1 La présente invention concerne un avertisseur sonore comprenant unThe present invention relates to a buzzer comprising a
boîtier fermé par une membrane oscillante et renfermant un électroaimant comportant une bobine produisant un flux électromagnétique et un élément ferromagnétique apte à confiner ledit flux au voisinage immédiat de la bobine. Les avertisseurs sonores de l'art antérieur, en particulier les avertisseurs électromécaniques, comportent de manière générale un boîtier fermé par une membrane élastique oscillante et renfermant notamment un électroaimant. Cet électroaimant comporte un noyau fixe relié au boîtier, un noyau mobile relié à la membrane oscillante, et une bobine alimentée électriquement, par exemple par la batterie du véhicule, pour produire un flux magnétique. Ce flux magnétique est destiné à faire vibrer la membrane oscillante d'avant en arrière en vue de produire un son qui est en général amplifié à l'aide par exemple d'un disque métallique résonnant ou d'un pavillon (ou trompe). Le principe de fonctionnement de l'avertisseur sonore électromagnétique consiste à faire passer un courant dans la bobine. Ce courant génère alors un champ magnétique induit à travers le boîtier, le noyau fixe et le noyau mobile. La force d'attraction ainsi créée fait déplacer le noyau mobile vers le noyau fixe, selon le principe de l'électroaimant. Au cours de ce déplacement, le noyau mobile entre en contact avec une lame du rupteur et la pousse, puis ouvre mécaniquement le circuit électrique et interrompt par conséquent le passage du courant. Quand le courant dans la bobine est interrompu, la force d'attraction s'annule et le noyau retourne dans sa position initiale en refermant le circuit électrique. Le courant passant de nouveau dans la bobine, le cycle recommence, permettant de faire vibrer la membrane selon une certaine fréquence pour produire le son souhaité. Tous les avertisseurs électromagnétiques existant dans le commerce utilisent un chemin magnétique passant par le noyau mobile, le noyau fixe, le boîtier et la membrane. Ainsi ces composants sont tous conçus en matériau ferromagnétique. Il existe également des avertisseurs sonores électromagnétiques pourvus d'une plaque de champ utilisée pour canaliser les lignes de flux vers le noyau et 2910167 2 réduire la saturation électromagnétique dans la membrane, de manière à améliorer les performances du produit. Cette plaque de champ est en règle générale fixée sur le boîtier, par des rivets traversants ou par des vis. housing closed by an oscillating membrane and enclosing an electromagnet comprising a coil producing an electromagnetic flux and a ferromagnetic element capable of confining said flux in the immediate vicinity of the coil. The audible warning devices of the prior art, in particular the electromechanical alarms, generally comprise a housing closed by an oscillating elastic membrane and including in particular an electromagnet. This electromagnet comprises a fixed core connected to the housing, a movable core connected to the oscillating membrane, and an electrically energized coil, for example by the vehicle battery, to produce a magnetic flux. This magnetic flux is intended to vibrate the oscillating membrane back and forth to produce a sound which is generally amplified using for example a resonant metal disc or a horn (or horn). The operating principle of the electromagnetic buzzer is to pass a current through the coil. This current then generates a magnetic field induced through the housing, the fixed core and the movable core. The attraction force thus created causes the mobile core to move towards the fixed core, according to the principle of the electromagnet. During this movement, the movable core comes into contact with a blade of the switch and pushes it, then mechanically opens the electrical circuit and therefore interrupts the flow of current. When the current in the coil is interrupted, the force of attraction vanishes and the core returns to its original position by closing the electric circuit. The current passing back into the coil, the cycle begins again, allowing to vibrate the membrane at a certain frequency to produce the desired sound. All commercially available electromagnetic alarms use a magnetic path through the moving core, fixed core, housing and membrane. Thus these components are all designed in ferromagnetic material. There are also electromagnetic sound horns provided with a field plate used to channel flow lines to the core and reduce electromagnetic saturation in the membrane, thereby improving product performance. This field plate is usually fixed to the housing, through rivets or screws.
5 L'utilisation massive de l'acier dans la fabrication des avertisseurs sonores électromagnétiques présente plusieurs inconvénients concernant les points suivants. - le poids de l'avertisseur : plus l'avertisseur est lourd, plus la pièce qui le maintient sur la carrosserie du véhicule est 10 sollicitée par des efforts importants et est soumise à des vibrations perturbantes ; - les parties externes de l'avertisseur doivent être protégées contre la corrosion par des traitements adaptés qui augmentent leur coût, 15 -l'acier étant conducteur, il faut également prendre un grand nombre de précautions pour éviter les courts circuits internes et pour garantir une tension d'isolement suffisante (tension à partir de laquelle se créent des courts-circuits lorsque la résistance entre les deux conducteurs est insuffisante) ; 20 - les lignes de flux électromagnétique passant par la membrane (qui a pour des raisons mécaniques en acier fin une épaisseur de l'ordre de 0,5 mm), il est courant de constater des saturations (l'acier est trop fin pour faire passer le flux) qui limitent l'efficacité du moteur électromagnétique de l'avertisseur ; 25 - les avertisseurs sonores électromagnétiques disposant d'une plaque de champ fixée par des rivets ou des vis présentent des défauts d'étanchéité supplémentaires à gérer aux points de fixation de la plaque de champ, une masse additionnelle qui augmente encore le poids de l'avertisseur, et une efficacité réduite car la plaque 30 n'agit que sur une petite partie du flux à confiner. Ainsi, les avertisseurs sonores de l'art antérieur ne donnent pas entièrement satisfaction. Un but de la présente invention est donc de résoudre les problèmes cités précédemment à l'aide d'une solution simple à mettre 35 en oeuvre, fiable et peu coûteuse.The massive use of steel in the manufacture of electromagnetic sound horns has several drawbacks with regard to the following points. the weight of the horn: the heavier the horn, the more the part which holds it on the body of the vehicle is stressed by great efforts and is subjected to disturbing vibrations; - the external parts of the alarm must be protected against corrosion by suitable treatments which increase their cost, 15 - the steel being conductive, it is also necessary to take a large number of precautions to avoid internal short circuits and to guarantee sufficient insulation voltage (voltage from which short circuits occur when there is insufficient resistance between the two conductors); 20 - the electromagnetic flux lines passing through the membrane (which for mechanical reasons made of stainless steel a thickness of about 0.5 mm), it is common to see saturations (the steel is too thin to make pass the flow) that limit the effectiveness of the electromagnetic motor of the alarm; The electromagnetic sound horns having a field plate fixed by rivets or screws have additional sealing defects to be managed at the fixing points of the field plate, an additional mass which further increases the weight of the alarm, and a reduced efficiency because the plate 30 acts only on a small part of the flow to contain. Thus, the audible warning devices of the prior art are not entirely satisfactory. An object of the present invention is therefore to solve the problems mentioned above by means of a solution that is simple to implement, reliable and inexpensive.
2910167 3 Pour cela, l'invention propose de modifier le chemin parcouru par le flux électromagnétique créé par la bobine. Plus précisément, la présente invention a pour objet un avertisseur sonore, en particulier pour véhicule automobile, 5 comprenant un boîtier fermé par une membrane élastique oscillante et renfermant un électroaimant comportant une bobine alimentée électriquement pour produire un flux électromagnétique permettant à la membrane d'osciller, un noyau fixe entouré par la bobine et relié au boîtier, et un noyau mobile relié à la membrane oscillante et 10 définissant avec le noyau fixe un entrefer permettant son déplacement, ledit avertisseur sonore étant caractérisé en ce que le boîtier renferme en outre un élément ferromagnétique formant un shunt destiné à canaliser le flux électromagnétique afin de le confiner au voisinage immédiat de la bobine.For this, the invention proposes to modify the path traveled by the electromagnetic flux created by the coil. More specifically, the present invention relates to a buzzer, in particular for a motor vehicle, comprising a housing closed by an oscillating elastic membrane and enclosing an electromagnet comprising an electrically energized coil for producing an electromagnetic flux enabling the membrane to oscillate. a fixed core surrounded by the coil and connected to the casing, and a movable core connected to the oscillating membrane and defining with the fixed core an air gap permitting its displacement, said horn being characterized in that the casing also contains an element ferromagnetic forming a shunt for channeling the electromagnetic flux to confine it in the immediate vicinity of the coil.
15 L'ajout de cette pièce en matériau ferromagnétique permet de canaliser les lignes de flux au plus près de la bobine qui génère le champ, ce qui permet d'améliorer notablement les performances de l'avertisseur sonore car il n'y a plus de saturation du flux dans la membrane.The addition of this part made of ferromagnetic material makes it possible to channel the flux lines as close as possible to the coil that generates the field, which makes it possible to considerably improve the performance of the buzzer because there is no longer any noise. saturation of the flux in the membrane.
20 Selon des modes de réalisation préférés, l'avertisseur sonore selon de la présente invention peut comprendre l'une au moins des caractéristiques suivantes : - l'élément ferromagnétique est immédiatement adjacent à la bobine d'électroaimant pour empêcher que le flux électromagnétique 25 se propage dans le boîtier et/ou la membrane oscillante ; - l'élément ferromagnétique a une forme annulaire et entoure la bobine d'électroaimant ; - l'élément ferromagnétique comporte une paroi périphérique cylindrique adjacente à la périphérie de la bobine d'électroaimant 30 et deux parois d'extrémité reliées à ladite paroi périphérique, l'une des parois d'extrémité étant reliée au noyau fixe de l'électroaimant tandis que l'autre paroi d'extrémité est constituée par une rondelle dont l'orifice central livre passage au noyau mobile de l'électroaimant ; 35 - l'orifice central de la rondelle définit un entrefer radial avec le noyau mobile de l'électroaimant ; 2910167 4 - en alternative, l'élément ferromagnétique est en forme de U, est adjacent à la périphérie de la bobine et comporte un corps et des branches ; un isolant électrique est intercalé entre l'élément 5 ferromagnétique et un contacteur électrique apte à être actionné par le noyau mobile lors de son déplacement axial ; - l'isolant électrique se présente sous la forme d'un anneau solidaire de l'élément ferromagnétique ; - le boîtier est réalisé en une matière plastique à haute 10 résistivité électrique et à basse perméabilité électromagnétique ; et - l'élément ferromagnétique est réalisé en acier. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence à un mode de réalisation particulier illustré sur la 15 figure 1 représentant une vue en coupe d'un avertisseur sonore conforme à la présente invention. L'avertisseur sonore 10 comprend un boîtier 12 réalisé en une matière à haute résistivité électrique et basse perméabilité électromagnétique telle qu'une matière plastique, notamment un 20 polypropylène, un polyamide ou un ABS (Acrylonitrile-Butadiène-Styrène). Cet avertisseur sonore 10 est par exemple installé dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile. Le boîtier 12 est fermé par une membrane élastique oscillante 20 destinée à produire un son lorsqu'elle vibre, comme cela a été 25 décrit précédemment. La membrane élastique oscillante 20 est réalisée en acier fin et présente une épaisseur de quelques dixièmes de millimètres pour avoir une bonne flexibilité. Le boîtier 12 renferme un électroaimant 30 comprenant une bobine 32, un noyau fixe 34 relié audit boîtier et un noyau mobile 30 36 relié à la membrane oscillante 20, par exemple par sertissage. Un entrefer F est défini entre le noyau fixe 34 et le noyau mobile 36 de l'électroaimant 30 et permet à la membrane oscillante 20 de vibrer selon l'axe longitudinal XX' de l'électroaimant 30. Le boîtier 12 renferme également un contacteur électrique 40 35 comprenant une lamelle flexible de contact 42. Le contacteur est relié à un connecteur externe 44 branché par exemple sur une 2910167 5 batterie. Selon le principe exposé dans la partie introductive de la présente description, cette lamelle 42 sert à ouvrir un circuit électrique (non représenté) destiné à alimenter la bobine en courant continu de 12V lorsqu'elle est en contact avec le noyau mobile 36 de 5 l'électroaimant 30 pendant la vibration de la membrane oscillante 20, et à fermer ce circuit lorsqu'elle n'est pas en contact avec ledit noyau mobile 36. Le boîtier 12 renferme en outre un élément ferromagnétique 50, appelé également shunt, disposé autour de la bobine d'électroaimant 10 32 et immédiatement adjacent à celle-ci. Plus précisément, l'élément ferromagnétique 50 est réalisé en acier et présente la forme d'un anneau comprenant une paroi périphérique cylindrique 52 adjacente à la périphérie de la bobine et deux parois d'extrémité 53 et 54 reliées orthogonalement à ladite paroi périphérique 52. Ainsi, 15 l'élément ferromagnétique 50 présente une section en forme de C définissant une sorte de cage autour, au-dessus et en dessous de la bobine 32. La paroi 53 est solidaire du noyau fixe 34 tandis que la paroi 54 est constituée par une rondelle dont l'orifice central 56 livre passage au noyau mobile 36 afin que ce dernier puisse se 20 déplacer axialement. A cet effet, les bords de l'orifice central 56 de la rondelle définissent, avec une partie du noyau mobile 36 de l'électroaimant 30, un entrefer radial de faible dimension E. Un isolant électrique 60 est interposé entre l'élément ferromagnétique 50 et la lamelle flexible 42 du contacteur 40. Plus 25 précisément, l'isolant électrique 60 est constitué par un anneau en matière plastique non conductrice électromagnétiquement et électriquement, qui est par exemple moulé directement sur la rondelle. Cet isolant électrique 60 empêche l'élément ferromagnétique 50 d'entrer en contact avec la lamelle flexible 42, 30 en particulier lorsque cette dernière est déformée par flexion par le noyau mobile 36. Ainsi, comme on peut le voir sous la forme de traits pointillés, le flux électromagnétique B créé par la bobine d'électroaimant 32 est confiné à proximité immédiate de cette 35 dernière par l'élément ferromagnétique 50 de sorte que le flux magnétique ne se propage pas dans le boîtier 12, ni dans la membrane 2910167 6 oscillante 20. C'est ce qui permet de réaliser le boîtier 12 en matière plastique. L'ajout du shunt ferromagnétique 50 et la réalisation du boîtier 12 en matière non conductrice électromagnétiquement et 5 électriquement présente les avantages suivants : - la masse de l'avertisseur sonore 10 est optimisée car la quantité d'acier est considérablement réduite ; - la protection à la corrosion de l'avertisseur sonore 10 pose moins de problème ; 10 - le nombre d'isolants électriques à prendre en compte est notablement réduit, ce qui diminue les coûts de fabrication et la complexité d'assemblage ; et - le circuit magnétique possède les mêmes performances que celles des avertisseurs électromagnétiques du commerce à 15 architecture classique, voire des performances supérieures. Il va de soi que la description détaillée de l'objet de l'invention, donnée uniquement à titre d'illustration, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention.According to preferred embodiments, the audible horn according to the present invention can comprise at least one of the following features: the ferromagnetic element is immediately adjacent to the solenoid coil to prevent the electromagnetic flux from propagating in the casing and / or the oscillating membrane; the ferromagnetic element has an annular shape and surrounds the electromagnet coil; the ferromagnetic element comprises a cylindrical peripheral wall adjacent to the periphery of the electromagnet coil and two end walls connected to said peripheral wall, one of the end walls being connected to the fixed core of the electromagnet; while the other end wall is constituted by a washer whose central orifice delivers passage to the movable core of the electromagnet; The central orifice of the washer defines a radial gap with the movable core of the electromagnet; - Alternatively, the ferromagnetic element is U-shaped, is adjacent the periphery of the coil and has a body and branches; an electrical insulator is interposed between the ferromagnetic element and an electric contactor adapted to be actuated by the movable core during its axial displacement; the electrical insulation is in the form of a ring integral with the ferromagnetic element; the housing is made of a plastic material with high electrical resistivity and low electromagnetic permeability; and the ferromagnetic element is made of steel. The invention will now be described in more detail with reference to a particular embodiment illustrated in FIG. 1 showing a sectional view of a buzzer according to the present invention. The horn 10 comprises a housing 12 made of a material with high electrical resistivity and low electromagnetic permeability such as a plastics material, in particular polypropylene, polyamide or ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene). This horn 10 is for example installed in the engine compartment of a motor vehicle. The housing 12 is closed by an oscillating elastic membrane 20 for producing a sound when it vibrates, as previously described. The oscillating elastic membrane 20 is made of thin steel and has a thickness of a few tenths of millimeters to have good flexibility. The housing 12 encloses an electromagnet 30 comprising a coil 32, a fixed core 34 connected to said housing and a movable core 36 connected to the oscillating membrane 20, for example by crimping. An air gap F is defined between the fixed core 34 and the movable core 36 of the electromagnet 30 and allows the oscillating membrane 20 to vibrate along the longitudinal axis XX 'of the electromagnet 30. The housing 12 also encloses an electric contactor The contactor is connected to an external connector 44 connected for example to a battery. According to the principle explained in the introductory part of the present description, this lamella 42 serves to open an electrical circuit (not shown) intended to feed the 12V DC coil when it is in contact with the movable core 36 electromagnet 30 during the vibration of the oscillating membrane 20, and to close this circuit when it is not in contact with said movable core 36. The housing 12 also contains a ferromagnetic element 50, also called a shunt, arranged around the electromagnet coil 32 and immediately adjacent thereto. More specifically, the ferromagnetic element 50 is made of steel and has the shape of a ring comprising a cylindrical peripheral wall 52 adjacent to the periphery of the coil and two end walls 53 and 54 orthogonally connected to said peripheral wall 52. Thus, the ferromagnetic element 50 has a C-shaped section defining a kind of cage around, above and below the coil 32. The wall 53 is integral with the fixed core 34 while the wall 54 is constituted by a washer whose central orifice 56 delivers passage to the movable core 36 so that the latter can move axially. For this purpose, the edges of the central orifice 56 of the washer define, with a portion of the movable core 36 of the electromagnet 30, a small radial air gap E. An electrical insulator 60 is interposed between the ferromagnetic element 50 and the flexible lamella 42 of the contactor 40. Specifically, the electrical insulator 60 is constituted by an electromagnetically and electrically non-conductive plastic ring, which is for example molded directly onto the washer. This electrical insulator 60 prevents the ferromagnetic element 50 from coming into contact with the flexible lamella 42, particularly when the latter is deformed by bending by the movable core 36. Thus, as can be seen in the form of dashed lines the electromagnetic flux B created by the electromagnet coil 32 is confined in close proximity thereto by the ferromagnetic element 50 so that the magnetic flux does not propagate in the housing 12 or in the oscillating membrane 2910167 20. This is what makes the housing 12 of plastic material. The addition of the ferromagnetic shunt 50 and the realization of the casing 12 electromagnetically and electrically non-conductive material has the following advantages: the mass of the horn 10 is optimized because the quantity of steel is considerably reduced; - The corrosion protection of the horn 10 is less of a problem; The number of electrical insulators to be taken into account is significantly reduced, which reduces manufacturing costs and the complexity of assembly; and the magnetic circuit has the same performance as that of conventional architecture commercial electromagnetic alarms, or even higher performance. It goes without saying that the detailed description of the object of the invention, given solely by way of illustration, does not in any way constitute a limitation, the technical equivalents also being included in the scope of the present invention.
20 Ainsi, l'élément ferromagnétique 50 peut avoir la forme d'un U entourant la bobine d'électroaimant 32 et comprenant un corps et deux branches parallèles entre elles. La membrane élastique oscillante 20 peut être réalisée en matière plastique non conductrice électromagnétiquement et 25 électriquement. La tension d'alimentation de la bobine peut être différente de 12V, par exemple 24V, voire 48V pour des applications en dehors du domaine de l'automobile.Thus, the ferromagnetic element 50 may be in the shape of a U surrounding the electromagnet coil 32 and comprising a body and two branches parallel to each other. The oscillating elastic membrane 20 may be made of electromagnetically and electrically non-conductive plastics material. The supply voltage of the coil may be different from 12V, for example 24V, or even 48V for applications outside the automotive field.