Brevet FR3067203A1 — publié le 20181207

Haut-parleur électrodynamique à au moins deux joints définissant un logement intermédiaire rempli d'air La présente invention concerne un haut-parleur électrodynamique comportant un châssis, un ensemble mobile par rapport au châssis en translation selon un axe du haut- parleur autour d'une position d'équilibre occupée lorsque le haut-parleur est au repos, l'ensemble comportant au moins une membrane configurée pour émettre des ondes sonores, et un organe de liaison fixé sur la membrane et s'étendant à partir de la membrane vers l'intérieur du haut-parleur, et un premier joint de suspension de l'ensemble reliant l'ensemble et le châssis, le premier joint ayant une section transversale faisant saillie vers l'intérieur du haut-parleur. Elle concerne également une enceinte acoustique comprenant au moins un tel haut-parleur. Dans un haut-parleur, le ou les joints de suspension ont pour rôle, comme leur nom l'indique, de suspendre l'ensemble mobile comportant la membrane. La suspension est suffisamment ferme pour empêcher des déviations radiales de l'ensemble mobile pouvant conduire à des frottements mécaniques, et suffisamment souple pour ne pas modifier sensiblement les vibrations axiales, ce qui créerait une distorsion sonore. Ainsi, il est connu d'utiliser un joint souple situé axialement à proximité de la membrane, dans ou sous l'interstice existant entre le bord périphérique de la membrane et le caisson. Ce joint est complété par un deuxième joint en accordéon, connu sous le nom anglais de « spider ». Les déplacements axiaux de la membrane créent des fluctuations de pression interne sous le premier joint, qui peuvent s'avérer importantes dans les haut-parleurs de grave, du fait de l'amplitude des mouvements. Ceci crée un risque de retournement du premier joint dans le sens axial. Le premier joint, une fois retourné, produit des bruits parasites et induit un défaut dans de déplacement axial de la membrane. Un but de l'invention est donc de fournir un haut-parleur électrodynamique du type décrit ci-dessus, dans lequel le risque de retournement du premier joint est minimisé. A cet effet, l'invention a pour objet un haut-parleur électrodynamique du type décrit ci-dessus, dans lequel un deuxième joint de suspension de l'ensemble reliant l'organe de liaison et le châssis, le deuxième joint étant situé axialement par rapport au premier joint du côté intérieur du haut-parleur, le deuxième joint étant radialement à l'extérieur de l'organe de liaison, l'ensemble, le premier joint, le deuxième joint et le châssis définissant un logement intermédiaire rempli d'air et à fuite d'air restreinte. 3067203 2 Selon des modes particuliers de réalisation, le haut-parleur comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le deuxième joint présente une section transversale faisant saillie vers l'intérieur 5 du logement intermédiaire dans la position d'équilibre ; - le premier joint et le deuxième joint sont structurellement analogues ; - le premier joint et le deuxième joint ont une section transversale en berceau dans la position d'équilibre ; - l'organe de liaison est de forme sensiblement cylindrique centrée sur l'axe du 10 haut-parleur ; - en section selon un demi-plan quelconque passant par l'axe du haut-parleur et limité par l'axe, le premier joint présente un premier point d'attache sur l'ensemble, et un deuxième point d'attache sur le châssis, le deuxième joint présente un troisième point d'attache sur l'ensemble, et un quatrième point d'attache sur le châssis, et le premier 15 point, le deuxième point, le quatrième point et le troisième point forment dans cet ordre un parallélogramme dans la position d'équilibre ; - dans la position d'équilibre, le premier point et le deuxième point sont situés axialement sensiblement au même niveau, et le troisième point et le quatrième point sont situés axialement sensiblement au même niveau ; 20 - le logement intermédiaire est configuré pour se comporter comme un volume sensiblement étanche à l'échelle de temps des ondes sonores les plus graves, et présente une pression interne dans la position d'équilibre et est configuré pour permettre, lorsque le haut-parleur est au repos, une égalisation de la pression interne à la pression atmosphérique régnant au voisinage extérieur du haut-parleur ; et 25 - l'air situé dans le logement intermédiaire présente une pression interne dans la position d'équilibre, la pression interne ayant une valeur initiale à un temps initial, et le logement intermédiaire est configuré pour que, le haut-parleur étant au repos et soumis au temps initial à une pression ambiante constante supérieure de 0,1 bar à la pression interne initiale, la pression interne mette au moins 0,04 seconde, de préférence 1 30 seconde, voire 5 secondes à partir du temps initial tc, pour s'élever de 0,05 bar. L'invention a également pour objet une enceinte acoustique comprenant un haut-parleur tel que décrit ci-dessus. L'invention a enfin pour objet un véhicule automobile équipé d'au moins une enceinte acoustique telle que décrite ci-dessus. 3067203 3 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'une enceinte acoustique 5 selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe de l'enceinte acoustique représentée sur les figures 1 et 2, selon un plan passant par un axe d'un haut-parleur de grave de l'enceinte acoustique, la figure 4 est un détail de la figure 3 centrée sur des joints de suspension du 10 haut-parleur de graves, et - la figure 5 est un diagramme d'évolution de la pression dans un logement intermédiaire du haut-parleur représenté sur les figures 1 à 3. En référence aux figures 1 à 3, on décrit une enceinte acoustique 1 selon l'invention. L'enceinte acoustique 1 est configurée pour être intégrée dans l'habitacle (non 15 représenté) d'un véhicule automobile. L'enceinte acoustique 1 comprend un caisson 3 avantageusement de forme sensiblement sphérique, un haut-parleur 5 selon l'invention, et optionnellement un ou plusieurs autres haut-parleurs 7, 9 et 11. Le haut-parleur 7est par exemple structurellement analogue au haut-parleur 5 et ne sera pas décrit en détail. Le haut-parleur 7 avantageusement disposé tête-bêche avec 20 le haut-parleur 5 selon un axe A du haut-parleur 5. Les haut-parleurs 9 et 11 sont par exemple des haut-parleurs de médium et d'aigu configurés pour émettre des ondes sonores dans une bande passante s'étendant de 200 Hz à 25 kHz. Le haut-parleur 9 est par exemple configuré pour émettre directement dans un 25 volume intérieur (non représenté) du véhicule automobile, tandis que le haut-parleur 11 est configuré pour émettre dans un ou des conduits (non représentés) définis par l'habitacle du véhicule automobile. Le haut-parleur 5 est avantageusement un haut-parleur de grave, configuré pour émettre dans une bande passante par exemple comprise entre 15 Hz et 500 Hz. 30 Comme visible sur la figure 3, le haut-parleur 5 comprend un châssis 13, un circuit magnétique 15 définissant un entrefer 17, et un ensemble 19 mobile par rapport au châssis en translation selon l'axe A autour d'une position d'équilibre occupée lorsque le haut-parleur est au repos. Le haut-parleur 5 comprend en outre un premier joint 21 et un deuxième joint 23 de suspension de l'ensemble 19. 35 Dans l'exemple représenté, le châssis 13 est assez réduit. Le châssis 13 est solidaire mécaniquement du caisson 3. 3067203 4 L'ensemble 19 comprend une membrane 25 configurée pour émettre des ondes sonores, un porte-bobine 27 fixé sur la membrane, une bobine 29 fixée sur le porte-bobine et situé dans l'entrefer 17, et un organe de liaison 31 également fixé sur la membrane. 5 Le porte-bobine 27 et l'organe de liaison 31 sont par exemple sensiblement cylindriques d'axe A. Le premier joint 21, le deuxième joint 23, le châssis 13, et des bagues 33, 35 d'attache des joints définissent un logement intermédiaire 37 rempli d'air agissant comme un coussin, comme cela sera expliqué plus tard. 10 Le premier joint 21 et le deuxième joint 23 sont structurellement analogues, aussi seul le premier joint 21 sera décrit en détail structurellement. Le premier joint 21 entoure l'organe de liaison 31 autour de l'axe A. Le premier joint 21 est avantageusement de révolution autour de l'axe D, et présente une section transversale en berceau, le fond du berceau étant tourné axialement vers l'intérieur du 15 logement intermédiaire 37 dans la position d'équilibre de la membrane 25. Le premier joint 21 comprend une partie arquée 39 formant une gouttière 41 en dessous d'un bord périphérique 43 de la membrane 25 et d'un bord 45 du caisson 3 situé en vis-à-vis radial du bord périphérique 43 dans la position d'équilibre de la membrane. Le premier joint 21 comprend également deux rebords 47, 49 orientés vers l'extérieur du 20 berceau. Le rebord 47 est par exemple collé sur la bague 33. Le rebord 47 présente au-moins un premier point A d'attache en contact avec la bague 33. Le rebord 49 est par exemple également collé sur le châssis 13 et présente un deuxième point B d'attache sur le châssis 13. 25 Le deuxième joint 23 présente une section transversale dirigée vers l'intérieur du logement intermédiaire 37. Le deuxième joint 23 présente au moins un troisième point C et un quatrième point D d'attache respectivement en contact avec la bague 35 et le châssis 13. Le premier point A, le deuxième point B, le quatrième point D et le troisième point 30 C forment dans cet ordre un parallélogramme ABDC dans la position d'équilibre. Ceci a pour résultat que le volume du logement intermédiaire 37 n'est pas sensiblement modifié par les déplacements axiaux de la membrane 25, le parallélogramme ABDC conservant sensiblement la même surface. Le premier point A et le deuxième point B sont par exemple situés axialement au 35 même niveau. Le troisième point C, le quatrième point D sont par exemple situés axialement également au même niveau. 3067203 5 L'air situé dans le logement intermédiaire 37 présente une pression interne dans la position d'équilibre. Le logement intermédiaire 37 est configuré pour permettre, lorsque le haut-parleur 5 est au repos, une égalisation de la pression interne à la pression atmosphérique régnant au voisinage extérieur du haut-parleur 5. Le logement 5 intermédiaire 37 est toutefois relativement étanche, pour que cette égalisation nécessite une durée supérieure à la période des ondes sonores les plus graves de la bande passante du haut-parleur 5. Le logement intermédiaire 37 est à fuite d'air restreinte. Ainsi, le logement intermédiaire 37 est configuré pour se comporter avantageusement comme un volume 10 sensiblement étanche à l'échelle de temps des ondes sonores les plus graves (environ 1110e de seconde), mais permet un équilibrage de sa pression interne avec l'extérieur sur une durée plus longue. Par « sensiblement étanche », on entend que la quantité d'air présente dans le logement intermédiaire 37 fluctue de moins de 80%, de préférence moins de 20%, voire 15 moins de 1% du fait des vibrations de la membrane 25. Par exemple, si la pression interne du logement intermédiaire 37 a une valeur initiale P(t0) a un temps initial to et que le haut-parleur 5 est au repos et soumis au temps initial to à une pression ambiante PA constante, supérieure de 0,1 bar à la pression interne initiale P(to), le logement intermédiaire est configuré pour que sa pression interne 20 mette au moins 0,04 secondes, de préférence 1 seconde, voire 5 secondes à partir du temps initial to pour s'élever de 0,05 bar. L'homme du métier sait obtenir une fuite d'air restreinte, par exemple en ménageant dans le logement intermédiaire 37 des passages (non représentés) dont la section de passage est suffisamment faible pour obtenir une quasi-étanchéité à l'échelle 25 de temps des ondes sonores les plus graves. Le fonctionnement de l'enceinte acoustique 1 va maintenant être brièvement décrit. Lorsque que le haut-parleur 5 est au repos, la pression interne du logement intermédiaire 37 s'égalise avec la pression ambiante PA, par exemple en environ 50 30 secondes, comme représenté sur la figure 5. En variante, le temps d'égalisation est un peu plus court ou un peu plus long, mais il reste en tout état de cause supérieur à la période des ondes sonores les plus graves de la bande passante du haut-parleur 5. Lorsque la membrane 25 est animée de vibrations axiales, la pression interne d'un 35 volume interne 51 situé sous la membrane et sous les joints (figure 4) connaît des fluctuations pouvant aller jusqu'à environ 0,1 bar. Notamment, lorsque la membrane 25 3067203 6 est déplacée vers l'intérieur du haut-parleur 5, cette pression interne augmente. En l'absence du logement intermédiaire 37, cette augmentation de pression s'appliquerait sur le premier joint 21 et risquerait de le retourner. Le premier joint 21 pourrait alors nuire à la qualité sonore. 5 Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, en particulier la présence du logement intermédiaire 37, ces fluctuations de pression ne sont pas ou peu ressenties par le premier joint 21. Ainsi, le risque de retournement du premier joint 21 est fortement réduit, voire annulé. REVENDICATIONS1.- Haut-parleur (5) électrodynamique comportant : - un châssis (3), - un ensemble (19) mobile par rapport au châssis (3) en translation selon un axe (A) du haut-parleur (5) autour d'une position d'équilibre occupée lorsque le haut-parleur (5) est au repos, l'ensemble (19) comportant au moins une membrane (25) configurée pour émettre des ondes sonores, et un organe de liaison (31) fixé sur la membrane (25) et s'étendant à partir de la membrane (25) vers l'intérieur du haut-parleur (5), et - un premier joint (21) de suspension de l'ensemble (19) reliant l'ensemble (19) et le châssis (3), le premier joint (21) ayant une section transversale faisant saillie vers l'intérieur du haut-parleur (5), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième joint (23) de suspension de l'ensemble (19) reliant l'organe de liaison (31) et le châssis (13), le deuxième joint (23) étant situé axialement par rapport au premier joint (31) du côté intérieur du haut-parleur (5), le deuxième joint (23) étant radialement à l'extérieur de l'organe de liaison (31), l'ensemble (19), le premier joint (21), le deuxième joint (23) et le châssis (3) définissant un logement intermédiaire (37) rempli d'air et à fuite d'air restreinte. 2.- Haut-parleur (5) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième joint (23) présente une section transversale faisant saillie vers l'intérieur du logement intermédiaire (37) dans la position d'équilibre. 3.- Haut-parleur (5) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier joint (21) et le deuxième joint (23) sont structurellement analogues. 4.- Haut-parleur (5) selon la revendication 3, dans lequel le premier joint (21) et le deuxième joint (23) ont une section transversale en berceau dans la position d'équilibre. 5.- Haut-parleur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'organe de liaison (31) est de forme sensiblement cylindrique centrée sur l'axe (A) du haut-parleur. 6.- Haut-parleur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, en section selon un demi-plan (X) quelconque passant par l'axe (A) du haut-parleur (5) et limité par l'axe (A) : 3067203 8 - le premier joint (21) présente un premier point (A) d'attache sur l'ensemble (19), et un deuxième point (B) d'attache sur le châssis (13), - le deuxième joint (23) présente un troisième point (C) d'attache sur l'ensemble (19), et un quatrième point (D) d'attache sur le châssis (13), et 5 - le premier point (A), le deuxième point (B), le quatrième point (D) et le troisième point (C) forment dans cet ordre un parallélogramme (ABDC) dans la position d'équilibre. 7.- Haut-parleur (7) selon la revendication 6, dans lequel, dans la position d'équilibre : 10 - le premier point (A) et le deuxième point (B) sont situés axialement sensiblement au même niveau, et - le troisième point (C) et le quatrième point (D) sont situés axialement sensiblement au même niveau. 15 8.- Haut-parleur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le logement intermédiaire (37) : - est configuré pour se comporter comme un volume sensiblement étanche à l'échelle de temps des ondes sonores les plus graves, et - présente une pression interne (P) dans la position d'équilibre et est configuré 20 pour permettre, lorsque le haut-parleur (5) est au repos, une égalisation de la pression interne (P) à la pression atmosphérique régnant au voisinage extérieur du haut-parleur (5)- 9.- Haut-parleur (9) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel : 25 - l'air situé dans le logement intermédiaire (37) présente une pression interne (P) dans la position d'équilibre, la pression interne ayant une valeur initiale (P(to)) à un temps initial (t0), et - le logement intermédiaire (37) est configuré pour que, le haut-parleur étant au repos et soumis au temps initial (to) à une pression ambiante (PA) constante supérieure 30 de 0,1 bar à la pression interne initiale (P(to)), la pression interne (P) mette au moins 0,04 seconde, de préférence 1 seconde, voire 5 secondes à partir du temps initial to pour s'élever de 0,05 bar. 10.- Enceinte acoustique (1) comprenant au moins un haut-parleur (5) tel que 35 décrit par l'une quelconque des revendications 1 à 9.