FR2687268A1

FR2687268A1 - Omnidirectional acoustic enclosure and method of manufacture

Info

Publication number: FR2687268A1
Application number: FR9201349A
Authority: FR
Inventors: Colin Olivier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1993-08-13
Anticipated expiration: 2012-02-06
Also published as: FR2687268B1

Abstract

Acoustic enclosure diffusing the sound downwards. The acoustic enclosure includes at least one, and preferably several, box structures (12a, 12b, 12c) of pyramidal, conical or similar shape, respectively enclosing loudspeakers (14a, 14b, 14c) diffusing downwards. The box structure or structures are preferably made of ceramic.

Description

ENCEINTE ACOUSTIQUE OMNIDIRECTIONNELLE
ET PROCEDE DE FABRICATION
L'invention se rapporte à une enceinte acoustique omnidirectionnelle à un ou, de préférence, plusieurs caissons individualisés; elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel caisson.OMNIDIRECTIONAL ACOUSTIC SPEAKER
AND MANUFACTURING METHOD
The invention relates to an omnidirectional acoustic enclosure with one or, preferably, several individualized boxes; it also relates to a method of manufacturing such a box.

Les enceintes acoustiques sont, le plus souvent, de forme parallélépipédique, c'est-à-dire comportant des parois planes parallèles. L'un des principaux phénomènes à combattre dans un tel contexte, est celui de la formation d'ondes stationnaires qui peuvent s'établir à certaines fréquences entre les parois parallèles. De plus, le matériau utilisé est le plus souvent le bois, que l'on choisit le plus dense possible, pour limiter les vibrations parasites. Les haut-parleurs sont installés le plus souvent de façon à émettre par la paroi frontale du caisson. II en résulte une certaine directivité du son émis et donc une zone d'écoute stéréophonique optimale, relativement réduite. The loudspeakers are, most often, of parallelepiped shape, that is to say having parallel planar walls. One of the main phenomena to combat in such a context is that of the formation of standing waves which can be established at certain frequencies between the parallel walls. In addition, the material used is most often wood, which is chosen as densely as possible, to limit parasitic vibrations. Loudspeakers are most often installed so as to emit through the front wall of the box. This results in a certain directivity of the sound emitted and therefore a relatively reduced optimal stereo listening area.

L'emplacement des enceintes dans le local d'écoute est délicat, car les ondes réfléchies qui parviennent avec des déphases dans la zone d'écoute peuvent perturber l'effet stéréophonique, voire déséquilibrer le spectre de restitution.The placement of the speakers in the listening room is delicate, since the reflected waves which arrive with phase shifts in the listening area can disturb the stereophonic effect, even unbalance the spectrum of reproduction.

L'invention propose un nouveau type d'enceinte acoustique, remarquable par la conception et la disposition de son ou ses caissons, chaque caisson renfermant un haut-parleur. The invention proposes a new type of acoustic enclosure, remarkable for the design and arrangement of its sound or its subwoofers, each subwoofer containing a loudspeaker.

Plus précisément, I'invention concerne donc une enceinte acoustique caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un caisson au moins approximativement en forme de pyramide, de tronc de pyramide, de cône ou tronc de cône,comportant une ouverture définie sensiblement au centre de sa base horizontale et abritant un haut-parleur centré sur ladite ouverture pour diffuser le son vers le bas. More specifically, the invention therefore relates to an acoustic enclosure characterized in that it comprises at least one box at least approximately in the shape of a pyramid, trunk of pyramid, cone or truncated cone, having an opening defined substantially in the center of its horizontal base and housing a speaker centered on said opening to diffuse the sound downwards.

La définition qui précède couvre bien entendu tout caisson dont la forme n'est qu'approchée de celles indiquées ci-dessus. Notamment, la forme tronconique ou conique peut être approchée par un bon nombre de surfaces de révolution générées chaque fois par une partie de courbe plane, comme par exemple une forme en cloche. The above definition naturally covers any box whose shape is only close to those indicated above. In particular, the frustoconical or conical shape can be approached by a good number of surfaces of revolution generated each time by a part of planar curve, such as for example a bell shape.

La diffusion du son est plus précisément réfléchie de façon omnidirectionnelle par une structure appropriée placée sous le caisson, avantageusement un autre caisson renfermant un autre haut-parleur. Ainsi, dans le cas où l'enceinte acoustique comprend plusieurs caissons précités de dimensions différentes, pour la restitution de différentes parties du spectre sonore, ces caissons sont superposés de façon que leurs axes principaux de symétrie soient sensiblement alignés, de sorte qu'un tel caisson définisse une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur situé dans le caisson voisin supérieur. The diffusion of the sound is more precisely reflected omnidirectionally by an appropriate structure placed under the box, advantageously another box containing another speaker. Thus, in the case where the acoustic enclosure comprises several aforementioned boxes of different dimensions, for the reproduction of different parts of the sound spectrum, these boxes are superimposed so that their main axes of symmetry are substantially aligned, so that such a box defines an omnidirectional reflection structure for the sound emitted by the loudspeaker located in the upper neighboring box.

On a remarqué que la structure pyramidale ou conique du caisson était particulièrement indiquée pour s'opposer à la formation des ondes stationnaires. On peut émettre l'hypothèse que la disposition des parois internes du caisson, dont aucune n'est parallèle à une autre, s'oppose naturellement à la formation d'ondes stationnaires. A contrario, une structure en forme de dôme hémisphérique, bien que ne présentant pas de parois parallèles, ne procurerait pas le même avantage, toutes choses égales par ailleurs, car, I'onde arrière émise par le haut-parleur étant elle-même en principe sphérique et générée à partir du centre de la face inférieure, il y aurait un risque non négligeable de formation d'ondes stationnaires entre ladite face inférieure et l'ensemble de la paroi sphérique. It was noted that the pyramidal or conical structure of the box was particularly suitable for opposing the formation of standing waves. One can hypothesize that the arrangement of the internal walls of the box, none of which is parallel to another, naturally opposes the formation of standing waves. Conversely, a hemispherical dome-shaped structure, although not having parallel walls, would not provide the same advantage, all other things being equal, because, the rear wave emitted by the speaker being itself in spherical principle and generated from the center of the lower face, there would be a significant risk of the formation of standing waves between said lower face and the whole of the spherical wall.

En outre, selon une autre caractéristique important de l'invention, le caisson est en grès, céramique ou analogue et, de préférence, monobloc. Ce matériau (grès ou céramique) a une densité exceptionnellement élevée comparée au bois - 2 à 2,5 kg/dm3 - et la structure monobloc (c'est-à-dire sans plan de joint) obtenue grâce à un procédé de moulage faisant partie de l'invention, permet d'obtenir un caisson remarquablement rigide et exempt de résonances parasites
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un caisson d'enceinte acoustique, caractérisé en ce qu'il consiste principalement et successivement
- à remplir de barbotine un moule en matériau absorbant constitué d'un réceptacle dans lequel est définie une cavité de forme pyramidale, conique ou tronconique et d'un couvercle horizontal muni d'une ouverture centrale,
- à laisser s'épaissir ladite barbotine au voisinage des parois absorbantes du moule,
- à vider l'excès de barbotine encore liquide,
- à combler l'espace libéré dans le moule par un matériau de remplissage, de préférence absorbant,
- à démouler un caisson de barbotine relativement durcie, à prolonger éventuellement le séchage et,
- à cuire ledit caisson.In addition, according to another important characteristic of the invention, the box is made of sandstone, ceramic or the like and, preferably, in one piece. This material (stoneware or ceramic) has an exceptionally high density compared to wood - 2 to 2.5 kg / dm3 - and the monobloc structure (that is to say without joint plane) obtained thanks to a molding process making part of the invention, makes it possible to obtain a remarkably rigid box free of parasitic resonances
The invention also relates to a method of manufacturing an acoustic speaker box, characterized in that it consists mainly and successively
filling a mold with absorbent material consisting of a receptacle in which a cavity of pyramidal, conical or frustoconical shape and a horizontal cover provided with a central opening is defined,
- allowing said slip to thicken in the vicinity of the absorbent walls of the mold,
- emptying the excess liquid slurry,
to fill the space freed in the mold with a filling material, preferably absorbent,
- demolding a relatively hardened slip casing, possibly prolonging drying and,
- to cook said box.

L'opération de cuisson est effectuée à une température modérée (typiquement 1.000 à 1.1 00 0) de façon à obtenir un caisson du type "grès incuit". Le matériau ainsi obtenu a une structure macroscopique non homogène, constituée d'agglomérats réunis par un liant. Cette structure s'oppose mieux aux phénomènes de résonances propres des parois. The cooking operation is carried out at a moderate temperature (typically 1,000 to 1,100,000) so as to obtain a box of the "incised sandstone" type. The material thus obtained has a non-homogeneous macroscopic structure, consisting of agglomerates joined by a binder. This structure is better opposed to the specific resonance phenomena of the walls.

En outre, le procédé défini ci-dessus permet d'obtenir naturellement un caisson présentant,sur sa paroi interne, de fortes aspérités ou rugosités Ceci est dû au fait que le matériau de remplissage qui est avantageusement essentiellement constitué de chiffons, papiers ou analogue, permet non seulement de s'opposer à l'affaissement de la paroi de base pendant le séchage lent de la barbotine, mais aussi de créer les aspérités en question en se collant à la barbotine pâteuse, pendant le séchage. Cet aspect particulier de la paroi interne du caisson est bien propre à amortir et disperser les multiples réflexions sonores à l'intérieur du caisson. In addition, the process defined above naturally makes it possible to obtain a box having, on its internal wall, strong roughness or roughness. This is due to the fact that the filling material which advantageously consists essentially of rags, papers or the like, allows not only to oppose the collapse of the base wall during the slow drying of the slip, but also to create the roughness in question by sticking to the pasty slip during drying. This particular aspect of the internal wall of the box is very suitable for absorbing and dispersing the multiple sound reflections inside the box.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une enceinte acoustique conforme à son principe et d'un procédé de moulage d'un caisson, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue générale en perspective de l'enceinte acoustique;
- la figure 2 est une demi-coupe en élévation de cette même enceinte; et
- les figures 3 à 8 illustrent le procédé de fabrication d'un caisson entrant dans la constitution de l'enceinte acoustique de la figure 1.The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of an embodiment of an acoustic enclosure conforming to its principle and of a molding process of '' a box, given only by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a general perspective view of the acoustic enclosure;
- Figure 2 is a half section in elevation of the same enclosure; and
- Figures 3 to 8 illustrate the method of manufacturing a box used in the construction of the acoustic enclosure of Figure 1.

L'enceinte acoustique 11 représentée est une enceinte à trois voies, respectivement pour les registres grave, "médium" et aigu du spectre sonore. The acoustic enclosure 11 shown is a three-way enclosure, respectively for the bass, "mid" and treble registers of the sound spectrum.

Elle comporte ainsi trois caissons 1 2a, 1 2b, 12c, respectivement pour ces registres, abritant chacun un haut-parleur 14a, 14b, 14c, spécialisé dans la reproduction du registre concerné. Chaque caisson a une forme pyramidale, ici à base carrée, mais pourrait être conique ou légèrement tronconique. La base 1 6a, 1 6b, 1 6c, respectivement, de chaque caisson, comporte une ouverture centrale 18a, 18b, 18c à contour circulaire et dont le diamètre dépend de celui du haut-parleur considéré. Ce dernier est fixé à cette base, engagé dans l'ouverture correspondante et centré sur celle-ci. Le caisson est monobloc, de sorte que le haut-parleur est fixé avec sa collerette de fixation à l'extérieur, comme représenté. Plus précisément, des trous sont percés dans la base du caisson autour de l'ouverture et des blocs de fixation sont disposés à l'intérieur du caisson, en regard de ces trous, pour recevoir les vis de fixation du hautparleur. Ainsi positionné, le haut-parleur diffuse le son vers le bas. Chaque caisson est ici en grès ou céramique ou analogue et obtenu selon un procédé de moulage qui sera explicité plus loin. Sa parois interne, sur toutes les faces, présente de fortes aspérités ou rugosités 19, qui sont d'ailleurs une conséquence avantageuse du procédé de moulage mis en oeuvre.It thus comprises three boxes 1 2a, 1 2b, 12c, respectively for these registers, each housing a loudspeaker 14a, 14b, 14c, specialized in the reproduction of the register concerned. Each box has a pyramidal shape, here with a square base, but could be conical or slightly tapered. The base 1 6a, 1 6b, 1 6c, respectively, of each box, has a central opening 18a, 18b, 18c with circular outline and whose diameter depends on that of the speaker considered. The latter is fixed to this base, engaged in the corresponding opening and centered on it. The box is monobloc, so that the speaker is fixed with its mounting flange on the outside, as shown. More specifically, holes are drilled in the base of the box around the opening and fixing blocks are arranged inside the box, facing these holes, to receive the fixing screws of the speaker. Thus positioned, the speaker diffuses the sound downwards. Each box is here in stoneware or ceramic or the like and obtained according to a molding process which will be explained below. Its internal walls, on all faces, has strong roughness or roughness 19, which are also an advantageous consequence of the molding process used.

Les caissons 1 2a, 1 2b, 1 2c sont de dimensions différentes (de plus en plus petits) et sont rattachés à différents niveaux d'une ossature externe 20, métallique, matérialisant les arêtes d'une pyramide. Ils sont donc superposés, de façon que leurs axes principaux de symétrie soient sensiblement alignés. De cette façon, le caisson 1 2b définit une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur 14c situé dans le caisson 12c, tandis que le caisson 1 2a définit une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur 1 4b situé dans le caisson 1 2b. Le caisson 1 2a du registre grave n'a pas, en principe, besoin d'être associé à une structure de réflexion omnidirectionnelle, car les sons graves ne sont pas directifs. The boxes 1 2a, 1 2b, 1 2c are of different dimensions (smaller and smaller) and are attached to different levels of an external framework 20, metallic, materializing the edges of a pyramid. They are therefore superimposed, so that their main axes of symmetry are substantially aligned. In this way, the box 1 2b defines an omnidirectional reflection structure for the sound emitted by the speaker 14c located in the box 12c, while the box 1 2a defines an omnidirectional reflection structure for the sound emitted by the loudspeaker. speaker 1 4b located in box 1 2b. The box 1 2a of the bass register does not, in principle, need to be associated with an omnidirectional reflection structure, since the bass sounds are not directive.

Néanmoins, L'enceinte acoustique est complétée par un socle inférieur 22, qui constitue la base de l'ossature 20 et qui renferme, par exemple, les filtres de répartition de fréquences des haut-parleurs. Ce socle a ici une forme pyramidale qui pourrait se justifier techniquement si le haut-parleur 14a était à large bande ou simplement du type grave-médium.Nevertheless, the acoustic enclosure is completed by a lower base 22, which constitutes the base of the framework 20 and which contains, for example, the frequency distribution filters of the loudspeakers. This base here has a pyramidal shape which could be justified technically if the speaker 14a was broadband or simply of the bass-midrange type.

Tous les caissons sont émaillés extérieurement dans la ou les couleurs choisies. All the boxes are enamelled on the outside in the chosen color (s).

On va maintenant décrire le procédé de moulage d'un caisson 12. On dispose d'un moule 25 en matériau absorbant, par exemple en plâtre. Ce moule est constitué de deux parties, un réceptacle 26 dans lequel est définie une cavité 27 de forme pyramidale avec la tête en bas, et un couvercle 28, horizontal, muni d'une ouverture centrale 29, circulaire, dont le diamètre dépend du haut-parleur qui doit être monté dans le caisson. Bien entendu, la cavité pourrait être de forme conique ou tronconique. We will now describe the method of molding a box 12. There is a mold 25 of absorbent material, for example plaster. This mold consists of two parts, a receptacle 26 in which is defined a cavity 27 of pyramidal shape with the head down, and a cover 28, horizontal, provided with a central opening 29, circular, the diameter of which depends on the top. -speaker which must be mounted in the box. Of course, the cavity could be conical or frustoconical.

On remplit ce moule (figure 3) d'une barbotine 32. Du fait que le moule est en matériau absorbant l'eau, la barbotine située près de ses parois s'épaissit plus vite qu'au centre de la cavité (figure 4). Les parois du futur caisson 1 2 commencent donc à se matérialiser. Dans des conditions normales, il faut de une à trois heures pour obtenir l'épaississement voulu sur l'épaisseur de souhaitée. On vide alors le moule de l'excès de barbotine encore liquide, en la déversant par l'ouverture 29 (figure 5). This mold is filled (Figure 3) with a slip 32. Because the mold is made of water-absorbing material, the slip located near its walls thickens faster than in the center of the cavity (Figure 4) . The walls of the future box 1 2 therefore begin to materialize. Under normal conditions, it takes one to three hours to obtain the desired thickening over the desired thickness. The mold is then emptied of the excess liquid slurry, by pouring it through the opening 29 (FIG. 5).

On replace le moule dans sa position initiale. On comble l'espace libéré dans le moule par un matériau de remplissage 33, de préférence absorbant. On peut, par exemple, utiliser des chiffons, papiers ou analogues. Comme nentionné précédemment, ce matériau de remplissage empêche l'affaissement de la paroi de fond du caisson encore pâteux et est à l'origine des aspérités qui subsisteront à l'intérieur du caisson. On laisse durcir le caisson de barbotine dans cette situation (figure 6) pendant environ 24 heures, avant de démouler le caisson (figure 7). On enlève le matériau de remplissage et on prolonge
éventuellement le séchage à l'air libre. Enfin, on procède à la cuisson dans un
four 34 dans les conditions indiquées ci-dessus (figure 8).The mold is returned to its initial position. The space freed in the mold is filled with a filling material 33, preferably absorbent. One can, for example, use rags, papers or the like. As mentioned above, this filling material prevents the bottom wall of the still pasty box from collapsing and is the source of the roughness which will remain inside the box. The slip casing is left to harden in this situation (FIG. 6) for approximately 24 hours, before demolding the casing (FIG. 7). We remove the filling material and we extend
possibly drying in the open air. Finally, we proceed to cooking in a
oven 34 under the conditions indicated above (figure 8).

Après la cuisson qui donne un caisson du type "grès incuit", on le revêt
d'un matériau d'émaillage et on fixe cet émaillage par une seconde cuisson
à9000 environ. After cooking, which gives a casing of the "incised sandstone" type, it is coated
of an enameling material and this enamelling is fixed by a second firing
at around 9000.

Claims

1. Acoustic enclosure characterized in that it comprises at least one box (12a, 12b, 12c) at least approximately in the shape of a pyramid, trunk of pyramid, cone or truncated cone, comprising an opening (18a, 18b, 18c) defined substantially at the center of its horizontal base and housing a loudspeaker centered on said opening to diffuse the sound downwards.

2. Acoustic enclosure according to claim 1, characterized in that said box is made of sandstone, ceramic or the like, preferably in one piece.

3. Acoustic enclosure according to claim 1 or 2, characterized in that the internal wall of the box has strong roughness or roughness (19).

4. Acoustic enclosure according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises several boxes (1 2a, 1 2b, 1 2c) above superimposed so that their main axes of symmetry are substantially aligned, so that a such a box defines an omnidirectional reflection structure for the sound emitted by the loudspeaker located in another neighboring upper box.

5. Acoustic enclosure according to claim 4, characterized in that the boxes (1 2a, 1 2b, 1 2c) are of different dimensions and attached to an external frame (20), materializing the edges of a pyramid.

6. Method of manufacturing an acoustic speaker box according to claim 2, characterized in that it mainly consists

- filling with slip a mold of absorbent material (25) consisting of a receptacle (26) in which is defined a cavity (27) of pyramidal, conical or frustoconical shape and of a horizontal cover (28), provided with a central opening (29);

- allowing said slip to thicken in the vicinity of the absorbent walls of the mold,

- emptying the excess liquid slurry (Figure 5),

- filling the space freed in the mold with a filling material (32), preferably absorbent,

- demolding a relatively hardened slip casing, possibly prolonging drying and,

- to cook (34) said box.

7. Method according to claim 6, characterized in that said filling material consists essentially of rags, papers or the like.

8. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the cooking operation is carried out at a moderate temperature, so as to obtain a box of the "incised sandstone" type.

9. Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that said box is enamelled externally after the first firing.