FR3113475A1

FR3113475A1 - Caisson de basse

Info

Publication number: FR3113475A1
Application number: FR2008545A
Authority: FR
Inventors: Christophe Parcellier
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2040-08-18
Also published as: FR3113475B1; WO2022037837A1; EP4200165A1

Abstract

CAISSON DE BASSE L'invention concerne un caisson de basses fréquences, caractérisé en ce que ledit caisson comprend au moins deux haut-parleurs et un évent, notamment de type laminaire, ledit caisson comportant au moins deux embouchures d’entrée d’évent et une embouchure de sortie d’évent. Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

CAISSON DE BASSE

L’invention concerne un caisson de basses fréquences. Elle trouve une application avantageuse sous la forme d’un véhicule automobile équipé d’un tel caisson.

On connait le document CN202138311U concernant un véhicule disposant d’un caisson positionné en partie arrière de la console centrale et comprenant un unique haut-parleur mais cette architecture de caisson, implanté au centre selon l’axe latéral Y du véhicule, rayonne vers l’arrière et n’a donc pas d’impact sur la prestation avant.

On connait également le document JP20102150742 dans lequel sont décrites deux boites indépendantes l’une de l’autre avec un évent basse reflex tubulaire dans chaque boite, cependant chaque évent débouche dans les pieds des occupants ce qui est quasiment rédhibitoire pour la neutralité acoustique et le confort à bord dû au bruit de bouche, c’est-à-dire au souffle de l'air généré par cet évent. En outre, cette solution est coûteuse car elle nécessite deux boîtes indépendantes et elle ne permet pas de faire fonctionner les haut-parleurs en solution « push-pull », c’est-à-dire que les haut-parleurs se déplacent tous les deux dans le même sens, ou « push-push », c’est-à-dire que les haut-parleurs se déplacent en directions opposés, en fonction de performances désirées. De plus, deux boites indépendantes peuvent fonctionner différemment acoustiquement et électriquement parlant, ce qui peut constituer un risque d’instabilité acoustique.

Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un caisson de basse qui permette d’augmenter la performance en puissance des haut-parleurs sans augmenter le bruit et en réduisant la taille des haut-parleurs.

A cette fin, l'invention propose un caisson de basses fréquences comprenant au moins deux haut-parleurs et un évent, ledit caisson comportant au moins deux embouchures d’entrée dont deux correspondant aux emplacements de deux des au moins deux haut-parleurs et une embouchure de sortie d’évent. Grâce à l'invention, on dispose d’un caisson compact à performance acoustique optimisée.

Selon une caractéristique avantageuse, l’évent est de type laminaire, ce qui permet de réduire les bruits de bouche par rapport à un évent tubulaire.

Selon une autre caractéristique avantageuse, les deux haut-parleurs sont identiques, notamment d’au moins cent dix millimètres de diamètre et/ ou d’au plus cent cinquante millimètres de diamètre, ce qui évite des différences acoustiques tout en occupant un volume réduit par rapport aux montes premium traditionnelles.

Selon une autre caractéristique avantageuse, la section de l’évent est constante le long de l’évent, ce qui permet de ne pas avoir de ralentissement ni d’accélération locale de la vitesse d’air pouvant engendrer des désagréments acoustiques.

L’avantage lié à la caractéristique selon laquelle l’évent comporte une unique embouchure de sortie est de permettre à l’air ici de sortir vers l’avant et non pas vers les pieds des occupants, pour plus de confort.

Selon une autre caractéristique avantageuse, l’embouchure de sortie est de section rectangulaire, ce qui permet de réduire les bruits de bouche.

Avantageusement, les coins AA des embouchures de l’évent, et préférentiellement tout le long de l’évent, sont arrondis, de manière à éviter les sifflements.

Selon une autre caractéristique avantageuse, l’évent laminaire présente une hauteur supérieure à dix-huit millimètres, ce qui permet pour une longueur d’évent de 130 millimètres de ne pas générer de gêne acoustique.

Selon une autre caractéristique avantageuse, l’évent présente un rapport longueur sur section constant le long de l’évent, garantissant ainsi la performance électroacoustique.

L'invention concerne également une console centrale d’un véhicule automobile, comportant un caisson de basses fréquences selon l’invention, ladite console comportant une collerette guide-son sur 360 degrés entourant intégralement une circonférence de chaque haut-parleur sur lequel elle est centrée, ce qui présente des avantages analogues à ceux du caisson et permettant un meilleur guidage du son.

L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un habitacle, le véhicule comportant une console centrale selon l’invention, ledit habitacle comprenant au moins deux sièges avant séparés entre eux par au moins une partie de la console, chaque siège formant de chaque côté de ladite partie de la console avec une extrémité avant de l’habitacle un espace, au moins deux desdits haut-parleurs du caisson étant orienté chacun vers un desdits espaces, ce qui présente des avantages analogues à ceux de la console et permettant d’améliorer la qualité acoustique à l’avant.

Selon une autre caractéristique avantageuse, les deux embouchures d’entrée de l’évent correspondant aux emplacements de deux haut-parleurs sont orientées chacune vers un desdits espaces et l’embouchure de sortie de l’évent débouche vers l’avant du véhicule, ce qui permet un confort accru du conducteur et du passager avant.

L’avantage lié à la caractéristique selon laquelle le caisson est situé sous ladite partie de la console centrale entre lesdits sièges est la compacité de l’ensemble, tout en ayant des performances améliorées de par la localisation centrale tout en garantissant un confort par l’absence de bruit de bouche dans les pieds du conducteur ou du passager avant.

Selon une autre caractéristique avantageuse, la console comporte une grille latérale recouvrant chaque haut-parleur, ce qui permet de protéger chaque membrane de haut-parleur d’éventuelles intrusions.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d‘un mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures dans lesquelles :

la figure 1 représente une vue de face d’un caisson de basse conforme à l’invention, et,

la figure 2 représente une vue de trois quarts d’un caisson de basse conforme à l’invention, et,

la figure 3 représente un exemple de mode de fixation d’un caisson de basse conforme à l’invention, et,

la figure 4A représente une vue du caisson de basse conforme à l’invention, implanté dans la console centrale dans son environnement véhicule, et,

la figure 4B représente une vue de détail de la figure précédente sans console centrale apparente, et,

la figure 5 représente une vue en coupe de l’ensemble caisson et console.

Dans l’ensemble du texte les directions et orientations sont désignées en référence à un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile, dans lequel X désigne la direction longitudinale du véhicule, dirigé vers l’avant, Y est la direction transversale au véhicule, dirigé vers la gauche et Z est la direction verticale dirigée vers le haut. Les notions « avant » et « arrière » sont indiquées en référence au sens de marche normal vers l’avant du véhicule. Dans l’ensemble de la description le terme « sensiblement » signifie qu’un léger écart peut être admis par rapport à une position ou orientation nominale déterminée, par exemple « sensiblement vertical » signifie qu’un écart de l’ordre de 5° par rapport à une orientation strictement verticale est admis dans le cadre de l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1 et 2, le caisson de basse CBF est préférentiellement réalisé en matériau plastique (PP, PE, ABS) avec une charge complémentaire (Talc, fibre de verre, etc…). Afin d’augmenter la performance acoustique du caisson CBF avec une moindre tension aux bornes des haut-parleurs, ce dernier comporte un évent, c’est-à-dire un conduit permettant la circulation de l’air. Plus précisément ici cet évent EL est de type laminaire, c’est-à-dire de section rectangulaire, dont l’embouchure de sortie est dirigée vers l’avant du véhicule, et les embouchures avant latérales de l’évent EL correspondent aux emplacements des deux haut-parleurs équipant le caisson CBF qui rayonnent pour l’une dans les pieds du conducteur et pour l’autre dans les pieds du passager. L’avantage de cet évent laminaire EL, et plus spécifiquement de son contour d’embouchure d’entrée CEE de forme rectangulaire et non circulaire, à iso section, est de réduire les bruits de bouche. Avantageusement, l’évent laminaire EL sur toute sa longueur L est de forme rectangulaire, ce qui permet une meilleure fluidité de l’air et une bonne mise en vitesse, tout en améliorant également la faisabilité. Cette forme rectangulaire du conduit présente moins de bruit de bouche perçu qu’un évent circulaire. Le dimensionnement de la section est fonction de la performance attendue dans une gamme de fréquences données. En outre il est préférable que sa hauteur H ne soit pas inférieure à 18 à 20 millimètres pour éviter la création de bruit de bouche. Tant que la section reste constante du début à la fin de l’évent la hauteur H peut ensuite varier le long de l’évent, et notamment rétrécir tout en maintenant la section de passage constante, néanmoins il est préférable de de ne pas modifier sa hauteur. La section constante le long de l’évent permet de ne pas modifier la vitesse du flux d’air, ce qui pourrait créer des désagréments sonores. La largeur de l’évent est dans cet exemple ici de 130 millimètres de par les performances recherchées. Préférentiellement, les contours d’embouchure d’entrée CEE et de sortie CES sont arrondis aux ruptures d’angles de manière à réduire les bruits acoustiques et plus précisément éviter les sifflements. Il en est de même tout le long de l’évent.

Les caractéristiques de dimensionnement de l’évent EL, notamment ses longueur L du conduit et section S égale au produit de la longueur de section Ls par la hauteur H du conduit, sont définies en fonction des paramètres électroacoustiques recherchés. La hauteur de l’embouchure de sortie CES de l’évent ne doit pas être inférieure au 1/7 de la longueur de section Ls de l’évent EL, ainsi avec un évent de 130 millimètres de longueur de section Ls, la hauteur H de l’embouchure de sortie ne doit pas être inférieure à 18 millimètres. Sont ainsi définies les valeurs de longueur de section Ls et de hauteur H et la formule Longueur/Section L/S devra être constante quelle que soit la forme de l’évent laminaire (rectangulaire/carré), ou tubulaire (circulaire), la section S de l’évent conditionnant la vitesse de l’écoulement d’air. La forme de l’évent pouvant en effet être conditionnée par la zone d’implantation et de fait par la forme et l’implantation du caisson. Les deux haut-parleurs sont identiques et sont ici de 130 millimètres de diamètre.

Comme représenté sur la figure 3 sur cette vue du caisson CBF, les entrées de l’évent correspondent aux emplacements des deux haut-parleurs HP (un seul visible sur cette figure). Le caisson CBF comporte ici quatre pattes de fixation PF positionnées sur les côtés latéraux du caisson CBF, dont deux en haut à l’avant du caisson CBF et deux à l’arrière en bas du caisson CBF, et la fixation des pattes est réalisée par un ensemble vis écrou. Ce mode de fixation n’est nullement limitatif, mais purement indicatif.

Comme représenté sur les figures 4A et 4B, le caisson CBF est implanté au Y0, c’est à dire au centre selon l’axe Y du véhicule, et correspondant ici au centre du véhicule dans la zone avant au niveau de la console centrale CC, et représenté dans son environnement véhicule. Le caisson CBF est fixé sur le plancher du véhicule PV à l’aide des pattes de fixation, qui sont au nombre de 3 minimum. Le caisson CBF est situé sous la partie de la console centrale, ou de son habillage, séparant les sièges conducteur et passager avant. La console centrale CC est positionnée au-dessus du caisson CBF lors du montage usine. Dans cette console CC, deux grilles (non représentées) sont intégrées pour laisser diffuser le son des haut-parleurs du caisson. Les grilles présentent préférentiellement des perméabilités de minimum 30%. Alternativement le caisson pourrait être directement intégré à la console centrale, mais il faudrait alors s’assurer de la rigidité de l’ensemble et de l’absence de vibration parasite sur les différents éléments de la console. Le fait de découpler caisson et console permet d’éviter ces risques.

Comme représenté sur la vue en coupe de la figure 5, une collerette guide son CGS est ajoutée à l’ensemble caisson CBF – console CC. Sur la figure 5, le haut-parleur HP est représenté au repos. Préférentiellement cette collerette CGS est moulée ou rapportée collée à la console (ou à son habillage) CC. Elle est préférentiellement en matériau composite, notamment de matrice telle que polyamide, polypropylène, ou polyéthylène, et notamment du même matériau que la console centrale. Alternativement cette collerette CGS peut être intégrée par moulage dans le caisson CBF. La fonction de cette collerette CGS est de guider de manière optimisée les fréquences. Cette collerette guide-son CGS sur 360 degrés est centrée sur les haut-parleurs HP et entoure intégralement la circonférence de chaque haut-parleur HP. Comme représenté, la collerette CGS vient à une distance Dcgs_hp maximum 6 millimètres du haut-parleur HP, de préférence maximum 5 millimètres, afin d’éviter des problèmes de fuite de son entre le caisson et la console. Pour atténuer cette contrainte de dimensionnement, une mousse peut également être ajoutée pour clore le volume. L’épaisseur de la collerette peut être de l’ordre 2 millimètres ou plus, préférentiellement jusqu’à l’épaisseur matière de la console + / - 15% , et sa hauteur de 10 à 20 millimètres, de préférence 15 millimètres. Au repos, la grille G est localisée à une distance Dg_hp du cône du haut parleur HP comprise entre 11 et 20 millimètres, la distance Dg_hp étant mesurée en l’extrémité du cône la plus proche de la grille G.

En variante, aux deux haut-parleurs HP du caisson CBF pourrait être adjoint un troisième haut-parleur passif, c’est-à-dire ne consistant qu’en une membrane et un saladier, donnant vers l’arrière du véhicule afin d’améliorer la performance en terme de pression acoustique.

Grâce à ce mode de réalisation, il est ainsi possible de remplacer un système avec deux haut-parleurs de 165 millimètres de diamètre, un par volume inférieur de chaque garniture de porte, par ce caisson de basses fréquences implanté sous la console centrale. Ce caisson unique équipé de 2 haut-parleurs de 130 millimètres de diamètre, rayonnant pour le haut-parleur gauche dans les pieds du conducteur et dans les pieds du passager pour le haut-parleur droit, procure une amplification sonore disponible de 15W par rapport au système précédent et permet d’avoir sous un signal de bruit rose (signal normalisé utilisé pour faire les courbes de réponse en fréquences) à -23dBFS une valeur de 105dB maxi entre 80Hz et 100Hz dans la voiture ce qui correspond à la valeur obtenue avec les haut-parleurs de 165millimètres du système précédent. De plus, ce caisson permet de dégager entièrement le volume inférieur dans les garnitures de portes pour tous les niveaux de gamme audio sans devoir refaire les panneaux de porte. Seul un petit haut-parleur de 100 millimètres fixé en haut de porte est ajouté, et ce dans toute la gamme. En effet, très souvent les constructeurs automobiles ont une monte audio Prémium avec des petits haut-parleurs (c’est-à-dire de diamètre inférieur à environ 110 millimètres) dans les portes et des caissons de basses dans l’habitacle mais dans le cas de leur monte standard ils doivent réserver un volume pour mettre un haut-parleur de 165 millimètres en bas de porte. Ceci les oblige à soit ne pas mettre de haut-parleur 165 millimètres dans le bas des portes en Prémium soit à subir une diversité de panneau de porte avec d’une part un panneau de porte spécifique sans haut-parleur en monte standard et un panneau de porte spécifique avec allocation d’un volume en partie inférieure de la garniture de porte, avec tous les inconvénients logistique, pratique et économique que la diversité de pièce impose. Grâce à l’invention, ce caisson est disponible pour toutes les versions audio, disposé au Y0 du véhicule, et un seul panneau de porte est réalisé pour toute la montée en gamme audio et finition intérieure.

Claims

Caisson de basses fréquences (CBF), caractérisé en ce que ledit caisson (CBF) comprend au moins deux haut-parleurs (HP) et un évent (EL), ledit caisson (CBF) comportant au moins deux embouchures d’entrée (CEE) dont deux correspondant aux emplacements de deux des au moins deux haut-parleurs (HP) et une embouchure de sortie (CES) d’évent.
Caisson de basses fréquences (CBF) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’évent (EL) est de type laminaire.
Caisson de basses fréquences (CBF) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux haut-parleurs (HP) sont identiques.
Caisson de basses fréquences (CBF) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la section (S) de l’évent (EL) est constante le long de l’évent (EL).
Caisson de basses fréquences (CBF) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’évent (EL) comporte une unique embouchure de sortie (CES).
Caisson de basses fréquences (CBF) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’embouchure de sortie est de section rectangulaire.
Caisson de basses fréquences (CBF) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’évent (EL) présente un rapport longueur (L) sur section (S) constant le long de l’évent.
Console centrale (CC) d’un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un caisson de basses fréquences (CBF) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite console (CC) comportant une collerette guide-son (CGS) sur 360 degrés entourant intégralement une circonférence de chaque haut-parleur (HP) sur lequel elle est centrée.
Véhicule automobile comprenant un habitacle, caractérisé en ce qu’il comporte une console centrale (CC) selon la revendication précédente, ledit habitacle comprenant au moins deux sièges avant séparés entre eux par au moins une partie de la console (CC), chaque siège formant de chaque côté de ladite partie de la console (CC) avec une extrémité avant de l’habitacle un espace, au moins deux desdits haut-parleurs (HP) du caisson (CBF) étant orienté chacun vers un desdits espaces.
Véhicule automobile selon la revendication précédente caractérisé en ce que deux embouchures d’entrée (CEE) de l’évent (EL) correspondant aux emplacements de deux haut-parleurs (HP) sont orientées chacune vers un desdits espaces et en ce que l’embouchure de sortie (CES) de l’évent débouche vers l’avant du véhicule.
Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 9, 10 caractérisé en ce que le caisson (CBF) est situé sous ladite partie de la console centrale (CC) entre lesdits sièges.
Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que la console (CC) comporte une grille (G) latérale recouvrant chaque haut-parleur (HP).