FR3009662A3 - Haut-parleur avec aimant monte a l'avant - Google Patents

Abstract

Un haut-parleur (200) comprend un bâti de support (4, 5), un groupe magnétique (1) qui définit un entrefer (T), une bobine acoustique (2) supportée sur un cylindre (20) de façon à pouvoir se déplacer à l'intérieur de l'entrefer (T), une membrane (203) comprenant un trou central qui définit un bord central (230) fixé au cylindre (20) de la bobine acoustique (2), une partie périphérique (236) reliée au bâti (4, 5) et une partie effilée (233) entre le bord central (230) et la partie périphérique (236) de la membrane (203), et une partie centrale plane (231) disposée entre le bord central (230) et la partie effilée (233). Le haut-parleur (200) comprend en outre une plaque de renfort (208) comportant une bride périphérique (60) fixée à la partie centrale plane (231) de la membrane (203).

Description

HAUT-PARLEUR AVEC AIMANT MONTE A L'AVANT La présente demande a pour objet un haut-parleur 5 avec aimant monté à l'avant. Un haut-parleur comprend un groupe magnétique qui définit un entrefer et une bobine acoustique/mobile (désignée en anglais « voice coil ») qui se déplace l'intérieur de l'entrefer. Une membrane est reliée à la 10 bobine acoustique, de façon à vibrer et à émettre un son. Un haut-parleur comporte une face postérieure qui est constituée par une nacelle de support du haut-parleur et une face antérieure d'où sort le son généré par la vibration de la membrane. 15 Généralement, dans les haut-parleurs classiques, la membrane est disposée dans la partie antérieure du haut-parleur, tandis que le groupe magnétique est disposé derrière la membrane. Cependant, ce type de haut-parleurs classiques 20 occupe un encombrement important dans la direction axiale, dû tant à l'encombrement de la membrane qu'à l'encombrement du groupe magnétique. Pour résoudre ces problèmes d'encombrement, on connaît des haut-parleurs avec des aimants montés à 25 l'avant. En fait, il faut considérer que généralement, la membrane est de forme tronconique, avec une concavité dirigée vers la partie antérieure du haut-parleur. Par conséquent, le groupe magnétique est monté dans la partie antérieure du haut-parleur, tirant parti de la concavité de 30 la membrane sans provoquer un encombrement additionnel. En Figure 1 est illustré un haut-parleur avec aimant monté à l'avant selon l'état antérieur de la technique, indiqué par le numéro de référence 100.

Le haut-parleur 100 comprend : - un bâti de support 4, 5, - un groupe magnétique 1 qui définit un entrefer T, fixé au bâti de support, - une bobine acoustique 2 supportée sur un cylindre 20 de façon à pouvoir se déplacer axialement dans l'entrefer T du groupe magnétique 1, - une membrane 3 reliée au bâti de support et au cylindre 20 de la bobine 2 de façon à pouvoir vibrer et à pouvoir émettre un son, et - des suspensions élastiques 6, 7 qui relient le cylindre de la bobine et la membrane au bâti. La membrane 3 a une forme tronconique et comprend un trou central qui définit un bord cylindrique central 30 qui est directement fixé au cylindre 20 de la bobine acoustique, de telle sorte que le cylindre de la bobine acoustique soit disposé axialement par rapport à la membrane tronconique 3. Le bâti de support comprend une nacelle 20 postérieure 4 et une nacelle antérieure 5 couplées l'une à l'autre. Le groupe magnétique 1 est supporté par la nacelle antérieure 5 de façon à être disposé en avant de la membrane 3, de façon axiale par rapport à la membrane 25 tronconique 3. Le groupe magnétique 1 comprend un aimant toroïdal 10 disposé entre une plaque polaire 11 de forme toroïdale et un pôle magnétique 12 ayant une forme de "T" en coupe, couramment dénommé culasse en T. 30 Le pôle magnétique 12 est fixé à la nacelle antérieure 5 et présente un espace I dans lequel peut coulisser la bobine 2.

Les suspensions comprennent un premier élément de centrage 6 et un deuxième élément de centrage 7. Le premier élément de centrage 6 a la forme d'un disque ondulé avec un trou central, et comporte une partie centrale cylindrique 60, qui est directement fixée au cylindre 20 de la bobine acoustique et une partie périphérique 61 fixée à la nacelle postérieure 4. Le deuxième élément de centrage 7 a la forme d'un anneau ondulé comportant une partie centrale 70, qui est fixée à une partie périphérique 36 de la membrane, et une partie périphérique 71 fixée entre la nacelle postérieure 4 et la nacelle antérieure 5. Un capuchon anti-poussière 8 est fixé sur le bord postérieur du cylindre 20 de la bobine acoustique afin 15 d'éviter l'entrée de poussière, qui pourrait atteindre l'entrefer. Cependant, le haut-parleur 100 selon l'état antérieur de la technique occupe un espace excessif, cause de la forme tronconique de la membrane 3. En outre, 20 le haut-parleur 100 présente d'autres inconvénients, dus à la disposition du capuchon 8 directement fixé au cylindre 20 de la bobine acoustique. En effet, le demandeur a constaté que la disposition de ce capuchon 8 directement fixé au cylindre 25 20 de la bobine acoustique augmentait la fréquence de résonance du haut-parleur, dégradant les performances du haut-parleur aux basses fréquences. Un autre inconvénient du haut-parleur 100 est représenté par la fixation directe de la partie centrale 60 30 du premier élément de centrage 6 au cylindre 20 de la bobine acoustique. En effet, ce type de fixation s'avère complexe et peu fiable.

On connaît d'autres types de haut-parleurs avec aimant monté à l'avant, dans lesquels la membrane n'est pas directement reliée à la bobine acoustique, mais est reliée à un élément de liaison fixé au cylindre de la bobine acoustique. Cet élément de liaison se comporte exactement comme le capuchon anti-poussière 8 de la Figure 1, et présente les inconvénients mentionnés ci-dessus. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'état antérieur de la technique, par la fourniture d'un haut-parleur avec aimant monté à l'avant qui produit un encombrement minimal dans la direction axiale, et qui présente en même temps de bonnes performances aux basses fréquences. Un autre but de la présente invention est de 15 remédier aux inconvénients de l'état antérieur de la technique, par la fourniture d'un haut-parleur avec aimant monté à l'avant, qui soit fiable et de réalisation simple. Ces buts sont atteints, selon l'invention, avec un haut-parleur, comprenant : 20 - un bâti de support, un groupe magnétique qui définit un entrefer, fixé au bâti de support, une bobine acoustique supportée sur un cylindre de façon à pouvoir se déplacer axialement dans l'entrefer du 25 groupe magnétique, une membrane reliée au bâti de support et au cylindre de la bobine de façon à pouvoir vibrer et à pouvoir émettre un son, et des suspensions élastiques qui relient le cylindre de la 30 bobine et la membrane au bâti de support, dans lequel : - ladite membrane comprend un trou central qui définit un bord central directement fixé au cylindre de la bobine acoustique, une partie périphérique reliée audit bâti et une partie effilée entre le bord central et la partie périphérique de la membrane, et - ledit groupe magnétique est disposé axialement à niveau vis-à-vis de la partie périphérique de la membrane, caractérisé par le fait que : - ladite membrane comprend une partie centrale plane disposée entre le bord central et la partie effilée, ladite partie centrale plane de la membrane dépassant radialement vers l'extérieur du cylindre de la bobine acoustique, selon un plan orthogonal à l'axe du cylindre de la bobine acoustique, et - le haut-parleur comprend en outre une plaque de renfort comprenant une plaque annulaire fixée à la partie centrale plane de la membrane, ladite plaque de renfort n'étant pas fixée au cylindre de la bobine. Selon un mode de réalisation, ladite plaque de renfort comprend une partie centrale qui recouvre l'ouverture définie par le bord postérieur du cylindre de la bobine acoustique, de façon à éviter l'entrée de corps étrangers dans l'entrefer, ladite partie centrale ne touchant pas le cylindre de la bobine acoustique, et une bride périphérique fixée à la partie centrale plane de la membrane.

Selon un mode de réalisation, lesdites suspensions élastiques comprennent un premier élément de centrage ayant une forme discoïdale ondulée comportant un trou central et une partie centrale fixée en sandwich entre ladite bride périphérique de la plaque de renfort et ladite partie centrale plane de la membrane. Selon un mode de réalisation, lesdites suspensions élastiques comprennent un deuxième élément de centrage ayant une forme annulaire, et comprenant : - une partie centrale fixée à la partie périphérique de ladite membrane, et - une partie périphérique fixée audit bâti. Selon un mode de réalisation, ledit bâti comprend 5 une nacelle postérieure et une nacelle antérieure couplées l'une à l'autre, la nacelle antérieure comportant une partie centrale qui supporte ledit groupe magnétique. Selon un mode de réalisation, ledit groupe magnétique comprend un aimant toroïdal disposé entre une 10 plaque polaire de forme toroïdale et un pôle magnétique ayant une forme de "T" en coupe, ladite plaque polaire de forme toroïdale étant fixée à ladite partie centrale de la nacelle antérieure. L'invention a également pour objet un ensemble 15 haut-parleur et logement, caractérisé par le fait qu'il comprend un haut-parleur tel que décrit ci-dessus et un logement dans un véhicule, qui accueille ledit haut-parleur. Ledit logement peut être un siège de logement 20 sous un siège du véhicule. Le haut-parleur selon l'invention se différencie des haut-parleurs selon l'état antérieur de la technique par le fait que la membrane comprend une partie centrale plane qui dépasse radialement vers l'extérieur du cylindre 25 de la bobine acoustique, selon un plan orthogonal à l'axe du cylindre de la bobine acoustique. La disposition de cette partie centrale plane a permis de réduire l'encombrement axial du haut-parleur, mais cette partie plane de la membrane ne s'est pas avérée 30 suffisamment rigide. Par conséquent, il a été conçu une plaque de renfort comportant une bride périphérique fixée à la partie centrale plane de la membrane, de façon à transmettre efficacement le mouvement axial du cylindre de la bobine vers la partie tronconique de la membrane. Il est important que la plaque de renfort ne soit pas fixée au cylindre de la bobine, de façon à diminuer la 5 fréquence de coupure du haut-parleur et à améliorer les performances aux basses fréquences. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de façon plus claire à partir de la description détaillée qui suit, en se référant aux planches 10 de dessin jointes, ayant seulement une valeur illustrative et non limitative, dans lesquelles : - la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un haut-parleur avec aimant monté à l'avant selon l'état antérieur de la technique ; 15 - la Figure 2 est une vue éclatée, illustrant les différents composants du haut-parleur avec aimant monté à l'avant selon l'invention ; - la Figure 3 est une vue en coupe axiale du haut-parleur de la Figure 2 dans l'état assemblé ; 20 - la Figure 4 est une vue en coupe axiale des haut- parleurs des Figures 1 et 3 mis en comparaison, afin de comprendre les différences d'encombrement axial ; - la Figure 5 est une vue en coupe axiale d'une première variante du haut-parleur selon l'invention ; 25 - la Figure 5A est un agrandissement du détail situé dans le rectangle A de la Figure 5 ; - la Figure 6 est une vue en coupe axiale d'une deuxième variante du haut-parleur selon l'invention ; et - la Figure 6A est un agrandissement du détail situé dans 30 le rectangle A de la Figure 6. Dans ce qui suit, les éléments identiques ou correspondants à ceux déjà décrits sont indiqués par les mêmes chiffres de référence, et leur description détaillée sera omise. En se référant aux Figures 2 et 3, il va être décrit le haut-parleur selon l'invention, indiqué 5 globalement par le numéro de référence 200. Le haut-parleur 200 comprend : - un bâti de support 4, 5, - un groupe magnétique 1 qui définit un entrefer T, fixé au bâti de support, 10 - une bobine acoustique 2 supportée sur un cylindre 20 de façon à pouvoir se déplacer axialement dans l'entrefer T du groupe magnétique 1, - une membrane 203 reliée au bâti de support et au cylindre 20 de la bobine 2 de façon à pouvoir vibrer et 15 a pouvoir émettre un son, et - des suspensions élastiques 6, 7 qui relient le cylindre 20 de la bobine et la membrane 203 au bâti de support. Le groupe magnétique 1 comprend un aimant permanent 10, dans cet exemple de forme toroïdale, disposé 20 entre une plaque polaire 11 de forme toroïdale et un pôle magnétique en fer doux 12 ayant une forme de "T" en coupe, couramment dénommé culasse en T. La forme des composants peut prendre d'autres formes, comprenant toujours un aimant permanent et des parties en fer doux aptes à créer un 25 entrefer à l'intérieur duquel coulisse la bobine acoustique. La membrane 203 comprend : - un trou central 235 (Figure 2) qui définit un bord central 230 qui est directement fixé au cylindre 20 de 30 la bobine acoustique, - une partie périphérique 236 reliée au bâti 4, 5, et - une partie effilée 233 entre le bord central 230 et la partie périphérique 236 de la membrane.

La membrane 203 comprend en outre une partie centrale 231 de forme annulaire et plane, disposée entre le bord central 230 et la partie effilée 233. Quand le bord central 230 de la membrane est fixé au cylindre 20 de la bobine acoustique, la partie centrale 231 de la membrane dépasse radialement à partir du cylindre de la bobine acoustique, et s'étend selon un plan orthogonal à l'axe du cylindre de la bobine acoustique. La disposition de la partie centrale plane 231 de la membrane permet de raccourcir l'étendue axiale de la membrane 203 par rapport à celle de la membrane 3 illustrée en Figure 1, tout en conservant les mêmes caractéristiques acoustiques. Le cylindre 20 de la bobine acoustique est disposé axialement par rapport à la partie effilée 233 de la membrane. Cependant, durant le mouvement du cylindre de la bobine, la partie centrale 231 de la membrane tend à se déformer et à ne pas conserver une rigidité adéquate, du fait que la partie centrale 231 de la membrane est directement attachée au cylindre de la bobine. Selon l'invention, pour remédier à cet inconvénient, il a été conçu une plaque de renfort 208. La plaque de renfort 208 comporte un corps central 280 et une bride périphérique 281 qui est fixée à la partie centrale 231 de la membrane, assurant que cette partie centrale 231 de la membrane est toujours maintenue sous une configuration plane. Il est important de noter que la plaque de renfort 208 n'est pas fixée au cylindre 20 de la bobine acoustique et ne touche pas ce cylindre 20. De cette façon, la plaque de renfort 208 joue le rôle de masse additionnelle, qui permet d'abaisser la fréquence de résonance du haut-parleur et d'améliorer les caractéristiques aux basses fréquences. Egalement, même si le corps central 280 de la plaque de renfort ne touche pas le bord postérieur du cylindre 20 de la bobine acoustique, ce corps central recouvre l'ouverture du cylindre 20 et empêche l'entrée de poussière et de corps étrangers qui pourraient atteindre l'entrefer T. Le bâti comprend une nacelle postérieure 4 et une 10 nacelle antérieure 5 couplées l'une à l'autre. La nacelle antérieure 5 comporte une partie centrale 50 sur laquelle est fixée la plaque polaire 11, de telle sorte que le groupe magnétique 1 se trouve sensiblement au niveau de la partie périphérique 236 de la 15 membrane, ou, autrement dit, que le groupe magnétique 1 se trouve à l'avant de la membrane et dans une position axiale par rapport à la membrane tronconique. Un premier élément de centrage 6 a la forme d'un disque ondulé avec un trou central 65 et comporte partie 20 périphérique 61, une partie centrale 60, qui est fixée entre la bride périphérique 281 de la plaque de renfort et la partie centrale plane 231 de la membrane. De cette façon, la partie centrale 60 du premier élément de centrage ne touche pas le cylindre 20 de la bobine acoustique. Par 25 conséquent, cette solution remédie à tous les problèmes associés à une fixation complexe et peu fiable de l'élément de centrage au cylindre de la bobine acoustique. Un deuxième élément de centrage 7 a la forme d'un anneau ondulé. Le deuxième élément de centrage 7 comprend : 30 - une partie centrale 70, qui est fixée à une partie périphérique 236 de la membrane, et une partie périphérique 71 fixée entre la nacelle postérieure 4 et la nacelle antérieure 5.

H Il est nécessaire de noter que la plaque de renfort 208 remplit quatre fonctions : 1) le fait de rendre rigide la partie centrale plane 231 de la membrane, de façon à permettre la transmission optimale du mouvement axial du cylindre 20 de la bobine acoustique à la partie inclinée de la membrane tronconique ; 2) celle d'une masse additionnelle, qui permet d'abaisser la fréquence de résonance du haut-parleur et d'améliorer les performances aux basses fréquences ; 3) le fait d'assurer le maintien parfait de la partie centrale 60 du premier élément de centrage, qui se retrouve ainsi pris en sandwich entre la partie centrale plane 231 de la membrane et la plaque de renfort 208 ; 4) la fermeture du cylindre 20 de la bobine acoustique, de façon à éviter l'entrée de corps étrangers dans l'entrefer T. Si l'on se réfère à la Figure 4, l'utilisation de la membrane 203 comportant une partie centrale plane 231 et de la plaque de renfort 208 permet d'avoir un haut-parleur 200 plus plat, et permet d'utiliser un cylindre 20 de la bobine acoustique plus court, par rapport au haut-parleur 100 selon l'état antérieur de la technique.

Comme on le voit en Figure 4, le haut-parleur 100 selon l'état antérieur de la technique a un encombrement axial hl, tandis que le haut-parleur 200 a un encombrement axial h2, avec une réduction de la hauteur s égale environ 15% de la hauteur hl du haut-parleur selon l'état antérieur de la technique. Si l'on se réfère aux Figures 5 et 5A, selon une première variante de l'invention, le haut-parleur 200 comprend un deuxième élément de renfort 300 ayant la forme d'une plaque annulaire disposée sur la partie plane 231 de la membrane. Si l'on se réfère aux Figures 6 et 6A, selon une deuxième variante de l'invention, la plaque de renfort 208 comprend seulement une plaque annulaire 581 disposée sur la partie plane 231 de la membrane. Dans ce cas, un capuchon 8 est appliqué sur le bord inférieur du cylindre 20 de la bobine. Il est nécessaire de considérer que le haut- parleur selon l'invention est de préférence destiné à être monté dans un logement réalisé dans un véhicule, tel que, par exemple, un siège de logement spécial sous un siège du véhicule, ou une portière ou un tableau de bord du véhicule.

Si l'on considère que les logements des véhicules ont un espace limité, généralement inférieur à 100 mm, c'est une raison pour laquelle le haut-parleur doit avoir un encombrement dans la direction axiale inférieur à 100 mm, et, de préférence, à 85 mm.

Il peut être apporté à tous les présents modes de réalisation de l'invention des variations et des modifications équivalentes, à la portée d'un technicien de ce domaine, lesquelles rentrent également dans la portée de de l'invention.25

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1 - Haut-parleur (200), comprenant : - un bâti de support (4, 5), - un groupe magnétique (1) qui définit un entrefer T, fixé au bâti de support (4, 5), - une bobine acoustique (2) supportée sur un cylindre (20) de façon à pouvoir se déplacer axialement dans l'entrefer (T) du groupe magnétique (1), - une membrane (203) reliée au bâti de support (4, 5) et au cylindre (20) de la bobine (2) de façon à pouvoir vibrer et a pouvoir émettre un son, et - des suspensions élastiques (6, 7) qui relient le cylindre (20) de la bobine (2) et la membrane (203) au bâti de support (4, 5), dans lequel : - ladite membrane (203) comprend un trou central (235) qui définit un bord central (230) directement fixé au cylindre (20) de la bobine acoustique (2), une partie périphérique (236) reliée audit bâti (4, 5) et une partie effilée (233) entre le bord central (230) et la partie périphérique (236) de la membrane (203), et - ledit groupe magnétique (1) est disposé axialement niveau vis-à-vis de la partie périphérique (236) de la membrane (203), caractérisé par le fait que : - ladite membrane (203) comprend une partie centrale plane (231) disposée entre le bord central (230) et la partie effilée (233), ladite partie centrale plane (231) de la membrane (203) dépassant radialement vers l'extérieur du cylindre (20) de la bobine acoustique (2), selon un plan orthogonal à l'axe du cylindre (20) de la bobine acoustique (2), etle haut-parleur (200) comprend en outre une plaque de renfort (208) comprenant une plaque annulaire (281 ; 581) fixée à la partie centrale plane (231) de la membrane (203), ladite plaque de renfort (208) n'étant pas fixée au cylindre (20) de la bobine (2).
2. 2 - Haut-parleur (200) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite plaque de renfort (208) comprend une partie centrale (280) qui recouvre l'ouverture définie par le bord postérieur du cylindre (20) de la 10 bobine acoustique (2), de façon à éviter l'entrée de corps étrangers dans l'entrefer (T), ladite partie centrale (280) ne touchant pas le cylindre (20) de la bobine acoustique (2), et une bride périphérique (281) fixée à la partie centrale plane (231) de la membrane (203). 15
3. 3 - Haut-parleur (200) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites suspensions élastiques (6, 7) comprennent un premier élément de centrage (6) ayant une forme discoïdale ondulée comportant un trou central (65) et une partie centrale (60) fixée en sandwich entre 20 ladite bride périphérique (281) de la plaque de renfort (208) et ladite partie centrale plane (231) de la membrane (203).
4. 4 - Haut-parleur (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdites 25 suspensions élastiques (6, 7) comprennent un deuxième élément de centrage (7) ayant une forme annulaire, et comprenant : une partie centrale (70) fixée à la partie périphérique (236) de ladite membrane (203), et 30 une partie périphérique (71) fixée audit bâti (4,
5. 5). 5 - Haut-parleur (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit bâti (4, 5) comprend une nacelle postérieure (4) et unenacelle antérieure (5) couplées l'une à l'autre, la nacelle antérieure (5) comportant une partie centrale (50) qui supporte ledit groupe magnétique (1).
6. 6 - Haut-parleur (200) selon la revendication 5, 5 caractérisé par le fait que ledit groupe magnétique (1) comprend un aimant toroïdal (10) disposé entre une plaque polaire (11) de forme toroïdale et un pôle magnétique (12) ayant une forme de "T" en coupe, ladite plaque polaire (11) de forme toroïdale étant fixée à ladite partie centrale 10 (50) de la nacelle antérieure (5).
7. 7 - Ensemble haut-parleur et logement, caractérisé par le fait qu'il comprend un haut-parleur (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et un logement dans un véhicule, qui accueille ledit haut-parleur 15 (200).
8. 8 - Ensemble haut-parleur et logement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit logement est un siège de logement sous un siège du véhicule.