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1. (WO2018220054) ACOUSTIC CHAMBER WITH REDUCED HISS
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Enceinte acoustique à sifflement réduit

La présente invention concerne une enceinte acoustique comportant un caisson formant un premier bord définissant une ouverture, au moins un haut-parleur comportant au moins une membrane configurée pour émettre des ondes sonores et s'étendant en travers de l'ouverture, la membrane étant mobile en translation par rapport au caisson selon un axe du haut-parleur autour d'une position d'équilibre occupée lorsque le haut-parleur est au repos, la membrane étant configurée pour osciller en fonctionnement normal entre une position sortie maximale et une position rentrée maximale définissant entre elles un déplacement axial maximal de la membrane, la membrane définissant un deuxième bord périphérique situé radialement en vis-à-vis du premier bord au moins dans la position de repos, le premier bord et le deuxième bord étant séparés radialement par une distance, le premier bord et le deuxième bord ayant respectivement une première épaisseur et une deuxième épaisseur selon l'axe, la première épaisseur et la deuxième épaisseur définissant une somme.

L'enceinte acoustique est par exemple configurée pour prendre place dans l'habitacle d'un véhicule automobile.

Il est connu que le déplacement axial maximal de la membrane est parfois important, notamment pour les hauts parleurs de grave, c'est-à-dire ayant une bande passante s'étendant, par exemple, de 15 hertz à 500 hertz. Les déplacements axiaux de la membrane entraînent des déplacements d'air alternatifs s'écoulent entre le premier bord du caisson et le deuxième bord périphérique de la membrane. Les déplacements d'air peuvent à leur tour engendrer des sifflements qui nuisent à la qualité sonore de l'enceinte acoustique.

Pour y remédier, il est connu d'augmenter la distance séparant le bord périphérique de la membrane et le bord du caisson. Toutefois, ceci nuit parfois à l'esthétique du haut-parleur et crée un interstice par lequel la poussière ou d'autres corps peuvent entrer à l'intérieur de l'enceinte acoustique.

Un but de l'invention est donc de fournir une enceinte acoustique du type décrit ci-dessus, dans laquelle le sifflement précité est supprimé ou réduit, l'enceinte acoustique ayant une structure plus esthétique.

A cet effet, l'invention concerne une enceinte acoustique du type décrit ci-dessus, dans laquelle la somme divisée par le déplacement axial maximal est inférieure à 1 /5e, de préférence inférieure à 1/8e, et de manière encore plus préférée inférieure à 1/12e.

Selon des modes particuliers de réalisation, l'enceinte acoustique comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles) :

- la membrane comprend au moins une partie convexe dont la convexité est tournée vers l'extérieur de l'enceinte acoustique ;

- la partie convexe est sphérique ;

- la membrane comprend une jupe périphérique s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe et déterminant la deuxième épaisseur ;

- la jupe est formée par un pli de la membrane et s'étend vers l'intérieur du haut-parleur ;

- le caisson forme une collerette rentrante autour de la membrane, la collerette ayant une épaisseur axiale se réduisant vers la membrane, la collerette comportant une extrémité radialement intérieure déterminant la première épaisseur ;

- la collerette comporte une face externe plane tournée vers l'extérieur de l'enceinte acoustique, et une face interne plane tournée vers l'intérieur de l'enceinte acoustique ;

- la face externe est sensiblement orthogonale à l'axe et la face interne forme un angle avec la face externe, l'angle étant inférieur ou égal à 45 degrés ;

- le haut-parleur comprend en outre un circuit magnétique formant au moins un entrefer, et au moins une bobine située au moins en partie dans l'entrefer et configurée pour être parcourue par un courant électrique, l'entrefer et la bobine définissant un jeu radial, ladite distance entre le premier bord et le deuxième bord étant sensiblement égale au jeu radial ; et

- le haut-parleur comprend en outre au moins un joint de suspension de la membrane par rapport au caisson, le joint ayant, en section transversale, deux extrémités situées radialement de part et d'autre du premier bord et du deuxième bord, le joint formant une gouttière située axialement du côté intérieur de l'enceinte acoustique par rapport au premier bord et au deuxième bord dans la position d'équilibre.

L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant au moins une enceinte acoustique telle que décrite ci-dessus.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

- les figures 1 et 2 sont deux vues en perspective d'une enceinte acoustique selon l'invention,

- la figure 3 est une vue en coupe de l'enceinte acoustique représentée sur les figures 1 et 2, selon un plan passant par l'axe de deux hauts parleurs de grave,

- la figure 4 est un détail de la figure 3 centré sur deux joints de suspension d'un des hauts parleurs de grave,

- la figure 5 est un détail de la figure 3 centré sur un entrefer d'un des haut- parleurs de grave représenté sur les figures 1 à 3, et

- la figue 6 est un schéma illustrant une méthode de détermination de la première épaisseur (bord du caisson) et de la deuxième épaisseur (bord périphérique de la membrane).

En référence aux figures 1 à 3, on décrit une enceinte acoustique 1 selon l'invention. L'enceinte acoustique 1 est par exemple intégrée dans l'habitacle (non représenté) d'un véhicule automobile (non représenté).

Selon des modes de réalisation particuliers (non représentés), l'enceinte acoustique 1 se situe, par exemple, dans des pieds-milieu, dans une banquette arrière, ou dans un tableau avant du véhicule.

Dans l'exemple représenté, l'enceinte acoustique 1 comprend un caisson 3, deux haut-parleurs 5,10 disposés tête-bêche selon un axe D commun aux deux haut-parleurs, et deux autres hauts parleurs 15, 20.

Le caisson 3 présente avantageusement une forme générale sphérique. Dans l'exemple représenté, le caisson 3 comporte en outre une face 22 sensiblement plane sur laquelle est monté le haut-parleur 20 (figures 2 et 3).

Le caisson 3 forme un premier bord 24, par exemple circulaire, définissant une ouverture 26.

Par exemple, le premier bord 24 est défini par une collerette 28 rentrante (figure 4) du caisson 3.

La collerette 28 a une épaisseur axiale se réduisant à mesure que l'on s'approche de l'axe D. La collerette 28 comporte une extrémité 30 radialement intérieure déterminant une première épaisseur E1 du premier bord 24 selon l'axe D.

La collerette 28 comporte une face externe 32 plane tournée vers l'extérieur de l'enceinte acoustique 1 , et une face interne 34 plane tournée vers l'intérieur de l'enceinte acoustique.

La face externe 32 est par exemple sensiblement orthogonale à l'axe D.

La face interne 34 forme un angle a avec la face externe 32.

L'angle a est avantageusement inférieur ou égal à 45 degrés.

La première épaisseur E1 est par exemple comprise entre 0,5 et 1 ,5 millimètre, de préférence entre 0,5 et 0,8 millimètre.

Le haut-parleur 5 comprend un châssis 36 (figure 3) assez réduit dans l'exemple représenté, un circuit magnétique 38, un ensemble mobile 40, et deux joints de suspension 42, 44 reliant l'ensemble mobile au châssis.

Le châssis 36 est solidaire mécaniquement du caisson 3.

Le circuit magnétique 38 définit un entrefer 48.

L'ensemble mobile 40 comprend une membrane 50, un porte-bobine 52 fixé sur la membrane, une bobine 54 fixée sur le porte-bobine, et un organe de maintien 56 également fixé sur la membrane.

Le porte bobine 52 et l'organe de maintien 56 sont par exemple cylindriques d'axe

D.

La membrane 50 est par exemple convexe, avec une convexité tournée vers l'extérieur de l'enceinte acoustique 1 .

La membrane 50 est mobile en translation par rapport au caisson 3 selon l'axe D autour d'une position d'équilibre (figure 1 ) occupée lorsque le haut-parleur 5 est au repos. La membrane 50 est configurée pour osciller en fonctionnement normal entre une position sortie maximale et une position rentrée maximale (non représentées, mais se déduisant de la position d'équilibre par des translations selon l'axe D en sens contraires) définissant entre elles un déplacement axial maximal E de la membrane.

La position maximale rentrée de la membrane 50 est par exemple définie par le fait que l'ensemble mobile 40 vient en butée axiale. Dans l'exemple représenté, l'organe de maintien 56 pourrait buter contre le châssis 36.

La position maximale sortie est dans tous les cas symétrique de la position maximale rentrée par rapport à la position d'équilibre de la membrane 50.

Selon un mode particulier de réalisation, la position maximale rentrée et la position maximale sortie de membrane 50 sont définies par un système électronique de commande (non représenté) de l'enceinte acoustique 1 . Dans ce cas, le système électronique de commande est configuré pour limiter les déplacements de la membrane 50.

La position maximale rentrée et la position maximale sortie sont par exemple déterminées par un test simple, consistant à envoyer à l'enceinte acoustique 1 un signal sinusoïdal à 30 Hz, et à le faire jouer de plus en plus fort par l'enceinte acoustique, jusqu'à ce que l'amplitude des vibrations de la membrane 50 soit limitée par une butée mécanique (contre laquelle la membrane bute) ou par le système électronique de commande. Le déplacement axial maximal E est alors mesuré entre les deux positions

axiales extrêmes de la membrane 50. Le signal d'entrée à 30Hz doit avoir une amplitude suffisante pour ne pas influer sur le résultat.

La membrane 50 comprend une partie convexe 60, dans l'exemple sphérique, et une jupe 62 périphérique.

La partie convexe 60 a par exemple pour centre le centre O du caisson 3.

La membrane 50 définit un deuxième bord 64 périphérique ayant une deuxième épaisseur E2 selon l'axe D.

L'épaisseur E2 est déterminée ici par l'extension de la jupe 62 selon l'axe D.

La deuxième épaisseur E2 est par exemple comprise entre 0,20 et 1 ,0 millimètre, de préférence entre 0,20 et 0,50 millimètres.

En référence à la figure 6, on définit une méthode de détermination de la première épaisseur E1 et de la deuxième épaisseur E2, utile notamment si le premier bord 24 et le bord périphérique 64 ont une forme arrondie. La figure 6 est une coupe du premier bord 24 et du bord périphérique 64 selon un plan passant par l'axe D.

Pour déterminer la première épaisseur E1 , on détermine un point A1 du premier bord 24 situé à une distance minimale de l'axe D. Puis on coupe le premier bord 24 par un premier plan P1 parallèle à l'axe D et perpendiculaire au plan de la figure 6, le premier plan P1 étant situé radialement à une distance d du point A1 . Le premier plan P1 intercepte le premier bord 24 en deux points axialement extrêmes A1 ' et A1 ". La distance axiale entre les points A1 ' et A1 " définit la première épaisseur E1 .

De même, pour déterminer la deuxième épaisseur E2, on détermine un point A2 du bord périphérique 64 situé à une distance maximale de l'axe D. Puis on coupe le bord périphérique 64 par un deuxième plan P2 parallèle à l'axe D et perpendiculaire au plan de la figure 6, le deuxième plan P2 étant situé radialement à la distance d du point A2. Le deuxième plan P2 intercepte le bord périphérique 64 en deux points axialement extrêmes A2' et A2". La distance axiale entre les points A2' et A2" définit la deuxième épaisseur E2.

La distance d vaut par exemple 0,2 mm.

La jupe 62 est par exemple formée par un pli 63 dans la membrane 50.

La somme E1 + E2 divisée par le déplacement axial maximal E est inférieure à 1/5e, de préférence inférieure à 1 /8e, et de manière encore plus préférée inférieure à 1/12e.

La bobine 54 est située au moins en partie dans l'entrefer 48. La bobine 54 et l'entrefer 48 définissent un jeu radial J1 .

Le premier bord 24 et le deuxième bord 64 sont séparés radialement par une distance J (figure 4) par exemple sensiblement égale au jeu radial J1 (figure 5).

La bobine 54 est séparée du circuit magnétique 38 du côté radialement extérieur par une distance J1 '. Le porte-bobine 52 est séparé du circuit magnétique 38 du côté radialement intérieur par une distance J1 ".

Dans l'exemple représenté, la somme des distances J1 ' et J1 " forme le jeu radial J1 .

Par exemple, la distance J1 " est inférieure à la distance J1 ', avantageusement de 10% à 20%, de sorte que la bobine 54 touche plus facilement la partie radialement interne de l'entrefer que la partie radialement externe. Selon un mode de réalisation particulier, la distance J est comprise entre 1 ,1 fois la distance J1 " et 1/5e (un cinquième) du déplacement axial maximal E de la membrane 50.

Le joint 42 est fixé sur le châssis 36 par collage, et sur une bague 66, également par collage.

Le joint 42 présente par exemple une forme en berceau, le fond du berceau étant dirigé axialement à l'opposé de la membrane 50.

Le joint 42 a des extrémités 68, 70 situées radialement de part et d'autre du premier bord 24 et du deuxième bord 64 considérés ensemble. Le joint 42 forme une gouttière 72 située axialement du côté intérieur de l'enceinte acoustique 1 par rapport au premier bord 24 et au deuxième bord 64 dans la position d'équilibre.

Le joint 44 est par exemple structurellement analogue au joint 42. Le joint 44 se distingue uniquement par son orientation, dans laquelle le fond du berceau est dirigé axialement vers la membrane 50.

Le haut-parleur 10 est avantageusement structurellement analogue au haut-parleur 5 et ne sera pas décrit en détail.

Le haut-parleur 15 est par exemple adapté pour émettre dans le médium et l'aigu, c'est-à-dire avec une bande passante s'étendant par exemple entre 200 Hz et 25 kHz. Le haut-parleur 15 comprend par exemple une grille 74, par exemple de forme sphérique, et avantageusement située dans la continuité du caisson 3.

Le haut-parleur 15 est par exemple configuré pour émettre directement dans l'espace intérieur du véhicule automobile.

Le haut-parleur 20 est par exemple également un haut-parleur de médium et d'aigu. Dans l'exemple représenté, le haut-parleur 20 n'est pas configuré pour émettre directement dans l'espace intérieur du véhicule, mais dans un ou des conduits (non représentés) définis par l'habitacle du véhicule.

Le fonctionnement de l'enceinte acoustique 1 va être brièvement décrit ci-après.

La bobine 54 est parcourue par un courant électrique. Ceci crée des déplacements axiaux de l'ensemble mobile 40, notamment de la membrane 50 qui émet des ondes sonores 76.

Les déplacements axiaux de la membrane 50 sont d'amplitude variable en fonction des signaux reçus par la bobine 54 et de l'intensité sonore. Les déplacements axiaux ont une amplitude inférieure ou égale au déplacement axial maximal E.

Les mouvements axiaux de la membrane 50 créent des déplacements d'air 78 sensiblement axiaux dans le passage entre la membrane et le caisson 3.

Lorsque la membrane 50 est au repos, le premier bord 24 et le deuxième bord 64 sont sensiblement en vis-à-vis, c'est-à-dire situés sensiblement au même niveau axialement.

Dans la position d'équilibre, la largeur du passage est égale à la distance J séparant radialement le premier bord 24 et le deuxième bord 64.

Toutefois, grâce à la propriété du ratio (E1 +E2)/E, la largeur du passage augmente très vite dès que la membrane 50 s'écarte axialement de la position d'équilibre, que ce soit vers le haut ou vers le bas de la figure 4. Ainsi, le sifflement qui pourrait exister si le passage pour l'air restait égal à la distance J, ne se produit pas, ou est très atténué.

Il en résulte que l'enceinte acoustique 1 présente une meilleure qualité sonore.

Selon une variante non représentée, l'enceinte acoustique 1 ne comprend que le haut-parleur 5, ou bien le haut-parleur 5 et un nombre quelconque d'autres haut-parleurs.

Selon un mode de réalisation particulier non représenté, la membrane 50 ne comporte pas de partie sphérique, n'a pas une convexité tournée vers l'extérieur de l'enceinte acoustique 1 , ou même n'est pas convexe.