EP0297008A1 - Enceintes acoustiques à très hautes performances - Google Patents

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EP0297008A1
EP0297008A1 EP88430015A EP88430015A EP0297008A1 EP 0297008 A1 EP0297008 A1 EP 0297008A1 EP 88430015 A EP88430015 A EP 88430015A EP 88430015 A EP88430015 A EP 88430015A EP 0297008 A1 EP0297008 A1 EP 0297008A1
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enclosure
loudspeakers
channels
enclosure according
tubes
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Withdrawn
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EP88430015A
Other languages
German (de)
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Inventor
Christian Coudoux
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
    • H04R1/2876—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself by means of damping material, e.g. as cladding
    • H04R1/288—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself by means of damping material, e.g. as cladding for loudspeaker transducers

Definitions

  • the present invention relates to very high performance loudspeakers.
  • the technical sector of the invention is that of the construction of loudspeakers.
  • One of these solutions consists in building double-walled enclosures and filling the intermediate space between the two walls with a powdery and dense material which is generally sand.
  • Some manufacturers have constructed enclosures with a perforated wall or labyrinths formed on the back of the loudspeakers, made of wooden arrays delimiting cells which are lined with fibrous materials.
  • An objective of the present invention is to provide high fidelity loudspeakers having very good qualities of reproduction thanks to new acoustic screens placed against the internal faces of the walls.
  • Another objective of the invention is to further improve the quality of reproduction of the loudspeakers comprising said acoustic screens by means of absorbent blocks placed behind the loudspeakers.
  • the acoustic speakers according to the invention are of the type comprising one or more speakers placed inside an enclosure.
  • enclosures whose walls are lined internally by a screen made up of parallel tubes, which are substantially contiguous and which are filled with a solid material in the divided state which is preferably , sand, graphite or silica.
  • the screen lining each wall is made up of parallel tubes which are connected together by flexible and deformable connecting elements with which they constitute a unitary piece.
  • the tubes of the screens are arranged horizontally.
  • an enclosure according to the invention further comprises, inside said enclosure, one or more insulating blocks composed of cellular material pierced with channels parallel to the axes of the loudspeakers.
  • the subject of the invention is new high fidelity loudspeakers, which make it possible to obtain a very good quality of sound reproduction.
  • the distortion as well as the coloring of the sounds are very reduced, because the vibrations of the walls of the enclosure are very attenuated, as well as the interference in the cavity on the back of the speakers.
  • FIG. 1 represents an exploded view of part of an acoustic enclosure according to the invention.
  • An acoustic enclosure according to the invention comprises a housing 1, which is shown with a rectangular shape, but which can have other shapes.
  • the housing 1 delimits an internal cavity in which are placed one or more loudspeakers, visible in FIGS. 2 and 3, for example a loudspeaker for bass sounds 2, a loudspeaker for medium sounds 3 and a loudspeaker -speaker for treble 4, the speaker membranes being directed forward.
  • loudspeakers visible in FIGS. 2 and 3, for example a loudspeaker for bass sounds 2, a loudspeaker for medium sounds 3 and a loudspeaker -speaker for treble 4, the speaker membranes being directed forward.
  • the side walls, the top, the bottom and the rear wall of the housing comprise, going from the outside towards the inside, a wooden plate 5, which is for example a plywood plate made of birch or maple wood, having a thickness of 12 to 25 mm, then two layers 6 of an elastomeric coating, which is sprayed under pressure on the internal faces of the plates 5, then a plate 7 of amorphous bitumen having a thickness of the order of 5 mm.
  • a wooden plate 5 which is for example a plywood plate made of birch or maple wood, having a thickness of 12 to 25 mm
  • two layers 6 of an elastomeric coating which is sprayed under pressure on the internal faces of the plates 5
  • a plate 7 of amorphous bitumen having a thickness of the order of 5 mm.
  • the walls of the enclosure are lined internally by an absorbent and non-reflecting screen 8 which is composed of substantially contiguous parallel tubes, which are filled with a solid and dense material, in the state divided, for example, from sand, or particles of graphite or grains of silica.
  • the material is strongly packed in the tubes during filling thereof, so that vibrations do not risk bringing additional settlements and voids.
  • Figures 1 to 3 show a preferred example in which the tubes 9, which line the side walls, the top and the bottom, are horizontal and parallel to the axes of the loudspeakers, while the tubes 10 which line the bottom are horizontal and perpendicular to the axes of the loudspeakers.
  • the tubes 9, 10 could be vertical or inclined.
  • FIG. 1 represents an embodiment in which the screen which lines each flat wall is made up of a single piece of parallel tubes 9 or 10, which are connected together by a flexible and deformable film 11.
  • the screens are shown in the deployed position in FIG. 1. When they are in place, as can be seen in FIG. 2, the tubes are juxtaposed by being contiguous or almost contiguous and the flexible connections 11 are folded.
  • the flexible connections 11 can be formed by a continuous film or by ribbons which connect the tubes together.
  • the tubes 9, 10 and the thin webs 11 are made of plastic and are cast or molded in one piece.
  • the screens 8 have the function of absorbing the pressure waves which strike them and thus of reducing the vibration of the walls. In addition, they have an internal face made up of cylinder portions which has the effect of reducing the reflections of the acoustic waves and thus of reducing the interferences between the reflected waves which cause distortions of the sounds.
  • Figures 1 to 3 show tubes having a circular section. It should be noted that this example is not limiting. The tubes can also have a flattened or oval section.
  • Figure 1 shows an embodiment of an enclosure which further comprises a block 12 located inside the enclosure at the rear of the speakers.
  • the block 12 is composed of three contiguous layers which are perpendicular to the axes of the loudspeakers. It comprises a front layer 12a and a rear layer 12b which are made of a dense cellular material with open cells, for example made of polyurethane foam having a density greater than 100 Kg / M3.
  • the two layers 12a and 12b are crossed right through by channels 13 which are parallel to the axes x x ′ of the loudspeakers.
  • the channels 13 of the rear layer are staggered relative to the channels of the front layer.
  • the block 12 further comprises an intermediate layer 12c which is composed of a cellular material with open cells of low density, for example a polyurethane foam having a density equal to or less than 30 Kg / m3.
  • an intermediate layer 12c which is composed of a cellular material with open cells of low density, for example a polyurethane foam having a density equal to or less than 30 Kg / m3.
  • the ratio between the volume of the channels and the total volume of the layers 12a or 12b is between 50% and 70%.
  • the block 12 of Figure 1 is fixed for example to the upper wall or to the lower wall of the enclosure.
  • Figures 2 and 3 show another embodiment of an enclosure which has two blocks 141 and 142, which are located respectively at the rear of the low frequency speaker 2 and at the rear of the medium frequency speaker 3 and which are attached to them.
  • blocks 141 and 142 are similar to that of block 12.
  • the function of the blocks 12 or 141, 142 is to prevent the waves reflected by the rear wall or by the side walls from returning towards the front and from interfering by forming standing wave systems.
  • FIG. 4 shows a horizontal section with partial cutaway of another embodiment of a block 15 of cellular material with open cells which is in one piece and which has both channels 16 which pass through the block in part and which are parallel to the axes xx ′ of the loudspeakers and horizontal channels 17, which are perpendicular to the previous ones, which are arranged transversely to the enclosure and which are located in intermediate planes between the planes containing the channels 16.
  • the subject of the invention is not only the enclosures equipped with acoustic screens 8 according to the invention and, in addition, preferably blocks of cellular material 12, 141, 142 or 15, but also acoustic screens or prefabricated cellular blocks if these are delivered separately to allow the construction of enclosures according to the invention.

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Abstract

L'invention a pour objet des enceintes acoustiques à très hautes performances.Une enceinte selon l'invention comporte un boîtier contenant un ou plusieurs haut-parleurs.Les parois du boîtier comportent de l'extérieur vers l'intérieur une plaque (5) multiplis, une ou plusieurs couches (6) d'enduit élastomère, une plaque de bitume amorphe et des écrans acoustiques(8) composés de tubes parallèles (9), qui sont sensiblement jointifs et qui sont remplis d'un matériau solide à l'état divisé fortement tassé, par exemple de sable ou de particules de graphite ou de grains de silice. Les enceintes comportent, en outre, à l'arrière des haut-parleurs, un ou plusieurs blocs (12) en mousse cellulaire, percés de canaux (13) parallèles aux axes des haut-parleurs.Une application est la construction d'enceintes acoustiques à très haute fidélité.

Description

  • La présente invention a pour objet des enceintes acoustiques à très hautes performances.
  • Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des enceintes acoustiques.
  • Les enceintes acoustiques traditionnelles contenant un ou plusieures haut-parleurs, sont soumises à des vibrations parasites dues aux oscillations de pression, qui sont engendrées par les haut-parleurs, notamment les haut-parleurs qui émettent les sons graves et les sons à moyenne fréquence. Ces oscillations de pression s'exercent sur les parois de l'enceinte et font vibrer celles-ci. De plus, elles subissent des réflexions multiples sur les parois d'où résultent des distorsions et des colorations des sons qui nuisent à la qualité de la reproduction musicale ou sonore.
  • Diverses solutions ont été proposées pour réduire l'absorption et la réflexion des sons les parois de l'enceinte.
  • Une de ces solutions consiste à construire des enceintes à double paroi et à garnir l'espace intermédiaire entre les deux parois d'un matériau pulvérulent et dense qui est généralement du sable.
  • Cette solution a dû être abandonnée car elle était onéreuse du fait qu'elle obligeait à construire deux caissons et à comprimer au maximum du sable dans l'espace intermédiaire entre ceux-ci. De plus, sous l'effet des vibrations, le sable tend à se tasser, ce qui crée des vides qui peuvent former des cavités résonantes. Enfin, le sable utilisé est souvent humide et l'humidité risque d'entraîner des moisissures qui attaquent les parois de l'enceinte.
  • D'autres solutions consistent à tapisser les faces internes des parois de l'enceintede matelas fibreux tels que de la laine de verre ou de roche, du feutre, du molleton, mais l'absorption des sons due à ces matelas est relativement faible, notamment pour les sons graves.
  • Un autre problème que l'on rencontre dans les enceintes acoustiques découle du fait que l'espace interne, qui se trouve à l'arrière des haut-parleurs est le siège d'interférences entre les ondes de pression dues aux déplacements arrière des membranes des haut-parleurs et des évents d'accord et les ondes réfléchies par les parois.
  • Certains fabricants ont construit des enceintes comportant, à l'arrière des haut-parleurs, une paroi perforée ou des labyrintes formés de réseaux de bois délimitant des cellules qui sont garnies de matériaux fibreux.
  • Un objectif de la présente invention est ce procurer des enceintes acoustiques à haute fidélité ayant des très bonnes qualités de reproduction des grâce à de nouveaux écrans acoustiques placés contre les faces internes des parois.
  • Un autre objectif de l'invention est d'améliorer encore la qualité de reproduction des enceintes comportant lesdits écrans acoustiques au moyen de blocs absorbants placés à l'arrière des haut-parleurs.
  • Les enceintes acoustiques selon l'invention sont du type comportant un ou plusieurs haut-parleurs placés à l'intérieur d'une enceinte.
  • Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'enceintes dont les parois sont tapissées intérieurement par un écran composé de tubes parallèles, qui sont sensiblement jointifs et qui sont remplis d'un matériau solide à l'état divisé qui est, de préférence, du sable, du graphite ou de la silice.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, l'écran tapissant chaque paroi est constitué de tubes parallèles qui sont reliés entre eux par des éléments de liaison souples et déformables avec lesquels ils constituent une pièce unitaire.
  • Avantageusement, les tubes des écrans sont disposés horizontalement.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, une enceinte selon l'invention comporte, en outre, à l'intérieur de ladite enceinte, un ou plusieurs blocs isolants composés d'un matériau cellulaire percé de canaux parallèles aux axes des haut-parleurs.
  • L'invention a pour objet de nouvelles enceintes acoustiques à haute fidélité, qui permettent d'obtenir une très bonne qualité de reproduction des sons. La distorsion ainsi que la coloration des sons sont très réduites, du fait que les vibrations des parois de l'enceinte sont très atténuées, ainsi que les interférences dans la cavité située à l'arrière des haut-parleurs.
  • La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation d'enceinte acoustiques selon l'invention.
    • La figure 1 représente une vue éclatée en perspective des parois d'une enceinte selon l'invention.
    • La figure 2 est une coupe verticale d'une enceinte selon l'invention.
    • La figure 3 est une coupe horizontale selon III-III de la figure 2.
    • La figure 4 est une coupe horizontale avec arrachement partiel d'un autre mode de réalisation d'un bloc absorbant selon l'invention.
    • La figure 5 est une vue de face en perspective du boîtier d'une enceinte selon l'invention.
  • La figure 1 représente une vue éclatée d'une partie d'une enceinte acoustique selon l'invention.
  • Pour la clarté du dessin, la paroi arrière, la paroi avant et les haut-parleurs ne sont pas représentés sur cette figure.
  • Une enceinte acoustique selon l'invention comporte un boîtier 1, qui est représenté avec une forme parallélépipédique, mais qui peut avoir d'autres formes.
  • Le boîtier 1 délimite une cavité interne dans laquelle sont disposés un ou plusieurs haut-parleurs,visibles sur les figures 2 et 3, par exemple un haut-parleur pour les sons graves 2, un haut-­parleur pour les sons moyens 3 et un haut-parleur pour les sons aigus 4, les membranes des haut-parleurs étant dirigées vers l'avant.
  • Les parois latérales, le dessus, le fond et la paroi arrière du boîtier comportent, en allant de l'extérieur vers l'intérieur, une plaque de bois 5, qui est par exemple une plaque multiplis en bois de bouleau ou d'érable, ayant une épaisseur de 12 à 25 mm, puis deux couches 6 d'un enduit élastomère, qui est pulvérisé sous pression sur les faces internes des plaques 5, puis une plaque 7 de bitume amorphe ayant une épaisseur de l'ordre de 5 mm.
  • Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les parois de l'enceinte sont tapissées intérieurement par un écran absorbant et non réfléchissant 8 qui est composé de tubes parallèle sensiblement jointifs, qui sont remplis d'un matériau solide et dense, à l'état divisé, par exemple de sable, ou de particules de graphite ou de grains de silice.
  • Le matériau est fortement tassé dans les tubes lors du remplissage de ceux-ci, de sorte que les vibrations ne risquent pas d'amener des tassements supplémentaires et des vides.
  • Les figures 1 à 3 représentent un exemple préférentiel dans lequel les tubes 9, qui tapissent les parois latérales, le dessus et le dessous, sont horizontaux et parallèles aux axes des haut-parleurs, tandis que les tubes 10 qui tapissent le fond sont horizontaux et perpendiculaires aux axes des haut-parleurs.
  • En variante, les tubes 9, 10 pourraient être verticaux ou inclinés.
  • La figure 1 représente un mode de réalisation dans lequel l'écran qui tapisse chaque paroi plane est composé d'une seule pièce de tubes parallèles 9 ou 10, qui sont reliés entre eux par un film souple et déformable 11.
  • Les écrans sont représentés en position déployée sur la figure 1. Lorsqu'ils sont en place, comme on le voit sur la figure 2, les tubes sont juxtaposés en étant jointifs ou presque jointifs et les liaisons souples 11 sont repliées.
  • Les liaisons souples 11 peuvent être constituées par un film continu ou par des rubans qui relient les tubes entre eux.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, les tubes 9, 10 et les voiles minces 11 sont en matière plastique et sont coulés ou moulés d'une seule pièce.
  • Les écrans 8 ont pour fonction d'absorber les ondes de pression qui viennent les frapper et ainsi de réduire la vibration des parois. De plus, ils présentent une face interne constituée de portions de cylindre qui a pour effet de réduire les réflexions des ondes acoustiques et ainsi de réduire les interférences entre les ondes réfléchies qui provoquent des distorsions des sons.
  • Les figures 1 à 3 représentent des tubes ayant une section circulaire. Il est précisé que cet exemple n'est pas limitatif. Les tubes peuvent également avoir une section aplatie ou ovale.
  • La figure 1 représente un mode de réalisation d'une enceinte qui comporte, en outre, un bloc 12 situé à l'intérieur de l'enceinte à l'arrière des haut-parleurs.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, le bloc 12 est composé de trois couches accolées qui sont perpendiculaires aux axes des haut-parleurs. Il comporte une couche avant 12a et une couche arrière 12b qui sont en un matériau cellulaire dense à cellules ouvertes, par exemple en mousse de polyuréthane ayant une masse volumique supérieure à 100 Kg/M³.
  • Les deux couches 12a et 12b sont traversées de par en part par des canaux 13 qui sont parallèles aux axes x x′ des haut-parleurs. Les canaux 13 de la couche arrière sont décalés en quinconce par rapport aux canaux de la couche avant.
  • Le bloc 12 comporte, en outre, une couche intermédiaire 12c qui est composée d'un matériau cellulaire à cellules ouvertes de faible densité par exemple d'une mousse de polyuréthane ayant une masse volumique égale ou inférieure à 30 Kg/m³.
  • Le rapport entre le volume des canaux et le volume total des couches 12a ou 12b est compris entre 50% et 70%.
  • Le bloc 12 de la figure 1 est fixé par exemple à la paroi supérieure ou à la paroi inférieure de l'enceinte.
  • Les figures 2 et 3 représentent un autre mode de réalisation d'une enceinte qui comporte deux blocs 14₁ et 14₂, qui sont situés respectivement à l'arrière du haut-parleur basse fréquence 2 et à l'arrière du haut-parleur moyenne fréquence 3 et qui sont fixés à ceux-ci.
  • Dans ce mode de réalisation, il n'y a aucun bloc isolant à l'arrière du haut-parleur haute fréqueunce car un tel bloc n'est pas efficace pour les hautes fréquences. La structure des blocs 14₁ et 14₂ est analogue à celle du bloc 12.
  • La fonction des blocs 12 ou 14₁, 14₂ est d'éviter que les ondes réfléchies par la paroi arrière ou par les parois latérales ne reviennent vers l'avant et n'interfèrent en formant des systèmes d'ondes stationnaires.
  • La figure 4 représente une coupe horizontale avec arrachement partiel d'un autre mode de réalisation d'un bloc 15 en matériau cellulaire à cellules ouvertes qui est d'une seule pièce et qui comporte à la fois des canaux 16 qui traversent le bloc de part en part et qui sont parallèles aux axes x x′ des haut-parleurs et des canaux horizontaux 17, qui sont perpendiculaires aux précédents, qui sont disposés transversalement à l'enceinte et qui sont situés dans des plans intermédiaires entre les plans contenant les canaux 16.
  • L'invention a pour objet non seulement les enceintes équipées d'écran acoustiques 8 selon l'invention et, en outre, préférentiellement de blocs en matériau cellulaire 12, 14₁, 14₂ ou 15, mais également des écrans acoustiques ou des blocs cellulaires préfabriqués si ceux-ci sont livrés séparément pour permettre la construction d'enceintes selon l'invention.

Claims (9)

1. Enceinte acoustique du type comportant au moins un haut-parleur placé à l'intérieur d'une enceinte, caractérisée en ce que les parois de ladite enceinte sont tapissées, sur leur face interne, par un écran acoustique(8) composé de tubes parallèles sensiblement jointifs qui sont remplis d'un matériau solide et dense à l'état divisé qui est fortement tassé.
2. Enceinte acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau est du sable ou du graphite ou de la silice.
3. Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'écran tapissant chaque paroi est constitué de tubes parallèles (9, 10) qui sont reliés entre eux par des éléments de liaison souples et déformables (11).
4. Enceinte selon la revendication 3, caractérisée en ce chaque écran est constitué de tubes en matière plastique qui sont coulés ou moulés d'une seule pièce, en même temps qu'un film en matière plastique qui relie lesdits tubes entre eux.
5. Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits tubes sont disposés horizonta­lement.
6. Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, à l'intérieur de ladite enceinte, un ou plusieurs blocs isolants (12) composés d'un matériau cellulaire percé de canaux parallèles aux axes des haut-­parleurs.
7. Enceinte selon la revendications 6, caractérisée en ce que lesdits blocs comportent trois couches verticales accolées, perpendiculaires aux axes des haut-parleurs, une couche avant et une couche arrière (12a, 12b) qui sont composées d'un matériau à cellules ouvertes à haute densité et qui sont traversées de part en part par des canaux (13) parallèles aux axes du haut-parleur et une couche intermédiaire (12c) qui est composée d'un matériau cellulaire, à cellules ouvertes, de très faible densité.
8. Enceinte selon la revendications 7, caractérisée en ce que les canaux de ladite couche avant sont décalés en quinconce par rapport aux canaux de la couche arrière.
9. Enceinte selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit bloc isolant est d'une seule pièce et il comporte, en outre, des canaux horizontaux transversaux (17) intercalés entre lesdits canaux (16) parallèles aux axes (x x′) des haut-parleurs (2, 3, 4).
EP88430015A 1987-06-22 1988-06-17 Enceintes acoustiques à très hautes performances Withdrawn EP0297008A1 (fr)

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