Brevet FR2490913A1 — publié le 19820326

La présente invention concerne un haut-parleur électrody- namique et, plus précisément, un haut-parleur électrodynamique équipé d'un amortisseur qui s'étend entre un support de bobine et un châssis. Des haut-parleurs électrodynamiques classiques sont équi- pés d'un amortisseur du type en plaque de tôle ondulée qui s'étend entre la périphérie extérieure d'un support de bobine que porte le bord interne d'une membrane et un châssis qui supporte le bord externe du diaphragme. Le rôle de l'amortis- seur est d'assurer une compliance satisfaisante-dans la direc- tion axiale du support de bobine, de manière à obtenir la linéa- rité pendant le fonctionnemènt aux grandes amplitudes, tout en assurant une rigidité suffisante dans la direction radiale du support de bobine. Mgis cet amortisseur du type en plaque de tôle ondulée, utilisé de façon classique, a pour inconvénient que la caractéristique force-déplacement a tendance à présenter une non-linéaritépendant le fonctionnement aux grandes amplitudes, en raison de la forte rigidité diamétrale. En conséquence, le haut-parleur électrodynamique classique produit fâcheusement une distorsion harmonique dans la gamme des basses fréquences. La présente invention a pour but d'éliminer cet incon- vénient que présentent les haut-parleurs électrodynamiques classiques. Plus précisément, la présente invention a pour but de fournir un haut-parleur électrodynamique comportant un amor- tisseur qui assure une compliance satisfaisante dans la direc- tion axiale du support de bobine et une force régulatrice favorable contre les forces agissant dans la direction per- pendiculaire à l'axe du support de bobine. La description qui suit, donnée en référence aux dessins ci-annexés, fera clairement apparaître comment sont atteints les buts et avantages exposés ci-dessus. La fig. 1 est une vue en coupe d'une partie essentielle du haut-parleur électrodynamique classique. La fig. 2 représente la caractéristique forcedéplacement du haut-parleur électrodynamique classique et celle d'un haut- parleur électrodynamique de l'invention. La fig. 3 est une vue en plan de dessus de l'amortisseur d'un haut-parleur électrodynamique suivant un mode de réalisa- tion de l'invention. La fig. 4 est une vue en coupe, faite suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une vue en perspective de l'amortisseur. La fig. 6 est un schéma expliquant le comportement de l'amortisseur. La fig. 7 est une vue en plan de dessus de l'amortisseur d'un haut-parleur électrodynamique suivant un autre mode de réalisation de l'invention. La fig. 8 est une vue en coupe, faite suivant la ligne VIII-VIII de la fig. 7. La-fig. 9 est une vue en perspective de l'amortisseur. La fig. 10 est un schéma expliquant le fonctionnement de l'amortisseur. La fig. ll est une vue en perspective de l'amortisseur d'un haut-parleur électrodynamique suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention, tel qu'il se présente avant son montage. La fig. 12 est une vue d'élévation latérale en coupe par- tielle d'un haut-parleur électrodynamique suivant un autre mode de réalisation de l'invention. La fig. 13 est une vue à plus grande échelle de la partie désignée par C sur la fig. 12. La fig. 14 est une vue en perspective d'une partie essen- tielle du haut-parleur électrodynamique suivant l'invention. La fig. 15 est un schéma expliquant le fonctionnement du haut-parleur représente sur la fig. 14. la fig. 16 est une vue en perspective d'une partie essen- tielle d'un haut-parleur électrodynamique suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention. les fig. 17a et 17b sont respectivement des vues en coupe et en perspective d'une partie essentielle du haut-parleur électrodynamique suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention. Avant d'en venir à la description de modes de réalisation préférés de-l'invention, il convient de donner des explications au sujet du haut-parleur électrodynamique classique, en se référant en particulier aux fig. 1 et 2, afin de faciliter la compréhension des caractéristiques nouvelles et des avantages de l'invention. Un haut-parleur électrodynamique classique typique, repré- senté sur la fig. 1, comprend une culasse avec un pôle central 2 formé d'un seul tenant avec elle, un aimant annulaire fixé à la culasse 1 et une plaque annulaire 4 fixée à l'aimant 3. Un entrefer magnétique annulaire est formé entre la surface péri- phérique intérieure de la plaque 4 et le pôle central 2. le numéro de référence 5 désigne un châssis fixé à la plaque 4, tandis que le numéro de référence 6 désigne une plaque vibrante dont la partie périphérique est supportée par le châssis 5 par l'intermédiaire d'une pièce bordante (non représentée). Une bobine oscillatrice 8 est enroulée autour d'un support de bobi- ne 7 qui est fixé à la plaque vibrante 6. Ce haut-parleur électrodynamique classique comporte en outre un amortisseur ondulé, fait d'un tissu imprégné de résine, moulé et thermodurci par application de chaleur. L'amortisseur 9 est fixé par sa partie périphérique interne au support de bobine 7 et par sa partie périphérique externe au châssis 5. Le numéro de référence 10 désigne une coiffe parapoussière fixée sur la plaque vibrante 6. 2490 913 Dans le haut-parleur électrodynamique ainsi construit, le support de bobine 7 est dans l'impossibilité de se déplacer dans la direction perpendiculaire à l'axe et il a la latitude de ne se déplacer que dans sa direction axiale. Ainsi, en tant qu'élément porteur du support de bobine 7, l'amortisseur 9 doit répondre aux exigences suirantes. (a) L'amortisseur doit présenter une compliance appropriée le long de l'axe du support de bobine et il doit présenter une bonne linéarité de ses caractéristiques, même lors dé vibra- tions à grande amplitude. (b) L'amortisseur doit présenter une rigidité suffisante dans la direction radiale du support de bobine. Malheureusement, avec l'amortisseur ondulé 9 du haut- parleur électrodynamique du genre décrit, la condition (a) mentionnée cidessus ne peut pas être satisfaite complètement, en raison du fait que l'amortisseur est conçu et construit de façon à présenter une forte rigidité dans la direction radiale pour satisfaire la condition (b) mentionnée ci-dessus. En con- séquence, l'amortisseur 9 présente, de façon indésirable, une nonlinéarité de sa caractéristique force-déplacement, en particulier aux grandes amplitudes, comme le montre la fig. 2. Il en résulte que le haut-parleur électrodynamique classique produit fâcheusement une distorsion harmonique dans la gammeQ des basses fréquences. Or ce problème peut être complètement résolu par la pré- sente invention, comme on le comprendra grâce à la description qui suit des modes de réalisation préférés. Comme on le voit tout d'abord sur les fig. 3 à 5 représen- tant un premier mode de réalisation de l'invention, un élément de support 11, de forme sensiblement carrée, présente une ouverture 12 pour recevoir en position fixe le support de bobine. Par ses quatre c8tés, l'élément de support central ll est raccordé à la partie périphérique 13 du hautparleur par des éléments amortisseurs respectifs 14a, 14b, 14c et 14d. Etant donné que ces éléments amortisseurs sont semblables, on décrira à titre d'exemple la structure de l'élément amortisseur 14a. Les numéros de référence 15 et 16 désignent des fentes pratiquées dans l'élément amortisseur 14a et s'étendant entre l'élément de support central 11 et la partie périphérique ex- terne 13. Ces fentes 15, 16 subdivisent l'élément amortisseur 14a en trois segments 17a, 17b, 17c. Ces segments présentent des pliures médianes, désignées respectivement par 18a, 18b, 18c. Plus précisément, le segment 17a comprend deux éléments de surface 19a, 19b réunis par la pliure médiane 18a, tandis que le segment 17b comprend deux éléments de surface 20a, 20b reliés l'un à l'autre par la pliure médiane 18b. De même, le segment 17c comprend deux éléments de surface 21a, 21b qui sont réunis par la pliure médiane 18c. Le segment 17a composé des éléments de surface 19a, 19b et le segment 17c composé des éléments de surface 21a, 21b sont fléchis vers le haut par rapport au plan de l'élément de support central ll et de la partie périphérique externe 13, formant ainsi des surfaces convexes lorsqu'on les considère de dessus, tandis que le segment moyen 17b composé des éléments de surface 20a, 20b est fléchi vers le haut, formant ainsi une surface concave lorsqu'on la considère de dessus. Comme le montre la fig. 4, un tube quadrilatère est formé par les élé- ments de surface 20a, 20b du segment 17b et par les éléments de surface 19a, 19b et 21a, 21b des segments 17a et 17c, lors- qu'on les considère par le c8té, c'est-à-dire en élévation latérale. Des éléments de surface 19a, 19b, 20a, 20b, 21a, 21b sont renforcés par des nervures respectives qui y sont formées dans la masse. A l'une de leurs extrémités, les segments 17a, 17b, 17c se raccordent à l'élément de support central ll par des pliu- res 22 respectives et, à leur autre extrémité, ils se raccor- dent à la partie périphérique externe 13 par des pliures 23 respectives. - Un amortisseur 24 est constitué par quatre éléments amortisseurs en feuille, ayant chacun la structure décrite ci-dessus. La fig. 6 illustre le principe de fonctionnement de l'amortisseur suivant ce mode de réalisation, les traits continus représentant l'amortisseur à l'état immobile, tandis que les traits discontinus représentent l'amortisseur à l'état déplacé vers le haut. Comme on peut le voir sur cette figure, l'amortisseur en feuille 14a prend la forme d'un quadrilatère défini par quatre points a, b, c et d lorsqu'il est à l'état immobile. Cette forme de quadrilatère prend une forme définie par quatre points a', b', c' et d' lorsque le, support de bobine fixé à l'élément de support central 11 est déplacé vers le haut. On notera sur la fig. 6 que le point c est déplacé uniquement en direction axiale vers le point c', mais qu'il n'est jamais déplacé en direction radiale. Cela provient de ce que tout mouvement dans la direction radiale est interdit à l'amortisseur en feuille 14a par deux amortis- seurs en feuille adjacents 14b et 14d. Dans le haut-parleur électrodynamique suivant ce mode de réalisation, construit de la manière décrite, la linéarité de la caractéristique forcedéplacement est améliorée, comme on peut le voir d'après la courbe B de la fig. 2, dans le sens d'une diminution de la distorsion dans la région des basses fréquences lors des vibrations à grande amplitude, ce qui élargit la plage reproductible dans la région des basses fré- quences. Les plaques d'amortisseur l4a, 14b, 14c et 14d constituant l'amortisseur peuvent être formées d'un seul tenant avec l'élé- ment de support central Il et l'élément périphérique externe 13, par exemple par thermodurcissement et moulage d'un tissu imprégné de résine. Dans le mode de réalisation décrit, l'élément de support central 11 a la forme d'un quadrilatère dont chaque c8té se raccorde à un élément amortisseur. Mais cela n'est pas obliga- toire et l'élément de support central peut avoir toute autre forme de polygone. On notera également que 1' élément amortis- seur peut être subdivisé en deux segments ou en quatre segments ou davantage, bien qu'il ait été décrit comme subdivisé en trois segments dans ce mode de réalisation. Les fig. 7 à 9 représentent en combinaison un amortisseur 31 incorporé dans un haut-parleur électrodynamique suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Cet amortisseur 31 est constitué par deux plaques amortisseuses 32, 33 qui adhè- rent l'une à l'autre par des parties appropriées. Les plaques amortisseuses 32, 33 ont la mnme forme et la même structure. Plus précisément, ces plaques amortisseuses 32, 33 comportent des éléments de support centraux 35a, 35b de forme généralement carrée, présentant des ouvertures 34a, 34b dans lesquelles est fixé un support de bobine, quatre éléments amortisseurs 37a, 37b, 37c, 37d et 38a, 38b, 38c, 38d se raccordant aux quatre côtés des éléments de support centraux 35a, 35b par des pliures 37a, 37b respectives, et des éléments de support périphériques externes 40a, 40b se raccordant aux autres côtés des éléments amortisseurs 37a à 37d et 38a à 38d par des pliures 39a, 39b respectives. Dans la forme de réalisation représentée, deux plaques amortisseuses 32 et 33 adhèrent l'une à l'autre par leurs éléments de support centraux 55a, 35b, ainsi que par leurs éléments périphériques externes 40a, 40b. Chacun des éléments amortisseurs 37a à 37d comprend deux éléments de surface 42a, 42b qui se raccordent par une pliure 41a dirigée parallèlement aux pliures 36a, 39a. De même, chacun des éléments amortisseurs 38a à 38d comprend deux éléments de surface 43a, 43b qui se raccordent par une pliure 41b parallèle aux pliures 36b et 39b. Dans chacun des éléments de surface 42a, 42b, 43a et 43b est formée une nervure destinée à augmen- ter sa rigidité. Les éléments amortisseurs 37a à 37d constitués par les éléments de surface 42a, 42b sont fléchis vers le haut pour former des surfaces convexes lorsqu'on les regarde de dessus, tandis que les éléments amortisseurs 38a à 38d, consti- tués par les éléments de surface 43a, 43b, sont fléchis vers le bas pour former des surfaces concaves lorsqu'on les regarde de dessus. En combinaison, ces éléments de surface 42a, 42b, 43a et 43b forment un tube quadrilatère lorsqu'on le regarde par le côté, c'est-à-dire en élévation latérale, comme le montre la fig. 8. Le numéro de référence 44 désigne un treillis étan- che à la poussière qui est pincé à sa partie périphérique interne entre les éléments de support centraux 36a, 36b et à Sa partie périphérique externe entre les éléments de support périphériques externes 40a et 40b. La fig. 10 illustre le fonctionnement de la forme de réa- lisation représentée sur les fig. 7 à 9. Plus précisément, la membrane à l'état immobile est représentée par les traits con- tinus, tandis que les traits discontinus représentent la mem- brane à l'état déformé vers le haut. Comme on peut le voir sur L5 la fig. 10, les éléments de surface 42a, 42b, 43a et 43b for- ment en combinaison un quadrilatère a, b, c, d. Lorsque le - support de bobine fixé à l'élément de support central se dépla- ce vers le haut, le point c est déplacé vers c' dans la direc- tion de l'axe.1. Par contre, le point c ne peut pas être dépla- cé dans la direction perpendiculaire à l'axe, car toute défor- mation radiale des éléments amortisseurs 37a et 38a est interdit par les pièces amostisseuses adjacentes 37b, 38b et 37d, 38d. Ainsi, l'amortisseur selon ce mode de réalisation vibre avec une bonne linéarité, même aux grandes amplitudes, de même que dans le cas de la première forme de réalisation et selon ce qui est représenté par la courbe B sur la fig. 2. Afin d'améliorer la stabilité de l'amortisseur 31 en position immobile, les éléments de support périphériques ex- ternes 40a, 40b des plaques amortisseuses 32, 33 peuvent être F0 fixés à la surface supérieure d'un anneau de support périphé- rique externe 45. La fig. ll montre comment les éléments périphériques ex- ternes 40a, 40b sont fixés à l'anneau de support périphérique externe 45, ainsi qu'un gabarit utilisé pour cette opération de fixation, le gabarit 47 étant un plateau plat qui porte 2490 13 plusieurs chevilles 48. Après avoir garni de colle 49 des zones appropriées de la surface supérieure de l'anneau de support périphérique externe 45, on place ce dernier sur le gabarit 47 de telle manière que les broches 48 du gabarit 47 viennent s'insérer dans les trous-46 de l'anneau 45. Puis on exerce, sur les éléments de support périphériques externes 40a, 40b, une force de traction (f) vers l'extérieur pour étendre les tubes quadrilatères formés par l'amortisseur et on colle les éléments de support périphériques externes 40a, 40b à la sur- face supérieure de l'anneau de support périphérique externe 45 après avoir inséré les chevilles 48 du gabarit 47 dans les trous 49a, 49b des éléments de support périphériques externes 40a, be ce qui complète l'assemblage. En adoptant cette disposition, il est possible d'obtenir que le support de bobine ne se déplace que dans la direction axiale et qu'il vibre avec une bonne linéarité dans la zone des grandes amplitudes, afin de diminuer la distorsion dans la gamme des basses fréquences aux grandes amplitudes. Avec cette disposition, du fait que les tubes quadrilatères de l'amor- tisseur sont étirés vers l'extérieur contre l'effet antagoniste de contraction lorsque cet amortisseur est fixé à l'anneau de support périphérique externe, il est possible de stabiliser la position immobile. En effet, le point c sur la fig. 10 occupe une position constante à l'état immobile de l'amortis- seur. Dans le haut-parleur électrodynamique comportant l'amor- tisseur 31 décrit ci-dessus, il est possible d'éviter l'incli- naison indésirable du support de la bobine oscillatrice en adoptant la structure décrite ci-après en référence aux fig. 12 à 14. Dans ce mode de réalisation, deux plaques amortisseuses 32, 33 sont collées l'une à l'autre dans des zones appropriées pour former des tubes quadrilatères constitués par quatre éléments de surface 42a, 42b, 43a et 43b. Ce tube quadrilatère se raccorde par une pliure à l'un des côtés externes d'éléments de support centraux triangulaires 35a, 35b des deux plaques 32, 33. Cette forme de réalisation est caractérisée par le fait que, comme le montre la fig. 13, les bords périphériques internes des éléments de support centraux 35a, 35b sont écartés l'un de l'autre pour former des pattes d'attache 54a, 54b qui sont collées par leurs extrémités à la surface périphérique externe du support 8 de la bobine oscillatrice par un adhésif 55a, 55b. Etant donné que l'amortisseur se raccorde au support 8 de la bobine oscillatrice de façon annulaire par deux lignes circon- férentielle, le support de la bobine oscillatrice ne peut pas s'incliner. En effet, en supposant qu'une force F s'exerce sur le support 8 de la bobine oscillatrice dans le sens des aiguil- les d'une montre en considérant la fig. 15, il est produit une force F' qui comprime la patte d'attache 54a, ainsi qu'une for- ce F" qui a tendance à tirer sur la patte d'attache 54b. En réponse à ces forces, l'amortisseur produit des forces de réaction qui ont pour effet de centrer le support de bobine. Dans la forme de réalisation représentée, les bords périphéri- ques internes de l'amortisseur sont écartés l'un de l'autre de manière à former les pattes d'attache 54a, 54b sur toute la circonférence, mais cela n'est pas obligatoire et les bords périphériques internes peuvent être ouverts ou séparés seule- ment dans des parties choisies de la circonférence, pour former des pattes d'attache discontinues 54a, 54b. Cette forme de réalisation garantit elle aussi une bonne linéarité de la caractéristique force-déplacement de l'amortis- seur, ce qui évite la production de tout "bruit" anormal lors des vibrations à grande amplitude. Afin d'améliorer la rigidité à l'inclinaison dans le haut-parleur électrodynamique comportant l'amortisseur 31 décrit ci-dessus, il est possible d'adopter la forme de cons- truction décrite ci-après en référence aux fig. 17a et 17b. Sur ces figures, les numéros de référence 58a, 58b dési- gnent des ondulations courbes, formées aux extrémités des éléments de surface 42b, 43b au voisinage immédiat des pliures 39a, 39b le long des pliures 39a, 39b, tandis que les numéros de référence 59a, 59b désignent des nervures de renfort formées sur les éléments de surface 42b, 43b, ayant chacune une section en dent de scie. Chaque nervure de renfort présente trois arêtes L, M, N qui s'étendent à angle droit par rapport à la pliure 39a. ou 39b associée et elle se raccorde par l'une de ses extrémités à la surface courbe de l'ondulation 58a ou 58b associée.-Par la formation de plusieurs- nervures de renfort ayant la forme décrite sur les éléments de surface 42b, 43b, il est possible d'accroître remarquablement la rigidité et d'ob- tenir une meilleure résistance à l'inclinaison. Dans le mode de réalisation décrit, l'ondulation 58a, 58b n'est formée que d'un côté de l'élément de surface 42b, 43b au voisinage immédiat de la pliure 39a, 39b. Mais cela n'est pas obligatoire et -'.ondulation peut n'4tre formée que d'un c8té de l'élément de surface au voisinage immédiat de la pliure 36a, 36b ou de chaque c8té de chaque élément de surface. Avec cette disposition, il est possible d'obtenir une plus grande rigidité de l'élément de surface et de former une charnière souple dépourvue de Jeu. En conséquence, la linéarité de la caractéristique de l'amortisseur, ainsi que sa résistan- ce à l'inclinaison, sont augmentées, ce qui évite la distorsion dans la région des basses fréquences lors des vibrations à grande amplitude, assurant une meilleure qualité de la repro- duction dans la région des basses fréquences. Dans les modes de réalisation décrits, l'amortisseur est constitué par deux plaques ou feuilles de forme identique, collées l'une à l'autre, mais il est possible d'éliminer la partie de support centrale et la partie de support périphéri- que externe de l'une de ces deux plaques de l'amortisseur. Il convient aussi de noter que bien que, dans la forme de réalisation décrite, l'amortisseur se compose de quatres tubes quadrilatères formés par flexion et constitués chacun par quatre éléments de surface, cette disposition n'est pas obliga- toire. En effet, d'après l'invention, il est possible de raccorder respectivement les tubes quadrilatères aux c8tés d'un élément de support central qui peut avoir n'importe quelle forme polygonale. REVENDICATIONS 1. Haut-parleur électrodynamique, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un amortisseur qui comprend un élément de support central polygonal présentant une ouverture dans laquelle est fixé un support de bobine, plusieurs tubes résistant à la flexion, dont chacun a une section quadrilatère et se raccorde à l'un des côtés de l'élément de support central par une pliure, et un élément de support périphérique externe qui se raccorde par des pliures respectives aux extrémités externes des tubes résistant à la flexion. 2. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de surface formant chaque tube résistant à la flexion sont munis d'une nervure de renfort. 3. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des tubes résistant. à la flexion se compose d'au moins deux segments constitués chacun par deux éléments de surface se raccordant par une pliure, ces segments étant fléchis alternativement en quinconce vers le haut et vers le bas-. 4. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes résistant -à-la flexion qui constituent l'amortisseur sont formés à partir d'une paire de plaques amortisseuses comportant chacune un élément de support central polygonal présentant une ouverture dans laquelle est fixé le support de bobine, des éléments amortisseurs se raccor- dant respectivement aux côtés de l'élément de support central par des pliures respectives, et un élément de support périphé- rique externe auquel les éléments amortisseurs se raccordent à leur extrémité externe par des pliures respectives, ces pla- ques amortisseuses étant collées l'une à l'autre au niveau de leurs éléments de support centraux et au niveau de leurs élé- ments de support périphériques externes. 5. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est fixé, par son élément de support périphérique externe, à un anneau de support péri- phérique externe dans une situation telle qu'il soit étiré vers l'extérieur contre la force antagoniste de contraction des tubes résistants à la flexion. 6. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bords de l'ouverture des éléments de support centraux des plaques amortisseuses sont écartés l'un de l'autre de manière à former des pattes d'attache destinées à être collées sur la surface périphérique externe du support de la bobine oscillatrice. 7. Haut-parleur électrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur présente des ondulations courbes, formées aux extrémités des éléments de-surface qui constituent les tubes quadrilatères, au voisinage immédiat de l'élément de support central et/ou au niveau des extrémités de ces éléments de surface voisines de l'élément de support périphérique externe, ainsi que plusieurs nervures de renfort formées sur les éléments de surface, chacune de ces nervures ayant une section triangulaire, de telle manière que ces nervures présentent plusieurs arôtes dirigées perpendiculai- rement par rapport auxdites pliures, ces nervures de'renfort se raccordant par l'une de leurs extrémités aux surfaces cour- bes d'ondulations respectives.