur le cadran 7,
en veillant à laisser entre ce dispositif 9 et ce cadran 7
un espace libre semblable à l'espace 10 de la figure 1.
Dans un tel cas, on admettera que l'ensemble mécanique 4
défini ci-dessus comporte également le cadran 7.
On mentionnera encore la modification qui consiste à
agencer le dispositif piézo-électrique 9 de manière qu'il
soit situé autour de la glace 8 et fixé soit à la
périphérie du mouvement 3 soit à la paroi interne de la
carrure de la boíte 2.
Dans un tel cas, les zones de fixation du dispositif
9 à la glace 8 et à l'ensemble mécanique 4 sont évidemment
la zone interne et, respectivement, la zone externe de ce
dispositif 9.
En résumé, on voit que, dans une pièce d'horlogerie
selon la présente invention, le dispositif piézo-électrique
qui relie la glace à l'ensemble mécanique formé
par la boíte, le mouvement et, le cas échéant, le cadran
est agencé de manière à se déformer en flexion dans une
direction perpendiculaire aux plans de ses faces en
réponse à un signal d'excitation appliqué à ses
électrodes, ses zones de fixation à cette glace et à cet
ensemble mécanique étant distinctes l'une de l'autre
lorsque la pièce d'horlogerie est vue dans cette même
direction.
L'homme du métier comprendra aisément que, grâce à
cet agencement, l'amplitude du déplacement de la glace en
réponse à un signal d'excitation donné, et donc
l'intensité du son produit, est beaucoup plus importante,
toutes autres choses étant égales, dans une pièce
d'horlogerie selon la présente invention que dans une
pièce d'horlogerie connue telle que celle qui a été
décrite brièvement ci-dessus.
De même, toujours grâce à cet agencement, l'amplitude
du déplacement de la glace en réponse à une onde
acoustique donnée, et donc l'amplitude du signal de
détection apparaissant entre les électrodes du dispositif
piézo-électrique, est beaucoup plus importante, toutes
autres choses étant égales, dans une pièce d'horlogerie
selon la présente invention que dans une pièce
d'horlogerie connue.
Claims (10)
- Pièce d'horlogerie (1) comportant une boíte (2), un mouvement disposé dans ladite boíte (2) et formant avec celle-ci un ensemble mécanique (4), une glace (8), et des moyens de liaison de ladite glace (8) audit ensemble mécanique (4) comprenant un dispositif piézo-électrique (9) ayant une première zone de fixation (9a) fixée à ladite glace (8) et une deuxième zone de fixation (9b) fixée audit ensemble mécanique (4), ledit dispositif piézo-électrique (9) ayant une première face située dans un plan et étant agencé de manière à subir, en réponse à un signal d'excitation, une déformation entraínant un déplacement de ladite glace (8) par rapport audit ensemble mécanique (4) dans une direction au moins sensiblement perpendiculaire audit plan, caractérisée par le fait que ladite première zone de fixation (9a) et ladite deuxième zone de fixation (9b) sont distinctes l'une de l'autre lorsque ladite pièce d'horlogerie (1) est vue dans une direction perpendiculaire audit plan, et que ladite déformation dudit dispositif piézo-électrique (9) est une déformation de flexion dans une direction perpendiculaire audit plan.
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit dispositif piézo-électrique (9) comporte d'une part deux plaquettes (13a, 13b) en un matériau piézo-électrique polarisé, les polarisations (Pa, Pb) dudit matériau piézo-électrique desdites plaquettes (13a, 13b) étant toutes deux perpendiculaires audit plan, et lesdites plaquettes (13a, 13b) étant délimitées chacune par deux faces planes parallèles audit plan et étant fixées l'une à l'autre de manière qu'une première face de chacune desdites plaquettes (13a, 13b) soit disposée en regard d'une première face de l'autre desdites plaquettes (13a, 13b), et d'autre part des électrodes (16a, 16b; 17a, 17b, 17c) disposées de manière à créer dans lesdites plaquettes (13a, 13b), en réponse audit signal d'excitation, un champ électrique (E; Ea, Eb) perpendiculaire audit plan et ayant le même sens que l'une desdites polarisations (Pa, Pb) et le sens opposé à celui de l'autre desdites polarisations (Pa, Pb).
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites polarisations (Pa, Pb) ont des sens opposés, et que lesdites électrodes (16a, 16b) sont disposées de manière que ledit champ électrique (E) a le même sens dans les deux plaquettes (13a, 13b).
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites polarisations (Pa, Pb) ont le même sens, et que lesdites électrodes sont disposées de manière que ledit champ électrique a une première composante (Ea) dans une desdites plaquettes (13a, 13b) et une deuxième composante dans l'autre desdites plaquettes (13a, 13b), les sens desdites composantes (Ea, Eb) étant opposés.
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit dispositif (9) comporte un élément (13) en un matériau piézo-électrique ayant la forme générale d'un disque circulaire ayant une zone centrale dans laquelle est située l'une desdites zones de fixation (9a, 9b) et une zone périphérique dans laquelle est située l'autre desdites zones de fixation (9a, 9b).
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 5, caractérisée par le fait que ledit élément (13) comporte une ouverture circulaire centrale (13a), la zone dudit élément (13) située autour de ladite ouverture (13a) constituant ladite zone centrale.
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit dispositif piézo-électrique (9) comporte un élément (14) en un matériau piézo-électrique comprenant une pluralité de languettes (14c) réunies les unes aux autres par une de leurs extrémités, la zone centrale dudit élément constituant l'une desdites zones de fixation (9a, 9b) et la zone périphérique dudit élément constituant l'autre desdites zones de fixation (9a, 9b).
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 7, caractérisée par le fait que ledit élément (14) comporte une ouverture centrale (14a), la zone dudit élément (14) située autour de ladite ouverture (14a) constituant ladite zone centrale.
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit dispositif (9) comporte une pluralité de languettes (15) en un matériau piézo-électrique ayant chacune une première et une deuxième extrémité, lesdites premières extrémités constituant ensemble l'une desdites zones de fixation (9a, 9b) et lesdites deuxièmes extrémités constituant ensemble l'autre desdites zones de fixation (9a, 9b).
- Pièce d'horlogerie selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit dispositif piézo-électrique (9) comporte en outre une plaquette métallique (17d) disposée entre lesdites plaquettes piézo-électriques (13a, 13b) de sorte que l'extrémité extérieur de ladite plaquette métallique (17d) dépasse les extrémités extérieures desdites plaquettes piézo-électriques (13a, 13b) et forme ainsi ladite première zone de fixation (9a).
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