Domaine de 1 ' invention

La présente invention concerne le domaine des transducteurs sonores.

La forme commune de transducteur comprend un cône, avec un élément de commande de moteur électromagnétique, monté sur un cadre à travers une étendue flexible qui limite le périmètre du cône. Un tel transducteur est caractérisé par un diaphragme et une masse de bobine relativement élevés, ce qui entraîne de fortes forces d'inertie réduisant sa réponse aux hautes fréquences. Lorsque le diaphragme et la bobine présentent une masse faible comme dans le cas de tweeter, leurs performances de reproduction basse fréquence sont médiocres.

C'est pourquoi des travaux ont porté sur des haut- parleurs à moteur linéaire et à bobine plate, parfois dits « à ruban » ou linéaires mettant en œuvre une membrane déformable plane et non pas une membrane tronconique.

Ce type de transducteurs permet d'augmenter la ligne d'émission, d'obtenir un couplage avec l'air de la membrane bien supérieur, et de réduire les frottements et les vibrations inéluctables avec les haut-parleurs à membrane circulaire tronconique .

L'invention concerne plus spécifiquement un transducteur sonore faisant partie de cette famille technique.

État de la technique

On connaît dans l'état de la technique le brevet américain US4584439 décrivant un transducteur formé par un cadre, un diaphragme comprenant une paire de rubans élastiques allongées ayant des parties intermédiaires disposées l'une à côté de l'autre et reliées l'une à l'autre pour former une surface mobile plane. Ces rubans élastiques présentent des parties d'extrémité incurvées flexibles s'étendant depuis ladite surface plane jusqu'à un cadre. Il comprend une bobine attachée à ladite surface plane du diaphragme pour produire des champs magnétiques normalement à ladite étendue.

Le transducteur de cette solution de l'art antérieur comprend un cadre ouvert généralement rectangulaire qui porte des aimants permanents opposés qui génèrent des champs magnétiques opposés. Un diaphragme flexible est fixé au cadre et traverse le champ magnétique. Une bobine à boucle allongée est portée sur le diaphragme à proximité des champs magnétiques opposés. Un signal d'amplitude variable dans la bobine accompagne le mouvement du diaphragme dans un mouvement de roulement et linéaire.

La membrane présente une masse faible, autre que du papier pressé, par exemple du Mylar. Il s'agit d'un tweeter de très faible dimension (moins de 120 mm de diamètre).

La sonorité privilégie les notes aigues, les parties actives de la membrane étant les goulottes formées entre les deux demi-cylindre reliés au niveau de la bobine.

La demande de brevet internationale WO 1989003160 décrit un autre exemple de transducteur audio comprenant des membranes s'étendant le long d'une section centrale entre des organes à champs magnétiques opposés. Des moyens de centrage traversent la section et sont assujettis à un élément de serrage, lequel est fixé réglable à la structure du transducteur. Ces moyens permettent un centrage latéral passif de la section au- dessus d'une fréquence prédéterminée et empêchent activement tout déplacement de la section à 1 ' intérieur de son plan lorsque le transducteur fonctionne à la fréquence prédéterminée ou au- dessous de cette fréquence.

Inconvénient de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car leur bande passante est relativement limitée et une acoustique relativement « sèche » .

Solution apportée par l'invention

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un transducteur présentant une bande passante large dans le spectre sonore, avec une acoustique améliorée et des lobes de diffusion multidirectionnels.

A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un transducteur sonore conforme à la revendication 1.

La forme de la feuille est dans une variante simple rectangulaire. Elle peut également être polygonale, elliptique ou d'une forme de fantaisie, permettant le raccordement par une bande latérale avec un équipage mobile, et présentant une surface adaptée pour mettre l'air en vibration.

La bobine est réalisée par enroulement d'un conducteur émaillé ou par gravure d'un circuit en couche mince, pour former une boucle présentant deux branches longitudinales orientées selon l'axe Z, reliées à leurs extrémités par deux branches transversales orientées selon l'axe Y.

La structure aimantée est avantageusement formée de deux culasses longitudinales orientées selon l'axe Z supportant chacune une pluralité d'aimants permanents.

Avantageusement, chaque face dudit équipage mobile est prolongée par une feuille polygonale, notamment rectangulaire, prolongeant ledit équipage mobile de part et d'autre dudit axe longitudinal, l'un au moins des bords latéraux étant fixé sur un cadre rigide supportant ledit au moins un aimant longitudinal.

Selon un mode de réalisation particulière, chaque face dudit équipage mobile est constituée par une feuille plane rigide, présentant une surface rectangulaire de collage de largeur inférieure à la largeur de la feuille plane, la ou les membranes étant s'écartant du fait du pliage du bord libre dudit équipage mobile.

Selon un mode de réalisation particulier, l'un des bords latéraux de la ou des membranes est libre.

Selon un mode de réalisation particulier, à l'intérieur du moteur magnétique sont disposés une ou plusieurs surfaces amortissantes assurant une fonction de guidage par friction .

Selon un autre mode de réalisation, le transducteur comporte une structure aimantée formé de deux culasses supportant chacune deux aimants permanents .

Selon une variante, ladite structure aimantée comporte au moins une entretoise amagnétique interposée entre lesdites culasses.

Selon un mode de réalisation préféré, ladite membrane est constituée par une feuille de papier présentant un grammage compris entre 120 à 250 grammes par mètre carré et de préférence 150 à 180 grammes par mètre carré.

Avantageusement, ladite membrane présente une enduction par une colle, de préférence la surface extérieure ou un marouflage avec une colle vinylique.

De préférence ladite membrane présente une enduction par un polymère, par exemple une gomme-laque, notamment sur la surface intérieure.

L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une membrane pour un transducteur sonore conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que l'on découpe une feuille en papier, en ce que l'on procède à l' enduction de l'une de ses faces avec une colle et de l'autre face avec un polymère, notamment une gomme-laque, en ce que l'on procède au polissage de la face enduite avec ladite colle et en ce qu'on procède au thermoformage après séchage. Description détaillée de l'invention

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où :

- la figure 1 représente une vue en perspective de dessus d'un transducteur selon l'invention

la figure 2 représente une vue arrière d'un transducteur selon l'invention

- la figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale

- la figure 4 représente une vue schématique d'une variante de réalisation

- la figure 5 représente une vue schématique d'une deuxième variante de réalisation.

L'exemple décrit concerne une solution de transducteur comportant deux sous-ensembles disposés symétriquement par rapport à un plan transversal (1) s'étendant de l'avant vers l'arrière.

Il comprend un cadre rigide supportant une structure aimantée, et deux membranes disposées symétriquement par rapport un plan transversale, actionnées par un équipage mobile munie d'une bobine électrique interagissant avec la structure aimantée .

Le transducteur selon l'invention est constitué par un cadre symétrique par rapport à un plan médian vertical ( 1 ) . Ce cadre est formé par deux cadres rigides (10, 20) semi- tubulaires, réunit par leur partie médiane (11, 21).

Chacun des cadres rigides (10, 20) présente une fenêtre (12, 22) entourée par

- une ceinture arquée supérieure horizontale (53, 63),

- une ceinture arquée inférieure horizontale (54, 64) Ces bords latéraux verticaux (51, 52 ; 61, 62). Ces deux cadres rigides (10, 20) semi-tubulaires sont réalisés par cintrage d'une feuille de contre-plaqué par exemple.

Cette structure rigide formé des deux cadres rigides (10, 20) semi-tubulaires supporte deux structures aimantées comprenant des aimants permanents (31, 32; 41,42) disposés verticalement et aimantés selon une direction perpendiculaire au plan médian (1). Il s'agit par exemple d'aimants fer-néodyme longitudinal, fixé sur les parties médianes supérieures et inférieurs des éléments (10, 20).

Les membranes (50, 60) sont constituées chacune par une feuille en papier, par exemple et de préférence un papier kozo d'une masse surfacique de 100 g/m2 à 250 g/m2 réalisé à base de fibre de mûrier. D'autres types de feuilles sont appropriées, par exemple des feuilles à base de fibres de lin.

La feuille fait l'objet d'un traitement par dépose d'une couche de colle forte rigidifiant la membrane pour former une sorte de coque déformable.

Le bord latéral avant (51, 61) de la feuille respectivement (50, 60) est solidaire du bord latéral avant de la fenêtre (12, 22) de l'élément (10, 20). Ce bord latéral avant (51, 61) est par exemple collé sur le bord de la fenêtre de l'élément (50, 60) par l'intermédiaire d'un joint souple en néoprène par exemple formant une bande s'étendant selon l'axe Z.

Le collage sur un joint souple du bord de ces coques au travers d'un pliage fait office de charnière. On a donc une rotation libre selon l'axe vertical (Z), et de petites translations sur les axes X et Y au travers du joint souple (58, 68) trois degrés de liberté. La rigidité des membranes/coques assure également une fonction de guidage.

Le bord latéral arrière (52, 62) de la feuille respectivement (50, 60) est libre et n'est pas fixé sur le bord latéral arrière de la fenêtre (12, 22) de l'élément (10, 20). Les bords latéraux (52, 62) présentent avantageusement une largeur comprise entre 10 et 30% de la largeur totale, afin de maîtriser les flux d'air produit lors du déplacement de la membrane .

Les bords latéraux avant (52) et arrière (62) sont reliés par une lame arquée supérieure et une lame arquée inférieure, formant un « U » à fond plat.

Les bords supérieurs (53, 63) et inférieurs (54, 64) des feuilles (50, 60) sont également libres.

Une zone longitudinale médiane des feuilles (50, 60) est collée sur un équipage mobile intégrant une bobine verticale interagissant avec les aimants permanents (31, 32; 41,42) pour assurer un déplacement selon une direction avant-arrière dans le plan (1), perpendiculaire au plan (2) passant par les aimants (31,32; 41,42).

La structure magnétique est constituée de deux culasses (30, 40) formées de lames ferromagnétiques s'étendant sur la hauteur du transducteur. Ces culasses (30, 40) assurent la fermeture des flux magnétiques à l'arrière des aimants respectivement (31, 32) et (41, 42).

Une ou plusieurs entretoises amagnétiques (35) assurent le positionnement des culasses (30, 40) afin d'éviter une déformation provoquée par les forces magnétiques.

A cet effet, l'équipage mobile (55, 65) est ajouré par des fentes transversales permettant le passage de la ou des entretoises (35) en évitant les frottements.

L'équipage mobile est formé de deux lames de carton (55, 65) entre lesquelles est logé un bobinage longitudinal (70) formé par exemple de 50 spires en fil de cuivre d'une section de 0,2 millimètres.

Il peut être suspendu par un lien souple pour assurer son positionnement vertical, et peut être associé à un moyen élastique pour le retour en repos en position centrée.

Variante de réalisation

La figure 4 représente une variante de réalisation où les membranes (50, 60) sont constituées de deux feuilles dont les bords latéraux verticaux sont collés sur le bord vertical d'une fenêtre pratiquée dans le cadre respectivement (51, 61). Les deux membranes (50, 60) sont solidarisées au niveau de la bande verticale médiane sur laquelle est fixe la bobine.

Cette bande médiane se déplace par des mouvements alternatifs dont le plan médian. Le déplacement provoque la déformation élastique des membranes (50, 60). Ces membranes présentent, dans un plan de coupe transversal, une forme générale de «U » cintré.

Elles sont réalisées en papier fabriqué à partir de fibres cellulosiques végétales, notamment en feuilles de mûrier, de bambou, de coton ou de lin, d'un grammage de 120 à 250 grammes par mètre carré et de préférence 150 grammes par mètre carré.

On procède à une enduction de la face extérieure avec une colle blanche, notamment du (polyacétate de vinyle), ( PVAc ) ou une colle vinylique. La colle est chargée avec une charge minérale représentant environ 10% en volume.

La face opposée est enduite avec un polymère, notamment une gomme-laque naturelle.

On procède après séchage à un ponçage de la surface extérieur pour obtenir un état de surface parfaitement lisse.

La feuille ainsi préparée est ensuite thermoformée dans un moule en forme de gouttière.

Éventuellement, des bandes de renforts sont collées transversalement, pour s'étendre horizontalement, depuis la bande médiane jusqu'à la zone de collage sur la fenêtre du cadre.

Un ou plusieurs patins en feutres sont placés dans le plan longitudinal de la bobine, sur les culasses affleurant la surface de l'équipage mobile. Celui-ci étant recouvert d'un adhésif téfloné pour diminuer les frictions. Ainsi le plan de l'équipage mobile reste coplanaire au plan du circuit

magnétique .

Optionnellement , une lame est placée dans un plan vertical médian dans le prolongement de chaque équipage mobile (55, 65) pour réduire la transmission des ondes de pression émises par les bandes latérales des membranes souples (50, 60) situées de part et d'autre de ce plan médian.

Deuxième variante de réalisation

La figure 5 représente une vue en coupe transversale d'une deuxième variante de réalisation.

Elle comporte deux membranes (50, 60) formée chacune par une feuille de papier de soie de 180 grammes par mètre carré, avec une enduction de colle vinylique. Dans l'exemple décrit, il s'agit de feuilles rectangulaires,

Elles sont pliées selon une ligne centrale (500, 600) pour former deux ailes latérales (510, 520 ; 610, 620).

Chaque membrane (50, 60) est repliée au niveau de la ligne centrale (500, 600), et insère dans la bande repliée l'une des branches respectivement (71, 72) de la bobine (70). Les fils de cuivre formant ces branches (71, 72) sont maintenus par une résine assurant le collage des deux bandes de la feuille repliée.

Les deux parties latérales (510, 520 : 610, 620) forment ensuite une zone semi-tubulaire pour venir se fixer à l'extrémité extérieure sur le bâti (10) par une zone de collage comprenant un joint en silicone (101, 103 ; 102, 104) absorbant les légers déplacements selon l'axe Y. Des nervures (515, 615 ; 525, 625) forment une charnière pour faciliter la déformation des zones semi-tubulaires des membranes (50, 60).

Les deux membranes (50, 60) sont indépendantes et fonctionnent en opposition.

La boucle (70) est formée par les deux branches longitudinales (71, 72), et par deux branches transversales de liaison, présentant une ondulation pour permettre un jeu pour le déplacement relatif des membranes au niveau de la ligne centrale (500, 600).