FR3013176A1

FR3013176A1 - WATERPROOF SPEAKER ASSEMBLY FOR HIGH DEPTH

Info

Publication number: FR3013176A1
Application number: FR1302584A
Authority: FR
Inventors: Pierre Jouet; Michaud Pierre Borrat; Xavier Retailleau
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-15
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: FR3013176B1

Abstract

Ensemble haut-parleur étanche pour profondeurs élevées et/ou environnements difficiles caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison au moins les éléments suivant: • un haut-parleur (1), comprenant au moins un repère (12) de positionnement, • une membrane d'étanchéité (3), • une grille de protection (2) positionnée entre le haut-parleur (1) et la membrane d'étanchéité (3), la grille de protection (2) comportant au moins une ouverture (25) permettant le passage des vibrations du haut parleur (1), des moyens de positionnement (23) par rapport au haut-parleur, • la membrane d'étanchéité (3) a une forme adaptée à la forme du haut parleur (1) et à la forme de la grille (2), une face d'appui interne (36) recevant une face de la grille de protection, des moyens de maintien en place (37) de l'ensemble grille-haut parleur, un bourrelet d'appui (34) qui est aligné sur la face d'appui interne (36), • le châssis (5) adapté à recevoir l'ensemble formé du haut-parleur, de la grille et la membrane, • une bride de maintien en position (4) de l'ensemble formé du haut-parleur , de la grille et la membrane sur le châssis (5).Waterproof loudspeaker assembly for high depths and / or harsh environments, characterized in that it comprises in combination at least the following elements: a loudspeaker (1), comprising at least one positioning mark (12), sealing membrane (3), • a protective grid (2) positioned between the loudspeaker (1) and the waterproofing membrane (3), the protective grid (2) having at least one opening (25) allowing the passage of the vibrations of the loudspeaker (1), the positioning means (23) relative to the loudspeaker, • the sealing membrane (3) has a shape adapted to the shape of the loudspeaker (1) and to the shape of the grid (2), an internal bearing face (36) receiving a face of the protective grid, means for holding in place (37) of the grid-speaker assembly, a support bead (34) which is aligned with the inner bearing face (36), • the frame (5) adapted to receive the assembly formed of the top-p arleur, grille and membrane, • a flange for holding in position (4) the assembly formed of the loudspeaker, the grid and the membrane on the frame (5).

Description

ENSEMBLE HAUT-PARLEUR ETANCHE POUR FORTE PROFONDEUR L'objet de l'invention concerne un ensemble haut-parleur adapté à être étanche à des profondeurs importantes et à résister à des fortes 5 pressions, tout en produisant un son de bonne qualité sur une large bande de fréquences et avec un volume suffisamment audible. Lorsque des équipements haut-parleurs sont destinés à des utilisations, par exemple sous-marine ou dans des environnements dans 10 lesquels ils peuvent être soumis à des pressions élevées et à des environnements difficiles, il est nécessaire qu'ils présentent une tenue à la pression et une étanchéité. Des solutions de haut-parleurs étanches existent, mais elles sont en général limitées au niveau de la profondeur maximale pour laquelle le 15 haut-parleur résiste. En général, on observe un problème de tenue en fonctionnement du haut-parleur en immersion supérieure à deux mètres, car la pression qui s'exerce sur la membrane du haut parleur est trop importante. La membrane se détend et le haut-parleur perd ses qualités acoustiques. Les haut-parleurs développés dans l'art antérieur présentent notamment les 20 inconvénients suivants: sous une profondeur importante la pression est telle qu'elle écrase la membrane du haut-parleur et donc dégrade ses performances. Un des objectifs de la présente invention est de palier les 25 inconvénients présentés par les systèmes connus de l'art antérieur. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un ensemble haut-parleur étanchéifié adapté à être utilisé sous forte profondeur et/ou dans des environnements difficiles. L'invention concerne un haut-parleur étanche pour profondeurs 30 élevées et/ou pour des environnements difficiles caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison au moins les éléments suivant: - un haut-parleur, - une membrane d'étanchéité, - une grille de protection positionnée entre le haut-parleur et la membrane d'étanchéité, la grille de protection comportant au moins une ouverture permettant le passage des vibrations du haut parleur, des moyens de positionnement par rapport au haut-parleur, - la membrane d'étanchéité a une forme adaptée à la forme du haut-parleur et à la forme de la grille de protection, une face d'appui interne recevant la grille de protection, des moyens de maintien en place de l'ensemble grille-haut parleur, un bourrelet d'appui sur sa face externe qui est aligné sur la face d'appui interne, - un châssis adapté à recevoir l'ensemble formé du haut-parleur, de la grille et la membrane, - une bride de maintien en position de l'ensemble formé du haut- parleur, de la grille et la membrane sur le châssis. La grille de protection a, par exemple, une forme emboutie sur une première face positionnée côté haut-parleur afin de conserver une certaine distance afin que, lors du débattement de la membrane du haut-parleur celle ci puisse bouger sans venir buter sur la grille de protection, une deuxième face de la grille de protection est positionnée sur la face d'appui de la membrane d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, la grille de protection a une forme sensiblement rectangulaire, elle comporte plusieurs tétons pour son positionnement par rapport au haut parleur, plusieurs orifices rectangulaires et un orifice circulaire en son centre, des évents d'égalisation de la pression entre la partie avant et la partie arrière du haut parleur. La membrane d'étanchéité est, par exemple, constituée d'un fond comportant le bourrelet d'appui, d'une face interne, de parois, le bourrelet d'appui et la face d'appui sont alignés pour permettre, lorsque la bride de maintien est en place, de garantir un appui optimum de l'ensemble hautparleur/grille/membrane sur le châssis.The subject of the invention relates to a loudspeaker assembly adapted to be tight at large depths and withstand high pressures, while producing good quality sound over a wide range of bandwidths. frequencies and with a sufficiently audible volume. Where loudspeaker equipment is intended for use, for example underwater or in environments in which they may be subjected to high pressures and harsh environments, it is necessary that they exhibit pressure resistance. and a seal. Waterproof speaker solutions exist, but they are generally limited to the level of maximum depth for which the speaker resists. In general, there is a problem with the operating resistance of the immersion speaker greater than two meters because the pressure exerted on the speaker diaphragm is too great. The membrane relaxes and the speaker loses its acoustic qualities. The loudspeakers developed in the prior art have the following drawbacks: at a considerable depth the pressure is such that it crushes the speaker's membrane and thus degrades its performance. One of the objectives of the present invention is to overcome the disadvantages presented by the known systems of the prior art. For this purpose, the subject of the invention relates to a sealed speaker assembly adapted to be used under great depth and / or in harsh environments. The invention relates to a waterproof loudspeaker for high depths and / or for harsh environments, characterized in that it comprises in combination at least the following elements: a loudspeaker, a waterproofing membrane, a protective grid positioned between the loudspeaker and the waterproofing membrane, the protective grid comprising at least one opening allowing the vibrations of the loudspeaker to pass through, means of positioning relative to the loudspeaker, - the membrane of sealing has a shape adapted to the shape of the loudspeaker and the shape of the protective grid, an internal bearing face receiving the protective grid, means for holding in place the grid-speaker assembly, a support bead on its external face which is aligned on the internal bearing face, - a frame adapted to receive the assembly formed of the loudspeaker, the gate and the membrane, - a holding flange in position of the together the loudspeaker, the grille and the diaphragm on the chassis. The protective grid has, for example, a shape stamped on a first face positioned on the speaker side to maintain a certain distance so that, during the movement of the speaker membrane it can move without stopping on the grid protection, a second face of the protective grid is positioned on the bearing face of the sealing membrane. According to one embodiment, the protective grid has a substantially rectangular shape, it comprises several pins for its positioning relative to the loudspeaker, several rectangular orifices and a circular orifice at its center, equalization vents of the pressure between the front part and the rear part of the speaker. The sealing membrane is, for example, constituted by a bottom including the support bead, an inner face, walls, the support bead and the bearing face are aligned to allow, when the flange is in place, to ensure optimum support of the speaker / grid / membrane assembly on the chassis.

La membrane d'étanchéité a par exemple une forme sensiblement rectangulaire et comporte dans ses quatre coins des « oreilles » de forme triangulaire formées par une partie de la membrane qui vient se rabattre vers l'intérieur de la membrane d'étanchéité.The sealing membrane has for example a substantially rectangular shape and comprises in its four corners "ears" of triangular shape formed by a portion of the membrane which is folded towards the inside of the sealing membrane.

Il est possible d'utiliser une membrane d'étanchéité en fluorosilicone. La bride de maintien peut comporter un cadre pourvu d'une ouverture dont la taille et la forme permettent de positionner le haut-parleur, quatre vias pour le passage de vis de maintien.It is possible to use a fluorosilicone waterproofing membrane. The holding flange may comprise a frame provided with an opening the size and shape of which allow the speaker to be positioned, four vias for the passage of holding screws.

D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé des figures qui représentent : - La figure 1, une vue éclatée d'un exemple de haut-parleur étanchéifié, - La figure 2, un exemple de grille de protection, - La figure 3, un exemple de membrane, et - La figure 4, une section de l'assemblage haut parleur, grille plus membrane.Other features and advantages of the device according to the invention will appear better on reading the following description of an exemplary embodiment given by way of illustration and in no way limiting attached figures which represent: - Figure 1, an exploded view of an example of a sealed loudspeaker, FIG. 2, an example of a protective grid, FIG. 3 an example of a membrane, and FIG. 4 a section of the loudspeaker assembly, grid plus membrane.

L'exemple qui va être donné à titre d'illustration non limitative de l'objet de la présente invention concerne un haut-parleur destiné à être utilisé dans un milieu marin à des profondeurs importantes, par exemple supérieures à 2 mètres d'eau pendant 2 heures.The example that will be given by way of non-limiting illustration of the subject of the present invention relates to a loudspeaker intended to be used in a marine environment at significant depths, for example greater than 2 meters of water during 2 hours.

La figure 1 schématise une vue éclatée d'un ensemble haut- parleur étanche selon l'invention comprenant un haut-parleur 1 standard, par exemple, une grille de protection 2, une membrane d'étanchéité 3 et une bride 4 de maintien en position. L'ensemble vient reposer dans un châssis 5 et est ensuite maintenu en position par des vis par exemple.FIG. 1 shows schematically an exploded view of a sealed loudspeaker assembly according to the invention comprising a standard loudspeaker 1, for example a protective grid 2, a sealing membrane 3 and a flange 4 for holding in position . The assembly comes to rest in a frame 5 and is then held in position by screws for example.

Le haut-parleur 1 possède une face avant et une face arrière et, dans cet exemple, présente une forme oblongue, une épaisseur eh; le cadre 11 du haut-parleur a une longueur Lh et une largeur Ih. Le cadre 11 du haut-parleur possède quatre repères 12 qui vont servir au positionnement de la grille de protection 2. La grille de protection 2 (figure 2) a notamment pour fonction 5 d'éviter que sous l'effet de la pression, la membrane d'étanchéité 3 ne vienne s'écraser sur le haut-parleur 1. La forme de la grille de protection 2 est choisie pour être adaptée à la forme du haut-parleur, ici un cadre rectangulaire comprenant une partie oblongue 20. L'épaisseur eg de la grille est choisie la plus fine possible pour 10 éviter d'augmenter l'épaisseur de l'ensemble haut-parleur-membrane d'étanchéité constitué, mais suffisamment épaisse pour garantir une bonne rigidité afin de résister notamment aux phénomènes physiques résultant de la pression. Le matériau constituant la grille de protection est par exemple du laiton ou de l'acier traité, pour éviter des problèmes éventuels d'aimantation 15 par la présence du haut-parleur. La grille de protection 2 de forme sensiblement rectangulaire présente une forme emboutie 20 sur une première face 21 positionnée côté du haut-parleur afin de conserver une certaine distance dgm pour que, lors du débattement de la membrane 13 du haut parleur, celle-ci puisse bouger sans 20 venir buter sur la grille de protection. Une deuxième face 22 est positionnée, au niveau de sa base 27 entourant la forme emboutie, sur une face d'appui 36 de la membrane d'étanchéité 3 comme il sera décrit ci-après. La grille de protection 2 possède, par exemple, quatre tétons 23 qui servent à la centrer précisément sur le haut parleur 1. Plusieurs orifices 25 24i rectangulaires ainsi qu'un orifice circulaire 25 au centre sont réalisés pour permettre le passage des vibrations du haut-parleur à travers la grille de protection 2 jusqu'à la membrane d'étanchéité 3. La grille comporte aussi deux évents 26 d'égalisation de la pression entre la partie avant et arrière du haut parleur pour permettre une meilleure mobilité de la membrane 13 du 30 haut-parleur.The loudspeaker 1 has a front face and a rear face and, in this example, has an oblong shape, a thickness eh; the frame 11 of the loudspeaker has a length Lh and a width Ih. The frame 11 of the loudspeaker has four pins 12 which will be used to position the protective grid 2. The protective grid 2 (Figure 2) has the particular function of avoiding that under the effect of pressure, the sealing membrane 3 does not come crashing on the loudspeaker 1. The shape of the protective grid 2 is chosen to be adapted to the shape of the speaker, here a rectangular frame comprising an oblong portion 20. The The thickness of the grid is chosen as thin as possible in order to avoid increasing the thickness of the formed speaker-diaphragm assembly, but sufficiently thick to guarantee good rigidity in order to withstand, in particular, the resulting physical phenomena. pressure. The material constituting the protective grid is for example brass or treated steel, to avoid any problems of magnetization 15 by the presence of the loudspeaker. The protective grid 2 of substantially rectangular shape has a stamped shape 20 on a first face 21 positioned on the side of the loudspeaker in order to maintain a distance dgm so that, when the diaphragm 13 of the loudspeaker moves, it can move without abutting the protective grid. A second face 22 is positioned, at its base 27 surrounding the stamped shape, on a bearing face 36 of the sealing membrane 3 as will be described below. The protective grid 2 has, for example, four studs 23 which serve to center it precisely on the loudspeaker 1. A plurality of rectangular orifices 24i and a circular orifice 25 in the center are made to allow the passage of the vibrations of the loudspeaker. through the protective grid 2 to the waterproofing membrane 3. The grid also comprises two pressure equalization vents 26 between the front and rear part of the loudspeaker to allow better mobility of the membrane 13 of the 30 speaker.

La membrane 3 d'étanchéité est, par exemple, en fluorosilicone permettant de rendre le haut-parleur étanche et résistant à l'eau et à un grand nombre de fluides chimique. Cette matière a été choisie avec une dureté présentant l'avantage de lui donner une faible de mémoire de forme.The sealing membrane 3 is, for example, fluorosilicone to make the loudspeaker waterproof and resistant to water and a large number of chemical fluids. This material was chosen with a hardness having the advantage of giving it a low memory shape.

L'épaisseur de la membrane d'étanchéité n'est pas nécessairement homogène sur sa totalité, devant le haut parleur l'épaisseur permet une bonne tenue à la pression, tout en respectant la qualité acoustique requise, en évitant les distorsions. La membrane d'étanchéité 3 a une forme sensiblement rectangulaire dans cet exemple. La forme est notamment choisie afin d'obtenir un recouvrement optimum de l'ensemble haut-parleur et grille de protection. Elle est constituée d'un fond 31, d'une face interne 32 et de parois 33 de hauteur h33. Sur le fond 31 se trouve un bourrelet d'appui 34 ayant une section demi-circulaire. Le bourrelet 34 est positionné selon une face d'appui interne 36 et suivant une forme sensiblement oblongue et une dimension correspondant à la forme de la partie emboutie de la grille de protection. Au niveau de la membrane d'étanchéité, on trouve la face d'appui interne périphérique 36 qui a une forme identique à la partie emboutie de la grille, une largeur 136 correspondant à la base 27 de la forme emboutie de la grille de protection et qui est adaptée à recevoir la base de la forme emboutie de la grille de protection. Le bourrelet 34 et la face d'appui 36 sont ainsi alignés pour permettre, lorsque la bride de maintien 4 est en place, de garantir un appui optimum donc une bonne étanchéité dans le châssis 5 conformément au schéma de la figure 4. Quatre oreilles 37 de forme triangulaire par exemple sont formées par une partie de la membrane d'étanchéité qui vient se rabattre vers l'intérieur, aux quatre coins du bord supérieur des parois de la membrane d'étanchéité 3. Ces oreilles ont une dimension donnée et permettent de maintenir l'ensemble grille et haut parleur, les coins de ces éléments venant se glisser sous les oreilles. L'espace ou hauteur entre l'oreille et la face d'appui interne est adapté pour prendre en sandwich l'ensemble grille de protection et haut parleur.The thickness of the waterproofing membrane is not necessarily homogeneous in its entirety, in front of the loudspeaker the thickness allows a good resistance to pressure, while respecting the required acoustic quality, avoiding distortions. The sealing membrane 3 has a substantially rectangular shape in this example. The shape is chosen in particular to obtain optimum coverage of the speaker assembly and protection grid. It consists of a bottom 31, an inner face 32 and walls 33 of height h33. On the bottom 31 is a support bead 34 having a semicircular section. The bead 34 is positioned along an internal bearing face 36 and in a substantially oblong shape and a dimension corresponding to the shape of the stamped portion of the protective grid. At the level of the sealing membrane, there is the peripheral internal bearing surface 36 which has a shape identical to the stamped part of the grid, a width 136 corresponding to the base 27 of the stamped form of the protective grid and which is adapted to receive the base of the stamped form of the protective grid. The bead 34 and the bearing face 36 are thus aligned to allow, when the holding flange 4 is in place, to ensure optimum support and therefore a good seal in the frame 5 according to the diagram of Figure 4. Four ears 37 of triangular shape for example are formed by a portion of the sealing membrane which is folded inward at the four corners of the upper edge of the walls of the sealing membrane 3. These ears have a given dimension and allow to keep the grille and loudspeaker together, the corners of these elements coming slipping under the ears. The space or height between the ear and the internal support face is adapted to sandwich the protective grille and speaker assembly.

L'épaisseur pour le fond 31 de la membrane est choisie pour permettre une retransmission du son optimum. La bride de maintien 4 comporte un cadre 41 pourvu d'une ouverture 42 dont la taille et la forme permettent de positionner le haut-5 parleur, quatre vias 43 pour le passage des vis 45 de maintien. Le châssis 5 comprend par exemple un emplacement 51 ayant une forme adaptée à recevoir la membrane d'étanchéité dans laquelle on a inséré la grille de protection et le haut-parleur. Une fois positionné dans cet emplacement l'ensemble membrane d'étanchéité grille de protection haut 10 parleur est maintenu en place au moyen de la bride de maintien 4 et des vis 45 vissées dans des emplacements 52 du châssis. La figure 4 représente une vue en coupe de l'assemblage haut-parleur, grille de protection et membrane étanche décrites précédemment. Les références des éléments de cette figure correspondent aux éléments 15 décrits aux figures 1 à 3. Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif peut être adapté pour assurer une fonction de blindage électro magnétique type CEM, Tempest par reprise de la masse mécanique sur la périphérie de la grille.The thickness for the bottom 31 of the membrane is chosen to allow retransmission of the optimum sound. The holding flange 4 comprises a frame 41 provided with an opening 42 whose size and shape make it possible to position the loudspeaker, four vias 43 for the passage of the holding screws 45. The frame 5 comprises for example a location 51 having a shape adapted to receive the sealing membrane in which the protective grid and the speaker have been inserted. Once positioned in this location, the high-protection loudspeaker sealing membrane assembly is held in place by means of the holding flange 4 and screws 45 screwed into slots 52 of the frame. Figure 4 shows a sectional view of the speaker assembly, protective grid and waterproof membrane described above. The references of the elements of this figure correspond to the elements 15 described in FIGS. 1 to 3. Without departing from the scope of the invention, the device may be adapted to provide an electromagnetic shielding function of the CEM type, Tempest by recovery of the mechanical mass on the periphery of the grid.

20 Le haut-parleur selon l'invention présente notamment les avantages suivants : il ne nécessite pas de haut-parleur spécifique, il se loge dans un faible volume, l'assemblage des éléments constituant la présente invention est simple, la structure permet un équilibrage de chaque côté du haut parleur, c'est une solution simple, industrielle et peu coûteuse. 25The speaker according to the invention has the following advantages: it does not require a specific loudspeaker, it is housed in a small volume, the assembly of the elements constituting the present invention is simple, the structure allows a balancing on each side of the speaker, it is a simple, industrial and inexpensive solution. 25

Claims

CLAIMS1 - Waterproof loudspeaker assembly for high depths and / or difficult environments characterized in that it comprises in combination at least the following elements: - a speaker (1), - a sealing membrane (3), - a protective grid (2) positioned between the loudspeaker (1) and the sealing membrane (3), the protective grid (2) having at least one opening (25) allowing the passage of the vibrations of the loudspeaker ( 1), positioning means (23) relative to the loudspeaker (1), - the sealing membrane (3) has a shape adapted to the shape of the loudspeaker (1) and to the shape of the grid protection element (2), an internal support face (36) receiving the protective grid, means for holding the grid-speaker assembly in place (37), a support bead (34) on its face external which is aligned on the inner support face (36), - a frame (5) adapted to receive the assembly formed of the speaker, the grid and the diaphragm, - a position holding flange (4) of the assembly formed of the loudspeaker, the gate and the diaphragm on the frame (5).

2 - sealed loudspeaker assembly according to claim 1 characterized in that the protective grid (2) has a stamped shape (20) on a first face (21) positioned on the speaker side (1) to maintain a certain distance so that during the displacement of the speaker diaphragm it can move without abutting on the protective grid, a second face (22) is positioned on the bearing face (36) of the waterproofing membrane.

3 - sealed speaker assembly according to one of claims 1 or 2 characterized in that the protective grid (2) has a substantially rectangular shape, it comprises a plurality of pins (23) for its positioning relative to the speaker, several rectangular openings (24i) and a circular orifice (25) at its center, pressure equalization vents (26) between the front part and the rear part of the loudspeaker.

4 - sealed loudspeaker assembly according to one of the preceding claims characterized in that the sealing membrane (3) consists of a bottom (31) having the support bead (34), an inner face (32), walls (33), the support bead (34) and the bearing face (36) are aligned to allow, when the holding flange (4) is in place, to ensure optimum support of the speaker / grille / membrane assembly on the chassis.

5 - sealed loudspeaker assembly according to one of the preceding claims characterized in that the sealing membrane (3) has a substantially rectangular shape and comprises in its four corners "ears" (37) of triangular shape formed by a part of the membrane which is folded towards the inside of the sealing membrane (3).

6 - sealed speaker assembly according to one of the preceding claims characterized in that the sealing membrane (3) is fluorosilicone.

7 - sealed loudspeaker assembly according to one of the preceding claims characterized in that the holding flange (4) comprises a frame (41) provided with an opening (42) whose size and shape can position the top four vias (43) for the passage of holding screws (45).