Brevet FR2370401A1 — publié le 19780602

L'invention a pour objet un moteur d'un nouveau type pour haut-parleur. Dans un haut-parleur, 11 énergie électrique modulée fournie par un amplificateur est envolée dans un moteur qui produit une force mécanique modulée; cette force déplace une membrane dont les mouvements créent dans l'air des trains modulés de compression et de dépression auxquels l'oreille humaine est sensible.De cette explication schématique, il ressort que le volume de l'air sur lequel agit la membrane doit être aussi grand que possible et que cette membrane doit, en dépit de dimensions assez importantes, conserver une rigidité absoliie I1 est clair qu'en employant une membrane plane de grandes dimensions et en agissant sur elle en son centre pour la déplacer, on risque, an lieu de la déplacer toujours parallèlement à elle-mme, de lui imposer des flexions localisees de sa zone centrale, ce qui entrains autant de distorsions des sons à reproduire. Les moteurs de haut-parleur les plus répandus comprennent une bobine mobile à l'intérieur d'un champ magnétique et on les a toujours réalisé, comme tous les moteurs en général, sous une forme compacte avec des tolérances précises et un entrefer du circuit magnétique aussi faible que possible. I1 en découle que la bobine est elle-même de dimensions réduites; cet agencement. parait favorable car il semble évident que la masse à mettre en mouvement doit être aussi faible que possible. Mais il en résulte que les moteurs classiques de ce type fournissent une force très localisée de sorte qu'on a été conduit à employer des membranes à profil tronconique ou analogue. Seules ces membranes offrent en effet une rigidité générale suffisante pour supporter d'être déplacées parallèlement à elles-mêmes, sans.déformation localisée, par une force agissant à leur sommet. Cependant, malgré la rigidité naturelle de leur struc-ture, les membranes tronconiques ne peuvent avoir que des dimensions assez réduites. Etant donné qu'il serait intéressant de disposer de haut-parleurs à membrane plane et de grande surface, notamment pour la création d'ondes sonores à basse et à très basse fréquence, on a déjà proposé des membranes planes auxquelles est incorporé un moteur que l'on pourrait appeler un moteur plan. Dans toutes les variantes de réalisation de ces hsat parleurs, le courant modulé circule dans un fil à chemin sinueux qui est fixé ou incorporé à la membrane plane. Il en résulte que, pour soumettre ce fil à l'action d'un champ magnétique, il faut employer de nombreuses têtes polaires, à polarités opposées, qui contiennent chacune entre elles, par paires, une fraction de la longueur du fil. La fabrication de ces haut-parleurs ne s'est jamaisdéveloppée parce qu'elle est difficile et croûteuse. 'invention a pour but principal d'apporter un moteur de haut-parleur de conception simplifiée 5 susceptible d'être réalisé sans exigence de précision aussi contraignante que celle des moteurs compacts et da moteurs plans connus L'invention a.encore pour but-de parvenir à un moteur de haut-parleur de construction économique qui nexige pas d'entre accouplé à une membrane tronconique mais qui soit capable aussi de mouvoir une membrane plane sans risquer de créer dans celle-ci des déformations localisées. On atteint ces buts, selon l'invention, avec un moteur pour haut-parleur dans leguel le champ magnétique est créé par des ferrites disposées face A face en limitant; entre elles un entre fer et constituant ensemble deux bandes parallèles réunies magnétiquement par une carcasse appropriée, l'entrefer contenant une bobine dans laquelle est envoyé le courant électrique modulé à convertir en sonst Il a semblé peu intéressant, jusqu a présent, de se servir de ferrites en raison de leur faible induction en comparaison de celle des aimants permanents à très forte induction utilisés dans les moteurs classiques. Toutefois, cet inconvénient peut autre compensé, sans difficulté de construction, par une surface élevée qui permet d'obtenir un flux suffisant et par une plus grande longueur du fil de la bobine soumise à l'influence de l'induction. Ors précisément, les ferrites se prêtent bien à la réalisation d'un circuit magnétique long pouvant contenir une bobine de grande longueur.Dans ces conditions, l'entrefer a une importance moins grande ou, en d'autres termes, l'accroissement de l'en- trefer produit une diminution moins forte de l'induction lorsque la valeur de e (épaisseur totale des ferrites) est élevées ainsi que le montre la formule Ba = Bm - e e + E dans laquelle Ba est la valeur-de l'induction dans les ferrites, Bm est la valeur maximum de l'induction, E est l'entrefer entre les deux ferrites Dans un moteur conforme à l'invention, on peut prévoir un entrefer plutôt faible réalisé avec une précision moyenne, mais on peut aussi adopter un entrefer relativement large et des tolérances de fabrication peu serrées, de sorte que son prix de revient est abaissé par rapport aux moteurs connus mentionnés plus haut. Bien qu'il soit réalisable sous une forme plutt compacte, le moteur de l'invention conduit tout naturellement à un mode de réalisation ayant un long périmètre. Sous cet aspect, un moteur conforme à l'invention et à grande longueur périmétrique apporte de nouvelles possibilités. En effet, la force fournie par le moteur de l'invention étant disponible non pas à l'extrémité d'un arbre mais étant répartie le long d'un périmètre qui, en pratique, peut être aussi grand qu'on le désire, on n'est plus assujetti à l'obligation d'employer une membrane tronconique mais on peut atteler le moteur directement à une membrane plane à la périphérie de celle-ci ou à la distance jugéeconvenable de sa périphérie. 'invention couvre donc aussi tout haut-parleur ayant une membrane tronconique ou plane, ou d'une autre forme quelconque, muni d'un moteur tel que défini plus haut. Pour mieux faire apprécier les avantages de l'invention, on donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description de deux haut-parleurs ayant un moteur selon l'invention. On se reportera au dessin annexé-dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe par un plan de symétrie d'un haut-parleur à membrane elassique et à moteur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe par un plan transversal d'un haut-parleur à membrane plane et à moteur conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue partielle agrandie en pers pectine du haut-parleur de la figure 2, - la figure 4 est une vue de dessus en coupe selon IV-IV de la figure 2. Un haut-parleur conforme à l'invention comprend une membrane mobile qui peut être de type tronconique classique 1A (figure 1) ou une membrane plane 13 (figure 2) ta constitution de cette dernière n'est pas concernée par l'invention; il suffit qu'elle possède les qualités voulues de légèreté et de rigidité. Chacune de ces membranes peut autre suspendue à un châssis 2 grâce à une charnière souple 3, connue en soi, adoptée jusqu a présent dans les haut-parleurs classiques0 Tout autre moyen de suspension peut être employé si on le desire. De toute façon, la membrane 1A ou 1B est attelée à un moteur désigné par la référence générale 4. Ce moteur peut être réalisé sous une forme relativement compacte, comme le montre la figure 1, de sorte que la membrane tronconique 1A peut y autre attelée dire c- tement à son sommet, ctest-àdire par son extrémité de plus petit diamètre.Cependant il est possible aussi, et il est même avantageux ainsi qu'on ltexpliquera plus loin, de réaliser le moteur 4 en lui donnant une très grande longueur pérlmétri- que. Ceci permet, comme l'illustre la figure 2, d'y atteler directement une membrane plane 1B, même de grande dimension, le long de son périmètre ou près de celui-ci. Le moteur 4 se compose de ferrites 5A et 5B qui sont disposées face à face, par paires, pour limiter-entre elles un entrefer 6. Les ferrites 5A et 5B constituent ensemble deux bandes parallèles qui suivent un trajet rectiligne ou incurvé, ou meme circulaire comme ce peut être lé ces ourla figure 1. De toute façon, les ferrites 5A et 5B sont réunies magnétiquement par une carcasse appropriée 7 à profil en U; il existe donc dans l'entrefer 6 un champ magnétique. On a intérêt à choisir des ferrites à valeur élevée du champ coercitif utilisables avec de forts champs démagnétisants. Dans l'exemple de la figure 2, on a employé des ferrites de la qualité disponible dans le commerce sous la désignation ferroxdure anisotrope FXD-330 ayant les particularités suivantes - induction rémanente B (en Tesla): 0,36 - champ coercitif ( en Oersted) : 2800 - DH maxi ( 106 Gauss- Oersted) : 3,1 Dans 1' entrefer 6 est placée une bobine 8 de fils électriques parcourus par le courant venant d'un amplificateur. Cette bobine 8 est portée par un support léger 9 qui est fixé directement à la membrane 1A ou 13. On se reportera maintenant plus spécialement aux figure s 3 et 4 pour expliquer certains détails pratiques de réalisation du moteur 4 attelé à une membrane plane 1B. Les ferrites 5A et 5B ne s'étendaient pas le long d'un chemin continu fermé sur lui-même mais composaient une fraction importante de chacun des quatre côtés d'un carré de 600 mm de cSté environ. Chaque partie rectiligne était réalisée par une succession de bâtonnets de ferrite ayant chacun 40 mm de long, 21 mm de hauteur et 10 mm d'épaisseur. Le circuit magnétique était en fer doux avec une épaisseur de 6 mm et l'entrefer était de 8 mm. La bobine 8 a été faite à l'aide d'un mandrin démontable de section carrée à angles fortement arrondis comme le montre la figure 4.Elle se composait de 5 couches de fil enroulé à spires jointives; chaque couche comprenait 78 spires ayant une résistance de 20 ohms chacune branchées en parallèle de sorte que la résistance de la bobine était de 4 ohms; le fil employé était un fil en aluminium, émaillé, de 0,6 mm de diamètre. La bobine avait donc une hauteur (ou longueur dans un sens parallèle à son axe géométrique) de 50 mm environ, bien supérieure à la hauteur (ou longueur correspondante) des ferrites (21 mm). On comprend facilement qu'à de telles dimensions on puisse adopter un entrefer relativement important (8 mm) et que lton ne soit pas tenu d'observer des tolérances très précises de fabrication. Les considérations qui precèdent sont moins valables dans le cas de l'exemple de la figure 1; néanmoins si les tolérances doivent être plus étroites, la fabrication reste simple. De plus, on peut prévoir dsutiliser un moteur 4 conforme à l'invention conçu pour être attelé non pas à la plus petite extrémité de la membrane 1A mais à un endroit plus large; par exemple à l'emplacement 4' représenté en trait mixte sur la figure 1. Ainsi, on retrouve l'avantage d'unedimension périmétrique plus grande à la fois dans la construction du moteur et dans la commande d'une membrane qui peut avoir de grandes dimensions. La zone centrale 10 du moteur 4 est totalement dégagée. Le moteur peut donc entourer la membrane tronconique 1A (figure 1), ce qui réduit ltencombrement. De toute façon, quel que soit le type de membrane, la face arriere de celle-ci est dégagée de sorte que l'air exerce une pression plus uniforme sur les deux faces. REVENDICATIONS 1. Moteur pour haut-parleur comprenant des moyens créant un champ magnétique dans un entrefer, une bobine mobile dans l > entrefer, une membrane suspendue à un châssis et attelée à la bobine, caractérisé en ce que les moyens créant le champ mlagnétioue sont constitués par des ferrites 5, 53, disposées face face en limitant entre elles un entrefer 6 entre deux bandes parallèles qui sont réunies magnétiquement par une carcasse 7 appropriée. 2. moteur pour haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ferrites sont disposées le long d'une ligne qui limite une zone centrale 10 totalement dégagée 3. Moteur pour hautparleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ferrites sont disposées le long des parties rectilignes d'une ligne fermée dont le périmètre est voisin du périmètre de la membrane~1h, 1B, la bobine mobile 8 étant attelée directement à la membrane 1A, lB à une distance peu éloignée du périmètre extérieur de cette dernière, 4. douteur pour haut-parleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ferrites 5A, 53 ont une dimension en sens parallèle à l'axe géométrique de bobine 8 au plus égale à la moitié de la dimension correspondante de ladite bobine. 5. Moteur pour haut-parleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la membrane est une membrane tronconique. 60 moteur pour haut-parleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la membrane est une membrane plane0