EP2392151B1 - Équipage mobile et transducteur électrodynamique pourvu d'un tel équipage mobile - Google Patents

Équipage mobile et transducteur électrodynamique pourvu d'un tel équipage mobile Download PDF

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EP2392151B1
EP2392151B1 EP10707594A EP10707594A EP2392151B1 EP 2392151 B1 EP2392151 B1 EP 2392151B1 EP 10707594 A EP10707594 A EP 10707594A EP 10707594 A EP10707594 A EP 10707594A EP 2392151 B1 EP2392151 B1 EP 2392151B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
mandrel
movable equipment
tube
coil
disc
Prior art date
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Not-in-force
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EP10707594A
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German (de)
English (en)
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EP2392151A1 (fr
Inventor
Guy Lemarquand
Benoît MERIT
Bernard Nemoff
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Orkidia Audio
Le Mans Universite
University of Maine System
Original Assignee
Orkidia Audio
Le Mans Universite
University of Maine System
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Publication date
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Publication of EP2392151A1 publication Critical patent/EP2392151A1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
    • H04R9/045—Mounting

Definitions

  • the present invention is in the field of electromechanics.
  • the invention will find a very particular application, but in no way limiting, within the electrodynamic transducers.
  • electrodynamic transducers are generally used as loudspeakers, geophones and microphones.
  • the present invention relates to a moving element for an electrodynamic transducer, comprising at least one winding support mandrel of at least one coiled wire.
  • an electrodynamic transducer comprises a moving element generally consisting of a coil of copper or aluminum wire wound on a mandrel, the latter being made of a flexible and light material, such as aluminum foil or plastic films. imide-based polymer, such as "KAPTON ®”.
  • a mobile unit comprises a diaphragm, commonly referred to as "membrane”, connected to one end of its mandrel. The latter serves as support for the wire of said coil, is in the form of a cylindrical tube.
  • the coil-mandrel assembly is mounted to move axially in the axial direction of said coil within a so-called "air gap" space traversed by a permanent magnetic field, so that when a current flows through the coil wire, the latter is moves within the gap.
  • this system makes it possible to transform an electric current into mechanical energy, or vice versa.
  • said permanent magnetic field is generated by a magnet.
  • the displacement of the moving element induces vibrations of this diaphragm, generating acoustic waves as a function of the current passing through said coil.
  • a moving element oscillates inside a guiding sheath.
  • the latter presents himself in cylindrical form, surrounding a portion of said moving assembly and within which said magnetic field is generated.
  • the evolution of the technique tends to improve the performance and the dynamic behavior of such a mobile equipment.
  • the mandrel and the membrane are made of the lightest and finest materials possible and are shaped accordingly.
  • the mandrel is in the form of a hollow cylinder at its center on which is wound at the periphery of the wire of said coil.
  • the energy of the eigen modes which is not restored in acoustics is stored during the excitation of the mobile equipment, and then restored as soon as the excitation is stopped, leading to a phenomenon of dragging, to the detriment of the sound quality produced.
  • the design of the bobbin support mandrel often gives rise to a long and hollow part which, on the one hand, generates an overweight and, on the other hand, has vibratory eigen modes in the bandwidth of the electrodynamic transducer.
  • the aim of the invention is to overcome the drawbacks of the state of the art by proposing to make a small-sized mobile assembly for an electrodynamic transducer making it possible to reduce or eliminate the effect of the eigen modes in the bandwidth, while ensuring optimal guidance in the direction along an axis of displacement.
  • the subject of the invention is a mobile equipment for electrodynamic transducer.
  • Such a moving equipment comprises at least one winding support mandrel of at least one wound wire. More particularly said mandrel comprises at least a first internally integral element of at least one second guide element of the moving element within said transducer, said first element constituting, on the one hand, a winding support for said coiled wire of so that the winding is located inside said mandrel and, on the other hand, means for transmitting vibrations, such as a diaphragm, said vibrations being generated by the displacement of the winding induced by the passage of the current inside. wire wound.
  • vibrations such as a diaphragm
  • said first element is a disk while said second element is formed of at least one section tube complementary to the section of said disk, so as to surround said first element and said wound wire around the first element.
  • such a mandrel advantageously has an emitting surface for emitting vibrations directly.
  • the central element also improves the overall rigidity of the mandrel, allowing the use of lighter materials.
  • such a mobile unit makes it possible to improve the linearity of such an acoustic device. It also eliminates a conventional diaphragm in the form of an outer membrane.
  • the confinement of the coil inside the mandrel makes it possible to transmit directly to the mandrel the force resulting from the displacement of the coil.
  • the support element also serving as an emitting surface oscillates exactly like the coil, hence improving the linearity of the response.
  • the known mandrel which was used as coil support is no longer a guiding element of the mobile equipment according to the invention.
  • the mobile equipment according to the invention has self-propagating modes outside the limits of the bandwidth of said electrodynamic transducer.
  • the contact of the coil with the two elements constituting the mandrel according to the invention improves the heat dissipation of the coil during its excitation, limiting its heating and thus helping to avoid the phenomena of compression of the sound emitted by the transducer electrodynamics.
  • the coil transmits its force directly to the first winding support element which has vibration emitting characteristics which by its oscillations generates the sound waves, in particular through its emission surface.
  • this element can also serve as a support for the coil, then wrapped inside the guide element and therefore of such a mandrel.
  • the response of the emission surface is then identical to that of the coil, approaching a perfect acoustic linearity.
  • the invention also relates to an electrodynamic transducer comprising such a moving element, in particular a speaker-type transducer.
  • the present invention relates to a mobile assembly 1 and an electrodynamic transducer equipped with such a moving assembly.
  • such a moving element 1 comprises at least one mandrel 2 supporting winding of at least one wound wire 3.
  • said mandrel 2 consists of one or more elements that may be in the form of a tube, a partially hollow tube, over all or part of its length or section, or a bar, in particular cylindrical. It is intended to receive one or more son 3 wound so as to form a coil.
  • Said mandrel 2 comprises at least a first element 4 for winding said wound wire 3 integral with at least one second element 5 for guiding the moving element 1 within said transducer.
  • the coil is located inside said mandrel 2, supported by the first element 4 and surrounded by the second element 5.
  • a characteristic of the invention consists in the particular joining of said coil to the support element 4 so that it transmits its force directly and without intermediate to said support element 4.
  • said wound wire 3 can be wound within at least one groove 6.
  • the latter is formed at the periphery of said first element 4, in particular at its peripheral edge 7.
  • grooves 6 may extend over all or part of the edge 7 of said first element 4 so as to each receive one or more coiled wires 3.
  • the second element 5 constitutes guide means for the mobile equipment 1 inside the loudspeaker.
  • said second element 5 may consist of a rigid and light material, such as carbon fiber or fiberglass.
  • the guide of the second element 5 can be achieved by means of ferromagnetic liquid for the formation of ferrofluidic joints 8.
  • joints 8 are visible on the figure 2 and are fixedly disposed at the outer wall of said second member 5.
  • Each seal 8 can then be in annular form around said second member 5, surrounding the latter.
  • said first element 4 constitutes oscillation emission means generated by the movement of the coil induced by the passage of the current inside the wound wire 3.
  • the thrust is no longer performed by an intermediate piece as before, but directly, minimizing losses and friction. It can be seen that the invention makes it possible to reject the eigen modes outside the limits of the bandwidth of the electrodynamic transducer.
  • the emitting surface of the support member 4 is formed at least in part by a surface extending orthogonally with respect to the axis of the mandrel 2. In other words, this emitting surface moves in a movement of translation parallel to the axis of the loudspeaker. In other words, this emitting surface is at least partly constituted by the upper face of said first support member 4. Consequently, the latter becomes emitter of sound vibrations, in the manner of a diaphragm.
  • said support-transmitter element 4 can be provided rigid, solid and lightweight, consisting of a multilayer complex, such as carbon foam.
  • said first element 4 may consist of a three-layer complex material, composed in particular of two carbon layers at the center of which extends a film provided with a honeycomb structure.
  • This last layer can be replaced by any other type of porous material used in the design of three-layer material, for example ROHACELL® foam .
  • the winding and emitter support element therefore consists of a solid block, in particular a multilayer, so that it is as rigid as possible so that its eigenfrequencies are as high as possible, while remaining as light as possible. to improve performance.
  • said second element 5 is formed of at least one tube.
  • the first element 4 may be solid, consisting of a bar or a sealing surface of the section of the tube of the second element 5.
  • said first element 4 may consist of a surface closing off the entirety of the inner section of said second element 5.
  • this closure surface may constitute a transmitting surface, which generates acoustic waves.
  • the first element 4 is integral internally with the second element 5.
  • the first 4 and second 5 elements have an identical circular section.
  • the second element 5 is then shaped as a cylinder of revolution while the first element 4 is in the form of a disk. Such a disc is particularly visible on Figures 1 and 2 .
  • said disk and said tube are preferably of cylindrical shape, circular base.
  • the base of the disc may be polygonal, in particular rectangular parallelepiped, while the base of the tube remains circular. Therefore, said tube has an internal space of polygonal section for receiving said disk.
  • said tube has a complementary section to the section of said disk, so as to surround said first element 4 and said wound wire 3 around the first element 4.
  • said disk and said tube are in contact with the winding.
  • the inner surface of the tube therefore conforms to the shape of the support-emitter element 4.
  • the first 4 and second 5 elements are in contact with the coil so as to ideally conduct the heat released by the latter during its excitation, which allows it to keep a reasonable operating temperature to avoid compression phenomena of the sound emitted by the electrodynamic transducer.
  • first 4 and second 5 elements can be made integral with each other at the peripheral edge 7 of said first element 4 by means of suitable fixing means, in particular by gluing. Therefore, the coil is trapped at said edge 7, in particular within the groove 6 of the disc, improving the transmission of its movements to the support member 4 which then becomes, through the direct transmission of the excitation movement coil, vibration emitter, namely a source of acoustic radiation, moving air to create acoustic waves.
  • the already rigid support element 4 is therefore positioned in the guide element 5, the latter alone certainly having uncomfortable eigenfunctions. However, the fact that it is glued to the support element 4 increases its eigenfrequencies.
  • the set of two elements 4 and 5 forming the mandrel 2 constitutes a mobile unit 1 whose natural frequencies are outside the bandwidth of the loudspeaker.
  • said disk may have at least one of its planar, convex or concave bases.
  • the upper base 9 may be provided flat, convex or concave, while the lower base 10 is independently flat, convex or concave. It can also be uniform or have differences in planimetry. According to the embodiment shown on the figure 2 the upper base 9 is flat and the lower base 10 is concave.
  • these different forms of the surface of the bases extend substantially in one or more planes orthogonal to the axis of the mandrel 2.
  • a covering material 11 may consist of a composite, especially a varnish or a film plastic, see carbon fiber.
  • this covering layer 11 on the outer surface of at least one of the bases of said first element 4 may impart impermeability to any type of fluid, especially air.
  • the embodiment of the figure 2 shows an upper face 9 covered with such a material 11.
  • the invention also relates to an electrodynamic transducer, in particular of the loudspeaker type, comprising at least one mobile unit 1 as previously described.
  • An electrodynamic transducer equipped with the mobile assembly according to the invention has the same characteristics as mentioned above.
  • the present invention is part of a context in which the acoustic waves generated by the mobile unit 1 can be guided by the electrodynamic transducer salad bowl.
  • the present invention encloses the coil inside the mandrel 2 to directly transmit the force resulting from the displacement of the coil, in particular to the first coil support element 4.
  • At least one of the faces of the first element 4 constitutes an emitting surface of sound vibrations, such as a diaphragm, transforming the mandrel 2 into a moving element 1, having a diaphragm internally.
  • the invention thus makes it possible to dispense with an external diaphragm in the form of a membrane.
  • a main objective of the invention is that the response of the emitting surface is most in agreement with the behavior of the coil.
  • the contact of the coil with the two elements 4 and 5 constituting the mandrel 2 according to the invention improves the heat dissipation of the coil during its excitation, limiting its heating and therefore, helping to avoid sound compression phenomena emitted by the electrodynamic transducer.
  • the invention offers a better rigidity of the mobile equipment 1, while retaining the lightest materials possible, hence the rise in frequency modes own.
  • the mobile unit 1 according to the invention will find an application in any type of device, not limited to an electrodynamic transducer, in particular of the loudspeaker, geophone or microphone type.

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Description

  • La présente invention entre dans le domaine de l'électromécanique.
  • L'invention trouvera une application toute particulière, mais aucunement limitative, au sein des transducteurs électrodynamiques.
  • Ces transducteurs électrodynamiques sont généralement utilisés en tant que haut-parleurs, géophones et microphones.
  • La présente invention concerne un équipage mobile pour un transducteur électrodynamique, comprenant au moins un mandrin support d'enroulement d'au moins un fil bobiné.
  • De manière connue, un transducteur électrodynamique comprend un équipage mobile généralement constitué d'une bobine de fil de cuivre ou d'aluminium enroulée sur un mandrin, ce dernier étant réalisé dans un matériau souple et léger, tel que du papier aluminium ou des films de polymère à base d'imides, comme le « KAPTON ® ». Par ailleurs, dans le cadre d'un haut-parleur, un équipage mobile comprend un diaphragme, communément dénommé « membrane », relié à une extrémité de son mandrin. Ce dernier sert de support au fil de ladite bobine, se présente sous la forme d'un tube cylindrique. L'ensemble bobine-mandrin est monté mobile dans le sens axial de ladite bobine au sein d'un espace dit « entrefer » parcouru par un champ magnétique permanent, de sorte que lorsqu'un courant parcourt le fil de la bobine, cette dernière se déplace au sein de l'entrefer. En d'autres termes, ce système permet de transformer un courant électrique en énergie mécanique, ou inversement.
  • On notera que ledit champ magnétique permanent est généré par un aimant.
  • Le déplacement de l'équipage mobile induit des vibrations de ce diaphragme, générant des ondes acoustiques en fonction du courant traversant ladite bobine.
  • Plus particulièrement, un équipage mobile oscille à l'intérieur d'un fourreau de guidage. Ce dernier se présente sous forme cylindrique, entourant une partie dudit équipage mobile et à l'intérieur duquel est généré ledit champ magnétique. L'évolution de la technique tend à améliorer le rendement et le comportement dynamique d'un tel équipage mobile.
  • De ce fait, le mandrin et la membrane sont conçus en des matériaux les plus légers et les plus fins possibles et sont conformés en ce sens. A savoir, le mandrin se présente sous la forme d'un cylindre évidé en son centre sur lequel est enroulé en périphérie le fil de ladite bobine.
  • La réduction du poids du mandrin et du diaphragme entraine souvent la réduction de leur rigidité ; cette diminution de la rigidité peut entrainer des modes propres résonants dans la bande passante du haut-parleur. Des non-linéarités naissent de ces modes propres qui affectent la réponse en fréquence du transducteur électrodynamique. Ces non-linéarités génèrent des distorsions harmoniques et inharmoniques du son, particulièrement désagréables à l'écoute.
  • De plus, l'énergie des modes propres qui n'est pas restituée en acoustique est emmagasinée pendant l'excitation de l'équipage mobile, puis restituée dès que l'excitation est arrêtée, menant à un phénomène de trainage, au détriment de la qualité du son produit.
  • Pour améliorer le rendement, on a recourt à des matériaux toujours plus légers, mais aussi plus rigides. Pour plus d'efficacité contre les modes propres, certaines pièces sont aussi épaissies en vue d'augmenter leur rigidité, et sont donc plus lourdes, à l'inverse des solutions envisagées précédemment pour améliorer le rendement.
  • Selon le guidage utilisé des déplacements de l'équipage mobile, la conception du mandrin support de bobine donne souvent lieu à une pièce longue et creuse qui, d'une part, engendre un surpoids et, d'autre part, possède des modes propres vibratoires dans la bande passante du transducteur électrodynamique.
  • De plus l'excitation élevée d'un tel mandrin peut provoquer sa déformation, altérant grandement sa durée de vie et ses capacités.
  • Une solution connue est décrite au travers du document JP 2001 359193 relatif à un équipage mobile pour transducteur électrodynamique comprenant, d'une part, un diaphragme qui constitue des moyens d'émission et, d'autre part, un élément en deux parties constituant le support de bobine. Cette dernière transmet sa vibration au diaphragme par l'intermédiaire dudit élément, servant alors de tube de transmission de la vibration de la bobine. Du fait de sa forme et de son positionnement, ce tube n'émet aucune onde acoustique utile, puisqu'il « fend» l'air dans son déplacement, mais par contre il génère des vibrations parasites et, en tant que tube de liaison de la bobine avec le diaphragme, il possède des modes vibratoires qui lui sont propres. Seul le diaphragme fait se déplacer l'air au sein d'un tel équipage. Ainsi, le mandrin sert uniquement de support et n'est aucunement émetteur. Un tel équipage mobile entre technique dans la recherche actuelle de maîtriser les modes propres de vibration du support de bobine, sans pouvoir les éliminer.
  • Un autre document US 6 587 570 décrit un système similaire avec un tube supportant un diaphragme et ayant des modes propres de vibrations parasites.
  • Une autre solution est décrite au travers du document US 5 647 014 , relatif à un équipage mobile comprenant un tube venant enfermer la bobine en périphérie au sein d'une gorge. Ledit tube ne comporte aucun moyen d'émission et sert uniquement de support au bobinage.
  • Par ailleurs, il est connu au travers de la publication de Guy LEMARQUAND, intitulée « Mechanical Properties of Ferrofluids in Loudspeakers» (Propriétés Mécaniques des ferrofluides au sein d'un haut-parleur), un équipage mobile pour transducteur électrodynamique comprenant un mandarin se présentant sous la forme d'un piston à la périphérie duquel est ménagée une gorge recevant en enroulement ledit fil bobiné, servant alors de support de bobine. De plus, ledit piston coulisse par l'intermédiaire de ferrofluides au sein d'un logement longitudinal, faisant office d'élément de guidage. C'est en se déplaçant que ledit piston émet des vibrations sonores.
  • Toutefois, un tel piston reste lourd à déplacer pour une course réduite au sein dudit logement, limitant les vibrations émises qui, par ailleurs, sont perturbées par la longueur du piston.
  • De tels dispositifs n'apportent donc pas entière satisfaction et ne permettent pas de s'affranchir des vibrations parasites.
  • L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant de réaliser un équipage mobile aux dimensions réduites pour un transducteur électrodynamique permettant de réduire ou supprimer l'effet des modes propres dans la bande passante, tout en assurant un guidage optimal dans la direction selon un axe de déplacement.
  • Pour ce faire, l'invention a pour objet un équipage mobile pour transducteur électrodynamique.
  • Un tel équipage mobile comprend au moins un mandrin support d'enroulement d'au moins un fil bobiné. Plus particulièrement ledit mandrin comprend au moins un premier élément solidaire intérieurement d'au moins un second élément de guidage de l'équipage mobile au sein dudit transducteur, ledit premier élément constituant, d'une part, un support d'enroulement dudit fil bobiné de sorte que le bobinage se situe à l'intérieur dudit mandrin et, d'autre part, des moyens d'émission de vibrations, tel un diaphragme, lesdites vibrations étant générées par le déplacement du bobinage induit par le passage du courant à l'intérieur du fil bobiné.
  • Plus particulièrement, ledit premier élément est un disque tandis que ledit second élément est formé d'au moins un tube de section complémentaire à la section dudit disque, de manière à entourer ledit premier élément et ledit fil bobiné autour du premier élément.
  • Ainsi, un tel mandrin possède avantageusement une surface émissive permettant d'émettre directement des vibrations. L'élément central améliore aussi la rigidité globale du mandrin, permettant d'utiliser des matériaux plus légers.
  • Appliqué au sein d'un haut-parleur, un tel équipage mobile permet d'améliorer la linéarité d'un tel dispositif acoustique. Il permet aussi de s'affranchir d'un diaphragme classique sous forme d'une membrane extérieure.
  • De plus, l'enfermement du bobinage à l'intérieur du mandrin permet de transmettre directement au mandrin l'effort résultant du déplacement de la bobine. En particulier, l'élément support servant aussi de surface émettrice oscille exactement comme la bobine, d'où l'amélioration de la linéarité de la réponse.
  • En d'autres termes, le mandrin connu qui faisait office de support de bobine n'est plus qu'un élément de guidage de l'équipage mobile selon l'invention.
  • Par conséquent, l'équipage mobile selon l'invention possède des modes propres repousses en dehors des limites de la bande passante dudit transducteur électrodynamique.
  • En outre, le contact de la bobine avec les deux éléments constituant le mandrin selon l'invention améliore la dissipation thermique de la bobine lors de son excitation, limitant son échauffement et donc, contribuant à éviter les phénomènes de compression du son émis par le transducteur électrodynamique.
  • Dès lors la bobine transmet son effort directement au premier élément support d'enroulement qui présente des caractéristiques émettrices de vibration qui par ses oscillations engendre les ondes sonores, notamment au travers de sa surface d'émission. De plus, cet élément peut aussi servir de support du bobinage, alors enveloppé à l'intérieur de l'élément de guidage et donc d'un tel mandrin. La réponse de la surface d'émission est alors identique à celle de la bobine, approchant une linéarité acoustique parfaite.
  • L'invention concerne aussi un transducteur électrodynamique comprenant un tel équipage mobile, notamment un transducteur de type haut-parleur.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un équipage mobile selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 selon un autre mode de réalisation ; et
    • la figure 3 est une vue de la figure 1 en coupe transversale selon l'axe A-A'.
  • La présente invention concerne un équipage mobile 1 ainsi qu'un transducteur électrodynamique équipé d'un tel équipage mobile.
  • En référence à la figure 1, un tel équipage mobile 1 comprend au moins un mandrin 2 support d'enroulement d'au moins un fil bobiné 3. En particulier, ledit mandrin 2 est constitué d'un ou plusieurs éléments pouvant se présenter sous la forme d'un tube, d'un tube partiellement creux, sur toute ou partie de sa longueur ou de sa section, ou bien d'une barre, notamment cylindrique. Il est destiné à recevoir un ou plusieurs fils 3 enroulés de manière à constituer une bobine.
  • Ledit mandrin 2 comprend au moins un premier élément 4 d'enroulement dudit fil bobiné 3 solidaire d'au moins un second élément 5 de guidage de l'équipage mobile 1 au sein dudit transducteur. En d'autres termes, la bobine se retrouve située à l'intérieur dudit mandrin 2, supportée par le premier élément 4 et entourée par le second élément 5.
  • Avantageusement, une caractéristique de l'invention consiste en la solidarisation particulière de ladite bobine à l'élément support 4 de sorte qu'elle transmette son effort directement et sans intermédiaire audit élément support 4.
  • De plus, selon les modes de réalisation visibles sur les figures 1 et 2, ledit fil bobiné 3 peut être enroulé au sein d'au moins une gorge 6. Cette dernière est ménagée en périphérie dudit premier élément 4, notamment au niveau de son chant périphérique 7.
  • On notera que plusieurs gorges 6 peuvent s'étendre sur tout ou partie du chant 7 dudit premier élément 4 de manière à recevoir chacune un ou plusieurs fils bobinés 3.
  • Comme évoqué précédemment, on notera que le second élément 5 constitue des moyens de guidage de l'équipage mobile 1 à l'intérieur du haut-parleur.
  • A ce titre, ledit second élément 5 peut être constitué d'un matériau rigide et léger, tel de la fibre de carbone ou de la fibre de verre.
  • De plus, selon un mode non limitatif de réalisation, le guidage du second élément 5 peut être réalisé au moyen de liquide ferromagnétique pour la formation de joints ferrofluides 8.
  • De tels joints 8 sont visibles sur la figure 2 et sont disposés de manière fixe au niveau de la paroi extérieure dudit second élément 5. Chaque joint 8 peut alors se présenter sous forme annulaire autour dudit second élément 5, entourant ce dernier.
  • Selon le mode préférentiel et essentiel de réalisation, ledit premier élément 4 constitue des moyens d'émission d'oscillations générées par le mouvement de la bobine induit par le passage du courant à l'intérieur du fil bobiné 3.
  • En utilisant la surface dudit élément support 4 en tant que surface émissive enveloppée de l'élément de guidage, la poussée ne s'effectue plus par une pièce intermédiaire comme auparavant, mais directement, minimisant les pertes et frottements. On constate alors que l'invention permet de repousser les modes propres en dehors des limites de la bande passante du transducteur électrodynamique.
  • En outre, la surface émissive de l'élément support 4 est constituée au moins en partie par une surface s'étendant orthogonalement par rapport à l'axe du mandrin 2. En d'autres termes, cette surface émissive se déplace selon un mouvement de translation parallèle à l'axe du haut-parleur. En d'autres termes, cette surface émissive est au moins en partie constituée par la face supérieure dudit premier élément support 4. Par conséquent, ce dernier devient émetteur de vibrations sonores, à la manière d'un diaphragme.
  • On notera que ledit élément support-émetteur 4 peut être prévu rigide, massif et léger, constitué d'un complexe multicouche, tel de la mousse de carbone.
  • Selon un mode préférentiel de réalisation, ledit premier élément 4 peut être constitué d'un matériau complexe tricouche, composé notamment de deux couches de carbone au centre desquelles s'étend une pellicule pourvue d'une structure en nid d'abeille. Cette dernière couche peut être remplacée par tout autre type de matériau poreux utilisé dans la conception de matériau tricouche, par exemple de la mousse ROHACELL®.
  • L'élément support d'enroulement et émetteur est donc constitué d'un bloc plein, notamment en multicouche, de sorte qu'il soit le plus rigide possible afin que ses fréquences propres soient les plus élevées possibles, tout en restant le plus léger possible pour améliorer le rendement.
  • Avantageusement, ledit second élément 5 est formé d'au moins un tube. Le premier élément 4 peut quant à lui être plein, constitué d'une barre ou d'une surface d'obturation de la section du tube du second élément 5.
  • Plus particulièrement, ledit premier élément 4 peut être constitué d'une surface obturant l'intégralité de la section intérieure dudit second élément 5. De plus, comme évoqué précédemment, cette surface d'obturation peut constituer une surface d'émission, génératrice d'ondes acoustiques.
  • Selon le mode de réalisation non limitatif, représenté sur la figure 3, le premier élément 4 est solidaire intérieurement du second élément 5. Les premier 4 et second 5 éléments présentent une section identique circulaire. Le second élément 5 est alors conformé en cylindre de révolution tandis que le premier élément 4 se présente sous la forme d'un disque. Un tel disque est particulièrement visible sur les figures 1 et 2.
  • Comme évoqué précédemment, ledit disque et ledit tube sont préférentiellement de forme cylindrique, à base circulaire. Selon un autre mode de réalisation, la base du disque peut être polygonale, notamment parallélépipédique rectangle, tandis que la base du tube reste circulaire. Dès lors, ledit tube présente un espace intérieur de section polygonale pour recevoir ledit disque.
  • A ce titre, ledit tube présente une section complémentaire à la section dudit disque, de manière à entourer ledit premier élément 4 et ledit fil bobiné 3 autour du premier élément 4.
  • Il convient de noter que l'insertion du disque du premier élément 4 à l'intérieur du tube du second élément 5 permet d'augmenter considérablement la rigidité de ce dernier, et par conséquent de l'ensemble du mandrin 2 et de l'équipage mobile 1, d'où les fréquences des modes propres qui augmentent.
  • En particulier, ledit disque et ledit tube sont en contact avec le bobinage. La surface intérieure du tube épouse donc la forme de l'élément support-émetteur 4. Les premier 4 et second 5 éléments se retrouvent en contact avec la bobine manière à conduire idéalement la chaleur dégagée par celle-ci lors de son excitation, ce qui lui permet de garder une température de fonctionnement raisonnable pour éviter les phénomènes de compression du son émis par le transducteur électrodynamique.
  • On notera que les premier 4 et second 5 éléments peuvent être rendus solidaires entre eux, au niveau du chant périphérique 7 dudit premier élément 4, par l'intermédiaire de moyens de fixation adaptés, notamment par collage. Dès lors, la bobine est emprisonnée au niveau dudit chant 7, notamment au sein de la gorge 6 du disque, améliorant la transmission de ses mouvements à l'élément support 4 qui devient alors, au travers de la transmission direct du mouvement d'excitation de la bobine, émetteur de vibrations, à savoir une source de rayonnement acoustique, mettant en mouvement l'air pour créer les ondes acoustiques.
  • L'élément support 4 déjà rigide, est donc positionné dans l'élément de guidage 5, ce dernier seul possédant certainement des modes propres gênants. Toutefois, le fait qu'il soit collé à l'élément support 4 augmente ses fréquences propres. L'ensemble des deux éléments 4 et 5 formant le mandrin 2 constitue un équipage mobile 1 dont les fréquences propres sont en dehors de la bande passante du haut-parleur.
  • Avantageusement, ledit disque peut présenter au moins une de ses bases plane, convexe ou concave. Selon les différents modes de réalisation, la base supérieure 9 peut être prévue plane, convexe ou concave, tandis que la base inférieure 10 est indépendamment plane, convexe ou concave. Elle peut aussi être uniforme ou présenter des différences de planimétrie. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la base supérieure 9 est plane et la base inférieure 10 est concave.
  • Comme évoqué précédemment, ces différentes formes de la surface des bases s'étendent sensiblement dans un ou plusieurs plans orthogonaux à l'axe du mandrin 2.
  • De plus, afin de renforcer l'élément support-émetteur 4 et augmenter sa rigidité, au moins une de ses bases est traitée par un matériau de recouvrement 11. Un tel matériau 11 peut être constitué par un composite, notamment un vernis ou un film plastique, voir de la fibre de carbone. En fonction du matériau utilisé, cette couche de recouvrement 11 en surface extérieure d'au moins une des bases dudit premier élément 4 peut conférer une imperméabilité à tout type de fluide, notamment l'air. Le mode de réalisation de la figure 2 montre une face supérieure 9 recouverte d'un tel matériau 11.
  • L'invention concerne aussi un transducteur électrodynamique, notamment de type haut-parleur, comprenant au moins un équipage mobile 1 comme précédemment décrit.
  • Un transducteur électrodynamique équipé de l'équipage mobile selon l'invention présente les mêmes caractéristiques qu'évoquées précédemment.
  • La présente invention s'inscrit dans un contexte dans lequel les ondes acoustiques générées par l'équipage mobile 1 peuvent être guidées grâce au saladier du transducteur électrodynamique.
  • La présente invention enferme le bobinage à l'intérieur du mandrin 2 permettant de lui transmettre directement l'effort résultant du déplacement de la bobine, en particulier au premier élément support de bobine 4.
  • Avantageusement, au moins l'une des faces du premier élément 4 constitue une surface émettrice de vibrations sonores, tel un diaphragme, transformant le mandrin 2 en un équipage mobile 1, possédant un diaphragme intérieurement. L'invention permet donc de s'affranchir d'un diaphragme extérieur sous forme d'une membrane. Un objectif principal de l'invention est que la réponse de la surface émissive soit le plus en accord avec le comportement de la bobine.
  • De plus, le contact de la bobine avec les deux éléments 4 et 5 constituant le mandrin 2 selon l'invention améliore la dissipation thermique de la bobine lors de son excitation, limitant son échauffement et donc, contribuant à éviter les phénomènes de compression du son émis par le transducteur électrodynamique.
  • Enfin, l'invention offre une meilleure rigidité de l'équipage mobile 1, tout en conservant des matériaux le plus légers possibles, d'où l'élévation des fréquences des modes propres.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention, en particulier l'équipage mobile 1 selon l'invention trouvera une application dans tout type de dispositif, non limitativement incorporé à un transducteur électrodynamique, notamment de type haut-parleur, géophone ou microphone.

Claims (8)

  1. Equipage mobile (1) pour transducteur électrodynamique, comprenant au moins un mandrin (2) support d'enroulement d'au moins un fil (3) bobiné, ledit mandrin (2) comprenant au moins un premier élément (4) solidaire intérieurement d'au moins un second élément (5) de guidage de l'équipage mobile (1) au sein dudit transducteur, ledit premier élément (4) constituant, d'une part, un support d'enroulement dudit fil bobiné (3) de sorte que le bobinage se situe à l'intérieur dudit mandrin (2) et, d'autre part, des moyens d'émission de vibrations, tel un diaphragme, lesdites vibrations étant générées par le déplacement du bobinage induit par le passage du courant à l'intérieur du fil bobiné (3), caractérisé par le fait que ledit premier élément est un disque tandis que ledit second élément est formé d'au moins un tube de section complémentaire à la section dudit disque, de manière à entourer ledit premier élément (4) et ledit fil bobiné (3) autour du premier élément (4).
  2. Equipage mobile (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit disque est de forme cylindrique à base circulaire, tandis que ledit tube est de section complémentaire en cylindre de révolution.
  3. Equipage mobile (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base dudit disque est de forme polygonale, tandis que la base du tube est circulaire et que ledit tube présente un espace intérieur de section complémentaire polygonale.
  4. Equipage mobile (1) selon l'une des quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit disque comprend au moins une gorge (6) d'enroulement dudit fil bobiné (3), ladite gorge (6) étant ménagée dans le champ périphérique dudit premier élément (4).
  5. Equipage mobile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit disque et ledit tube sont en contact avec ledit fil bobiné (3).
  6. Equipage mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit premier élément (4) présente au moins une de ses bases plane, convexe ou concave.
  7. Equipage mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins une des bases dudit premier élément (4) est traitée par un matériau de recouvrement.
  8. Transducteur électrodynamique, notamment de type haut-parleur, comprenant au moins un équipage mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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