Brevet FR3089380A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : Pièce de rigidification pour caisson d'enceinte acoustique [0001] L'invention concerne le domaine des pièces de rigidification pour caisson d'enceinte acoustique. [0002] ARRIERE PLAN DE L'INVENTION [0003] Une enceinte acoustique comporte un caisson et un ou plusieurs haut-parleurs. Une ou plusieurs faces du caisson comprennent une ou plusieurs ouvertures destinées chacune à accueillir un haut-parleur. [0004] Dans une enceinte acoustique, le mouvement des membranes des haut-parleurs est à l'origine de vibrations qui produisent des bruits parasites. [0005] En référence aux figures 1 et 2, une enceinte de l'art antérieur 1 comporte un caisson 2 ayant une face supérieure, une face inférieure et des faces latérales. L'enceinte comprend de plus un premier haut-parleur 3a monté sur la face supérieure et un deuxième haut-parleur 3b monté sur la face inférieure du caisson 2. Lc fonctionnement des haut-parleurs 3 excite trois modes de vibration de l'enceinte 1. [0006] Un premier mode de vibration résulte d'un mouvement de pompage des aimants 4 des haut-parleurs 3. L'aimant 4 de chaque haut-parleur 3 subit un mouvement de translation selon l'axe de translation X1 (voir figure 1) qui est un axe longitudinal de l'enceinte 1. Ce mouvement de translation est dû à la masse relativement importante de l'aimant 4 et à la relative souplesse de la tôle 5 du haut-parleur 3 appelée « saladier », dans laquelle s'étend la membrane (non représentée). Le mouvement de translation se produit dans le sens de fonctionnement de la membrane du haut-parleur 3. [0007] Un deuxième mode de vibration résulte d'un mouvement de balancier des aimants 4 des haut-parleurs 3. L'aimant 4 de chaque haut-parleur 3 subit un mouvement de rotation autour d'un axe de balancier X2 qui passe par le centre de la membrane et qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal du haut-parleur 3 (voir figure 2). Cc mouvement de rotation est lui aussi dû à la masse relativement importante de l'aimant 4 et à la relative souplesse de la tôle du haut-parleur 3. [0008] Un troisième mode de vibration résulte d'une déformation du caisson 2 de l'enceinte 1, qui « gonfle » du fait de la hausse de pression interne induite par le déplacement des membranes des haut-parleurs 3. [0009] OBJET DE L'INVENTION [0010] L'invention a pour objet de réduire les vibrations et donc les bruits parasites d'une enceinte acoustique. Résumé de l'invention 2 100111 En vue de la réalisation de ce but, on propose une pièce de rigidification agencée pour être intégrée à l'intérieur d'un caisson d'une enceinte acoustique pour rigidifier ledit caisson, l'enceinte acoustique pouvant comprendre en outre au moins un haut-parleur monté sur une première face du caisson, la pièce de rigidification comportant une portion de liaison, au moins un support d'amortissement définissant un espace d'accueil agencé pour accueillir un dispositif d'amortissement destiné à limiter des vibrations du haut-parleur, le support d'amortissement comprenant une pluralités de nervures réparties autour de l'espace d'accueil, chaque nervure s'étendant dans un plan distinct parallèle à une profondeur de l'espace d'accueil, la pièce de rigidification étant agencée de sorte que, lorsque l'enceinte est assemblée, la portion de liaison relie entre elles des parois internes d'une deuxième face du caisson et d'une troisième face du caisson opposées l'une par rapport à l'autre et toutes deux perpendiculaires à la première face, le dispositif d'amortissement est positionné dans l'espace d'accueil, et une partie arrière du haut-parleur vient en appui contre le dispositif d'amortissement. [0012] La portion de liaison qui relie entre elles la deuxième face et la troisième face du caisson, les nervures et le dispositif d'amortissement positionné dans l'espace d'accueil permettent de limiter les vibrations qui viennent d'être évoquées. Grâce à la pièce de rigidification selon l'invention, les trois principales fréquences de résonance de l'enceinte sont déplacées en dehors de la plage d'utilisation du haut-parleur, et les bruits parasites sont réduits de manière très importante. [0013] On propose de plus une enceinte comprenant un caisson, un haut-parleur, la pièce de rigidification qui vient d'être décrite, et un dispositif d'amortissement. [0014] L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention. Brève description des dessins [0015] Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : [0016[ [fig.1] la figure 1 cst une vue en perspective d'un caisson et de deux haut-parleurs d'une enceinte selon l'art antérieur, la vue étant coupée dans un plan parallèle à un axe longitudinal de l'enceinte ; [0017] [fig.2] la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, l'un des deux haut-parleurs subissant un mouvement de balancier ; [0018] [fig.3] la figure 3 est une vue en perspective d'une enceinte comportant un caisson, deux haut-parleurs, deux dispositifs d'amortissement, et une pièce de rigidification selon l'invention ; 3 100191 Ifig.41 la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, la vue étant coupée dans un plan parallèle à un axe longitudinal de l'enceinte ; [0020] [fig.5] la figure 5 est une vue en perspective de la pièce de rigidification selon l'invention ; [0021] [fig.6] la figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif d'amortissement. Description des modes de réalisation [0022] En référence aux figures 3 et 4, l'invention est ici mise en oeuvre dans une enceinte acoustique 11 qui est en l'occurrence une enceinte connectée. [0023] L'enceinte 11 comprend tout d'abord un caisson 12 et une pluralité de haut-parleurs. [0024] Lc caisson 12 présente une forme extérieure générale parallélépipédique. Le caisson 12 comprend une face supérieure, appelée ici première face 14, quatre faces latérales, parmi lesquelles on trouve deux faces opposées (c'est-à-dire situées l'une en face de l'autre) appelées ici deuxième face 15 et troisième face 16, et une face inférieure, appelée ici quatrième face 17. [0025] Ainsi, la première face 14 et la quatrième face 17 sont deux faces opposées qui sont toutes deux perpendiculaires à la deuxième face 15 et à la troisième face 16. [0026] On appelle ici « axe longitudinal du caisson » l'axe X3 qui passe par le centre de la première face 14 et de la quatrième face 17. [0027] La pluralité de haut-parleurs comprend un premier haut-parleur 18a et un deuxième haut-parleur 18b, ainsi que d'autres haut-parleurs qui ne seront pas décrits ici. [0028] Lc premier haut-parleur 18a et le deuxième haut-parleur 18h comprennent ici chacun une membrane 19, une tôle 20 appelée « saladier » dans laquelle s'étend la membrane 19, une bobine et un aimant 21. Chaque aimant 21 présente ici une forme tronconique dont le rayon diminue vers l'arrière du haut-parleur 18. On appelle ici « partie avant » de chaque haut-parleur 18 la partie qui comprend la membrane 19, et « partie arrière » la partie du côté opposé à la membrane 19. La partie arrière comprend donc ici l'aimant 21. On appelle ici « axe longitudinal de haut-parleur » X4 l'axe de révolution de l'aimant 21, qui passe aussi par le centre de la membrane 19, et on nomme « hauteur » du haut-parleur 18 la dimension du haut-parleur 18 selon son axe longitudinal X4. [0029] Le premier haut-parleur 18a est monté sur la première face 14 du caisson 12. Le premier haut-parleur 18a est fixé à la première face 14, l'axe longitudinal X4 du premier haut-parleur 18a étant perpendiculaire à la première face 14. La première face 14 présente une ouverture dont la forme coïncide avec la circonférence du grand diamètre de la membrane 19 du premier haut-parleur 18a et dans laquelle débouche la membrane 19. [0030] Le deuxième haut-parleur 181, est monté de la même manière sur la quatrième face 17 du caisson 12. [0031] Le premier haut-parleur 18a et le deuxième haut-parleur 18h sont donc montés tête- bêche dans le caisson 12, et leurs axes longitudinaux X4 sont confondus. Les axes longitudinaux X4 du premier haut-parleur 18a et du deuxième haut-parleur 18h sont parallèles avec l'axe longitudinal X3 du caisson 12. [0032] En référence à la figure 5, l'enceinte comprend aussi une pièce de rigidification 25 intégrée à l'intérieur du caisson 12. [0033] La pièce de rigidification 25 est positionnée entre le premier haut-parleur 18a et le deuxième haut-parleur 18h. [0034] La pièce de rigidification 25 est fabriquée en un matériau thermoplastique. [0035] La pièce de rigidification 25 comprend tout d'abord une portion de liaison 26 (que l'on pourrait aussi appeler « poutre »). [0036] La portion de liaison 26 relie entre elles la paroi interne de la deuxième face 15 et la paroi interne de la troisième face 16. La portion de liaison 26 s'étend en longueur selon un axe de liaison X5 qui, lorsque la pièce de rigidification 25 est positionnée dans le caisson 12, est parallèle à un axe transversal du caisson 12 et est orthogonal à l'axe longitudinal X3 du caisson 12. La portion de liaison s'étend donc parallèlement à la première face 14 et à la quatrième face 17 du caisson 12. [0037] La portion de liaison 26 comprend ici une première extrémité 27 et une deuxième extrémité 28 munies chacune de moyens de fixation à une face du caisson 12, en l'occurrence ici d'un taraudage 29. La première extrémité 27 de la portion de liaison 26 est fixée par vissage à la deuxième face 15 du caisson 12, alors que la deuxième extrémité 28 de la portion de liaison 26 est fixée par vissage à la troisième face 16 du caisson 12. Une première vis 38 (visible sur la figure 4) s'étend ainsi au travers de la deuxième face 15 pour être vissée dans le taraudage 29 de la première extrémité 27, et une deuxième vis 38 s'étend au travers de la troisième face 16 pour être vissée dans le taraudage 29 de la deuxième extrémité 28 de la portion de liaison 26. [0038] La pièce de rigidification 25 comporte de plus un premier support d'amortissement 30a et un deuxième support d'amortissement 30b. [0039] Le premier support d'amortissement 30a et le deuxième support d'amortissement 30b sont situés au niveau d'une partie centrale de la portion de liaison 26. [0040] On décrit tout d'abord le premier support d'amortissement 30a. [0041] Le premier support d'amortissement 30a définit un espace d'accueil 31 ayant une forme générale de révolution, en l'occurrence une forme tronconique. L'axe de révolution X6 de l'espace d'accueil 31 est orthogonal à l'axe de liaison X5 de la portion de liaison 26. [0042] Le rayon de l'espace d'accueil 31 est réduit au niveau d'un fond 32 de l'espace d'accueil 31, et augmente jusqu'à l'ouverture principale de l'espace d'accueil 31, qui s'étend en regard du fond 32 de l'espace d'accueil 31. [0043] Le premier support d'amortissement 30a comprend des nervures 34 qui sont réparties, avec une orientation différente, autour de l'espace d'accueil 31. Les nervures 34 présentent chacune la forme d'une ailette. Les nervures 34 s'étendent radialement autour de l'espace d'accueil 31 depuis la circonférence de l'espace d'accueil 31. La longueur de chaque nervure est parallèle à l'axe de révolution X6 de l'espace d'accueil 31, et la largeur de chaque nervure 34 est définie dans le prolongement du rayon de l'espace d'accueil 31. Chaque nervure 34 s'étend dans un plan distinct parallèle à unc profondeur de l'espace d'accueil 31, c'est-à-dire ici à l'axe de révolution X6 de l'espace d'accueil 31. [0044] Chaque nervure 34 comprend unc hase 35, située au niveau du fond 32 de l'espace d'accueil 31, et une extrémité libre 36. Chaque nervure 34 présente une échancrure 37 formée en regard de l'espace d'accueil 31, de sorte que la largeur de chaque nervure 34 diminue depuis la hase 35 de la nervure 34 jusqu'à l'extrémité libre 36 de la nervure 34. La forme tronconique de l'espace d'accueil 31 est définie par les échancrures 37 formées dans les nervures 34. [0045] Le deuxième support d'amortissement 30h présente la même forme que le premier support d'amortissement 30a. L'espace d'accueil 31 du premier support d'amortissement 30a et celui du deuxième support d'amortissement 30b ont un axe de révolution X6 confondu, de sorte que, en regardant selon cet axe de révolution X6, le premier support d'amortissement 30a et le deuxième support d'amortissement 30b sont superposés. Les nervures 34 du premier support d'amortissement 30a sont définies dans la continuité et dans le prolongement des nervures 34 du deuxième support d'amortissement 30b : ce sont les mêmes nervures 34 qui comprennent chacune une moitié de nervure appartenant au premier support d'amortissement 30a et une moitié de nervure appartenant au deuxième support d'amortissement 30b. [0046] Le premier support d'amortissement 30a et le deuxième support d'amortissement 30b sont cependant disposés tête-bêche, de part et d'autre de l'axe de liaison X5 de la portion de liaison 26 : le fond 32 de l'espace d'accueil 31 du premier support d'amortissement 30a est situé contre ou tout au moins à proximité du fond de l'espace d'accueil 31 du deuxième support d'amortissement 30b. [0047] L'espace d'accueil 31 du premier support d'amortissement 30a est destiné à ac- cueillir un dispositif d'amortissement 40a, et l'espace d'accueil 31 du deuxième support d'amortissement 30b est destiné à accueillir un dispositif d'amortissement 40b. [0048] Chaque dispositif d'amortissement 40 est fabriqué en une matière souple, ici en un matériau élastomère. 6 [0049] En référence à la figure 6, chaque dispositif d'amortissement 40 présente une forme extérieure tronconique, et a une épaisseur relativement faible. La face 41 de grand rayon du dispositif d'amortissement 40 est complètement ouverte, alors que la face 42 de petit rayon du dispositif d'amortissement 40 est partiellement fermée tout en présentant une ouverture centrale 43. L'ouverture centrale 43 permet l'aspiration et l'évacuation des masses d'air déplacées par le mouvement de la membrane 19. [0050] L'assemblage de l'enceinte 11 est réalisé de la manière suivante. La pièce de rigidi- fication 25 est vissée dans le caisson 12. Un dispositif d'amortissement 40a est disposé dans l'espace d'accueil 31 du premier support d'amortissement 30a. Un dispositif d'amortissement 40b est disposé dans l'espace d'accueil 31 du deuxième support d'amortissement 30b. Le premier haut-parleur 18a est fixé à la première face 14 du caisson 12 et le deuxième haut-parleur 18h est fixé à la quatrième face 17 du caisson 12. Puis, le premier-haut-parleur 18a, la première face 14, le deuxième haut-parleur 18h et la quatrième face 17 sont montés sur le reste du caisson 12. [0051] Lorsque l'enceinte 11 est assemblée, la portion de liaison 26 de la pièce de rigidi- fication 25 relie entre elles les parois internes de la deuxième face 15 du caisson 12 et de la troisième face 16 du caisson 12. La partie arrière du premier haut-parleur 18a vient en appui contre le dispositif d'amortissement 40a positionné dans l'espace d'accueil 31 du premier support d'amortissement 30a. La partie arrière du deuxième haut-parleur 18h vient en appui contre le dispositif d'amortissement 40h positionné dans l'espace d'accueil 31 du deuxième support d'amortissement 30b. [0052] Les nervures 34 du premier support d'amortissement 30a et les nervures 34 du deuxième support d'amortissement 30b sont toutes perpendiculaires à la première face 14 et à la quatrième face 17 du caisson 12, et sont toutes parallèles à l'axe longitudinal X3 du caisson 12. [0053] La pièce de rigidification 25, qui est fixée dans le caisson 12 à ses extrémités, permet de rigidifier le caisson 12. [0054] La pièce de rigidification 25 est structurée par les nervures 34 qui elles aussi ri- gidifient le caisson 12. Les nervures 34 empêchent les déformations par gonflement du caisson 12 causé par les variations de pression interne dues au déplacement des membranes 19 du premier haut-parleur 18a et du deuxième haut-parleur 18b. [0055] Les dispositifs d'amortissement 40, quant à eux, limitent de manière importante le pompage des aimants 21 du premier haut-parleur 18a et du deuxième haut-parleur 18b, c'est-à-dire le mouvement de translation des aimants 21. Les dispositifs d'amortissement 40 limitent aussi de manière importante le balancier des aimants 21 autour de l'axe de balancier X2. [0056] L'utilisation de la pièce de rigidification 25 permet ainsi de déplacer les trois principales fréquences de résonance de l'enceinte 11 en dehors de la plage d'utilisation 7 du premier haut-parleur 18a et du deuxième haut-parleur 181, (et des autres haut-parleurs de l'enceinte 11), c'est-à-dire ici au-delà de 300Hz. La pièce de rigidification 25 permet donc, avec un assemblage simple d'une pièce en plastique et de deux rondelles d'élastomère, de supprimer les sources de vibration de l'enceinte 11 entraînant les bruits parasites. [0057] On remarque que la pièce de rigidification 25 comporte une pluralité de supports de carte 43. Chaque support de carte 43 comporte une surface plane 44 de forme rectangulaire et quatre coins 45. [0058] On trouve notamment un premier support de carte 43a situé au niveau de la première extrémité 27 de la portion de liaison 26 et un deuxième support de carte 43h situé au niveau de la deuxième extrémité 28 de la portion de liaison 26. [0059] Lorsque la pièce de rigidification 25 est montée dans le caisson 12, la surface plane 44 du premier support de carte 43a est parallèle à la deuxième face 15 du caisson 12 et est située en regard et à proximité de la deuxième face 15. La surface plane 44 du deuxième support de carte 43h est parallèle à la troisième face 16 du caisson 12 et est située en regard et à proximité de la troisième face 16. [0060] Le premier support de carte 43a est agencé pour accueillir une première carte électrique 46a, qui est positionnée contre la surface plane 44 du premier support de carte 43a en étant maintenue en position entre les quatre coins 45. La première carte électrique est fixée au premier support de carte 43a. [0061] La première carte électrique 46a inclut ici une antenne Wi-Fi qui n'interagit pas avec les haut-parleurs. [0062] Le deuxième support de carte 43b est agencé pour accueillir une deuxième carte électrique 46b, qui est positionnée contre la surface plane 44 du deuxième support de carte 43b en étant maintenue en position entre les quatre coins 45. La deuxième carte électrique 46b est fixée au deuxième support de carte 43b. [0063] La deuxième carte électrique 46b inclut ici une antenne Wi-Fi qui n'interagit pas avec les haut-parleurs. [0064] On trouve aussi un troisième support de carte 43c positionné au niveau de la partie centrale de la portion de liaison 26. [0065] Des rainures 48 sont formées sur les supports d'amortissement 30 de la pièce de rigi- dification 25. Des fils électriques reliés à la première carte électrique 46a et à la deuxième carte électrique 46b cheminent dans les rainures 48. Les rainures 48 permettent à la fois de maintenir en position et de protéger ces fils électriques. [0066] Ainsi, on constate que, outre son rôle de rigidification et de support des dispositifs d'amortissement 40, la pièce de rigidification 26 permet d'intégrer et de protéger, de manière astucieuse et peu coûteuse, des cartes électriques 46 et des fils à l'intérieur du caisson 12. 8 [0067] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. [0068] Le ou les haut-parleurs qui coopèrent avec la pièce de rigidification ne sont pas né- cessairement montés sur une face supérieure ou sur une face inférieure du caisson. [0069] La forme des éléments décrits pourrait être différente. En particulier, l'aimant de chaque haut-parleur pourrait avoir une forme différente (annulaire, cylindrique, etc.), tout comme d'ailleurs l'espace d'accueil de chaque support. [0070] La partie arrière du haut-parleur, qui est en contact avec le dispositif d'amortissement, n'est pas nécessairement l'aimant, niais peut être tout élément situé à l'arrière du haut-parleur : partie du moteur, pièce solidaire du saladier, etc. [0071] Le ou les dispositifs d'amortissement peuvent être différents de ceux décrits ici. Les dispositifs d'amortissement pourraient être intégrés à la pièce de rigidification, en étant par exemple fabriqués par surmoulage. [0072] La pièce de rigidification pourrait appartenir au caisson et former une pièce unique avec le caisson (ou tout au moins avec la deuxième face et/ou la troisième face du caisson). On note d'ailleurs que, lorsque l'on dit que la portion de liaison relie entre elles les parois internes de la deuxième face du caisson et de la troisième face du caisson, on ne veut pas dire nécessairement que la portion de liaison est directement fixée sur les parois internes : la portion de liaison pourrait être fixée sur des pièces quelconques elles-mêmes solidaires des parois internes. 9