Brevet FR2121536A1 — publié le 19720825

La présente invention concerne les ensembles formant diaphragmes et destinés à des transducteurs électro-acoustiques, notamment des haut-parleurs. L'invention se rapporte également aux transducteurs électro-acoustiques qui utilisent de tels ensembles formant 5 diaphragmes, et concerne plus particulièrement un haut-parleur à pression pour bande moyenne du type à calotte en matière molle. Des ensembles formant diaphragmes et se présentant sous des formes diverses ont été conçus pour être utilisés dans des haut-parleurs électro-dynamiques ou du type à bobine mobile» Dans le 10 cas d'un haut-parleur connu, dans lequel le diaphragme présente une forme conique ou tronconique, la bobine mobile étant montée au sommet du cône, ce cône du diaphragme est constitué par une couche d'étoffe tissée et imprégnée d'une résine synthétique durcie, à laquelle est associée une couche d'une matière fibreuse 15 comprimée qui lui est liée. On obtient ainsi un diaphragme présentant une rigidité et une raideur relativement importante et conçu de manière à fournir une bonne réponse pour des fréquences élevées. Dans un autre mode de réalisation connu d'un ensemble formant 20 diaphragme, dans lequel le diaphragme est du type à calotte dont la face concave est orientée vers la bobine, le diaphragme est constitué par un dôme d'étoffe molle qui subit d'abord une imprégnation pour la rendre suffisamment rigide et résistante mais qui laisse ouverts les interstices existant dans l'étoffe, cet élé-25 ment étant ensuite revêtu à l'aide d'une pellicule molle fermant les interstices de l'étoffe, rendant le diaphragme étanche â l'air et définissant une zone de rayonnement. La bobine est ensuite fixée sur un court rebord longitudinal prévu au niveau de la périphérie du diaphragme composite. Cet ensemble formant diaphrag-30 me est conçu pour être utilisé dans la bande des 2 à 18 kHz. L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un ensemble formant diaphragme qui puisse traiter des signaux de puissance élevée sans déformation excessive et qui puisse être.appliqué plus particulièrement à la bande des fréquences moyennes com-35 prises entre environ 500 Hz et 5 kHz. L'invention vise également à permettre la réalisation d'un transducteur électro-acoustique ayant la possibilité de traiter les signaux atteignant 50 watts avec une résonance faible et une faible déformation. 72 00005 2121536 L'invention est matérialisée dans un ensemble formant diaphragme destiné à un transducteur électro-acoustique, cet ensemble comprenant une partie molle formant calotte et présentant des caractéristiques d'élasticité et de rigidité ou de retour à 5 l'état initial, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'entourage semi-rigide fixé à la périphérie de la partie formant calotte de manière à s'étendre sensiblement radialement par rapport à l'axe de symétrie de cette partie formant calotte, l'ensemble étant conçu de façon que lorsque cet élément d'entou-10 rage est fixé fermement au niveau de sa périphérie, à la fois la partie formant calotte et l'élément d'entourage peuvent subir des excursions ou déplacements relativement importants en réponse à des signaux appliqués à une bobine assujettie à cet ensemble. 15 De préférence, l'élément d'entourage est nervuré sur une partie de sa surface et est constitué par un élément de base en étoffe qui est imprégné d'une résine synthétique durcissable. L'invention est également matérialisée dans un transducteur électro-acoustique comprenant un ensemble formant diaphragme 20 selon l'invention ainsi qu'un dispositif formant circuit magnétique et destiné à produire un flux agissant sur la bobine, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif formant boîtier et délimitant une chambre totalement fermée au niveau de la partie postérieure de la bobine. 25 Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le dis positif formant circuit magnétique comprend une pièce polaire annulaire comportant une partie faisant saillie radialement vers l'extérieur et délimitant une surface en regard de la bobine, cette pièce polaire étant associée à une calotte présentant des 30 perforations, constituée par une matière non magnétique et montée de manière que son extrémité antérieure fasse saillie dans la partie formant calotte de l'ensemble formant diaphragme et lui soit sensiblement parallèle. La description qui va suivre, faite en regard des dessins 35 annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré du haut-parleur selon l'invention. 72 00005 2121536 Les fig. 2A, 2B et 2C considérées ensemble constituent une vue explosée du haut-parleur, qui montre plus en détail ses divers éléments constitutifs et leurs relations mutuelles. Le haut-parleur représenté sur les figures est un haut par-5 leur à pression et à bande moyenne du type à calotte constituée par une matière molle, et il est essentiellement conçu pour fonctionner dans la bande des fréquences comprises entre 500 Hz et 5 kHz, mais il fonctionne à + 3 dB jusqu'à 10 kHz. La capacité de traitement en puissance est de 50 watts pour la norme DIN 10 45-500. La distorsion ou déformation harmonique est extrêmement faible et peut être meilleure que 2 % pour toute la bande de fonctionnement. Si l'on se réfère maintenant aux figures, il est visible que le haut-parleur selon l'invention comprend essentiellement un 15 ensemble de montage antérieur, un ensemble formant diaphragme, un ensemble â aimant et un système de contre-pression. Au niveau de la partie antérieure du haut-parleur, il est prévu une plaque de montage annulaire 10 présentant des perçages appropriés pour recevoir des vis 12 et des goujons 13 en laiton. Derrière la 20 plaque de montage 10 et conçu de manière à s'adapter à un logement 11 ménagé dans la partie postérieure de la plaque, il est prévu une bande annulaire 14 constituée par tan matériau synthétique tel que celui connu sous la dénomination "Tesamol". Une grille de protection 16 présentant une forme de calotte 25 ou de dôme est conçue de manière à s'adapter à l'orifice central ménagé dans la plaque de montage 10 de manière que son rebord périphérique 17 s'applique contre un rebord faisant saillie radialement vers l'intérieur et ménagé sur la plaque de montage 10. Derrière la grille 16 il est prévu une paire de rondelles 30 d'étanchéité et d'isolement électrique 18, et entre ces rondelles 18 passent des bandes de béryllium 20 qui sont conductrices de l'électricité, qui font partie de l'ensemble formant le diaphragme et qui, comme cela sera décrit ci-après, constituent les éléments de connexion électriques existant entre une source 35 de courant extérieure et la bobine du haut-parleur. Sur la fig. 2A, les bandes 20 n'ont pas été représentées montées entre les rondelles 18 pour faciliter la représentation. L'ensemble formant diaphragme, qui est représenté en vue explosée sur la fig. 2A, comprend un boîtier de diaphragme 22 en 72 00005 2121536 acier inoxydable, présentant une forme annulaire et dans lequel est ménagé un orifice central débouchant, une paire de rondelles de serrage et de fixation en caoutchouc 24 qui sont mises en place, lorsqu'elles sont assemblées, contre un épaulement 25 5 prévu sur le boîtier 22, une calotte ou un dôme en matière molle 26, un élément d'entourage 28 pour le diaphragme, les bandes de béryllium 20 et une bobine 30 montée sur une carcasse 31. La calotte 26 présente une forme convexe orientée vers l'extérieur par rapport à la bobine 30 et peut être réalisée de la 10 manière suivante:-Une matière molle telle qu'une étoffe tissée, par exemple de la batiste, de la mousseline ou de la percale, est d'abord revêtue à l'aide d'une couche de résine synthétique thermodurcissable, telle qu'une résine époxy, et est chauffée et comprimée dans -un moule ou une matrice, de sorte que le maté-15 riau présente la forme d'une coupole ou d'un dôme requise et reprend cette forme bien qu'il soit déformable. La coupole est ensuite traitée à l'aide d'une matière plastique qui n'est pas affectée par les variations climatiques, par exemple la chaleur et l'humidité, de manière à obtenir une coupole terminée qui soit 20 du type mou, qui soit élastique, imperméable à l'air, et suffisamment rigide pour reprendre sa forme initiale lorsqu'elle est légèrement déformée. L'élément d'entourage 28 pour le diaphragme comporte une partie périphérique qui est prise entre les rondelles 24, une 25 partie striée, nervurée ou rainurée s'étendant radialement vers l'intérieur de la partie périphérique, et une partie inclinée sous un angle correspondant à celui du bord de la calotte ou du dôme 26 auquel il est fixé, par exemple à l'aide d'une colle ou d'un ciment. Bien qu'il soit fixé sur la calotte 26 au mo-30 ment de l'assemblage, l'élément d'entourage 28 pour le diaphragme est réalisé séparément à partir d'un matériau tel qu'une toile qui est imprégnée à l'aide d'une résine synthétique dur-cissable, telle qu'une résine incomplètement durcie ou stabilisée, par exemple une résine du type phénol-formaldéhyde. La partie 35 nervurée ou rainurée est formée au cours d'une opération de chauffage et de pressage, qui durcit également la résine et produit un élément d'entourage semi-rigide imperméable à l'air. Bien que cet élément d'entourage 28 soit semi-rigide, il doit être capable de suivre les mouvements de la calotte molle 26 et, 72 00005 5 2121536 par conséquent, il a la possibilité d'effectuer une excursion ou un déplacement important à partir de sa position de repos. Ce point est particulièrement important pour obtenir une faible résonance sans déformation, particulièrement lorsque le haut-par-5 leur doit traiter des signaux d'entrée de grande puissance, par exemple de l'ordre de 50 watts. sur une carcasse 31 qui est de préférence un tube cylindrique constitué par du papier revêtu d'une résine époxy. Lors de l'as-10 semblage, la carcasse 31 est rendue solidaire, par exemple avec de la colle ou un ciment, de l'élément d'entourage 28 pour le diaphragme et de la calotte 26 de manière à réaliser un ensemble unitaire, les bandes de béryllium 20 étant alors en contact avec la bobine 30. Cet ensemble unitaire est maintenu en place 15 du fait que la périphérie de l'élément d'entourage 28 pour le diaphragme est serrée entre les deux rondelles de caoutchouc 24. Derrière l'ensemble formant diaphragme, il est prévu une rondelle terminale 32 qui présente également une forme annulaire et qui comprend des pattes ou cosses 33 de connexion électrique 20 prévues au voisinage de sa périphérie. Les bandes de béryllium 20 établissant le contact avec la bobine 30 sont soudées sur les cosses 33. Au niveau de la partie postérieure de la rondelle terminale 32 et placé sur l'axe du haut-parleur, il est prévu l'ensemble à aimant qui est représenté en détail sur la fig. 2B. 25 Cet ensemble à aimant comprend une pièce polaire annulaire 34 qui comporte une partie 39 faisant saillie radialement au niveau de son extrémité antérieure. L'extrémité antérieure de la pièce polaire 34 comporte également une partie 35 faisant saillie longitudinalement et sur laquelle est logée une calotte ou un 30 dôme à perforations 36 qui, lorsque le haut-parleur est assemblé, fait saillie à l'intérieur de la coupole ou du dôme de tissu 26 en lui étant sensiblement parallèle. La coupole 36 peut être constituée par exemple par une matière foliiforme à perforations telle que du laiton. L'orifice traversant la pièce polaire 34 35 est rempli par un noyau 37 du type cellulaire ou se présentant sous forme de mousse, qui présente normalement un diamètre plus important que celui de l'orifice, de sorte que lorsque le haut-parleur est assemblé, ce noyau est comprimé et fait saillie vers l'avant par rapport à la face antérieure de la pièce polaire. 72 00005 2121536 comme le montre la fig. 1. Le noyau 37 remplit une fonction d'amortissement. Autour de la pièce polaire 34 il est prévu d'adapter une bande annulaire 38 de matière cellulaire qui, lorsque le haut-parleur est assemblé, est comprimée par un aimant annu-5 laire 40 entourant la pièce polaire 34. L'aimant 40 est,de préférence*du type céramique et présente une puissance correspondant par exemple à 15.000 Gauss. Le dispositif à aimant est maintenu assemblé en étant fixé, entre des plaques antérieure et postérieure désignées respectivement par 42 et 44, par exemple à 10 l'aide de vis en laiton 46. La bobine 30 est logée dans l'entrefer délimité entre la pièce polaire 39 et la surface en regard de la plaque antérieure 42. Comme le montre la fig. 2C, le système d'appui ou de contre-pression comprend un capuchon d'appui ou couvercle de contre 15 pression 48 qui est sensiblement rempli par un noyau cellulaire 50. Le couvercle de contre-pression 48 s'adapte autour de la plaque postérieure 44 de l'ensemble à aimant et lui est fixé de manière à constituer un ensemble à contre-prèssion totalement fermé derrière la bobine 30. Cela signifie que le haut-parleur 20 n'est pas affecté par les dimensions de l'appareil dans lequel il est monté. Comme visible sur la figure, il est également prévu sur le couvercle de contre-pression 48 des pattes ou cosses extérieures 52 et des conducteurs électriques montés entre ces pattes 25 et les pattes 33 prévues sur la rondelle terminale 32. L'ensemble formant diaphragme selon l'invention est particulièrement avantageux pour le traitement des signaux de grande puissance grâce à l'utilisation d'un élément d'entourage du diaphragme semi-rigide qui peut également subir des excursions ou 30 effectuer des déplacements importants pour produire une résonance faible sans déformation. Bien que la description précédente ait été effectuée en se référant plus particulièrement à des haut-parleurs, il est évident que l'invention est également applicable d'une façon générale aux 35 transducteurs électro-acoustiques et que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 72 00005 2121536 REVENDICATIONS 1. Ensemble formant diaphragme pour transducteur électro-acous tique, comprenant une partie molle formant calotte et présentant des caractéristiques d'élasticité et de rigidité ou de retour à 5 l'état initial, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'entourage semi-rigide (28) fixé à la périphérie de la partie formant calotte (26) de manière à s'étendre sensiblement radialement par rapport à l'axe de symétrie de cette partie formant calotte, l'ensemble étant tel que lorsque cet élément d'entourage est fixé 10 fermement au niveau de sa périphérie, à la fois la partie formant calotte et l'élément d'entourage peuvent subir des excursions ou déplacements relativement importants. 2. Ensemble formant diaphragme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'entourage (28) est nervuré sur 15 line partie de sa surface et est constitué par un élément de base en étoffe qui est imprégné d'une résine synthétique durcissable. 3. Ensemble formant diaphragme suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie formant calotte (26) est obtenue à partir d'un élément de base en étoffe qui est d'abord im- 20 prégné à l'aide d'une résine thermodurcissable et qui est ensuite revêtu d'une matière plastique résifitànt aux variations climatiques 4. Ensemble formant diaphragme suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une bobine mobile montée sur une carcasse fixée à cet ensemble, caractérisé en ce que la 25 bobine est séparée axialement de la calotte (26) considérée au niveau de son côté concave. 5. Tranducteur électro-acoustique comprenant un ensemble formant diaphragme suivant l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant également un dispositif formant circuit ma- 30 gnétique et produisant un flux agissant sur la bobine, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif formant boîtier (48) délimitant une chambre totalement fermée au niveau de la partie postérieure de la bobine (30). 6. Transducteur électro-acoustique suivant la revendication 5, 35 caractérisé en ce que le dispositif formant circuit magnétique comprend une pièce polaire annulaire (34) comportant une partie faisant saillie radialement vers l'extérieur (39) et délimttant une surface faisant face à la bobine (30) , cette pièce polaire (34) étant associée à une calotte (36) présentant des perforations 72 00005 2121536 constituée par une matière non magnétique et montée de manière que son extrémité antérieure fasse saillie dans la partie formant calotte (26) de l'ensemble formant diaphragme et lui soit sensiblement parallèle. 7. Transducteur électro-acoustique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice central ménagé dans la pièce polaire annulaire (34) est rempli à l'aide d'un dispositif d'amortissement (37) . 8. Transducteur électro-acoustique suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif formant boîtier (48) est sensiblement rempli à l'aide d'un dispositif d'amortissement (50). 9. Transducteur électro-acoustique suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement (37, 50) est un matériau cellulaire ou se présentant sous forme de mousse compressible.