Brevet FR2028536A1 — publié le 19701009

x L'invention concerne un dispositif-pour: convertir des oscillations électriques en vibrations acoustiques et inversement, muni d'un système magnétique constitué par un aimant permanent'annulaire de part et d'autre duquel sont placées des plaques polaires dont la première est reliée à un noyau en fer doux placé dans une portion centrale par rapport aux deux plaques et formant avec la deuxième plaque un entrefer actif annulaire, un organe en matériau magnétique centrant le noyau par rapport à ladite deuxième plaque polaire. IJn dispositif ainsi conçu, décrit dans le brevet allemand No. 943.411» constitue un microphone et comporte un système magnétique dans lequel un organe centreur annulaire est placé, entre le noyau et la plaque polaire supérieure. Cet organe doit centrer le noyau par rapport à la plaque supérieure» c'est-à-dire situer dans des tolérances admises l'entrefer annulaire actif. Un système magnétique tel que celui décrit dans le brevet précité est utilisé souvent dans la technique des microphones et est, de manière connue, fixé par collage, par soudage ou par serrage. Par la mise en place d'un anneau centreur distinct, la construction de ce genre de microphones est assez fastidieuse et de ce fait compliquée. L'invention est remarquable en ce que l'organe centreur appartient à un boîtier qui, sous forme d'une douille centreuse, entoure le système magnétique alors que la face intérieure de cette douille est munie d'au moins deux arrêts qui, vu en direction axiale, se trouvent à des niveaux différents et dont la position correspond à celle des plaques polaires. Ce faisant, on obtient l'avantage que9 de façon simple lors du montage du dispositif, les différentes pièces polaires soient posées consécutivement dans les organes centreurs se trouvant dans la douille centreuse. Les plaques polaires sont alors centrées simultanément, et l'entrefer actif est ainsi porté à sa dimension exacte. Il est recommandable que la douille centreuse soit munie d'un arrêt associé à l'anneau aimanté et qui se trouve alors entre les arrêts associés aux plaques polaires. Bien qu'une position excentriqué de l'aimant annulaire» réalisé en matériau oxyde-céramique, par exemple le "Ferroxdure", influence à peine le flux utile dans l'entrefer actif, la mise en position exacte de l'anneau aimanté est souhaitable pour laisser du jeu au-dessous de la bobine se trouvant dans l'entrefer. Cet ajustement peut é-videmment aller de pair avec des tolérances supérieures à celles des 01568 2 2028536 plaques polaires. L'empilage est réalisé de la façon la plus simple si les arrêts sont placés à des diamètres différents. Dans l'arrêt correspondant dans la douille centreuse, on pose d'abord la plaque polaire présentant le diamètre le plus petit, ensuite l'aimant permanent, annulaire, puis la plaque polaire présentant le plus grand diamètre. Les arrêts peuvent former soit un ensemble d'au moins trois bossages disposés en cercle, soit un bord de guidage, alors que dans ces deux cas, le diamètre ainsi formé correspondant au diamètre de l'élément à centrer, appartenant au système magnétique. L'empilage est encore facilité lorsque les bossages sont coniques. Ceci est important également lorsque la douille centreuse est réalisée en matériau synthétique. Cette fabrication se fait dans un moule dans lequel le matériau est injecté, et la forme conique est souhaitable pour demouler le produit. Dans la technique des microphones et des haut-parleurs, il est généralement connu de donner aux deux plaques polaires un diamètre extérieur plus petit que celui de l'aimant annulaire dans le cas où celui ci est de faible épaisseur et présente une force coercitive élevée en vue de produire un flux magnétique utile intense dans l'entrefer actif. A cet effet, dans un dispositif conforme à l'invention, le diamètre de la plus grande plaque polaire est inférieur à celui de l'aimant muni de protubérances disposées en cercle dont le diamètre correspond à celui de l'organe centreur. Lorsque l'arrêt est formé par un certain nombre de bossages le nombre et l'emplacement des protubérances correspond au nombre et à l'emplacement des bossages. Lors du montage d'un dispositif dans lequel on utilise le système empilé conforme à l'invention, le noyau et la plaque polaire adjacente peuvent facilement former une seule pièce. Il est indispensable de fixer un système magnétique obtenu par empilage d'éléments dans la douille centreuse. Outre les méthodes de fixation connues déjà mentionnées dans le préambule, la fixation peut avoir lieu par la douille centreuse elle-même. , A cet effet, dans un mode de réalisation conforme à l'invention, pour fixer le système magnétique dans la douille centreuse, on a placé du côté de la plaque polaire de plus petit diamètre un arrêt axial, alors que du côté de la plaque polaire de plus grand diamètre, la douille centreuse est munie d'un certain nombre de languettes radiales courbées vers l'intérieur et appuyant contre cette dite plaque. Au cours du montage, une pression, exercée simultanément avec un chauffage, per 70 01568 3 2028536 met de pousser ces languettes vers l'intérieur. Pour fixer le système magnétique dans la douille centreuse un autre exemple de réalisation conforme à l'invention est remarquable en ce que du côté de la plaque polaire, de plus petit diamètre on 5 .a placé un arrêt axial et du côté de la plaque polaire de plus grand diamètre une bague de calage en matériau magnétique, la douille centreuse étant par ailleurs munie d'un bord de guidage correspondant à la circonférence de ladite bague. La bague de calage est fixée a la douille centreuse 10 à.l'aide d'une colle. Dans les deux exemples de réalisation cités en dernier lifity le système magnétique est fixé entre l'arrêt axial et les languettes ou la bague de calage. Pour améliorer les propriétés acoustiques des dispositifs conformes a l'invention, le noyau et la pièce polaire 15 adjacente sont munis d'un canal central continu.. La p'iaque polaire, formant avec le noyau l'entrefer actif annulaire, porte une membrane. Lorsque le dispositif est utilisé comme microphone, cette membrane obture quasi entièrement la plaque polaire. A travers le canal précité, l'espace se trouvant directement derrière la membrane communique avec les espaces 20 derrière le système magnétique. Ceci influe sur les propriétés acoustiques du microphone, et spécialement sur la caractéristique de sensibilité dans le plan horizontal. Dans le cas d'emploi d'une bague de calage, il peut être souhaitable que celle-ci soit munie d'un trou correspondant et se 25 raccordant au canal. D'une manière connue, ce trou peut alors être obturé par une résistance acoustique. Afin de former un volume d'air entre le système magnétique et la bague de calage dans la douille centreuse, on a placé des pièces intercalaires entre la bague et la plaque polaire adjacente. * 50 Un autre exemple de réalisation,conforme a l'inventi- on^est remarquable en ce que le canal comporte une paroi de séparation divisant axialenent ce canal en deux canaux partiels, dont le premier débouche dans un espace fermé dans le boîtier derrière la bague de calage, alors que le second débouche dans l'espace entre la bague de calage 35 et le système magnétique. Le côté arrière de la membrane communique a-lors avec deux espaces qui sont indépendants l'un de l'autre. Suivant une variante de cette invention, la paroi de séparation est un tube formant un deuxième canal annulaire. Si entre les pièces intercalaires, dont certainespeu-40 vent éventuellement être réaliséœsous forme d'anneau, on établit au 01568 4 2028536 moins une ouverture se trouvant vis à vis d'une ouverture correspondante dans la douille centreuse alors que celle-ci forme la gaine extérieure du dispositif, il se forme une liaison entre la chambre annulaire (entre la bague de calage, la douille centreuse, la plaque polaire et le tube) 5 et l'atmosphère extérieure. Par l'intermédiaire du canal annulaire, et éventuellement par l'intermédiaire de résistances acoustiques, le côté arrière de la membrane communique donc avec l'air atmosphérique, de sorte que dans le plan horizontal, le dispositif (microphone sous forme de barre) acquiert une caractéristique de sensibilité cardioïde. 0 Le dispositif conforme a l'invention peut être uti lisé comme microphone sous forme de boîte. Dans un tel dispositif, la douille centreuse appartient à un couvercle supérieur d'un boîtier en forme de boîte, alors que dans le canal pr^vu dans le noyau, on place concentriquement un tube appartenant au couvercle inférieur du boîtier 5 de microphone en formant un deuxième canal annulaire. Le tube communique avec l'air atmosphérique, le canal annulaire communiquant avec l'espace en forme de boîte. Pour le fabricant, il est intéressant de réaliser d'une seule pièce de matériau synthétique la bague de calage précitée 20 et le tube, munie ou non de pièces intercalaires. Lors du montage d'un microphone dans la douille centreuse selon la méthode d'empilage, il s'est avéré intéressant lorsque la plaque polaire, voisine de l'entrefer actif, est déjà préalablement munie d'une membrane. Celle-ci est collée à cette plaque polaire. Dans 25 les microphones, l'épaisseur d'une membrane est pratiquement négligeable, de sorte que l'arrêt axial ne doit pas être modifié. Par contre, dans le cas où la membrane est munie d'un bord renforcé, il faut adapter ledit arrêt. Il est possible de ne pas coller la membrane à bord renforcé à la plaque polaire correspondante, mais de placer, durant l'empilage, la 30 membrane dans un bord de guidage réalisé à cet effet dans la douille centreuse. ha membrane n'est alors pas seulement centrée, mais également fixée dans ledit bord de guidage. Il est à remarquer que l'empilage des éléments du .dispositif conforme à l'invention peut avoir lieu dans les deux sens. 35 La plaque polaire de plus grand diamètre peut être munie d'une membrane, posée comme dernier élément dans la douille centreuse, après quoi l'ensemble est fixé de la façon décrite. La douille centreuse peut constituer le boîtier d'une coiffe de microphone pouvant être placée dans le boîtier de microphone. 40 La douille centreuse peut être un anneau fileté in 70 01568 5 2028536 térieurement, que l'on visse sur un. appareil manuel à microtéléphone. Lorsque le dispositif selon l'invention est utilisé dans un écouteur, la douille centreuse fait partie de la coquille de l'écouteur. Le dispositif est alors réalisé comme téléphone. 5 La description suivante, en regard des dessins an nexées, le tout donné à titre d'exemple, fera "bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig.. 1 est une coupe transversale d'un dispositif qui est un microphone muni d'une bague de fermeture conforme àl'inven— 10 tion. La fig. 2 est une coupe transversale partielle d'un microphone sous forme de cylindre, présentant dans le plan horizontal une caractéristique de sensibilité cardioïde. La fig. 3 montre en perspective une vue éclatée de 15 ce microphone, quelques éléments étant représentés en coupe partielle. La fig. 4 est une coupe transversale d run autre microphone du genre illustré sur la fig. 2. La fig. 5 est une coupe transversale d'un microphone en forme de boîte. 20 La fig. 6 est une coupe transversale d'un autre mi crophone de ce genre, le système magnétique étant fixé d'une autre façon. Sur la fig» 1, le système magnétique d'un microphone est placé dans un boîtier en matériau synthétique, moulé par injection. 25 Le boîtier est réalisé sous forme de douille devant centrer et ajuster les divers élémentsc- dudit système, formé par un anneau aimanté (2) en matériau oxyde—céramique, par exemple le ferroxdure. Les deux faces de cet anneau sont meulées de façon à être planes, afin d'assurer un contact magnétique convenable des plaques polaires (3) et (4). La plaque (4) et 30 le noyau (5) constituent une seule pièce qui, avec la plaque polaire (5), forme un entrefer actif annulaire (6). Les plaques (3) et (4) et le noyau (5) sont en acier doux. Dans l'entrefer (6) se trouve une bobine (7), reliée à la membrane (8) présentant un bord plan (9) et ayant le même diamètre extérieur que 35 la plaque (3)« Le bord (9) est fixé à la plaque (3} à l'aide d'une colle. Le montage a lieu comme suit. Le boîtier (1) est mis à l'envers, et la plaque polaire (3), munie de la membrane (8), est posée contre l'arrêt ( 10) da.ns l'organe centreur (11).~ Ce dernier peut être formé par un bord de guidage circulaire ou par au moins trois bossages 40 disposés en cercle. L'anneau aimanté (2) est ensuite placé dans un bord de 70 01568 6 2028536 guidage (12). On place ensuite la plaque polaire (5) avec le noyau (5) dans l'organe centreur (13) qui est eijêoi identique à l'organe centreur (11) mais présente toutefois un diamètre qui lui est supérieur. Le diamètre du "bord (12) a une valeur comprise entre celles des diamètres des or- 5 ganes (n) et (1.5) • Par le centrage des deux plaques polaires (3) et (4)» on ajuste automatiquement à la dimension exacte l'entrefer (6)» La position concentrique de l'anneau aimanté (2) n'est pas tellement importante, étant donné que le flux magnétique dans l'entre-10 fer actif (6) n'est pratiquement pas perturbé. Toutefois, on a prévu néanmoins le "bord de guidage (12) pour éviter que le côté intérieur (14) de l'anneau aimanté (2) ne puisse s'approcher de l'axe au point que le mouvement axial de la bobine ne soit gené par ce côté. 15 Pour fixer le système magnétique, la bague de calage (15) appuie contre le côté inférieur de la plaque polaire (4). Lors de l'empilage, cette bague (15) en matériau synthétique parvient dans un bord de guidage (16) dans le boîtier. La fixation de la bague (15) dans le boîtier (l) a lieu de manière connue à l'aide d'une colle. 20 Pour faire communiquer l'espace (17) situé derrière la membrane à l'espace (18) situé derrière l'aimant, le noyau (5) est muni d'un canal central (19)» la bague (15) étant percée d'un trou (20) correspondant à ce canal et muni d'une résistance acoustique. La fig. 2 représente en coupe transversale partielle 25 un microphone de forme cylindrique, dont l'assemblage du système magnétique a eu lieu de la même façon que l'assemblage dans la microphone représenté sur la fig. 1» Toutefois, la bague de calage (15) est réalisée d'une autre façon. Elle est munie d'un tube (21), situé au centre du noyau (5) 50 et formant un deuxième canal annulaire (22). La face extérieure de la bague (15) est munie d'un bord relevé (23), une chambre annulaire (24) étant ainsi formée entre la plaque polaire (4) et la bague (15)» Afin de donner dans le plan horizontal au microphone une caractéristique de sensibilité de forme de cardioïde, ledit bord rele- I 55 vé (25) présente des orifices (25) dont la position correspond à des orifices (26) dans le boîtier (1), qui, de manière connue, sont équipés de résistances acoustiques. L'espace (17) situé derrière la membrane communique donc, par le canal central (19)t avec le grand espace (18) se trouvant dans le manche du microphone, et communique aussi, par le canal annulaire 40 (22), avec l'espace annulaire (24) communiquant avec l'air atmosphérique 70 01568 7 2028536 à travers les orifices (25) et (26). Dans ce microphone de forme cylindrique, le boîtier est divisé en deux parties, la partie inférieure (27) étant le manche du microphone. vue Sur la fig» 3» on voit en une/éclatée les éléments du 5 microphone, exception faite du manche (27)» trois éléments ayant été re-:. ' présentés partiellement en coupe. Il y a lieu de remarquer que la plaque polaire (4) est munie de trois bossages (28) disposés en cercle dont le diamètre correspond au diamètre intérieur de l'organe centreur (13)» Le diamètre proprement dit de la plaque polaire (4) est donc plus petit, et 10 également inférieur à celui de l'anneau aimanté (2), ce qui est intéressant du point de vue magnétique. La fig. 4 montre un microphone à chambre fermée (24), appelé microphone à gradient de pression; à travers la résistance acoustique (29), cette chambre (24) communique avec l'espace (17) situé der-15 rière la membrane (8). Les fig. 5 et 6 montrent des microphones réalisés sous forme de boîte. Les éléments du système magnétique (30) dans ces deux microphones sont empilés dans le boîtier de la même façon que dans les microphones décrits. Toutefois, l'empilage a lieu dans la partie 20 médiane (31) du couvercle supérieur (32), réalisée comme douille centreuse. Le tube central (21) n'est pas relié à une bagué de calage, mais au couvercle inférieur (35)• Sur la fig. 6, on n'a pas utilisé une bague de -25 calage. La fixation a lieu à l'aide de languettes (33) appartenant au côté inférieur de la douille centreuse (31)« Sous l'effetd'un chaf-fage et d'une pression, effectués simultanément, ces langtiettes sont courbées vers l'intérieur. 70 01568 8 2028536 Revendications : 1. Dispositif pour convertir des oscillations électriques en vibrations acoustiques et inversement, muni d'un système magnétique constitué par un aimant permanent annulaire de part et d'autre duquel sont placées des plaques polaires dont la première est reliée à un noyau en fer doux placé dans une position centrale par rapport aux deux plaques et formant avec la deuxième plaque un entrefer actif annulaire, un organe en matériau amagnétique centrant le noyau par rapport à ladite deuxième plaque polaire, caractérisé en ce que l'organe centreur appartient à un boîtier qui, sous forme d'une douille centreuse, entoure le système magnétique alors que la face intérieure de cette douille est munie d'au-moins deux arrêts qui, vu en direction axiale, se trouvent à des niveaux différents et dont la position correspond à celle des plaques polaires. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre les arrêts associésaux plaques polaires, on a placé un arrêt associé à l'anneau aimanté. 3. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les arrêts sont placés à des diamètres différents. 4. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un arrêt est constitué par au moins trois bossages disposés en cercle dont le diamètre correspond au diamètre de l'élément à centrer. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un arrêt es.t un bord de guidage dont le diamètre correspond au diamètre de l'élément à centrer. 6. Dispositif selon-une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les arrêts sont coniques. 7. Dispositif selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que la plaque polaire à centrer est munie de protubérances dont le nombre et l'emplacement correspondent au nombre et à l'emplacement des bossages. 8. Dispositif selon une des revendications précédentes, .caractérisé en ce que le noyau et la plaque polaire adjacente forment une seule pièce. 9» Dispositif selon une des revendications 3 à 8, carac térisé en ce que pour fixer le système magnétique dans la douille centreuse, on a placé du côté de la plaque polaire de plus petit diamètre un arrêt axial, alors que du côté de la plaque polaire, de plus grand diamètre la douille centreuse est munie d'un certain nombre de languettes 70 01568 9 2028536. radiales courbées vers l'intérieur et appuyant contre cette dite plaque. 10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à. 8, caractérisé en ce que pour fixer le système magnétique dans la douille centreuse, on a placé du côté de la plaque polaire un arrêt ■ . " axial et du côté de la plaque polaire de plus grand diamètre une bague de calage en matériau amagnétique, la douille centreuse étant par ailleurs munie d'un bord de guidage correspondant a la circonférence de ladite bague. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le noyau et la plaque polaire adjacente sont munis d'un canal central continu. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la bague de calage est munie d'un trou correspondant et se raccordant au canal* 13. Dispositif selon les revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'on a placé des pièces intercalaires entre la bague et la plaque polaire adjacente. 14. Dispositif selon une des revendications 11, 12 ou 13, caractérisé en ce que le canal comporte une paroi de séparation divisant axialement ce canal en deux canaux partiels, dont le premier débouche dans un espace fermé dans le boîtier derrière la bague de calage alors que le second débouche dans l'espace entre la bague de calage et le système magnétique. 15. Dispositif selon la revendication 13» caractérisé en ce que la paroi de séparation est un tube formant un deuxième canal annulaire. 16. Dispositif selon une des revendications 13 à 15» caractérisé en ce que les pièces intercalaires appartiennent à un anneau reposant contre la douille centreuse. 17. Dispositif selon les revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'entre les intercalaires existe au moins une ouverture se trouvant vis à vis d'une ouverture correspondante dans la douille centreuse alors que celle-ci forme la gaine extérieure du dispositif. 18. Dispositif selon une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la douille centreuse appartient à un couvercle supérieur d'un boîtier en forme de boîte, alors que dans le canal prévu dans le noyau, on place concentriquement un tube appartenant au couvercle inférieur du boîtier de microphone en formant un deuxième canal annulaire . 70 01568 10 2028536 19» Dispositif selon une des revendications 10 à 17, ca ractérisé en ce que la "bague de calage, le tube et les pièces intercalaires forment une seule pièce0