Brevet FR2466903A1 — publié le 19810410

La présente invention concerne un transducteur piézoélectrique pouvant convenablement être utilisé dans une montre. Plus particulièrement, elle concerne un mécanisme d'ajustement de fréquence permettant de modifier la fréquence de résonance de l'en- semble cristal piézoélectrique et membrane vibrant d'une montre. On connaît, dans la technique, des montres- bracelets qui contiennent un cristal piézoélectrique monté sur une membrane maintenue par son bord périphérique afin de produire un son audible. Parmi les brevets décrivant de telles montres-bracelets, on peut noter les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 788 060, 3 940 919, 4 004 409, 4 045 954 et 4 068 461. Les structures présentant le type décrit dans les brevets cités ci-dessus utilisent un cristal piézoélectrique monté sur une membrane de façon à transformer les signaux électriques d'un oscillateur en mouvement vibratoire créant un son audible. Puisque le volume sonore dépend du mouvement de la membrane, il est courant d'exciter la membrane à sa fréquence de résonance, ou au voisinage de cette fréquence, pour créer un son d'amplitude maximale. Puique certains oscillateurs sont conçus pour fonctionner à une fréquence fixe et puisqu'il existe des variations mineures de fabrication dans les ensembles cristal piézoélectrique et membrane, il serait souhaitable de pouvoir ajuster mécaniquement la fréquence de réso- nance de l'oscillateur piézoélectrique afin d'adapter l'oscillateur au tranfert énergétique optimal. Une utilisation moins connue des cristaux piézo- électriques dans les montres consiste à procéder de la manière exactement inverse de celle indiquée ci-dessus. Dans ce cas, la mem- brane est mise en mouvement par des ondes sonores et le mouvement concomitant du cristal piézoélectrique crée des signaux électriques pouvant être appliqués à diverses fins dans une montre. Les signaux électriques peuvent être créés par la voix, par des signaux acous- tiques numériques codés transmis par des lignes téléphoniques, par des chocs appliqués au boîtier de la montre, par des signaux radio- électriques d'audiofréquence, ou par d'autres moyens équivalents, dans le but de mettre la membrane en mouvement vibratoire. Les signaux électriques peuvent actionner les commutateur servant à régler la montre, la remettre à l'heure, produire un affichage spécial, etc. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4-078 376 suggère un transducteur piézoélectrique utilisé comme dispositif d'entrée. Le brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 3 919 834 décrit une montre qui comprend un transducteur pouvant fonctionner comme micro- phone. Les transducteurs piézoélectriques pouvant être utilisés comme microphones ou comme générateurs de sons sont bien connus dans la technique, ainsi que cela est montré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 035 672. Enfin, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 020 628 suggère de régler la montre à partir d'un signal téléphonique utilisant un transducteur piézoélectrique comme microphone. Lorsqu'on utilise le transducteur piézoélectrique comme dispositif d'entrée dans une montre, la fréquence du signal d'entrée d'audiofréquence peut être prédéterminée à une valeur fixe. Si la fréquence de résonance du transducteur piézoélectrique de la montre ne coincide pas, l'énergie émise par le transducteur peut être insuffisante pour produire les signaux électriques nécessaires. Il est donc souhaitable de pouvoir disposer d'un moyen permettant d'ajuster la fréquence de résonance du transducteur piézoélectrique de la montre. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 4 079 213 et 3 733 804 présentent des moyens de montage de membranes à cristal piézoélectrique leur permettant de vibrer dans divers modes. Des dispositifs permettant d'ajuster des ronfleurs électromagnétiques sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 462 943 et 3 863 437. Ces structures ne sont pas appropriées au réglage de la fréquence d'un transducteur piézoélectrique dans une montre. Par conséquent, l'invention se donne pour objet de produire un transducteur piézoélectrique réglable perfectionné pour montre. Selon un autre but, il est proposé un moyen per- fectionné de réglage de la fréquence et du mode vibratoire d'un transducteur piézoélectrique. En termes brefs, l'invention propose un perfection- nement dans une montre comportant une boite de montre, un fond, une membrane retenue par son bord périphérique entre la boîte et le fond et portant un élément piézoélectrique fonctionnellement relié au circuit électrique d'un mouvement de montre, le perfectionnement portant plus spécialement sur le fait que la montre comprend un moyen d'ajustement de fréquence disposé dans le fond accessible depuis l'extérieur de la montre, ce moyen comportant un élément mobile disposé à l'intérieur de la boite de montre et possédant une partie qui est en contact avec la membrane et est conçue de façon à pouvoir être positionnée de façon réglable en divers points radiaux sur la membrane, si bien qu'il est possible d'ajuster son mode de vibration et sa fréquence de résonance. La description suivante, conçue à titre d'illustra- tion de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages, elle s'appuie les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une élévation en coupe d'une montre dotée d'un transducteur piézoélectrique; - la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'une partie de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en plan prise suivant les lignes III-III de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, la boîte de montre 1 contient un mouvement de montre 2, associé à un moyen permettant de visualiser l'heure, par exemple des aiguilles 3, et un verre protecteur 4. Le mouvement 2 contient une source d'énergie, par exemple une pile du type bouton (non représentée) et un circuit électronique (non représenté). Une pastille piézoélectrique 5 fixée par collage à une membrane métallique mince 6 en forme de disque sert de transducteur piézoélectrique. Le transducteur est électri- quement connecté au circuit électronique se trouvant à l'intérieur du mouvement 2 par l'intermédiaire de ressorts conducteurs 7 et 8. Le détail du circuit électronique existant à l'intérieur du mouvement 2 ne concerne pas l'invention, de sorte qu'il ne sera pas décrit. Si le transducteur piézoélectrique est excité de façon à produire un son audible, le circuit existant dans le mouvement de montre 2 comporte un oscillateur fournissant des impulsions électriques alternatives au cristal piézoélectrique par l'intermédiaire des ressorts de contact 7 et 8. Si le transducteur piézoélectrique sert de microphone ou d'élément d'entrée, le mouvement vibratoire produit par des ondes sonores amène le - cristal à produire des impulsions électriques qui sont-transmises par l'intermédiaire des ressorts 7 et 8 au cir- cuit électronique pour y effectuer les fonctions considérées. Le bord périphérique de-la membrane 6 est maintenu en place par un fond de montre 9, qui comporte des orifices 10 per- mettant la réception ou l'émission d'ondes sonores audibles. Selon l'invention, un moyen 11 d'ajustement de fréquence est disposé dans le fond 9, et il existe un élément mobile 12 dont une partie est-en contact avec la membrane 6 à l'intérieur de la montre. Le moyen 11 d'ajustement de fréquence est accessible depuis l'extérieur de la montre et a pour fonction de modifier la position radiale d'application de la pression exercée sur l'envers de la membrane 6 afin de changer ses caractéristiques vibratoires et sa fréquence naturelle. l'expression "position radiale" se rapporte à la direction allant du centre à l'extérieur de la membrane en forme de disque. La figure 2 présente le détail du mode de réalisa- tion préféré de l'invention. Le-moyen Il d'ajustement de fréquence comporte un axe ou un rivet possédant une tige carrée lla et une tète rainurée llb permettant le réglage depuis l'extérieur de la boîte de montre à l'aide d'un tournevis. L'élément mobile 12 disposé à l'intérieur de la boîte comporte un bras possédant une pointe souple 12a qui exerce une légère pression sur l'envers de la mem- brane 6. Le moyen permettant de maintenir en position le bras 12 après réglage est représenté sous la forme d'un frein 13 pratiqué au pointeau. Sur la vue en plan de la figure 3, on voit que le moyen Il d'ajustement de fréquence est décentré par rapport au centre de la membrane 6. Ainsi, la rotation du bras 12 déplace le point d'application de pression suivant diverses positions radiales par rapport au centre du disque 6. En ce qui concerne le fonctionnement, le transduc- teur piézoélectrique comprenant le cristal 5 et la membrane 6 vibre suivant un mode assez complexe, généralement suivant un ou plusieurs modes circulaires concentriques, puisque le disque est maintenu par son bord périphérique. Le déplacement du bras 12 modifie la figure de vibration et la fréquence naturelle du disque, ce qui affecte éga- lement l'emplacement des noeuds. On règle le bras 12 de façon que la fréquence de résonance de la membrane 6 et de l'ensemble qui lui est associé s'accorde avec l'audiofréquence du signal d'entrée voulu ou bien s'accorde avec la fréquence de sortie de son oscillateur d'excitation si la fonction choisie est du type réveil. EXEMPLES Plusieurs transducteurs ont été fabriqués selon le modèle présenté en vue de la réalisation de dispositif d'une taille adaptée à celle d'une montre. Les gammes d'ajustement de la fréquence de résonance sont, pour quatre dispositifs ainsi fabri- qués, les suivantes: Exemple n0 Fréquence maximale Fréquence minimale _________ (Hz) (Hz) 1 2532 2083 2 2512 2074 3 2473 2067 4 2425 2040 La structure décrite ci-dessus permet d'effectuer, depuis l'extérieur de la montre, un réglage très simple modifiant la fréquence d'un transducteur piézoélectrique se trouvant à l'inté- rieur de la montre, si bien qu'on peut améliorer son fonctionnement comme montre du type réveil, ou comme dispositif d'entrée permettant de commander le fonctionnement de la montre à partir de signaux sonores externes d'une fréquence prédéterminée. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de la montre dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Transducteur piézoélectrique comportant une membrane souple (6) en forme de disque et une pastille piézoélec- trique (5) fixée à la membrane, du type destiné à une montre (9) possédant une boîte contenant un mouvement, une source d'énergie et un circuit électrique, ainsi qu'un fond de boite enferment le mouvement de montre à l'intérieur de la boîte, le transducteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'ajustement de fréquence (11) disposé à l'intérieur du fond et accessible depuis l'extérieur de la boîte, ce moyen comportant un élément mobile (12) disposé à l'intérieur de la boîte et possédant une partie (12a) en contact avec la membrane, cet élément pouvant être déplacé de façon à être en contact avec la membrane en diverses positions radiales lorsque le moyen d'ajustement de fréquence est manoeuvré depuis l'extérieur de la montre afin de modifier les caractéristiques vibratoires du transducteur piézoélectrique. 2 - Transducteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen d'ajustement de fréquence comprend un axe rotatif sur lequel est disposé un bras se terminant en une pointe souple. 3 - Transducteur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la membrane est portée par son bord périphérique et en ce que l'axe est disposé en une position décentrée par rapport au centre de la membrane, si bien que la rotation de l'axe amène la pointe souple à venir en contact avec la membrane en diverses posi- tions radiales. 4 - Transducteur selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il est électriquement connecté au circuit du mouvement de montre par des ressorts souples conducteurs.