Brevet FR2256619A1 — publié le 19750725

La présente invention concerne un transducteur électroacoustique avec circuit magnétique, lequel satisfait simplement, rapidement, et par conséquent économiquement, aux impératifs imposés à de tels transducteurs électroacoustiques. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du transducteur électroacoustique à circuit magnétique selon 1' invention. Les deux variantes les plus connues de transducteurs électroacoustiques pourvus d'un circuit magnétique sont le transducteur dynamique à bobine mobile et le transducteur magnétique. I1 est bien connu que l'un des éléments les plus importants de tels transducteurs électroacoustiques est le circuit magnétique qui constitue en général l'élément le plus onéreux du transducteur. La résistance mécanique et le poids du transducteur sont principalement déterminés par le circuit magnétique. Pour cette raison, l'ar-- chitecture du circuit magnétique, par exemple l'assemblage des différents éléments, n'est pas indifférente. Le circuit magnétique consiste en au moins deux composants, à savoir un aimant permanent réalisé en matériau magnétique dur et une armature réalisée en matériau magnétique doux.Dans le cas des transducteurs dynamiques comportant un aimant dit aimant extérieur, deux armatures, par exemple la plaque de recouvrement inférieure et la plaque de recouvrement supérieure, sont raccordées à l'aimant annulaire. L'assemblage des armatures, c'est-à-dire det plaques de recouvrement et de l'aimant, pour former un circuit magnétique apte au fonctionnement, se fait, selon une méthode ancienne, par fixation au moyen de vis ou encore d'éléments ou organes d'assemblage. Cette exécution est onéreuse et sa résistance mécanique ntest pas très grande. Les vis longues, nécessaires pour l'assemblage, doivent être en une matière non magnétique, par exemple en cuivre. I1 faut alors soit réduire la surface utile de l'aimant, soit recourir å une réalisation onéreuse de celui-ci.Dans le premier cas, il faut augmenter le diamètre intérieur de l'anneau magnétique, tandis qui dans le deuxième cas l'emplacement pour les vis est aseuré au moyen de rainures prévues dans l'aimant La conception de l'armature est également assez onéreuse, ear elle doit eAtre pourvue de trous, voire même de trous filetés. La résistance mécanique dépend de la force de serrage qui, sous l'effet de la dilatation thermique et d'autres sollicitations, peut donner lieu à relâchement et provoquer le décalage de l'armature. On connaSt aussi une solution dans laquelle l'assemblage est effectué à l'aide de colle liquide. Cette solution conduit, toutefois, soit à une résistance mé- canique insuffisante, soit le recours à un procédé onéreux. Si, par exemple, le collage est effectué au moyen d'une colle à deux composants (à base époxyde), le temps de prise est long, le mélange, l'application, etc.. de la colle sont difficiles et ne peuvent pas assurer une production "saine" en série, de sorte que, finalement, cette exécution est elle-aussi relativement onéreuse. C"est pourquoi, on s'est efforcé, et l'on s'efforce encore aujourd'hui dans le monde entier, de trouver des solutions technologiquement simples assurant une production en série "saine"* Une telle solution réside dans l'assemblage du circuit magnétique au moyen de matière thermoplastique, par un procédé de moulage par injection Dans une variante, le circuit magnétique est moulé par injection de l'intérieur et de l'extérieur, et l'on forme m8me simultanément certains éléménts porteurs (voir par exemple le brevet autrichien nO 236.476). L'inconvénient de cette méthode réside dans le fait que la matière thermoplastique moulée pénètre très facilement dans l'entrefer, Far suite des imprécisions inévitables de l'outillage et des composants du circuit magnétique. La matière plastique ayant pénétré dans l'entrefer s'oppose au fonctionnement correct du transducteur. Selon l'autre solution, les différents constituants ne sont liés ou assemblés qu a la surface extérieure, loin de l'entrefer (voir par exemple brevet hongrois nO 147.273). Cette solution élimine, certes les défauts susmentionnés, mais elle accroSt l'encombrement du circuit magnétique, ce qui est particulièrement désavantageux dans le cas des transducteurs de petites dimensions.Les caractéristiques de résistance mécanique du circuit magnétique réalisé de cette façon sont insuffisantes, l'enveloppe en matière thermoplastique se fend fréquemment par suite de dilatations thermiques, ou bien le circuit magnétique céramique se disloque au cours de la procédure de moulage par injection, La retouche des fabrications défectueuses est comateuse, car la séparation des composants enrobés de matière plastique exige un travail important. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités, d'assurer une fabrication "saine", rapide et aussi économique que possible des circuits magnétiques, et en outre d'accroître la résistance mécanique des transducteurs acoustiques. La solution proposée par l'invention peut s'appliquer tout aussi bien à des circuits magnétiques avec aimant extérieur qu'à des circuits magnétiques avec aimant intérieur, ainsi qu'à des circuits magnétiques de transducteurs dynamiques et magnétiques, indépendamment du fait qu'ils comportent un aimant céramique, coulé ou fritté L'objet de la présente invention est un transducteur électroacoustique comportant un circuit magnétique constitué d'au moins une armature et d'au moins un aimant.L'objet de l'invention est caractérisé par le fait qutentre les différents éléments du circuit magnétique, clest-à-dire entre l'armature et l'aimant et/ou entre les éléments du circuit magnétique et lYun au moins des éléments de support et de fixation, il est prévu une matière thermoplastique non fluide à froid avant la mise en place. Lors de la préparation du transducteur électroacoustique selon la présente invention; la matière thermoplastique est avantageusement en forme de feuille ou de plaque avant d'être placée entre les éléments du circuit magnétique et les éléments supports. Dans ces feuilles ou plaques on découpe des pièces de dimensions et formes appropriées, pièces que l'on agence entre les éléments de circuit magnétique et les éléments supports, puis on expose l'ensemble du circuit magnétique à une action thermique dans un ou plusieurs outils chauffés. Selon une autre solution, la fusion de la matière thermoplastique placée entre les éléments du circuit magnétique, -c'est-à-dire l'apport d'énergie thermique, est assurée par application d'ultrasons. Dans une troisième méthodeS la production de chaleur est caractérisée par le fait que l'ensemble du circuit magnétique est placé dans un champ magnétique alternatif à basse fréquence. Selon un autre procédé, la fusion de la matière thermoplastique est effectuée au moyen d'un champ électrique alternatif à haute fréquence (plusieurs NHz) Les avantages de la solution proposée par l'invention résident dans le fait qu'elle permet de réaliser, sans accroissement d'encombrement, des circuits magnétiques notablement plus résistants du point de vue miécanique, tandis que l'entrefer du circuit magnétique est tout à fait épargné et ne reçoit aucun corps étranger pendant la fabrication, ce qui' as- sure une production exempte de rebuts et l'obtention de transducteurs fiables. Au cours de la fabrication du transducteuri l'aimant n'est pas sollicité mécaniquement, de sorte qu'aucune rupture d'aimant ne survient, même s'il s'agit d'aimants céramiques.Le circuit magnétique peut être assemblé rapidement, en ne recourant qu a petit nombre d'outils de montage, de sorte que la fabrication en série peut être productive, économique et "saine1,. Si, éventuellement un circuit magnétique est défectueux, ses composants peuvent en eAtre séparés par réchauffage et être réutilisés. Des essais ont montré que, parmi les matières thermoplastiques, des matières. à base d'éthylène, de propylène ou encore de polyamide donnaient de bons résultats Ces matières, refroidies après fusion, se figent en quelques secondes. En utilisant la matière sous forme de feuille, la feuille thermoplastique (par exemple à base de polyamide) pourrait autre éventuellement (afin d'obtenir une production plus saine et une maniabilité améliorée, ainsi qu'à des fins de stockage), coupée aux dimensions voulues en meme temps qu'un matériau intercalaire en polyéthylène, tandis qu'au moment de la mise en place, seule la feuille de polyamide serait utilisée L'objet de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple en se référant à un transducteur dynamique pourvu d'une bobine mobile, construit avec un circuit magnétique extérieur et illustré par le dessin annexé sur lequel la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un transducteur acoustique selon l'invention, constitué ici par un haut-parleur dynamique à bobine mobile, la figure 2 représente, pour illustrer le procédé selon l'invention, le circuit magnétique du meme transducteur acoustique lorsqu'il est placé dans un outil. Comme le montre la figure 1, une matière thermoplastique 5 est disposée entre un aimant annulaire 1 et la plaque de recouvrement 2 inférieure de celui-ci, tandis qu'entre l'aimant 1 et la plaque de recouvrement supérieure 3 se trouve une matière thermoplastique 4 . Entre la cage 9 portant le système de membrane 11 (membrane, bord de membrane, bobine mobile, plissage, etc.), et la plaque supérieure 3 se trouve une matière thermoplastique 10. Lors du montage du transducteur, la matière thermoplastique a été appliquée sur le composant, sous forme de feuille ou de plaque, ou encore à l'état fondu au moyen d'un pinceau ou par immersion. Les éléments cités du circuit magnétique sont maintenus solidement assemblés par les matières thermoplastiques 4, 5 et 10, sous l'effet de la force d'adhérence.Sur la figure , les matières thermoplastiques/5 et, 10 sont représentées avec une épaisseur relative plus importante qu'en réalité, afin de faciliter la compréhension du dessin. La figure 2 illustre le montage du hautparleur, ou de tout autre transducteur, représenté sur la figure 1, ainsi que la méthode' et le procédé d'assemblage. La fusion de la matière thermoplastique 7 se trouvant entre l'aimant 1 et la plaque de recouvrement inférieure 2s ainsi que la fusion de la matière thermoplastique 4 se trouvant entre 1' aimant 1 et la plaque de recouvrement supérieure 5, et par conséquent la liaison - recourant aux forces d'adhésion de 1' aimant 1, de la plaque de recouvrement inférieure 2 et de la plaque de recouvrement supérieure 3, sont effectuées par les moitiés d'outil 7 et 8. Une pièce intermédiaire 6 empêche les composants du circuit magnétique de se déplacer au cours de la procédure d'assemblage.L'énergie thermique nécessaire pour l'assemblage est fournie par la ou les moitiés d'outil 7 et 8. Selon une méthode avantageuse, les moitiés d'outil 7 et 8 sont chauffées à une température su périeure au point de fusion des matières thermoplastiques 4 et 5.Après fermeture de l'outil ou moule,les matières thermoplastiques 4 et 5 fondent rapidement sous l'effet de la conduction thermique et se solidifient après enlèvement des deux moitiés d'outil . L'outil est avantageusement conçu de façon à comprimer les éléments du circuit magnétique jusqu'à la solidification de la matière thermoplastique. Selon une autre forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'une au moins des moitiés d'outil 7, 8 est un émetteur d'ultrasons dont la vibration mécanique intense provoque la fusion des matières thermoplastiques 4 et 5. Selon une troisième méthode, les moitiés d'outil 7 et 8 constituent les deux pôles magnétiques d'un circuit magnétique plus important, pôles quivengendrent un champ magnétique variable de grande intensitéaudio-fréquencesO Ce champ magnétique variable engendre de la chaleur dans l'aimant 1 essentiellement par pertes d'hystérésis et, dans les plaques de recouvrement inférieure 2 et supérieure 3, en qualité d'armatures, principalement par pertes dues à des courants tourbillonnaires, et cette chaleur provoque la fusion des matières thermoplastiques 4 et 5. Selon une quatrième variante du procédé selon l'invention, on applique une tension haute fréquence (par exemple de plusieurs MHz) entre d'une part l'aimant 1, les moitiés d'outil 7 et 8, ainsi que les armatures 2 et 3 en liaison avec celles-ci, et, d'autre part, comme autre pale, la pièce intermédiaire de centrage 6. Le champ électrique haute fréquence ainsi produit engendré de la chaleur dans les matières thermoplastiques 4 et 5, du fait des pertes diélectriques dans celles-ci, et cette chaleur provoque la fusion desdites matières. R z V E N A N I o N S 1. Transducteur électroacoustique comportant un circuit magnétique constitué d'au moins une armature et d'au-moins un aimant, et d'autres éléments support et de fixation raccordés au circuit m,agnétiques caractérisé par le fait qu'entre les différents éléments du circuit magnétique, c' est-à-dire entre l'armature et l'aimant et/ou entre les éléments du circuit magnétique et l'un au moins des éléments supports et de fixation, il est prévu une matière thermoplastique non fluide à froid avant la mise en place, 2. Procédé de réalisation d'un transducteur électroacoustique qui comporte un circuit magnétique con-sistant en au moins une armature et au moins un aimant, et qui comporte d'autres éléments de fixation et de support raccordés au circuit magnétique, caractérisé par le fait qu'entre les surfaces correspondantes et/ou sur les surfaces des différents éléments du circuit magnétique et/ou des éléments du circuit magnétique,-d'une part, et les éléments de fixation et de support d'autre part, de la matière synthétique thermoplastique non-fluide par exemple une matière à base d'éthylène, propylène, polyamide , est insérée, et par le fait que les différents éléments, après l'assemblage, sont exposés à l'action de la chaleur - ceci avantageusement dans un outil de centrage et de serrage - puis sont refroidis, ou laissés se refroidir, jusqu'à la température ambiante. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la matière thermoplastique est agencée sous forme axe feuille entre les éléments du circuit magnétique et/ou les éléments supports de façon que la feuille soit préalablement coupée à la forme et aux dimensions des surfaces correspondantes. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la matière thermoplastique est appliquée à l'état fondu, ou à l'état de dissolution dans un solvant volatil, sur les surfaces correspondantes, et par le fait qu'on la laisse s'y figer avant la mise en place du circuit magnétique dans les outils de centrage et de serrage. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que; pour assurer l'action de la chaleur, les composants du circuit magnétique sont chauffés, par exemple par 11 emploi d'au moins une moitié d'outil chaude et/ou en plaçant le circuit magnétique dans un champ magnétique à basse fréquence, la chaleur étant ainsi engendrée dans le métal et dans les éléments en matière magnétique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'action de la chaleur est assurée par irradiation par des ultrasons et/ou par production d'un champ haute fréquence dans la matière thermoplastique, la chaleur étant ainsi engendrée directement dans la matière thermoplastique.