Brevet FR2244245A1 — publié le 19750411

La présente invention concerne en general des agencements et méthodes de blindage magnétique et plus particulièrement, un blindage supprimant les vibrations audibles induites dans des parois d'un boitier par des champs magnetiques parasites issus de transformateurs d'alimentation et autres éléments similaires. L'introduction de terminaux de calculateur et autres appareils électriques dans l'ambiance tranquille d'un bureau ou d'un appartement a ramené au premier plan le problème des vibrations audibles introduites dans les appareils par des champs magnétiques parasites généres par les transformateurs d'alimentation disposés à l'interieur desdits appareils. Afin de blinder effectivement et d'assurer une protection generale des composants electriques sensibles et des circuits à l'interieur du dispositif, celui-ci peut Qtre enfermé d'une manière classique dans un boitier à parois en matériau ferreux. En raison des exigences de faible encombrement affectant les terminaux de calculateur et autres dispositifs. il est courant d'utiliser une enceinte compacte conduisant à monter le transformateur si près des parois ferreuses que son champ magnetique parasite provoque souvent la génération de vibrations audibles genantes par lesdites parois. Ces vibrations dépendront naturellement de la force du champ parasite émanant du transformateur. de la frigidité des parois ainsi que d'autres facteurs. Dans l'art antérieur, on trouve dans le brevet des E.U.A nO 3 102 246, un moyen de réduction du bruit dans un transformateur de forte puissance, comprenant un diaphragme métallique fin dispose aux coins du boîtier du transformateur qui est rempli d'huile. Le but de cet agencement est d'éviter aux parois du boîtier de répondre aux vibrations mécaniques produites dans le transformateur lui-même et transmises par l'huile de remplissage. Comme on peut le voir d'après le brevet cité ci-dessus, l'invention tout en concernant généralement la suppression des vibrations audibles produites par un transformateur, n'apporte aucune solution au problème présent. Tout d'abord, les transformateurs de puissance concernés dans la pressente invention ne sont pas considérés eux-mêmes comme des sources de vibrations audibles. Ils sont au contraire considérés comme des sources de champs magnétiques parasites. Ensuite. la solution présentée dans le brevet cité précédemment ne peut pas être appliquée pour résoudre le problème que se propose de résoudre la présente invention. La présente invention envisage la réalisation d'une méthode et d'un moyen simples supprimant d'une manière appropriée les vibrations audibles dans un corps provoquées par le champ magnétique parasite d'un transformateur de puissance ou de toute autre source de champ magnétique au voisinage de ce corps. Au cours d'expériences faites dans le cadre de la presente invention, on a constaté que l'installation d'une feuille conductrice entre la source du champ magnétique et le corps vibrant, provoque une réduction du champ magnétique frappant le corps. Cependant, la réduction -résultante du bruit audible du corps est finalement plus que compensée par les vibrations audibles de la feuille elle-même. En prévoyant des perforations dans la feuille, on a constaté que l'interception du champ magnétique est toujours sensiblement aussi efficace qu'avec une feuille non perforée mais que les vibrations audibles dans la feuille étaient réduites d'une manière importante et amenées à un niveau acceptable. Les perforations ne doivent naturellement pas être d'une grandeur permettant une transmission de champ magnétique excessive au corps. Bien que l'on ne comprenne pas exactement pourquoi la feuille perforée ne présente pas de vibrations audibles aussi intenses que la feuille non perforée, on croit que cette caractéristique est dûe à plusieurs causes. Les facteurs prédominants sont peut être le fait que les perforations réduisent la cambrure de la feuille en raison de la magnétostriction et, de plus, le fait que lesdites perforations divisent effectivement la surface de la feuille en petites sections, augmentant ainsi la fréquence de ces vibrations. Ces vibrations à fréquence élevée sont probablement inaudibles en raison du fait que la sensibilité de l'oreille humaine diminue d'une manière appréciable au-delà de 1kHz. Etant donné que ces déductions n'ont pas été confirmées par une analyse scientifique stricte, elles doivent être simplement considérées comme des hypothèses facilitant la compréhension de la présente invention. La présente invention fournit des moyens pour supprimer des vibrations audibles dans un corps, provoquées par un champ magnétique à faible fréquence émanant d'une source. La présente invention consiste à prévoir une feuille de métal conducteur perforée d'une manière prédéterminée afin d'éviter pratiquement la génération de vibrations audibles dans celle-ci. par l'l'interception du champ magnétique, et à interposer de la feuille entre la source de champ magnétique et le corps afin d'intercepter ledit champ magnétique. Comme le comprendra l'homme de l'art, si la feuille de métal vibrante est en contact de transmission de vibrations avec un support ou un autre corps capable d'être excité à des fréquences audibles, des vibrations naissant dans la feuille peuvent, à leur tour, générer des vibrations audibles dans le corps que l'on excite. Il peut donc être nécessaire ou souhaitable d'isoler la feuille à son joint de support ou à ses points de contact avec d'autres corps pouvant être excités, par l'intermédiaire de moyens d'amortissement de vibrations appropries. Selon un aspect préféré de la présente invention, la feuille est composée d'un metal magnOto-ferreux et presente une épaisseur de l'ordre de 0,25 à 3,17mm. Les perforations sont de préférence disposées de façon à occuper de 10-à 70% de la surface de la feuille et sont distribuées d'une manière pratiquement uniforme. Dans le contexte de la présente invention, un métal à "structure électriquement conductrice est un métal conducteur pouvant être adapté pour la rêalisation de structures en raison de ses propriétés mécaniques et chimiques. Cette définition permet d'inclure des métaux tels que l'acier, le cuivre et l'aluminium tandis que des metaux tels que le mercure seront exclus de cette liste en raison de leur rigidité mecanique insuffisante et des métaux tels le sodium seront également exclus de cette liste en raison de leur réactivité chimique excessive ainsi que des risques que représente leur utilisation dans un environnement normal. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'expose qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 est une vue en perspective de la partie interne d'une enceinte, une partie de ses parois etant découpée pour montrer le transformateur de puissance ainsi que le blindage réalise selon la présente invention et disposé entre ledit transformateur et lesdites parois. La figure Z est une vue de dessus de l'agencement de la figure 1. En se reportant aux figures 1 et 2, on y voit représenté un blindage réalisé selon la présente invention et formé d'une feuille sélectionnée d'acier magnéto-ferreux 10, d'une épaisseur de 1,27mm et formée de façon à être pratiquement exempte de contraintes mecaniques ou de coins fermes. La feuille 10 est disposée et formêede façon telle qu'elle s > adapte entre une source d'un champ magnétique de basse fréquence, tel que le transformateur de puissance 11, et un corps qui est susceptible d'être amené en état de vibration audible par le champ magnétique, ledit corps pouvant être n'importe quelle enceinte 12- an matériau ferreux. Dans un but de simplification, la feuille 10 est disposée pratiquement à mi-chemin entre le transformateur Il et les parois 12, qui sont séparées par unie distance de 25,4mm. La feuille 10:présente des perforations 13:réparties d'une manière pratiquement regulière dans sa surface pour couvrir approximativement 30t de la surface totale de la feuille. Pour clarifier l'illustration, un petit nombre seulement de ces perforations 13-sont réellement repfésentées dans la-figure 1. Les perforations 13- sont de préférence circulaires et présentent une surface approximativement égale à 1,Smm2.Et les centres des perforations 13 sont séparés les uns des autres par une distance approximativement égale à 3,17mu. La feuille perforée est fixe à son support par des patins anti-vibrations 14 qui peuvent être en caoutchouc ou autre matériau similaire, et suppriment la transmission des vibrations résiduelles de la feuille 10 au côté inférieur 15 de l'enceinte ou à d'autres corps pouvant vibrer d'une manière audible lors d'une telle excitation. La feuille 10 présente une perméabilité relative d'approximativement 1000 et une conductivité relative par rapport à celle du cuivre d'approximativement 0,1. Ces caractéristiques, ainsi qu'une épaisseur de feuille de 1,27mm, ont été constatees comme appropriées pour supprimer la vibration des parois 12 lorsque la force du champ magnétique original (c'est-à-dire sans blindage) dû au transformateur 11 est approximativement gale à 60 Gauss en moyenne et que la feuille est disposée à 25,4mi de la surface du transformateur fc'est-à-dire à la position des parois 123. Pour une force de champ plus élevée que celle indiquée ci-dessus, une autre combinaison de ltépaisseur de la feuille et d'une perméabilité plus enlevée, peut être nécessaire.+ Bien que des formules soient connues pour calculer l'efficacité d'un blindage dû aux possibilités de réflexion et d'absorption des feuilles solides J ces formules apparaissent comme imprécises aux basses fréquences telles que la fréquence de 60Hz impliquée dans la plupart des applications de la présente invention. Il serait imprudent de compter sur ces formules ou de les recommander, étant donné qu'elles peuvent conduire à des erreurs.Par contre > l'homme de l'art pourra utiliser les indications données ici pour sélectionner une feuille et un type de perforations approprié à ses exigences. Si cependant, la force du champ est sensiblement inférieure à environ 100 Gauss, ou si l'espacement des parois 12 excède 25,4mm, et si le gain de poids est particulièrement recherché, il peut être souhaitable d'utiliser une feuille d'aluminium comme blindage. Pratiquement toute l'efficacité du blindage des métaux non magnéto-ferreux est dûe à la reflexion plutôt qu'à la fois à la reflexion et à l'absorption comme c'est le cas pour les métaux magnéto-ferreux tels que le fer ou l'acier. L'efficacité réduite du blindage peut cependant être encore suffisante pour certaines applications. Naturelliement, des perforations doivent être prévues pour assurer le même effet de "tranquilisation" du blindage telle qu'exposé plus haut.On notera également que l'on a constaté que le cuivre était plus efficace que l'aluminium bien que l'entant moins que l'acier. Comme le comprendra l'homme de l'art, on peut appliquer la présente invention en interposant plusieurs feuilles perforées entre la source de champ magnétique et le corps à protéger. On peut également, en faisant correspondre le matériau de la feuille et l'épaisseur de celle-ci à la force du champ n'utiliser qu'une seule feuille de blindage. En général, à mesure que le champ devient plus fort, la feuille doit être plus epaisse et la parmêabilite et la conductivité du matériau formant la feuille doivent augmenter pour maintenir I'efficacité du blindage à un niveau predéterminé. Bien que l'on ait décrit dans ce quiprécède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquees à un mode de réalisation préféré de celle-ci > il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention REVENDICATIONS 1.- Blindage contre les vibrations audibles engendrées dans un corps par un champ magnétique émanant d'une source déterminée, essentiellement carac térisé en ce qu'il comporte une feuille de métal à structure electriquement conductrice, disposée entre ledit corps et ladite source pour intercepter ledit champ magnétique, ladite feuille étant perforée d'une manière prédéterminée de façon à réduire les vibrations audibles engendrées par ellemême au-dessous d'un niveau prédéterminé. 2.- Blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite feuille est fixée sur un support par des moyens d'amortissement de vibrations de façon à éliminer les vibrations résiduelles engendrées par le support. 3.- Blindage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit métal à structure électriquement conductrice est magnétoferreux. 4.- Blindage selon la revendication 1, ou 2, ou 3, caractérisé en ce que lesdites perforationss occupent une surface comprise entre 10% et 70% de la surface totale de la feuille. 5.- Blindage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les perforations de ladite feuille recouvrent approximativement 30% de sa surface > et sont disposées de manière régulière dans cette surface. 6.- Blindage selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce qu'il est disposé et formé de façon à se trouver à peu près à mi-chemin entre ladite source et ledit corps et de façon à être exempt de contraintes éventuellement engendrées par son support. 7.- Blindage selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que ladite feuille est en acier magnétoferreux, et a une épaisseur de l'ordre de 0 > 25 à 3,17mm. 8.- Blindage selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que lesdites perforations ont chacune une surface d'environ 1,9mu2, les centres des perforations adjacentes sont approximativement à une distance de 3,17tam l'un de l'autre, et ladite feuille a une epaisseur d'approximativement 1,27mm.