Brevet FR2527883A1 — publié le 19831202

L'invention concerne un type de bobinages utilisé dans des transducteurs acoustiques communément appelés bobines mobiles Dans de tels dispositifs, un cône ou diaphragme est commandé par des signaux électriques situés dans la bande des fréquences audibles de manière à déplacer l'air pour reproduire des sons Le diaphragme est commandé par un ensemble à bobine mobile qui lui est relié de manière que la bobine mobile soit placée dans un entrefer formé dans un ensemble à aimant permanent. Lorsque la bobine mobile est excitée par les courants audiofréquence, elle exécute un mouvement de translation communiquant le mouvement souhaité au diaphragme. Dans des procédés antérieurs de fabrication de bobines mobiles, il est classique de construire une bobine par bobinage de fil conducteur rond sur un noyau, en considérant qu'il est préférable que la bobine soit légère Il est cependant apparu que l'utilisation de fil conducteur rond a pour résultat un transducteur relative- ment inefficace, car le fil rond laisse des interstices importants entre les couches adjacentes formées par les spires de la bobine et entre les spires successives formées par le fil Etant donné un entrefer magnétique d'un cer- tain volume, la sensibilité des transducteurs à bobines mobiles dépend du nombre de spires de fil pouvant être placées dans l'espace offert. Un autre facteur concerne la puissance admissi- ble des bobines mobiles de transducteurs On a longtemps pensé que de tels transducteurs pouvaient être réalisés par l'utilisation, dans la bobine, de davantage de métal permettant de dissiper la chaleur dégagée dans la bobine mobile pour que ces transducteurs soient plus puissants. Une solution récente a consisté à utiliser un fil de section rectangulaire, ayant généralement un rapport côté/ bord compris entre environ 4:1 et 7:1 Le fil doit alors être bobiné sur chant afin que la bobine comporte un grand nombre de spires et que l'on ait ainsi une bobine très dense, ayant très peu d'interstices de façon à pouvoir dissiper une plus grande puissance et à avoir une plus 25.27883 grande sensibilité. La bobine mobile à bobinage sur chant est utilisée classiquement, en particulier dans des hauts- parleurs à haute fidélité, depuis de nombreuses années. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 935 402 décrit une bobine mobile dissipant une grande puissance, qui utilise le pri ncipe du bobinage sur chant, et il décrit également des perfectionnements apportés à l'aptitude de cette bobine à dissiper de grandes puissances Il semble que la bobine à bobinage sur chant a été décrite en premier dans "Bell System Technical Journal"? en date de janvier 1928, dans un article intitulé "A High-Ef ficiency Receiver for a Horn-Type Loudspeaker of Large Power Capacity", de E C Wente et A L Thuras. Ainsi qu'on peut le deviner, plusieurs pro- blèmes se posent pour "ormer une bobine mobile à bobinage sur chant Comme décrt dans l 2 brevet des Etats-Unis d'Amérique N 1 956 826, il est difficile de donner à la bobine un contour cylindrique régulier Le fil est petit et il est difficile de maintenir les côtés plats dans une disposition strictement parallèle, et les machines automatiques de bobinage ne peuvent pas être utilisées. De plus, bien qu'il soit possible d'obtenir une plus grande densité de bobinage, il est difficile de bobiner la bobine étroitement, sans déformer son contour, car le fil a tendance à s'incliner En outre, il apparaît que, lorsqu'une seule nappe de spires de fil est utilisée, les fils de connexion se trouvent aux extrémités opposées de la bobine résultante,de sorte qu'un problème de dressage de ces fils doit être résolu avec, par consé- quent, un accroissement du coût de fabrication. On a découvert qu'une bobine mobile, ayant des caractéristiques de foncticnnement comparables à celles des bobines à bobinage sur chant, de fabrication coûteuse, admettant des puissances plus élevées, peut être fabriquée aisément et à un coût inférieur au moyen de fil conducteur de section rectangulaire, pouvant présenter divers rapports de frme côté/bord et dont le -3 côté, ou la plus grande dimension, est appliqué contre le noyau de la bobine, plutôt que le bord Ceci conduit à plusieurs avantages La plus grande dimension du fil étant appliquée contre la surface du noyau, la bobine peut être bobinée de façon plus serrée que dans la forme de réalisation à bobinage sur chant, de sorte que l'on obtient une plus grande densité et donc un accroissement de la puissance admissible D'autres caractéristiques de fonctionnement sont identiques à des formes de réalisa- tion à bobinage sur chant. Les avantages supplémentaires de la bobine selon l'invention sont un plus faible coût de fabrication en raison de plusieurs facteurs,dont le premier est que la bobine peut être bobinée sur des machines automatiques de bobinage et dont le second est que, par l'utilisation de couches multiples en nombre pair, les fils de connexion ou extrémités de la bobine sortent sur le même côté, ce qui érite d'avoir à dresser les extrémités ou fils de connexion et élimine donc cette opération de fabrication. En troisième lieu, ce bobinage à plat est réalisé directe- ment sur la carcasse de la bobine, alors que les bobines à bobinage sur chant sont bobinées en longue barre sur un mandrin, puis séparées et coupées avant de recevoir une forme intérieure en papier Ainsi, la bobine à bobinage à plat évite plusieurs étapes de fabrication. Un autre objet et avantage de l'invention est l'utilisation, sur le fil conducteur de la bobine, d'un revêtement de matière adhésive ou autre appliqué au moment du bobinage sur le noyau de manière que, une fois l'opé-_ ration de bobinage réalisée, l'adhésif prenne pour pro- voquer une adhérence du fil sur toute sa longueur, cons- tituant ainsi une forme finie et fixe. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'une bobine mobile à bobinage sur chant de l'art antérieur; et les figures 2 et 3 sont des vues en perspective, avec coupe partielle, de deux formes de réalisation de la bobine mobile selon l'invention. La figure 1 représente un fil rectangulaire plat 10 bobiné de manière que son bord étroit 12 repose sur un noyau 14, jusqu'à ce que suffisamment de spires se soient accumulées, comme souhaité, pour former un enroule- ment constituant la bobine mobile Ainsi qu'il est classi- que et connu, la bobine mobile est placée dans un entrefer et il est classique de laisser un très faible jeu entre le noyau, sur un côté, et le bord de la-bobine mobile, sur l'autre côté, car il est connu que la température pouvant être dissipée par l'ensemble est d'autant plus grande que l'espace compris entre les pièces polaires de l'aimant et les surfaces cylindriques de la bobine mobile est petit. Cependant, il faut laisser un certain entrefer pour per- mettre les mouvements de translation de la bobine mobile et, par conséquent, il faut travailler avec un volume donné dans l'entrefer et, comme mentionné précédemment, il est souhaitable de remplir ce volume avec le plus grand nombre possible de spires et la plus grande quantité possible de matières métalliques. Les figures 2 et 3 montrent deux formes de réa- lisation de l'invention Il convient de noter que le volume de l'entrefer occupé par les enroulements est le même, ou peut être aisément réalisé de manière à être le même sur les figures 2 et 3 que sur la figure 1 Si l'on considère tout d'abord la figure 3, on voit que le noyau 14 porte à présent plusieurs spires de fil conducteur 20 ayant un rapport de forme différent, c'est-à-dire un rapport bord/côté qui peut varier sensiblement pour diverses raisons indiquées plus en détail ci-après, mais dans lequel le côté 22 est appliqué contre le noyau 14 En choisissant le rapport des côtés 22 aux bords 24, un nombre souhaité de spires de fil peut être formé pour remplir le volume de l'entrefer afin de donner la sensi- bilité souhaitée au transducteur Le fil de section rectan- gulaire est recouvert d'un émail isolant En bobinant le fil 20 dur le noyau 14 au moyen d'une machine de bobinage, on forme un enroulement hélicoïdal et ainsi qu'il apparaît, plusieurs couches enroulées peuvent être bobinées étroitement En réalisant un nombre pair de couches bobinées, un problème supplémentaire, mentionné précédemment, peut être résolu, car les extrémités ou fils de connexion de la bobine finie sortent alors du même côté de la bobine, ce qui évite d'avoir à prévoir des moyens pour ramener les fils de connexion en arrière,autour et à l'extérieur de la bobine, afin de les connecter aux bornes d'entrée Bien que les bobines de rendement élevé et de coût inférieur puissent être fabriquées avec un nombre impair de couches, un avantage supplémentaire de l'inven- tion est que le nombre pair de couches tend à réduire davantage les coûts de fabrication, et ceci constitue un avantage par rapport aux bobines à bobinage sur chant de l'art antérieur. La figure 2 montre ce qui peut être considéré comme la limite inférieure de l'invention par le fait que le fil conducteur 30 présente une section carrée Cette configuration permet encore un bobinage automatique sur des machines de bobinage et elle permet également aux spires d'être bobinées étroitement sur le noyau 14, sans déformation des enroulements ou du cylindre résultant formé par la bobine Il apparaît que divers rapports de forme bord/côté peuvent être choisis entre le carré et le rectangle, suivant, en partie, le nombre de spires souhaitées, tout en remplissant cependant sensiblement le volume de l'entrefer de l'aimant associé et en laissant un minimum d'interstices entre les enroulements. Une autre caractéristique de l'invention est la présence et l'utilisation d'un adhésif ou d'une matière plastique thermodurcissable pour lier étroitement les enroulements les uns aux autres afin de donner à la bobine finie l'aspect d'un cylindre Ceci peut être obtenu de plusieurs manières dont l'une consiste à utiliser le fil rectangulaire ou carré, sur lequel de l'émail a été appliqué précédemment, ainsi qu'il est classique avec les G fils de bobines mobiles, et sur lequel une couche supplé- mentaire d'adhésifs thermodurcissables est appliquée avant son bobinage sur le noyau Un autre moyen consiste à bobiner une première couche de spires sur le noyau puis à appliquer, sur cette premiere couche, un mince revêtement de matière thermoplastique, puis de bobiner sur ce revdtement la secone uche de spires dn peut procéder ainsi avec les couches supplémentaires si ces dernières sont réalisées Lorsque la bobine est achevée un courant électrique est brièvement appliqué aux extrémités de la bobine afin de provcquer son échauffement et de faire prendre liadhésif Au lieu d'un adhésif therio- durcissable, on peut utiliser un adhnsif qui reaàit des solvants tels que i J'acét&ne ou la ïaéthyilthylcetone. L'inventio c:- crne donc _une bobi:L_ znbi e dont Les possibilitds 2 e wfon Lonimement sont iia S e- qui peut:iissiper de pu grandtes puissances, a un ccit de fabrication sensb t pl-us aib L e. Il va de Sol que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la, :Adne décrite et représentée sans sortir du cadre de l'inventicn. REVENDICATIONS 1 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) dont les spires sont liées intimement les unes aux autres, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport de forme entre le côté ( 22) et le bord ( 24) est de 1:1 ou plus, le côté du fil étant aligné dans la même direction que l'axe central de la bobine. 2 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) constitué d'au moins deux couches de spires, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport du côté ( 22) au bord ( 24) n'est pas inférieur à 1:1, le bord étant aligné avec l'axe de la bobine. 3 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) constitué d'un nombrepair de couches de spires, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport du côté ( 22) au bord ( 24) n'est pas inférieur à 1:1, le côté du fil étant aligné avec l'axe de la bobine. 4 Bobine mobile de haut-parleur selon la revendication 3, caractérisée en ce que les spires du fil sont liées intimement entre elles par un adhésif. Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle est réalisée au moyen d'une longueur de fil conducteur ( 20 ou 30) ayant une section rectangulaire' telle que le côté ( 22) est égal ou supérieur au bord ( 24) , le fil étant recouvert d'une matière isolante, enroulé sur un noyau cylindrique ( 14) de manière que le côté du fil soit adjacent au noyau pour former une première couche, des spires supplémentaires de fil étant enroulées de la même manière sur la première couche pour former une seconde couche. 6 Bobine mobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le fil est revêtu d'un adhésif que l'on fait prendre après que les couches ont été formées. 7 Bobine mobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'adhésif est un composé: thermodurcissable dont la prise est provoquée par la mise en circulation d'un courant électrique dans le fil. 8 Bobine mobile selon la revendication 6, caractérisée en ce que la prise de l'adhésif est provoquée par immersion de la bobine dans un solvant -