Brevet FR2522240A1 — publié le 19830826

la présente invention concerne un diaphragme de haut-parleur et en particulier un diaphragme comportant un noyau en résine expansée, moulé en forme de tronc de c 6 ne. On connaît des diaphragmes de haut-parleur en résine expansée par exemple en polystyrène expansé;, mutlés suivan une forme de tronc de c 8 ne pour constituer l'élément principal du noyau du diaphragme De tels diaplragmes ont de façon c zrctéris- tique la même masse que les diaphragmes usuels en papier ou analogues qui ont également une forme de tronc de c Uneo O 10 Bien que les noyaux de mousse expansée présenten certains avantages par rapport à leurs équivalent;s:n papler car ils évitent par exemple la formation d'une vibratio, divisée et améliorent les caractéristiques acoustiques du diaphragme, leur inconvénient est une faible vibration ou vitesse de propagation acoustique et une fréquence de résornance naturelle relativement faible, tout en ayant un coefficient de résornance élevé Q* Ainsi, les caractéristiques de sortie acoustique/frequence des dip- 12 ragm en matière synthétique expansée présentent un manque notable er particulier dans la région des sonorités élevées et ne présentent pas de réponse suffisamment plate pour Otre satisfaisanteso Un diaphragme en matière synthétique expansée présente généralement une partie arrière ou de faible diamètre qu est reliée à la bobine de l'enroulement de voix, pour être ainsi entrainé Toutefois la distance entre cette extrémité arrière ou de faible diamètre et la surface avant du tronc de c 8 ne, dans son centre, est différente de la distance entre la partie arrière et la surface avant de la périphérie de celui-ci, ce qui détérior, la caractéristique de phase de la sortie acoustique De plus, co Li la bobine portant l'enroulement de voix est fixée par collage, directement à l'extrémité arrière de l'élément en matière synthét: que expansée, il est difficile de maintenir la bobine dans une position fixe avec une précision suffisamment satisfaisante; le mouvement résultant par rapport à la position de collage influencf de façon défavorable la caractéristique signal de sortie acoustiqi fréquence dans la plage des fréquences élevées. En outre comme la résine expansée présente en général une faible résistance thermique, il est difficile d'utilii un tel matériau dans les haut-parleurs de puissance à cause de la quantité importante de chaleur que la bobine transmet au noyau. la présente invention a pour but de créer un diaphragme pour haut-parleur remédiant aux inconvénients des solu- tions cornnues donnant une réponse essentiellement plate à la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence dans la plage des fréquences élevées, réduisant la crevasse de la caractéristique ci-dessus dans la plage des fréquences élevées, conservant l'alignement précis de la bobine de l'enroulement de voix et du noyau du diaphragme et une fixation solidaire, et enfin ayant des caractéristiques de résistance thermiques permettant l'application de ce diaphragme à des haut-parleurs de puissance. A cet effet, l'invention concerne un diaphragme pour haut-parleur composé d'un noyau en forme de tronc de cène avec une surface avant plane, une couche de rayonnement extérieure montée sur la surface avant et ayant un coefficient de résonance, élevé, ainsi qu'une couche intermédiaire entre la surface avant du noyau et la couche de radiation extérieure, avec un coefficient de résonance inférieur à celui de la couche de rayonnement extérieure. De plus le noyau présente une surface extérieure conique en partant de la surface frontale jusqu'à l'extrémité arrière du noyau; le diaphragme comporte de plus un élément de recouvrement relié à la partie arrière et destiné à être relié à la bobine de l'enroulement de voix du haut-parleur. L'invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe d'un diaphragme de haut-parleur selon un mode de réalisation de l'invention. la figure 2 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie de la partie périphérique du diaphragme de la figure 1, montrant les détails de la fixation du bord. la figure 3 est une coupe partielle à échelle agrandie de l'extrémité arrière du diaphragme de la figure 1 montrant en particulier la liaison à la bobine portant l'enroule- ment de voix du haut-parleur. la figure 4 A est un graphique de la caractéris- tique signal de sortie acoustique/fréquence d'un diaphragme classi- que. la figure 4 B est un graphique analogue à celui de la figure 4 A, donnant la caractéristique signal de sortie acous- tique/fréquence d'un diaphragme usuel avec une couche de rayonne- ment extérieure. la figure 40 est un graphique donnant la 4 O caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence du diaphragm du mode de réalisation de l'invention. la figure 4 D est un graphique comparatif de la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence d'un diaphragme classique et de celle d'un diaphragme ayant un élément de recouvrement. DESCRIPTION DETAILIME D'UN MODE DE REAIISATION PREFERENTIEL DE L'INVENTION: Selon les dessins et en particulier selon la figure 1, le diaphragme 10 d'un haut-parleur selon un mode de réalisation de l'invention se compose d'un noyau 11, moulé de façon générale en forme de tronc de c 8 ne, avec une couche de rayonnement extérieure 12 ayant un coefficient de résonance Q relativement élevé et une couche intermédiaire 13 prévue entre le noyau 11 et la couche 12, le coefficient de résonance Q de la couche intermédiaire 13 étant inférieur à celui de la couche 12. De façon préférentielle, le noyau 11 est en résine expansée telle que du polystyrène expansé ou analogue; la couche de rayonnement extérieure 12 est constituée par une feuille de polyester, de chlorure de polyvinyl ou analogue d 'une épaisseur sensiblement éga. le h 100 microns;la couche intermédiaire 13 est du caoutchouc de type butyl, expansé, mousse ou analogue d'une épaisseur sensible- ment égale à 1 micron. Selon la figure 1, le noyau 11 est divisé en deux parties à savoir une partie périphérique ou extérieure Ila avec une partie centrale creuse recevant la partie centrale 11 b, ce qui permet une fabrication plus facile du diaphragme les parties lla, l 1 b font corps l'une avec l'autre de façon que la partie centrale llb soit adaptée par la forme à celle de la partie centrale creuse de la section périphérique lia et que les sections une fois réunies forment une surface avant plane, continue lic avec une couche intermédiaire 13 et une couche de radiation extérieure 12 laminée sur celle-ci Un organe périphérique de bord 14 est relié au diaphragme 10 en mettant en sandwich une partie de cet organe entre la couche intermédiaire 13 et la surface 11 c (figure 2). la figure 3 montre que la partie périphérique lia est formée au niveau de sa partie arrière lld d'une bride périphé- rique lie qui vient en saillie vers l'intérieur et d'une partie centrale Ilb dégradée au niveau de l'extrémité arrière 11 f pour former une partie découpée périphérique 11 g ou en forme de gradin annulaire communiquant avec la partie centrale creuse de la section périphérique 11 a. De plus, le diaphragme 10 comporte un élément de recouvrement 15 en un matériau faisant corps ou qui est laminé, présente un faible poids, est rigide, par exemple en métal matricé ou une matière en forme de maille telle que de l'aluminium, du magnésium, du titane, du beryllium, du bore ou analogue, qui recouvre la surface de la partie arrière 11 d du noyau 11 L'élément de recouvrement 15 est représenté comme composé d'une première partie inclinée 15 a collée à la surface périphérique conique du noyau 11 de façon à recouvrir cette surface et d'une seconde partie cylindrique 15 b venant étroitement dans l'orifice défini par la bride périphérique 11 e Le bord libre 15 c de la partie cylindrique 15 b est rabattu vers l'extérieur (comme représenté) pour enserrer la bride 1 le et améliorer la fixation de l'élément de recouvrement 15 sur le noyau 11. Selon la figure 1, la distance La entre le bord d de la première partie 15 a et le bord périphérique de la sortie acoustique ou surface de rayonnement 10 a du diaphragme c'est-à- dire de la couche extérieure de rayonnement 12 est approximative- ment égale à la distance Lb entre le bord 15 c de la seconde partie b et la surface avant, continue 11 c de l'élément formant noyau 11, pris suivant la surface intérieure de la partie périphérique 1 la, pour donner au diaphragme une caractéristique de phase, satisfaisante. Le diaphragme 10 comporte une bobine 16 munie d'un enroulement 17 de même type que celui utilisé dans les haut-parleurs classiques; une extrémité de la bobine 16 est placée dans la cavité formée par la partie cylindrique 15 b de l'élément de recouvre- ment 15, la surface intérieure de la section périphérique lia et la partie en gradin ou découpée 1 lg de la section centrale 11 b en étant solidarisée à l'élément de recouvrement 15 par une colle adéquate portant la référence 18 Pour réaliser le diaphragme, il est préférable et le plus efficace de fixer la bobine 16 à l'élément de recouvrement 15 avant d'introduire la section centrale 11 b et de fixer celle-ci sur la section périphérique 1 la du noyau 11. Selon la figure 1, le haut-parleur comporte en outre un circuit magnétique 19 avec un entrefer 19 a dans lequel se trouve l'enroulement 17; le diaphragme 10 est ainsi entra né par le signal de sortie électrique appliqué à l'enroulement 17 La position de la bobine 16 est réglée par un élément d'amortissemenl fixé à un cadre d'un ch Assis (non représenté) avec l'élément périphérique 14 et le circuit magnétique 19. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, on élève la fréquence de vibration, divisée du mode primaire du noyau 11 à une fréquence plus élevée en prévoyant la couche de rayonnement extérieure 12 ayant un coefficient de résonance Q relativement élevé De plus, ce coefficient Q du noyau Il peut dt 2 réduit par la couche intermédiaire 13 entre la surface continue 11 l et la couche 12; cette couche intermédiaire 13 présente un coefficient de résonance Q inférieur à celui de la couche 12, ce qui permet la perte interne voulue Etant donné ce qui précède, or arrive à une réponse relativement plate en réduisant la crevasse de la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence en particulier dans la plage des fréquences élevées. De façon plus particulière, la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence du haut-parleur à diaphragme classique est représentée à la figure 4 A Il y a une certaine amélioration dans la caractéristique signal de sortie acoustique/ fréquence d'un diaphragme comportant une couche de rayonnement extérieure 12 en chlorure de polyvinyl fixée à la surface 11 c du noyau 11 (sans couche intermédiaire 13) Cette amélioration s'applique en particulier pour l'élévation de la fréquence de vibration divisée en mode primaire et de la légère réduction de la crevasse dans la plage des fréquences élevées (figure 4 B) Toutefo la seule addition d'une couche extérieure 12 ne donne pas une réponse suffisamment plate De plus, les modifications, l'épaisseu et la matière de la couche 12 peuvent entra ner un résultat néfast, sur les caractéristiques de collage du noyau sans apporter de modification effective de la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence. Dans le mode de réalisation du diaphragme selon l'invention, avec une couche intermédiaire 13 constituée par une feuille de caoutchouc de butyl, avec un coefficient de résonance Q inférieur à un-cinquième de celui de la couche de rayonnement extérieure 12, placée entre le noyau Il et cette couche 12, on améliore considérablement la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence en aplatissant cette caractéristique et en particulier au niveau de la crevasse dans la région des Créquences élevées comprise entre i Kaz et 5 E Iz On a constaté qu'en choisis- sant de façon adéquate les matériaux et les caractéristiques de la couche de rayonnement extérieure 12 et de la couche intermé- diaire 13, on peut régler la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence dans une plage étendue Par ailleurs, on a constaté que le type de colle utilisé pour relier la couche 12, la couche intermédiaire 13 et le noyau 11 ne présente pas d'influence importante sur la caractéristique signal de sortie acoustique/ fréquence du haut-parleur. Les diaphragmes correspondant aux caractéristi- ques des figures 4 A-4 C comportent chacun un élément de recouvrement fixé au noyau correspondant On remarque que lorsque la bobine 16 est collée à l'élément de recouvrement 15, on améliore la préci- sion d'alignement et la liaison de la bobine 16 au diaphragme, ce qui donne un diaphragme ayant une caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence plus uniforme que celle que l'on obtient avec une bobine 16 fixée directement à la résine expansée consti- tuant le noyau 11 De plus comme la chaleur développée au niveau de l'enroulement 17 peut ttre rayonnée par le diaphragme 10 à travers l'élément de recouvrement 15 fixé au noyau 11, on améliore ainsi la résistance thermique et le diaphragme peut recevoir les signaux de sortie acoustiques puissants Dans les mêmes conditions, comme le noyau 11 est en résine expansée et est entralné par l'intermédiaire de l'élément de recouvrement 15 qui est en un matériau léger et rigide, on réduit toute influence néfaste sur la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence résultant des vibrations naturelles du noyau Il De plus, comme les distances décrites précédemment La, Lb sont sensiblement égales, on peut améliorer la qualité acoustique du diaphragme par une caractéris- tique de phase, satisfaisante. Selon le graphique montrant la caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence de la figure 4 B, l'élément de recouvrement 15 augmente effectivement la fréquence de résonance dans la partie de la crevasse dans la plage des fréquences élevées, d'environ 3000 Hz, tout en réduisant en même temps, la crevasse dans la même région pour donner une caractéristique signal de sortie acoustique/fréquence, plus satisfaisante. A la figure 4 D, la ligne en pointillé représente la caractéristique du diaphragme connu ayant un noyau 11 en pôly- styrène expansé relié directement à la bobine 16; le trait plein représente la caractéristique du même diaphragme comportant un élément de recouvrement 15 En d'autres termes, les deux diaphragmes dont les caractéristiques sont représentées à la figure 4 D n'ont pas de couche de rayonnement extérieure 12 ni de couche intermédiaire 13 laminée sur celleci C'est pourquoi, la figure 4 D traduit seulement l'influence de l'élément de recouvre- ment 15. 8 2522240 R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Diaphragme pour haut-parleur caractérisé en ce qu'il comporte un noyau en forme de tronc de cône pourvu d'une surface avant plaie à son plus grand diamètre, ce noyau comprenant une première section périphérique présentant une partie centrale creuse et une surface extérieure conique et une seconde section centrale de forme correspondant à celle de la partie centrale creuse, ces sections étant adaptées l'une dans l'autre pour former la surface avant. ) Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface avant reçoit une couche de rayonnement extérieure à coefficient de résonance élevé et une couche intermédiaire entre la surface avant et la couche de rayonnement extérieure, cette couche intermédiaire présentant un coefficient de résonance inférieur à celui de la couche extérieure. 30) Diaphragme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde section remplit uniquement l'extrémité de la partie creuse adjacente de l'extrémité avant plane et forme une cavité ouverte à l'autre extrémité de cette partie creuse, la partie périphérique présentant une bride interne à hauteur de cette cavité. ) Diaphragme selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de recouvrement relié à la première section périphérique et recouvrant la bride et une partie de la surface extérieure conique. 50) Diaphragme pour haut-parleur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine pour l'enroulement d'actionnement du haut-parleur qui est reliée à l'élément de recouvre- ment. 6 ) Diaphragme selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bobine est logée dans la cavité. 7 ) Diaphragme selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de recouvrement comporte un premier bord à sa liaison avec la bride et un autre bord le long de la surface conique extérieure, la distance entre le premier bord et la surface avant, à la jonction de la section périphérique et de la section centrale étant sensiblement égale à la distance entre le second bord et le bord périphérique de la couche de rayonnement extérieure. ) Haut-parleur pourvu du diaphragme conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit magnétique coopérant avec l'enroulement d'actionne- ment fixé sur la bobine.