Brevet FR2470512A1 — publié le 19810529

Transducteur électroacoustique. La présente invention concerne un transducteur élec- troacoustique comprenant une membrane en forme de tonneau constituée par plusieurs rubans flexibles préalablement incurvés de façon convexe, un oscillateur disposé à l'ex- trémité inférieure de la membrane et dont la bobine mobile est reliée à la membrane, et une traverse qui relie le bord supérieur de la membrane à l'enveloppe de l'oscillateur. Un transducteur électroacoustique de ce genre est décrit par exemple dans le brevet français n0 862 867. La membrane de ce haut-parleur connu est sensiblement ellipso- idale et est munie intérieurement d'un corps amortissant qui est adapté à la forme de la membrane et présente des ouvertures par lesquelles l'air peut passer mais se trouve freiné lors de son passage par suite de la résistance op- posée à l'écoulement en raison de la petitesse des ouvertu- res. Les ondes sonores ne passant pas à travers les ouver- tures peuvent cependant être réfléchies par le corps amor- tissant de façon à produire une interaction gênante de celles-ci et de la surface intérieure de la membrane. Dans le brevet allemand n0 2 709 374 est en outre dé- crit un transducteur électroacoustique qui comporte une ou plusieurs membranes en forme de tonneau. La paroi de cette membrane se compose d'au moins deux couches formées de ma- tières présentant des duretés différentes. A l'intérieur de la membrane se trouve de la matière amortissante mais il se produit une interaction mécanique entre cette dernière et la membrane de sorte que la vibration de celle-ci est influencée d'une manière défavorable. Or la présente invention a pour objet de permettre aux ondes sonores projetées par la surface intérieure d'une telle membrane de sortir de celle-ci vers le haut en pas- sant par une ouverture libre de façon qu'elles puissent soit être amorties, soit être utilisées en tant que signal utile en complément des ondes sonores projetées par la sur- face extérieure de.la membrane. La solution apportée à ce problème suivant la pré- sente invention consiste en ce qu'à l'intérieur de la mem- brane est prévu un organe déflecteur du son qui permet aux ondes sonores projetées par la surface intérieure de la mem- brane d'être déviées vers le haut et de sortir de l'espace intérieur de la membrane. Une interaction de ces ondes so- nores et de la membrane n'est donc plus à craindre puisque ces ondes sonores sortent de la membrane. Un tel organe déflecteur du son peut être constitué par un corps hémisphérique disposé dans la partie inférieu- re de la membrane de façon à-former entre l'organe déflec- teur du son et la surface intérieure de la membrane une fente qui s'élargit de bas en haut de sorte que les ondes sonores enJÂrant dans cet espace en forme de fente annulaire sont dévié, s vers le haut et peuvent finalement sortir par l'ouverturie supérieure de la membrane. Suivant une forme de réalisation préférée de l'in- vention l'organe déflecteur du son présente une partie su- périeure sensiblement hémisphérique et une partie inférieu- re sensiblement cylindrique. L'organe déflecteur du son est relié de manière fixe à l'enveloppe de l'oscillateur et à travers cet organe déflecteur du son passe avantageu- sement la traverse qui relie le bord supérieur de la mem- brane rigidement à l'enveloppe de l'oscillateur. Dans une forme de réalisation qui s'est avérée par- ticulièrement avantageuse,la membrane présente du côté su- périeur une superstructure en forme de pot dont le fond se trouve en haut et qui est reliée par l'intermédiaire d'une traverse, par exemple une barre rigide, à l'enveloppe de l'oscillateur. L'extrémité inférieure de cette superstruc- ture en forme de pot est recouverte d'une paroi frontale qui présente une ouverture centrale. Le bord de l'ouverture centrale est relié au bord supérieur de la membrane et les ondes sonores entrent dans la superstructure en forme de pot en passant par cette ouverture. L'intérieur de la superstructure peut être rempli de matière amortissant le son lorsqu'on renonce à utiliser comme signal utile les ondes sonores sortant de l'intérieur de la membrane vers le haut. Dans cet espace intérieur de la superstructure peut cependant également être monté un tube qui entoure la traverse centrale concentriquement et est relié en bas au bord de l'ouverture de la superstruc- ture en forme de pot et donc en même temps au bordsupé- rieur de la membrane. Ce tube s'étend vers le haut jusqu'à proximité du fond de la superstructure en forme de pot et à l'extérieur du tube sont prévues dans la paroi frontale des ouvertures de sortie du son. Le son sortant de la mem- brane est d'abord guidé vers le haut entre le tube et la traverse et passe alors dans l'espace annulaire concentri- que extérieur de la superstructure en forme de pot o il est dirigé vers le bas pour sortir des ouverturesen tant que signal utile. Ainsi l'énergie sonore projetée vers l'intérieur, qui se trouve généralement anéantie en raison du phénomène de déphasage, peut être exploitée en tant que signal utile et contribue à accroître le rendement du transducteur électroacoustique. La membrane peut elle-même atre constituée par une tôle travaillée d'une manière appropriée de façon à pré- senter une forme analogue à celle d'un tonneau. Pour faci- liter le fléchissement,il convient de réaliser dans la di- rection de la courbure des fentes qui s'ouvrent alors au cours de-la déformation destinée à obtenir la forme de ton- neau et permettent ainsi la mise en forme désirée. Afin que la mise en forme soit bien définiè,on peut également-prévoir des moulures s'étendant parallèlement aux fentes et qui opposent au fléchissement une résistance pouvant cependant être fixée de manière précise par la forme des moulures. Pour que l'intérieur de la membrane soit séparé de l'espace extérieuril convient de recouvrir ces fentes dune. pellicule qui peut par exemple être en caoutchouc silicone. L'invention est expliquée ci-dessous à l'aide d'une forme de réalisation illustrée à titre d'exemple aux des- sins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe d'un transducteur élec- troacoustique réalisé suivant l'invention; les figures 2, 2a et 2b sont trois vues différentes d'un segment de la membrane du transducteur; les figures 3 et 3a sont deux vues différentes d'une plaque de tôle fendue servant de membrane; et les figures 4 et 4a sont deux vues différentes d'une plaque de t8le munie-de moulures. Ainsi que le montre la figure 1, la membrane 1 est reliée au niveau de son extrémité inférieure à une bobine mobile 2 qui plonge dans l'entrefer annulaire d'un aimant 3. A l'intérieur de la membrane 1 se trouve un organe dé- flecteur du son sur lequel les ondes sonores projetées par la surface intérieure de la membrane tombent de façon à être déviées vers le haut. Le bord supérieur-de la membrane est relié à une superstructure en forme de pot 5 qui, comme représenté dans la partie droite de la figure, peut être remplie entièrement de matière 6 amortissant le son. Dans cette forme de réalisation4le son entrant dans la super- structure en forme de pot se trouve anéanti par amortisse- ment. La partie gauche de la figure 1 montre une autre for- me de réalisation dans laquelle il se trouve à l'intérieur de la superstructure encore un tube 7 qui entoure concen- triquement la traverse en forme de barre 8 de façon à lais- ser libre entre la traverse et le tube une voie pour les ondes sonores qui se propagent vers le haut en sortant de l'intérieur de la membrane. Le tube 7 se termine à une cer- taine distance du fond de la superstructure en forme de pot 5 de sorte que les ondes sonores peuvent, le long du fond, entrer dans l'espace extérieur de la superstructure en forme de potd'o elles sont dirigées vers le bas pour sortir vers l'extérieur en passant par les ouverturesde sortie 9. En raison du temps nécessaire au transit des on- des sonores dans la superstructure en forme de pot,le dé- phasage entre les ondes sonores projetées vers l'extérieur et celles projetées vers l'intérieur par la membrane se trouve, pour un certain intervalle de fréquence, annulé ou suffisamment réduit pour que les ondes sonores sortant des ouvertures 9 puissent être transmises à l'environnement en tant que signal utile. Les figures 2, 2a et 2b montrent trois vues diffé- rentes d'un segment 10 de la membrane 1. On observe à pré- sent qu'un tel segment peut être fléchi de façon à obtenir en définitive un organe sensiblement en forme de tonneau. Les figures 3 et 3a montrent deux vues différentes d'une bande de tôle présentant des fentes 11 qui permettent plus facilement de conférer à la t8lela courbure représentée sur la figure 3a. Enfin, la figure 4 montre qu'en plus des fentes peu- vent encore être prévues dans la tôle 12 des moulures 13 qui opposent une résistance bien définie à la déformation. La figure 4a montre une telle bande de tôle sur une échelle plus réduite. Pour éviter les oscillations de résonance des bandes de tôle de la membrane, celles-ci sont pourvues d'une cou- che d'amortissement en caoutchouc sur leur côté intérieur et/ou extérieur, ce qui fournit un important amortissement, par une faible augmentation de masse. Les bandes de tôle sont enduites d'une solution de caoutchouc à forte teneur en solvant, grâce à quoi, après séchage, on obtient un re- vêtement de caoutchouc mince et homogène, apte à empêcher les résonances de façon efficace. Pour empêcher les oscillations de résonance sur la superstructure en forme de pot, sur laquelle la membrane est directement fixée, cette superstructure, à proximité de la membrane 1, est soutenue par la traverse 8, par des jambes de force radiales, de sorte que sur la superstructure en forme de pot 5, en particulier sur sa paroi supérieure transversale, ne se produisent plus d'oscillations de réso- nance. De façon adéquate, sur la section inférieure en for- me de tronc de cône de la superstructure 5 sont fixées par exemple quatre jambes de force en tôle réparties sur le périmètre, de sorte que l'axe de la traverse se trouve pratiquement dans le plan de ces jambes de force. Pour l'obtention d'une raideur suffisante, les jambes de force en tôle présentent en largeur une dimension qui correspond à peu près à lalongueur de la section en tronc de cône, et elles s'étendent à partir de celle-ci de façon inclinée vers le haut, pour être fixées à la traverse 8. L'étaiement de la superstructure 5 au moyen de jambes de force radiales soutenant sa section inférieure est éga- lement avantageux pour le centrage des bobines mobiles 2 dans l'entrefer annulaire de l'aimant 3. Le transducteur électroacoustique décrit ci-dessus convient notamment pour le domaine des sons aigus et offre par rapport à des transducteurs comparables l'avantage d'un meilleur rendement. REVENDICATIONS 1 - Transducteur électroacoustique comprenant une membrane en forme de tonneau constituée par plusieurs ru- bans flexibles préalablement incurvés de manière convexe, un oscillateur disposé à une-extrémité de la membrane et dont la bobine mobile est reliée à la membrane, et une tra- verse qui relie le bord supérieur de la membrane à l'enve- loppe de l'oscillateur, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la membrane est prévu dans la partie inférieure de celle- ci un organe déflecteur du son qui laisse.libre entre cet organe et la membrane une fente annulaire s'élargissant de bas en haut et dans laquelle les ondes sonores projetée par la surface intérieure de la membrane sont dirigées vers le haut. 2 - Transducteur électroacoustique suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'organe déflecteur du son présente une-partie supérieure sensiblement hémisphéri- que alors que sa partie inférieure est sensiblement cylin- drique. 3 - Transducteur électroacoustique suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une su- perstructure en forme de pot dont l'extrémité inférieure annulaire est reliée au bord supérieur de la membrane alors que le fond de la superstructure en forme de pot est relié par l'intermédiaire d'une traverse à l'enveloppe de l'oscil- lateur. 4 - Transducteur électroacoustique suivant la reven- dication 3, caractérisé en ce que l'intérieur de la super- structure en forme de pot est remplie d'une matière amortis- sant le son. - Transducteur électroacoustique suivant la reven- dication 3, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la super- structure en forme de pot est prévu un tube de guidage du son qui en bas est relié au bord de la paroi de la super- structure en forme de pot et donc également au bord supé- rieur de la membrane et s'étend en haut à une certaine dis- tance du fond de la superstructure en forme de potet en ce que dans la partie inférieure de la paroi extérieure de la superstructure sont prévues des ouvertures de sortie pour le son. 6 - Transducteur électroacoustique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la membrane est constituée par une bande de t8le qui est courbée et munie de fentes s'étendant dans la direction de la courbure. 7 - Transducteur électroacoustique suivant la re- vendication 6, caractérisé en ce qu'il est en outre prévu des moulures qui opposent une résistance bien définie à la déformation. 8 - Transducteur électroacoustique suivant la reven- dication 6.ou 7, caractérisé en ce que les fentes sont re- couvertes d'une pellicule élastique, par exemple en caout- chouc silicone, de façon à obtenir une surface fermée. 9 - Transducteur électroacoustique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les bandes de tôle de la membrane sont pourvues d'une couche d'amortissement en caoutchouc sur leur côté inté- rieur et/ou extérieur. - Transducteur électroacoustique selon l'une quel- conque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la superstructure en forme de pot est, à son extrémité infé- rieure, soutenue par la traverse, par des jambes de force radiales.