PIÈCE D'HORLOGERIE À NIVEAU ACOUSTIQUE AMÉLIORÉ

Pièce d'horlogerie à niveau acoustique amélioré

Domaine de l'invention

L'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau acoustique d'une pièce d'horlogerie, ou d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz.

L'invention concerne encore l'habillage d'une pièce d'horlogerie, ou d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, porteuse d'au moins un générateur de vibrations.

L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie qui est une montre à sonnerie ou /et à boîte à musique.

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. Arrière-plan de l'invention

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.

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.

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. 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.

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.

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.

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), rhabillage 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.

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.

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 FR1 136675A au nom de Gebrueder JUNGHANS AG 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.

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.

Résumé de l'invention

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.

De façon innovante, l'invention intègre des éléments vibrants-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 du radiateur), soient accordées aux fréquences propres (dénommées ci-après fréquences du générateur) 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.

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 « radiateurs acoustiques »), optimisés dimensionnellement pour la seule fonction rayonnante sonore.

A cet effet, l'invention concerne un procédé d'amélioration du niveau d'émission sonore d'une pièce d'horlogerie, ou d'une pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, comportant au moins un générateur de vibrations vibrant à des fréquences propres du générateur particulières dans une fourchette de 1 kHz à 6 kHz, 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 radiateur acoustique comportant au moins un élément vibrant-rayonnant ayant une fréquence propre du radiateur accordée avec une des fréquences propres du générateur.

L'invention concerne encore un habillage pour pièce d'horlogerie, ou pour pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, ledit habillage étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un radiateur acoustique comportant au moins un élément vibrant-rayonnant à une fréquence propre du radiateur accordée avec au moins l'une des fréquences propres du générateur de la pièce d'horlogerie.

L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie qui est une montre à sonnerie ou/et à boîte à musique, caractérisée en ce qu'elle comporte un tel habillage, ou/et un mouvement porteur d'au moins un générateur de vibrations vibrant à des fréquences propres du générateur particulières, ledit mouvement comportant au moins un radiateur acoustique comportant au moins un élément vibrant-rayonnant à une fréquence propre du radiateur accordée avec au moins l'une desdites fréquences propres du générateur.

Description sommaire des dessins

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 1 A représente, de façon schématisée, partielle, et en perspective, une pièce d'horlogerie constituée par une montre, optimisée selon l'invention par l'intégration de radiateurs acoustiques comportant des plaques rayonnantes, intégrées à la carrure et à la lunette de la montre ;

la figure 1 B représente, de façon schématisée, et en perspective, une montre, optimisée selon l'invention, présentant des radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques selon l'invention;

la figure 2C représente, de façon similaire à la figure 2B, une autre variante avec des radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques selon l'invention; ce diagramme est représenté dans une application où le premier mode propre des radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques 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.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

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.

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'anti- résonance introduit par un couplage vibratoire entre, d'une part des radiateurs acoustiques selon l'invention et décrits ci-après, et d'autre part le reste de rhabillage de la montre).

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.

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 vibrant à des fréquences propres particulières, dites ici « fréquences propres du générateur ». 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 1 kHz et 6kHz. On appelle ici les fréquences de vibration de l'élément générateur les « fréquences du générateur », et les fréquences de vibration d'un élément rayonnant, qui est décrit ci-après, « fréquences du radiateur ».

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 .

Selon l'invention, on détermine les fréquences propres du générateur particulières: on calcule de façon précise (simulation FEM ou similaire) les fréquences propres particulières du générateur, 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 qui est un radiateur acoustique 4.

Ce radiateur acoustique 4 comporte au moins un élément vibrant- rayonnant, qui vibre à une fréquence propre du radiateur qui est accordée avec l'une des fréquences propres du générateur, du générateur de vibrations 2, avec un écart de fréquence inférieur ou égal au ratio entre la fréquence du mode propre et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant, ou avec un écart de fréquence inférieur ou égal à 100 Hz.

Dans une mise en œuvre particulière, la fréquence propre du radiateur est accordée avec l'une des fréquences propres du générateur, avec un écart de fréquence inférieur ou égal à la plus faible valeur entre, d'une part le ratio entre la fréquence du mode propre et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant, et d'autre part la valeur de 100 Hz.

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.

La fréquence du radiateur du mode propre fondamental de l'élément rayonnant, ici le radiateur acoustique 4, est accordée à la fréquence du générateur d'un mode propre de vibration du générateur de vibrations 2. On peut formuler autrement cette règle d'accord en disant que la fréquence du radiateur du mode propre fondamental de l'élément rayonnant est sensiblement égale à la fréquence du générateur d'un mode propre de vibration du générateur de vibrations 2, la différence entre les deux fréquences étant inférieure au ratio entre la fréquence du radiateur et le facteur de qualité de l'élément rayonnant évalué à la fréquence du radiateur.

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, constitué par le radiateur acoustique 4, quand il est sollicité à la fréquence de vibration de l'élément de génération constitué par le générateur de vibrations 2. Ce terme ne prend donc pas du tout en compte une caractéristique musicale. II est de ce fait possible d'accorder une fréquence du générateur à une fréquence du radiateur 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.

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.

Sur une oscillation, Q = 2.π. Estockée/Eperdue.

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.

L'écart de fréquence par rapport à la fréquence du générateur, sur laquelle on veut s'accorder, est donc inférieur ou égal au ratio entre la fréquence du mode propre et l'inverse du facteur de qualité de l'élément rayonnant.

Par défaut on peut prendre comme valeur maximale de cet écart de fréquence la valeur de 100 Hz.

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.

Donc l'élément rayonnant résonne s'il est sollicité par une vibration de fréquence du générateur f _A , 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. II 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.

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.

Par exemple, pour un timbre ayant quatre modes de vibration dans l'intervalle fréquentiel entre 1 kHz et 6 kHz, on ajoute quatre radiateurs acoustiques 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.

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 radiateurs acoustiques 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.

Ainsi, pour améliorer le rayonnement d'une pièce d'horlogerie 1 , notamment une montre, l'homme du métier met en œuvre un procédé comportant, pour déterminer le nombre de radiateurs acoustiques 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, chacun constitué par un radiateur acoustique 4 comportant au moins un élément vibrant-rayonnant, chaque radiateur acoustique 4 fixé à l'extérieur de la boîte de la pièce d'horlogerie 1 ;

assurer que chaque radiateur acoustique 4 a pour seule fonction de rayonner ; de préférence orienter chaque radiateur acoustique 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 radiateur acoustique 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 radiateur acoustique 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 du radiateur acoustique 4 et la vibration de l'élément de génération).

Les radiateurs acoustiques 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.

Ce radiateur acoustique 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].

De façon préférée, on modifie l'habillage 3 ou/et le mouvement 17 par l'intégration ou l'ajout d'une pluralité de tels radiateurs acoustiques 4, chacun introduisant une fréquence propre du radiateur accordée, à moins de 100 Hz, avec une des fréquences du générateur du générateur de vibration.

Dans une mise en œuvre particulière de l'invention, on choisit au moins une partie de ces radiateurs acoustiques 4 avec des fréquences propres du radiateur différentes entre eux.

Dans une autre mise en œuvre particulière de l'invention, on choisit au moins une partie de ces radiateurs acoustiques 4 avec des fréquences propres du radiateur égales entre eux. On comprend qu'on peut, encore, panacher ces deux modes de mise en œuvre de l'invention, en choisissant plusieurs groupes de radiateurs acoustiques 4, chaque groupe constitué de radiateurs acoustiques 4 accordés à la même fréquence propre du radiateur, et les fréquences propres du radiateur des différents groupes étant différentes entre elles.

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 générateur générées par au moins un générateur de vibrations 2, au moins un tel radiateur acoustique 4 avec une fréquence propre du radiateur accordée avec une des fréquences propres du générateur.

Avantageusement, on réalise au moins un tel radiateur acoustique 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.

L'emploi de radiateurs acoustiques 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 radiateur acoustique 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 radiateur acoustique 4 à l'extérieur de la carrure 5, ou à l'intérieur de la boîte 10, de façon à ce que ces radiateurs acoustiques 4 ne soient pas en contact direct avec l'utilisateur.

Pour obtenir une bonne vibration de chaque radiateur acoustique 4, on relie au moins un dit radiateur acoustique 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 radiateur acoustique 4. La figure 1 B montre des lames vibrantes 8 reliées par une ou deux jambes d'attache 7 à la carrure 5.

La figure 2A montre un mode de réalisation de l'invention où quatre radiateurs acoustiques 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 .

On peut, encore, selon l'invention, réaliser au moins un tel radiateur acoustique 4 par une découpe partielle de la carrure 5 (ou de la lunette 1 1 , 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 1 A.

Dans une réalisation particulière, on réalise au moins un tel radiateur acoustique 4 par une découpe partielle de la lunette 1 1 , sous la forme d'une lame vibrante 8 reliée à la lunette 1 1 par une extrémité 9 unique de la lame vibrante 8.

Dans une réalisation particulière, on réalise au moins un tel radiateur acoustique 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.

L'invention concerne aussi un habillage 3 pour pièce d'horlogerie 1 , ou pour pièce d'horlogerie musicale ou à sonnerie, notamment pour une montre, et plus particulièrement pour une montre musicale ou à sonnerie. Cet habillage 3 est porteur d'au moins un générateur de vibrations 2 vibrant à des fréquences propres du générateur particulières.

Selon l'invention, l'habillage 3 comporte au moins un radiateur acoustique 4, lequel comporte au moins un élément vibrant-rayonnant, notamment une lame vibrante 8, qui vibre à une fréquence propre du radiateur accordée avec au moins l'une des fréquences propres du générateur.

L'habillage 3 comporte de préférence une boîte 10 renfermant au moins une carrure 5, et au moins un tel radiateur acoustique 4 est solidarisé avec la carrure 5 ou avec la boîte 10.

Dans des variantes particulières, l'habillage 3 comporte au moins un tel radiateur acoustique 4 à l'extérieur de la carrure 5, ou à l'intérieur de la boîte 10.

Dans différentes variantes, qui peuvent être combinées entre elles, et visibles sur les figures 1 A, 1 B, 2A, 2B et 2C:

- on agence au moins un radiateur acoustique 4 à l'extérieur de la carrure 5 ;

- on agence au moins un radiateur acoustique 4 à l'extérieur d'une lunette 1 1 que porte la carrure 5 ; - on agence au moins un radiateur acoustique 4 à l'extérieur d'un fond 12 que comporte la boîte 10 ;

- on agence au moins un radiateur acoustique 4 sur une ou deux cornes 13 que comporte la boîte 10 ;

- on agence au moins un radiateur acoustique 4 sur une platine 14 que comporte le mouvement 17 de la pièce d'horlogerie 1 , ce radiateur acoustique 4 comportant un composant de liaison 15 traversant la boîte 10 de la pièce d'horlogerie 1 .

- on agence au moins un radiateur acoustique 4 qui constitue une pièce monobloc avec son élément de fixation à la pièce d'horlogerie 1 .

Dans la réalisation de la figure 1 B, au moins un tel radiateur acoustique 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 le radiateur acoustique 4.

Dans la réalisation de la figure 1 A, au moins un tel radiateur acoustique 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.

De préférence, l'habillage 3 comporte une pluralité de tels radiateurs acoustiques 4, dont au moins une partie de ces radiateurs acoustiques 4 ont des fréquences propres du radiateurs différentes entre eux.

L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 1 qui 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 vibrant à des fréquences propres du générateur particulières, cet habillage 3 ou/et ce mouvement 17 comportant au moins un radiateur acoustique 4 comportant au moins un élément vibrant-rayonnant à une fréquence propre du radiateur accordée avec au moins l'une des fréquences propres du générateur du générateur de vibrations 2.

Pour revenir aux radiateurs acoustiques 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 1 1 , 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 radiateurs acoustiques 4.

Selon une première variante de réalisation, les radiateurs acoustiques 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.

Selon une deuxième variante de réalisation, les radiateurs acoustiques 4 et leurs éléments de liaisons 7 constituent des pièces monobloc. De façon avantageuse, au moins un radiateur acoustique 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 .

La forme de ces radiateurs acoustiques 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 1 A et 1 B représentent ces radiateurs acoustiques 4 fixés par exemple sur la carrure 5. La figure 1 B illustre notamment des radiateurs acoustiques 4 de tailles différentes, avec différentes conditions d'attache, par une ou plusieurs jambes d'attache 7, ce qui modifie naturellement leurs fréquences propres du radiateurs.

La figure 2A montre un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Les figures 2B et 2C illustrent deux variantes, la première avec des radiateurs acoustiques 4 seulement externes à la boîte, la seconde avec des radiateurs acoustiques 4 externes et internes à la boîte.

Selon un troisième mode de réalisation non illustré, au moins un radiateur acoustique 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.

Les radiateurs acoustiques 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.

Avantageusement, les radiateurs acoustiques 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.

Avantageusement un radiateur acoustique 4 comporte une lame vibrante 8 comportant elle-même au moins une plaque dont les rayons de courbure sont supérieurs à 0.5 mm.

Les radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques 4, il est aussi possible de définir une directivité spécifique pour chaque note produite, générant ainsi un effet stéréophonique.

Un modèle vibro-acoustique a été développé, dans le cadre de l'invention, pour dimensionner correctement les radiateurs acoustiques 4 et pour prédire le gain acoustique apporté par ces éléments vibrants.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, les radiateurs acoustiques 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.

Cette figure 3 représente le niveau acoustique d'un habillage 3 composé d'une carrure 5 et d'une lunette 1 1 avec glace, respectivement sans radiateurs acoustiques (en trait continu) et avec des radiateurs acoustiques 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.

Lorsque les radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques 4 et l'habillage 3 apparaît à 1900 Hz, ce qui engendre aussi une amélioration du niveau acoustique. Le couplage entre les radiateurs acoustiques 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.

Sur la figure 4, le niveau acoustique d'un habillage 3 avec des radiateurs acoustiques 4 (en trait interrompu) possédant un premier mode propre à 2210 Hz est comparé à celui du même habillage 3 sans radiateurs (en trait continu). De nouveau, les radiateurs acoustiques 4 apportent une forte amélioration acoustique à la fréquence de leurs premiers modes.

A la suite de ces résultats, des radiateurs acoustiques 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.

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 1 kHz-6kHz, autrement que par une résonance unique. Ainsi, dans FR1 136675A, la fréquence rayonnant de la membrane coïncide avec la seule fréquence rayonnant de l'équipement, donc de l'habillage.

La présente invention introduit la solution des radiateurs acoustiques, 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 rhabillage du système: le résultat, comme montré dans les figures 3 et 4, est que les fréquences des radiateurs acoustiques 4 s'ajoutent à la fréquence de rhabillage 3, sans la détruire ou la remplacer, alors que dans l'art antérieur une seule résonance est visible, celle du système avec la membrane.

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.

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.

La mise en œuvre 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 radiateurs acoustiques 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 radiateurs acoustiques 4 en électroformage;

possibilité d'accorder la fréquence propre de chaque radiateur acoustique 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.