Brevet FR2274194A1 — publié le 19760102

La présente invention a pour objet de nouveaux haut-parleurs élec- trodynamiques. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des membranes de haut-parleurs électrodynamiques en fréquences basses, moyennes ou basses plus moyennes. On rappelle, pour mémoire, qu'un haut-parleur électrodynamique est composé d'une membrane vibrante, en forme de surface de révolution, solidaire d'une bobine mobile coaxiale, alimentée en courant modulé en amplitude. La membrane est composée généralement dtune feuille de carton, de métal ou d'une matière similaire et elle est supportée, a ses deux extrémités, par des liaisons souples permettant à la membrane d'osciller librement dans la direction parallele à l'axe. Cependant ces mouvements d'oscillation axiaux sont accompagnés généralement de déformations et de vibrations de la membrane perpendiculaires à la surface de celle-ci qui provoquent une distorsion des sons émis par le hautparleur et entraînent un phénomène connu sous le nom d'intermodulation ou doublage de fréquence du aux battements entre, dune part, les sons dus aux oscillations axiales qui correspondent aux fréquences de modulation du courant alimentant la bobine du haut-parleur et, d'autre part, les sons dus aux vibrations transversales de la membrane. Un objectif de la présente invention est de corriger la distorsion et l'intermodulation en atténuant les vibrations et déformations transversales de la membrane de telle sorte que les vibrations de celle-ci soient formées uniquement d'oscillations axiales reproduisant fidèlement les sons de basse et moyenne fréquence correspondant aux modulations du courant qui alimente la bobine. Un autre objectif de la présente invention est dtobtenir ce résultat en évitant de créer des chambres de résonance qui renforceraient l'émission autour des fréquences de résonance. Dans un haut-parleur électrodynamique à basse ou moyenne fréquence comportant une membrane en forme de surface de révolution, les objectifs de l'invention sont atteints en disposant à l'intérieur de ladite surface, au moins deux minces cloisons fixées par leur périphérie sur ladite membrane et en garnissant l'espace intermédiaire entre les cloisons d'un matériau de faible densité absorbant les sons. De préférence, ces cloisons sont constituées par des dômes,coaxiaux avec la membrane, ce qui leur confère une meilleure rigidité. Le matériau absorbant les sons est choisi, de préférence, dans le groupe formé par la laine de verre ou de roche, le liège, les matières plastiques cellulaires ou expansées et les fibres végérales. Les doues ont, de préférence, la forme de calottes sphériques dont la concavité est tournée vers la bobine. Dans ce cas, les plans tangents à la périphérie des dômes sont sensiblement perpendiculaires à la membrane. En variante, les dômes peuvent avoir leur concavité tournée vers l'extérieur ou bien tournée alternativement vers 1 'extérieur et vers la bobine. Les cloisons sont constituées, de préférence, du meme matériau que la membrane. Par exemple, elles sont constituées de feuilles minces de carton, éventuellement armé de fibres, préformées en dôme. Le résultat de l'invention est un nouveau produit constituant en haut-parleur électrodynamique pour les fréquences basses comprises, par exemple, entre 10 HZ et 1.500 HZ ou pour les fréquences moyennes compris, par exemple entre 800 HZ et 8.000 HZ, ou pour les basse-médium comprises entre 10 HZ et 8.000 HZ. Les avantages d'un haut-parleur selon l'invention sont les suivants - les sons sont reproduits avec une plus grande fidélité du fait que les vibrations de la membrane sont limitées à des oscillations paralleles à l'axe. Les déformations de la membrane perpendiculaires à la surface de celleci ou situées dans le plan de la membrane sont tres atténuées par les cloisons qui se comportent comme des entretoises de raidissement. I1 en résulte que la distorsion et l'intermodulation des sons sont nettement réduits. - la présence d'un matériau absorbant les sons dans l'espace intermédiaire entre les cloisons,utilisé en combinaison avec celles-ci,est impor tnnte. En effet, sans cela, l'espace clos délimité par la membrane et les cloisons se comporterait comme une cavité résonnante pour certaines fréquences ce qui nuirait à la fidélité du haut-parleur. Il existe déjà des haut-parleurs comportant un dôme cache-poassiere qui houche le col de la membrane ainsi que des haut-parleurs comportant ,à l'intérieur de la membrane, un dôme extérieurement convexe ou concave destiné à modifier la directivité du haut-parleur. Dans ces réalisations connues, les dômes remplissent une fonction différente de celle de la présente invention car ils ne servent pas à entretoiser la membrane. Généralement d'ailleurs, on n'utilise qu'un seul dôme tandis que, selon l'invention, on utilise au moins deux cloisons avec la différence supplémentaire que l'on place entre les cloisons un matériau absorbant les sons, de préférence de la laine de verre. Les cloisons utilisées sont minces- et légeres et le matériau absorbant est de faible densité de façon à ne pas alourdir exagésément la membrane. L'ensemble formé par la membrane, les cloisons et le matériau absorbant les sons est suspendu élastiquement et forme un ensemble vibrant ayant des fréquences de vibration propres. Comme la masse de cet ensemble vibrant est supérieure à celle de la membrane, la fréquenoe propre fondamentale de l'ensemble est plus faible que celle de la membrane seule. Par exemple, alors que la fréquence propre fondamentale d'une membrane de haut-parleur basse fréquence est généralement comprise entre 20 HZ et 35 HZ, on obtient un abaissement de la fréquence fondamentale de l'ordre de 10 HZ et la fréquence propre fondamentale d'une membrane selon l'invention se trouve comprise entre 10 et 20 HZ. I1 en résulte une meilleure reproduction des sons graves car on sait que la reproduction des sons ayant une fréquence inférieure à la fréquence fondamentale de la membrane est généralement altérée. Un autre avantage d'un haut-parleur selon l'invention réside dans le fait que le matériau absorbant placé entre les cloisons amortit les sons parasites provenant de la partie arrière du haut-parleur notamment les sons dus aux vibrations de la bobine mobile. La garniture absorbante fait fonction de filtre à l'égard de ces sons parasites. I1 existe à ce jour des haut-parleurs comportant des dispositifs d'asservissement électroniques destinés à supprimer la distorsion des sons en évitant les oscillations de trop grande amplitude de la membrane qui de-- formeraient celle-ci. Le dispositif selon l'invention permet d'arriver mécaniquement à un résultat au moins aussi bon et constitue un auto-asservissement mécanique de la membrane. Les haut-parleurs basse fréquence connus présentent une bonne sensibilité dans une bande de fréquence comprise sensiblement entre 25 HZ et 2.000 HZ. Pour des fréquences superieures à 2.000 HZ, la sensibilité devient irré gulière et varie selon les fréquences ce qui conduit à une moins bonne fidelité. Un haut-parleur basse fréquence équipé d'un dispositif selon l'invention présente une courbe de réponse remarquablement régulière sur une largeur de bande comprise entre 10 HZ et 4.000 HZ environ d'ou une très bonne fidélité sur toute la largeur de la bande passante. Un autre avantage des haut-parleurs selon l'invention réside dans le fait que l'on peut modifier la directivité du haut-parleur sans risquer de créer des cavités de résonance. En utilisant des dômes dont la convexité est tournée vers l'avant, on obtient un haut-parleur omnidirectionnel. En utilisant au contraire des d8mes dont la concavité est tournée vers l'avant, on obtient des haut parleurs directionnels. Les haut-parleurs selon l'invention constituent des haut-parleurs permettant de reproduire avec une haute fidélité les sons graves et les sons de fréquence moyenne et conviennent parfaitement pour les reproductionsélec- troacoustiques de sons musicaux. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente un exemple de réalisation d'un haut-parleur selon l'invention, sans aucun caractère limitatif. La figure unique représente en coupe longitudinale un haut-parleur électrodynamique basse fréquence ou moyenne fréquence composé, de façon connue, d'une membrane 1, en forme de surface de révolution autour de l'axe x xl. Cette membrane a la forme d'un tronc de cône mais pourrait également avoir la forme d'un hyperbololde, d'un paraboloide ou d'une autre surface de révolution autour de x xl. La membrane 1 est solidaire d'un mince cylindre en carton 2 sur lequel est enroulée une bobine 3 qui est alimentée en courant modulé par deux conducteurs électriques 4 suffisamment souples pour ne pas s'opposer aux mouvements de la membrane. La bobine 3 est placée autour d'un noyau aimanté 5 qui fait partie d'un aimant permanent 6 entourant la bobine. La membrane I est suspendue élastiquement par ses deux extrémités. Du côté extérieur, elle est supportée par un anneau 7 en un matériau souple qui est fixé par sa périphérie sur le boîtier rigide 8. A l'extrémité située du côté de la bobine, la membrane est supportée et centrée par un soufflet facilement déformable 9, dit "spider". Un cache 10, sur lequel l'aimant permanent 6 est fixé par des vis 11, complètent l'équipement des haut-parleurs connus dont certains comportent également un dôme de protection 12, qui obture le col de la membrane et qui empêche la pénétration des poussières. Un hsut-parleur selon l'invention comporte au moins deux cloisons 13, 14, placées à l'intérieur de la membrane et fixées sur celle-ci-par leur périphérie, par tout moyen, par exemple par collage. L'espace intermédiaire entre ces cloisons est garni, par par exemple, de laine de verre 15 ou de tout autre matériau fibreux, cellulaire, expansé ou de faible densité, présentant de bonnesqualités d'absorption des sons. Comme on l'a représenté sur la figure, les cloisons 13 et 14 ont, de préférence, la forme de dômes, par exemple de calottes sphériques, dont la convexité est dirigée vers l'éxtérieur et les plans tangents à la périphérie de ces dômes sont sensiblement perpendiculaires aux génératrices de la membrane, de telle sorte que les dômes s'opposent efficacement aux déformations et vibrations de la membrane dans une direction perpendiculaire à la surface de celle-ci. Cette disposition des dômes a pour effet de diminuer la directivité des haut-parleurs. On peut également utiliser des cloisons planes ou des dômes ayant leur concavité tournée vers l'extérieur dans le cas où l'on veut obtenir des haut-parleurs directifs. Comme le représente la figure, le dôme cache poussière 12 délimite également avec la cloison 13 un espace intermédiaire qui est garni de laine de verre 16 ou de tout autre matériau fibreux, cellulaire ou expansé,équivalent. En résumé, un haut-parleur selon l'invention comporte au moins deux cloisons intermédiaires, y compris le dôme cache-poussiere 12, dans le cas où celui-ci existe déjà, et une garniture absorbant les sons placée entre ces cloisons mais le nombre de cloisons et de garnitures peut être supérieur à deux. Les cloisons 12, 13, 14 sont des cloisons minces qui sont constituées, par exemple, du Tme matériau que la membrane 1, c'est-à-dire d'une feuille de carton éventuellement armé de fibres ou de tout autre matériau équivalent présentant une rigidité suffisante pour jouer le rôle d'entretoise et s'opposer aux déformations de flexion de la membrane, c'est-à-dire aux déformations dans une direction perpendiculaire à la surface de la membrane. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les diverses parties du haut-parleur décrit à titre d'exemple pourront etre remplacées par des parties équivalentes bien connues de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Haut-parleur électrodynamique comportant une membrane en forme de surface de révolution, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur de ladite surface de révolution, au moins deux minces cloisons, fixées par leur périphérie sur ladite membrane, et l'espace intermédiaire entre lesdites cloisons est garni d'un matériau de faible densité, absorbant les sons. 2 - Haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites cloisons sont des dômes coaxiaux avec ladite membrane. 3 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractéri sé en ce que ledit matériau absorbant les sons est pris danse le groupe formé par la laine de verre ou de roche, le liège, les matières plastiques cellulaires, expansées ou fibreuses, les fibres végétales. 4 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractéri sé en ce que lesdits dmes sont constitués par des calottes sphériques. 5 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractéri sé en ce que lesdits doues ont leur concavité tournée vers la bobine. 6 - Haut-parleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les plans tangents à la périphérie desdits dômes sont sensiblement perpendiculaires à la membrane. 7 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits dômes ont leur concavité tournée vers l'extérieur. 8 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits dômes ont leur concavité tournée alternativement vers l'extérieur et vers la bobine. 9 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdites cloisons sont constituées du raeme matériau que la iaem- brane. 10 - Haut-parleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que lesdites cloisons sont constituées de feuilles de carton préfor mées en doms.