Brevet FR2128578A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne les haut ~parleurs pour fréquences élevées, couramment appelés "tweeters" et, plus particulièrementlceux qui comportent une membrane plastique en forme de dôme connue sous le nom de membrane non développable "NAWIt. Ces haut -parleurs conviennent,en particulier,pour les chaînes de reproduction musicale a haute fidélité car leur directivité ne s' accroît pas à mesure que la fréquence augmente, comme c'est le cas pour les haut- parleurs comportant des membranes côniques. Ainsi quand des sons musicaux correspondant à des signaux MF et HF sont reproduits par ces tweeters en forme de dôme, la zone géométrique dans laquelle la musique est reproduite avec fidélité n'est pas réduite, contrairement à ce qui se passe avecles hauts parleurs à membrane cônique ; grâce à un niveau sonore uniforme pour les hautes fréquences, une impression sonore non modifiée correspondant à la musique originale est obtenue dans toute l'étendue d'un grand angle de rayonnement. Ces haut- parleurs en forme de dôme, dits ''tweeters'l comportant des membranes non développables sont bien connus, un exemple en est décrit dans la demande de brevet allemand NO 1 121 117. Les tweeters connus se composent d'un système d'aimant permanent de forme aplatie sur lequel est vissée l'armature du hautparleur sur la couronne de laquelle est collée la membrane. Les haut- parleurs du type connu présentent certains inconvénients résultant de leur conception, ces inconvénients affectent leur mode de fonctionnement et, sont incompatibles avec une fabrication economique. Par exemple, les hauts parleurs de type connu comportent un système d'aimant permanent, dont le noyau central en fer doux comporte un-alksage. Ces systèmes d'aimant permanent sont plus coûteux que les systèmes normalement utilisés qui comportent un noyau central en fer doux plein. Dans les haut - parleurs connus, cette perforation est fermée au moyen d'un bouchon atténuateur destiné à amortir les vibrations de la membrane. Du fait que ce bouchon atténuateur est au moins partiellement perméable à la pression sonore, il est indispensable que le haut parleur soit enfermé dans un capot étanche lorsqu'il est placé dans une enceinte commune avec d'autres haut- parleurs, par exemple des haut parleurs pour sons graves dit "woofers", de manière à éviter toute influence sur les autres hautparleurs. L'armature des haut- parleurs connus permet uniquement leur installation par l'carrière sur un baffle. Il serait souhaitable de pouvoir placer l'armature du haut parleur sur un baffle aussi bien par l'avant que par l'arrière, de façon à pouvoir répondre aux impératifs qu'entraine la fabrication des coffrets des haut- parleurs modernes. Un autre inconvénient du haut parleur connu est que sa membrane est fixée à la couronne par collage.Ceci implique un centrage mécanique de la membrane, ce qui constitue une opération difficile à automatiser dans une fabrication peu comateuse. Indépendamment du fait que la préparation et la solidité du collage entraînent des opérations supplémentaires dans la fabrication, les faibles tolérances de fabrication de la membrane ne peuvent être compensées durant le centrage mécanique. La présente invention a pour objet d'éliminer ces inconvénients. Elle concerne un haut-parleur pour fréquences élevées dit tweeter, du type en forme de dôme, comprenant d'une part une membrane plastique qui se compose d'une portion intérieure ayant approximativement la forme d'une demi-sphère et d'une portion extérieure adjacente réunies par une courbe dont le rayon de courbure a une variation constante, et comportant d'autre part une armature de haut parleur vissée au-système d'aimant permanent. Suivant l'une des caracteristiques de l'invention, l'armature du haut-parleur est en formè de disque, elle est faite d'un matériau plastique, et elle comporte, de part et d'autrewdes nervures circulaires. Cette armature comporte aussi des perforations d'atténuation avec lesquelies communique une cavité ; sur sa partie avant, une bague- de fixation en matériau plastique peut etre insérée pour bloquer la membrane~en position correcte. Un champignon en matière plastique dont le rayon correspond à celui de la membrane est placé contre celle-ci à une distance extrêrr.ement faible de la portion intérieure. Sucrant ime autre caractéristique de l'invention, l'armature du hautparleur est une pièce moulée par invention faite d'un polymère d'acrylonitrile-butadiène- styrène renforcé par de la fibre de verre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la membrane est découpée à l'emporte-pièce dans une pellicule de polystyrène étiré et une bobine mobile sans noyau est collée à ladite membrane. Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, la bague de fixation en matière plastique comporte une nervure saillante. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 représente une coupe latérale partielle AB du haut parleur selon l'invention. La figure 2 représente une coupe latérale partielle CD du haut-parleur prévu selon l'invention. La figure 3 représente une vue de face de l'armature du haut-parleur. La figure 4 représente une coupe AB de l'armature. La figure 5 représente un détail de la coupe CD de l'armature du haut parleur. La figure 6 représente une vue en coupe du champignon en matière plastique. La figure 7 montre la façon dont la bague de fixation et la membrane sont associées l'une à l'autre, la bague étant représentée en coupe. La figure 8 représente une vue en plan de la bague de fixation. La figure 9 représente une vue en coupe de la membrane. La figure 10 représente le diagramme de rayonnement du haut parleur selon l'invention pour des fréquences élevées. La figure I présente les éléments constituants du haut-parleur selon l'invention. Il se compose d'un système d'aimant permanent 1, d'une pièce polaire en fer doux 2 sur laquelle est fixée au moyen de vis 3 une armature de hautparleur en matière plastique 4. Un élément en forme de champignon 6, fait de matière plastique, dont le profil extérieur correspond à la membrane 7, est placé sur le noyau central en fer doux 5 du système d'aimant permanent. La couronne de la membrane 7 est fixée à l'armature du haut-parleur au moyen d'une bague de fixation 8.L'armature du haut-parleur en forme de disque comporte des nervures circulaires 9 et 10 de même diamètre, situées sur ses faces avant et arrière, ce qui permet d'installer le haut-parleur dans l'ouverture correspondante d'un baffle aussi bien par l'avant que par l'arrière. La figure 2 montre en particulier le champignon 6 en matière plastique dont la tige centrale il est introduite dans un alésage 12 du noyau central en fer doux, ou bien encore, ne comporte pas de tige 11, de manière à être collé sur la surface plate non perforée du noyau central en fer doux. Cette figure 2 montre clairement l'intervalle fixe de quelques dixièmes de mm ménagé entre la surface du champignon os 6 et la membrane 7. L'intervalle étroit ainsi ménage constitue un coussin d'air relativement dur qui constitue un moyen excellent pour atténuer les phénomènes de résonance propre de la membrane qui se produiserrt nour une fréquence de 200G hertz environ. De plus, ceci confère à la membrane une grande insensibilité aux influences mécaniques extérieures. Par exemple, si la membrane est poussée contre le champignon par un objet mou,elle revient à sa forme première sans être endommagée par suite de son élasticité naturelle La figure 2 montre également la cavité 13 ménagée entre la pièce polaire 2 et l'armature du haut-parleur 4. Cette cavité communique avec l'extérieur par quatre perforations atténuatrices 14 (figure 3). La cavité et les perforations atténuatrices constituent un résonateur amorti. De ce fait,le coussin d'air ménagé sous le diaphragr.e entraîne une réduction de l'atténuation des vibrations de la membrane: il en résulte que la courbe de la pression sonore en fonction de la fréquence est uniforme et que les baisses brutales de pression sonore, qui correspondent à certaines fréquences en l'absence d'un résonateur, sont nivelées. Les figures 3 et 4 montrent la forme circulaire de l'armature du haut parleursseules les nervures circulaires 9 et 10 faisant saillie. La figure 4 montre également les perforations 15 prévues pour recevoir les vis de fixation 3. De plus, l'armature du haut-parleur présente à chacun de ses coins des perfora tions de forme oblongue 16 destinées au montage de l'armature sur le baffle. La figure 3 montre également les perforations atténuatrices 14 mentionnées ci-dessus. L'avantage particulier que présente l'armature de haut-parleur conçue selon l'invention,en ce qui concerne la fabrication,réside dans le fait que cette armature est composée d'une pièce moulée par injection d'un seul tenant en matière plastique renforcée par de la fibre de verre, cette matière étant par exemple du polystyrène additionné de butadiène et d'acrylonitrile (polymère ABS) cette armature a une forme qui facilite l'assemblage et qui est favorable au point de vue électro-acoustique. La figure 5, qui est une vue en coupe montre la forme de la cavité 13 et des perforations atténuatrices 14. La figure 6 est une vue très agrandie d'un modèle de champignon en matière plastique 6. Les figures 7 et 8 montrent la forme de la bague de fixation qui, sur sa couronne inférieure, comporte un bossage 17. Le bossage 17 maintient fermement la membrane dans une position centrée dans l'entrefer de l'aimant permanent contre l'armature du haut-parleur,lorsque ce haut parleur est assemblé; la bordure externe de la membrane n'est pas collée. Le centrage de la membrane est réalisé électriquement, la bague de fixation étant en place mais non fixée l'opération de centrage peut être exécutée automatiquement sur une chalne de transfert. Quand la membrane est en place après centrage, la bague de fixation est mise en compression, bloquant ainsi la membrane dans la position prévue. La mise en place de la bague de fixation peut également être effectuée automatiquement. La figure 9 représente,d'une part la membrane 7 qui, par exemple est découpée à l'emporte-pièce dans une pellicule de polystyrène étiré ayant une épaisseur de 50 microns et,d'autre part la bobine mobile sans noyau à double couche 18. La membrane et la bobine mobile ne pèsent ensemble que 0,3 grammes environ, le haut-parleur selon l'invention présente donc une réponse optimale aux impulsions et aux transitoires. La figure 10 schématise la suppression des phénomènes de directivité indésirables au moyen du haut parleur selon l'invention. La pression sonore a été mesurée pour quatre fréquences différentes de la plage de transmission. On voit qu'il n'existe pas de faisceaux directionnels distincts. A 15 kilohertz l'angle de rayonnement se maintient à 600 si une baisse de niveau de 6 décibels est admissible. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 10) Haut-parleur du type dit tweeter, en forme de dôme, pour fréquences élevées, comportant d'une part une membrane plastique en forme de demi sphère pour sa partie centrale et plane sur ses bords, les bords et la partie centrale étant réunis selon une courbe dont le rayon a une variation constante, comportant d'autre part une armature vissée au système d'aimant permanent, Iedit haut parleur étant caractérisé en ce que l'armature en matériau plastique du haut-parleur, qui est munie~de nervures circulaires sur ses deux faces, comporte des perforations d'atténuation et une cavité reliée à ces perforations, en ce que une bague de fixation en matériau plastique est disposée de manière à maintenir la membrane en place et en ce qu'un champignon en matériau plastique, dont le rayon est égal au rayon de la demi-sphère de la membrane, est placé intérieurement à celle-ci et à faible distance. 20) Haut parleur pour fréquences élevées dit tweeter tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature de haut-parleur est une moulée par injection faite d'un polymère d'acry-lonitrile-butadiène-styrène renforcé par de la fibre de verre. 30) Haut-parleur pour fréquences élevées dit tweeter tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane est découpée à I'emporte- pièce dans une pellicule de polystyrène et en ce qu'une bobine mobile sans noyau est collée à ladite membrane. 40) Haut-parleur pour fréquences élevées dit tweeter tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de fixation en matière plastique comporte une nervure saillante.