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" PERFECTIONNEMENTS AUX HAUT-PARLEURS.- ""
La présente invention est relative aux appareils électro-magnéti- ques, plus particulièrement à ceux reproducteurs de sans,généralement dénommés haut-parleurs.
L'objet de l'invention est de créer un système vibrant qui utilise une armature de fer mobile, et un dia phragme ayant une période naturelle de vi- brations peu élevée. bien qu'on ait déjà essayé d'obtenir un système vibrant ayan une période naturelle de vibrations peu élevée, on a rencontré des difficultés à obtenir un tel résultat avec des armatures de fer, car la position de l'armature
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vibrante est généralement instable dans le champ magnétique, à moins qu'elle ne soit maintenue par un ressort dur.
L'attraction magnétique qui tend à déplacer l'armature varie avec la position de cette armature dans le champ, et elle croit très rapidement lorsque l'armature approche de l'une ou de l'autre pièce polaire
S'il était possible d'équilibrer l'attraction magnétique par l'action du ressort d'armature, on pourrait obtenir théoriquement un système vibrant de très basse période naturelle de vibrations, mais commel'inclinaison de la courbe d'attrac- tion magnétique varie, il est difficile d'obtenir un équilibre précis.
.bien qu'il soit possible d'obtenir un équilibrage précis entre l'attraction magnétique et l'action du ressort, par l'emploi de ressorts dont la raideur croisse avec la déformation, l'inventeur de la présente incention a constaté qu'on obtient un équilibrage très précis avec un simple ressort et une armature oscillante, en restreignant le flux magnétique du système, de façon que la somme des flux qui traversent 1'armature soit pratiquement constante. Avec un flux total constant, la courbe force-déviation devient pratiquement un ligne droite. Une telle disposition est plus avantageuse que celle qui consiste à em- ployer des ressorts de différentes raideurs pour équilibrer l'attraction sur 1' armature.
Un équilibrage précis entre la dureté du ressort et la tension magné- tique nécessite une force magnétique très uniforme; de telle sorte que des res- sorts identiques puissent donner les mêmes résultats avec différente appareils.
Bien qu'il soit difficile d'obtenir un grand nombre d'aimants qui donnent des torses d'attraction pratiquement égales, on peut, au moyen de pièces polaires saturées, obtenir une plus grande uniformité de la quantité totale de flux uti- lisée.
Ces caractéristiques de l'invention seront mieux comprises en se référant à la description suivante et aux figures 1 à 4 des dessins joints.
L'invention a encore pour objet d'obtenir un support élastique amélioré pour un diaphragme conique vibrant de haut-parleur , aussi d'obtenir un haut-parleur dont le diaphragme vibrant soit plus petit que ceux généralement employés, et qui soit efficace, robuste et capable d'être construit à un prix modéré.
On rencontre des difficultés considérables à faire fonctionner des haut-parleurs ayant un diaphragme conique en papier mince, par suite des tendances qu'ont ces diaphragmes à résonner pour certaines fréquences. Cette
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action est due à des vibrations parasites circonférentielles qui prennent nais- sance dans la paroi du cône déformant sa section circulaire et la transformant en une courbe irrégulière dont le déplacement introduit des ronflements, pour certaines fréquences. Certaines de ces vibrations sont dues à l'emploi d'une tige d'entrainemetn relativement longue antre l'armature vibrante et le méca- nisme d'entratnement du cône, tandis que d'autres sont dues à l'action de pis- ton du cône aux grandes amplitudes.
Il est difficile de prendre unetige d'en- traînement assez courte pour éliminer les vibrations circonférentielles, par suite des difficultés mécaniques. On a toutefois constaté qu'en employant des cônes présentait plusieurs ondulations repoussées circonférentielles, convena- blement espacées les unes des autres, et d'un rayons approprié, on peut empê- cher la production de ces vibrations nuisibles, ce qui élimine pratiquement le ronflement.
On rencontre assez fréquemment des diaphragmes métalliques plats, ou sensiblement plats, présentent des ondulations dont le but est d'augmenter la rigidité latérale du diaphragme. Dans le cas présent, les ondulations aug- mentent bien la rigidité du cône, mais elles éliminent aussi pratiquement les vibrations parasites circonférentielles.
Ces caractéristiques de l'invention seront mieux,comprises en se référant à la description suivante et aux figures 5 à 10 des dessins joints.
La Fig.l est une vue perspective d'un diaphragme de haut-parleur et de son moteur, qui présente les caractéristiques de l'invention.
La Fig.2 est une vue de face en élévation du système magnétique de la Fig.l.
La Fig. 3 est une courbe qui représente la relation existant géné- ralement entre la force magnétique qui tend à fléchir ou déplacer la diaphrag- me et le déplacement du diaphragme, tandis que la Fig.4 est une vue des pièces polaires et de la monture de l'armature, ainsi que des bobines qui coopèrent avec elle, les différentes parties ayant été écartées les unes des autres pour plus de clarté.
La Fig.5 représente une vue d'arrière d'une boite dans laquelle est monté un haut-parleur conforme à uneautre réalisation de l'invention.
La Fig. 6 est une vue en section d'un détail du mécanisme d'entrai- nement du diaphragme vibrant et d'une partie de ce diaphragme.
La Fig.7 est une vue en perspective de l'armature et du mécanisme
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d'entrainement, ainsi que des connexions entre l'armature et le diaphragme vibrant, les différentes pièces ayant été représentées comme écartées les unes des autres, pour plus de clarté.
La Fig.8 est une vue de face du haut-parleur de la Fig. 4, dont une partie a été arrachée.
La Fig.9 est une vue en plan du diaphragme de papier conique avant que ses bords latéraux n'aient été fixés l'un à l'autre, tandis que la Fig.lO est une vue en section de détail de la monture du diaphragme.
Se référant aux dessins Figures 1 à 4, on a représenté en 1 un dia- phragme de forme conique destiné à vibrer tout d'une pièce. Ce diaphragme peut être monté de toute façon appropriée dans une boîte dont le panneau antérieur 2 porte une ouverture 3. Le diaphragme est actionné par un moteur qui comprend un aimant permanent 4 pourvu de pièces polaires 5 et 6. Une armature allongée pla- te7 est montée sur un ressort relativement raide 6 fixé, à ses extrémités op- posées, à des pièces de support 9 et 9' en cuivre ou autre matière non'magnéti- que appropriée. Une extrémité de la pièce polaire 5 est fixée à l'aimant par- manent 4 par un boulon, tandis que l'autre extrémité de cette pièce polaire est fixée à une oreille 10 de la pièce non magnétique 9.
La partie inter.nédiai-. re de la pièce polaire 5 est fixée à la pièce 9'. Ainsi disposée, les bouts des pûtes 11 et 12 de la pièce polaire 5 s'adaptent dans une ouverture 13, entre les pièces 9 et 9', et sont dirigés vers l'armature 7, ainsi qu'il est claire- ment représenté sur la Fig.l. La pièce polaire 6 est fixée de façon semblable à l'aimant 4 et aux côtés opposés des pièces de support 9 et 9', l'extrémité inférieure de la pièce polaire 5 étant fixée à l'oreille 14 de la pièce 9', tandis que la partie intermédiaire de la pièce polaire 6 est fixée à la pièce 9.
Des bobines 15 et 16 entourent l'armature 7, et les pièces 9 et 9' sont d'ailleurs arrondies, ainsi que représenté en 17 et 18, de façon à permettre de loger, respectivement, les bobines 15 et 16. L'armature 7 est reliée au diaphra me 1 par une tige 19 dont l'extrémité voisine de l'armature est aplatie, ainsi que représenté en 20, Fig.l. Lorsque les bobines 15 et 16 sont alimentées de courant, l'armature 7 est actionnée et le diaphragme 1 vibre.
Les pièces polaires 5 et 6 sont pourvues de parties rétrécies 21 situées entre l'aimant 4 et les bouts de pales 11 et 12.Lorsque les diverses pièces de l'appareil sont en position, les parties 21 deviennent pratiquement saturées, et elles limitent par là, à une valeur pratiquement constante, la r
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sonne des flux qui traversent les bouts polaires 11 et 12 en parallèle. Lorsque l'armature oscille, de manière qu'une de ses extrémités se rapproche du bout polaire 12, et que l'autre extrémité s'éloigne du bout polaire 11, par exemple, la diminution de la réluctance de l'entrefer vis-àv-is de 12 fait plus que com- penser l'accroissement de réluctance de l'entrefer vis-à-vis de 11.
Si l'on maintenait une différence de potentiel magnétique sensiblement constante entre les bouts polaires de 5 et ceux de 6, ce qui serait le cas si les cols saturés 21 n'existaient pas, l'accroissement de flux traversent le bout polaire 12 se- rait supérieur à la diminution de flux traversant '.le bout polaire 11. Dans ces conditions, la force magnétique sur l'armature est en relation non linéaire avec la déviation de l'extrémité de l'armature, ainsi que représenté sur la Fig.3.
Au contraire, si la somme des flux magnétiques à travers 11 et 12 est constante, la force magnétique est en relation linéaire avec la déviation de l'armature.
Une semblable disposition peut aisément être rendue stable, et elle donne un bon équilibrage entre la tension magnétique et l'action du ressort sur l'arma- tire.
Le flux magnétique de fuite, qui va de 5 à 6 en dehors des entre- fers de travail diminue l'efficacité des cols de saturation qui tendant à main- tenir constante la somme des flux traversant les entrefers, car une diminution de la réluctance des entrefers utile détermine une déviation d'une certaine quantité du flux de fuite vers l'entrefer de faible réluctance. Par suite, il convient que la somme totale des flux de fuite soit aussi faible que possible relativement au flux utile.
L'inventeur de la présente invention a, dans ce but, adopté des entrefers de travail de beaucoup plus faible réluctance que celle qu'on a coutume d'adopter avec des moteurs de ce type* Ce résultat est obtenu en prenant les aires des faces polaires ou surfaces des bouts polaires 11 et 12, voisines des armatures, supérieures à cellas adoptées dans la plupart des appareils antérieurs, tandis que la longueur de l'entrefer, ou distance qui sépare l'armature des bouts polaires, est environ la même que celle généralement utilisée, c'est-à-dire de 0,25 à 0,38 mm.
La saturation de l'armature aiderait à la stabilité, mais l'inven- teur de la présente invention a constaté que, lorsqu'une armature est de sec- tion transversale assez faible pour obtenir ce résultat, elle est trop facile- ment saturé, et il en résulte une diminution de sensibilité. An contraire, @
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l'emploi des pièces polaires à cols saturés ne diminue en aucune façon la sen- sibilité. Dans la présente réalisation, l'armature est d'une largeur d'environ
6,25 mm. et l'aire de l'entrefer est au moins de 3,2mm. sur 6,25 mn.
Il importe que l'armature7 soit bien cintrée, et que les faces polaires des bouts 11 et 12 soient de forme telle que, lorsque l'armature se rapproche de l'une d'elles, la surface de cette armature et la face de la pièce polaire coopérant avec elle soient pratiquement parallèles plutôt que de tendre à venir au contact en un point. Cette disposition empêche que le flux ne se concentre qu'en un point, ce qui causerait un accroissement de l'attraction sur l'armature.
La disposition ci-dessus donne un mécanisme d'entraînement de grande souplesse et lorsqu'elle est employée avec des cônes à bord libre, la pé- riode fondamentale de résonance est très faible. Pour accroître davantage la souplesse du système au point de vue de l'obtention de fréquences naturelles basses, le bras oscillant ou armature 7 peut être dimensionné de façon que les déplacements du cône vibrant au diaphragme 1 soient supérieurs aux déplacements de 1'armature dans les entrefers. l'avantage qu'on peut obtenir en amplifiant le déplacement du diaphragme est limité. L'inventeur de la présente invention a toutefois constaté qu'une amplification de déplacement légèrement supérieure à
2, présente un avantage marqué, bien qu'une amplification inférieure à 2 ne don- ne aucun avantage appréciable.
Il est avantageux d'avoir, en outre d'un ressort oscillant flexi- ble, une tige d'entraînement 19 suffisaient élastique, pour que la raideur du système ne soit pas sensiblement augmentée par celle de la tige d'entraînement.
Cette élasticité peut être obtenue en aplatissant l'extrémité de la tige d'en- traînement voisine du bras oscillant, ainsi que représenté en 20 sur la Fig.l.
Avec un mécanisme d'entraînement du type décrit ci-dessus et un cène de papier d'une épaisseur de 0,15mm. environ, la résonance fondamentale est inférieure à 200 périodes par seconde et très voisine de 140 périodes par seconde.
Se référant aux dessins ,Fig. 5 à 10 on a représenté en 22 une boite dont le panneau de face 23 porte une ouverture 24 dans laqelle peut être monté un diaphragme 25. L'ouverture 24 peut être recouverte d'une feuille tissée, ou autre matière appropriée 24'. Le diaphragme 25 consiste en un cône da papier, ou matière fibreuse, d'environ 0,15mm. d'épaisseur, portant des ondulations @
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concentriques 26 distantes les unes des autres de centre à centre de largeurs convenables qui peuvent être comprises entre 6,25 mm.
et 12,5 mm. chacune de ces ondulations ayant un rayon d'environ 1,56 à 2,3 mm. Ce cone présente un rebord divergent 27 de base découpé suivant des lignes radiales 28, de manière à former une série de petites plaques 29 dirigées vers l'extérieur et entourant la base du. cône. Ces plaques 29 s'étendent sensiblement sur toute la largeur du rebord
27, leur largeur est environ de 6,25 mm. et leur hauteur d'environ 19 mm.
Un anneau 50 de renfort relativement épais, en papier ou fibre, est disposé parallèlement au rebord 27 et fixé aux extrémités externes des plaques, de façon à donner au rebord une certaine rigidité. Un anneau métallique 31 , en aluminium ou autre matière, est fixé à la partie renforcée du bord du cane. L' anneau 31 et la partie renforcée du bord 27 sont fixés entre le panneau 23 et la plaque métallique 32 montée sur la face interne du panneau 23.
Une plaque métallique 33 pourvue d'une ouverture 34 est fixée à la plaque 32, mais elle en est distante et elle sert à maintenir le mécanisme d'en- traînement du diaphragme. Le mécanisme d'entraînement ou moteur est constitué d' un aimant permanent 35 pourvu de pièces polaires 36 et 37, entre lesquelles vibre une armature 38. L'armature 38 est montée sur un ressort 39, sa section transver- sale est réduite à une de ses extrémités, ainsi que représenté en 40, Fig. 7, et elle est reliée à une tige d'entraînement creuse en cuivre 41. L'extrémité 42 de la tige d'entraînement voisinant l'armature est aplatie et pourvue d'une ouvertu- -re 43 qui s'adapte sur l'extrémité de la section réduite de l'armature 38 et lui est soudée.
Un bouchon de cuivre 44 portant une tête 45, est soudé par fusion à l'extrémité de la tige d'entraînement 41. A son sommet, la cône vibrant 25 por- te une ouverture 46. Une pièce métallique légère à bras 47 portant une ouverture centrale 48, est cimentée au cône et est reliée à la tige d'entrainement 41 par un petit écrou fileté 49 qui pénètre dans le bouchon 44. La partie plane ou tête 45 du boucnon 44 forme une base d'appui suffisante pour la tige d'entraînement contre le diaphragme, et elle sert aussi à engager la vis 49. La tige de cuivre creuse 41 est solide, mais élastique, et son extrémité aplatie diminue la tendan- ce du cône 25 à vibrer latéralement, par suite du déplacement angulaire de l'ar- mature.
Les ondulations circulaires diminuent la tendance du cône à résonner ou ronfler pour certaines fréquences. L'inventeur de la présente invention a cone- taté qu'on obtient des résultats supérieurs à la normale avec un cône mince de
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papier dont le diamètre de base est de 175 mm. et dont l'angle au sommet est de 105 . On peut prendre, pour ces deux grandeurs, des valeurs légèrement in- férieures ou légèrement supérieures à celles données. En général, le diamètre de base du cône n'est pas inférieur à 163 mm. ni supérieure à 188 mm., tandis que l'angle au sommet est généralement d'au moins 100 et inférieur à 110 .
Avec un cane ayant ces dimensions ,le ronflement et les vibrations parasites du diaphragme sont grandement diminuées s'il présente cinq ondulations circonférentielles et elles sont pratiquement éliminées en totalité si le cône présente dix ondulations repoussées.
On peut prendre tout d'abord un diaphragme conique ayant un angle au sommet de 1050 et un diamètre de base d'environ 225 nm.; ce cône peut ensuite être découpé de façon à former de petites plaques 29, les fentes successives étant distantes d'environ 6,25 mm., styles plaquettes ont une longueur d'environ 18,75 mm. Eorsque les plaquettes sont inclinées vers l'extérieur, elles cons- tituent un rebord de support flexible 27 pour le cône dont le diamètre de base est alors d'environ 175 mm..
L'emploi d'un cône vibrant de dimensions relati- vement faibles et d'un support flexible faisant corps avec lui, permet une éco- d nomie notable du coût de construction, et donne simultanément un appareil de fonc- tionnement très efficace et de construction robuste.
Le rebord 27 du cône diaphragme peut d'ailleursprendre appui sur tout support approprié et y être monté sans l'emploi des anneaux auxiliaires 30 et 31 de la Figure 1.
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"SPEAKER IMPROVEMENTS.-" "
The present invention relates to electromagnetic devices, more particularly to those reproducing sound, generally referred to as loudspeakers.
The object of the invention is to create a vibrating system which uses a movable iron frame, and a diaphragm having a low natural period of vibrations. although we have already tried to obtain a vibrating system with a natural period of low vibration, we have encountered difficulties in obtaining such a result with iron frames, because the position of the frame
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vibrating is generally unstable in the magnetic field, unless it is held by a hard spring.
The magnetic attraction which tends to move the armature varies with the position of this armature in the field, and it increases very quickly when the armature approaches one or the other pole piece.
If it were possible to balance the magnetic attraction by the action of the armature spring, we could theoretically obtain a vibrating system with a very low natural period of vibrations, but like the inclination of the magnetic attraction curve. varies, it is difficult to achieve a precise balance.
Although it is possible to obtain a precise balance between the magnetic attraction and the action of the spring, by the use of springs the stiffness of which increases with the deformation, the inventor of the present invention has found that very precise balancing is obtained with a simple spring and an oscillating armature, by restricting the magnetic flux of the system, so that the sum of the fluxes which pass through the armature is practically constant. With constant total flux, the force-deflection curve practically becomes a straight line. Such an arrangement is more advantageous than that which consists in employing springs of different stiffnesses to balance the attraction on the frame.
Accurate balancing between spring hardness and magnetic tension requires a very uniform magnetic force; so that identical springs can give the same results with different apparatus.
Although it is difficult to obtain a large number of magnets which give substantially equal attraction torsos, it is possible, by means of saturated pole pieces, to achieve greater uniformity in the total amount of flux used.
These characteristics of the invention will be better understood by referring to the following description and to Figures 1 to 4 of the accompanying drawings.
Another object of the invention is to obtain an improved elastic support for a vibrating conical loudspeaker diaphragm, also to obtain a loudspeaker whose vibrating diaphragm is smaller than those generally used, and which is efficient, robust. and capable of being built at a moderate cost.
Considerable difficulty is encountered in operating loudspeakers having a conical thin paper diaphragm, due to the tendency of these diaphragms to resonate at certain frequencies. This
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This action is due to circumferential parasitic vibrations which originate in the wall of the cone, deforming its circular section and transforming it into an irregular curve, the displacement of which introduces snoring, for certain frequencies. Some of these vibrations are due to the use of a relatively long drive rod between the vibrating armature and the cone drive mechanism, while others are due to the piston action. of the cone at large amplitudes.
It is difficult to make a drive rod short enough to eliminate circumferential vibrations, due to mechanical difficulties. It has been found, however, that by employing cones exhibiting several circumferential repulsed corrugations, suitably spaced from each other, and of an appropriate radius, the production of these harmful vibrations can be prevented, which practically eliminates snoring. .
One meets quite frequently flat metal diaphragms, or substantially flat, have undulations the purpose of which is to increase the lateral rigidity of the diaphragm. In the present case, the corrugations not only increase the rigidity of the cone, but they also practically eliminate the parasitic circumferential vibrations.
These characteristics of the invention will be better understood by referring to the following description and to Figures 5 to 10 of the accompanying drawings.
Fig.l is a perspective view of a speaker diaphragm and its motor, which shows the characteristics of the invention.
Fig.2 is a front elevational view of the magnetic system of Fig.l.
Fig. 3 is a curve which shows the relation generally existing between the magnetic force which tends to bend or move the diaphragm and the displacement of the diaphragm, while Fig. 4 is a view of the pole pieces and the mount of the diaphragm. 'frame, as well as the coils which cooperate with it, the different parts having been separated from each other for greater clarity.
Fig.5 shows a rear view of a box in which is mounted a loudspeaker according to another embodiment of the invention.
Fig. 6 is a sectional view of a detail of the drive mechanism of the vibrating diaphragm and a part of this diaphragm.
Fig. 7 is a perspective view of the frame and the mechanism
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drive, as well as connections between the armature and the vibrating diaphragm, the different parts having been shown as spaced from each other, for clarity.
Fig. 8 is a front view of the loudspeaker of Fig. 4, part of which was torn off.
Fig. 9 is a plan view of the conical paper diaphragm before its side edges have been attached to each other, while Fig. 10 is a detail sectional view of the diaphragm mount .
Referring to the drawings in Figures 1 to 4, there is shown at 1 a conically shaped diaphragm intended to vibrate all in one piece. This diaphragm can be mounted in any suitable way in a box whose front panel 2 carries an opening 3. The diaphragm is actuated by a motor which comprises a permanent magnet 4 provided with pole pieces 5 and 6. A flat elongated frame 7 is mounted on a relatively stiff spring 6 attached at its opposite ends to support pieces 9 and 9 'of copper or other suitable non-magnetic material. One end of the pole piece 5 is attached to the permanent magnet 4 by a bolt, while the other end of this pole piece is attached to an ear 10 of the non-magnetic piece 9.
The inter.nédiai- part. re of the pole piece 5 is fixed to the piece 9 '. Thus arranged, the ends of the stubs 11 and 12 of the pole piece 5 fit into an opening 13, between the pieces 9 and 9 ', and are directed towards the frame 7, as is clearly shown on Fig.l. The pole piece 6 is similarly attached to the magnet 4 and to the opposite sides of the support pieces 9 and 9 ', the lower end of the pole piece 5 being attached to the lug 14 of the piece 9', while that the intermediate part of the pole piece 6 is fixed to the piece 9.
Coils 15 and 16 surround the frame 7, and the parts 9 and 9 'are moreover rounded, as shown at 17 and 18, so as to allow the coils 15 and 16 to be housed, respectively. 7 is connected to the diaphra me 1 by a rod 19 whose end adjacent to the frame is flattened, as shown at 20, Fig.l. When the coils 15 and 16 are supplied with current, the armature 7 is actuated and the diaphragm 1 vibrates.
The pole pieces 5 and 6 are provided with constricted parts 21 located between the magnet 4 and the blade tips 11 and 12. When the various parts of the apparatus are in position, the parts 21 become practically saturated, and they limit by there, at a practically constant value, the r
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sounds flows which cross the pole ends 11 and 12 in parallel. When the armature oscillates, so that one of its ends approaches the pole end 12, and the other end moves away from the pole end 11, for example, the decrease in the reluctance of the air gap vis-à-vis -is of 12 does more than compensate for the increase in reluctance of the air gap with respect to 11.
If one maintained a substantially constant magnetic potential difference between the pole ends of 5 and those of 6, which would be the case if the saturated necks 21 did not exist, the increase in flux crosses the pole end 12 seconds. This would be greater than the decrease in flux passing through the pole end 11. Under these conditions, the magnetic force on the armature has a non-linear relationship with the deflection of the end of the armature, as shown in FIG. 3.
On the contrary, if the sum of the magnetic fluxes through 11 and 12 is constant, the magnetic force is linearly related to the deflection of the armature.
Such an arrangement can easily be made stable, and it gives a good balance between the magnetic tension and the action of the spring on the armature.
The magnetic leakage flux, which ranges from 5 to 6 outside the working gaps, decreases the efficiency of the saturation necks which tend to keep constant the sum of the flows passing through the gaps, because a decrease in the reluctance of the air gaps. Useful airgap determines a deviation of a certain amount of the leakage flux towards the low reluctance air gap. Consequently, the total sum of the leakage flows should be as low as possible relative to the useful flow.
The inventor of the present invention has, for this purpose, adopted working air gaps of much lower reluctance than that which is customary to adopt with motors of this type * This result is obtained by taking the areas of the faces poles or surfaces of the pole ends 11 and 12, adjacent to the armatures, greater than those adopted in most prior devices, while the length of the air gap, or distance between the armature of the pole ends, is approximately the same as that generally used, that is to say from 0.25 to 0.38 mm.
Saturation of the reinforcement would aid stability, but the inventor of the present invention has found that when a reinforcement has a small enough cross-section to achieve this result, it is too easily saturated. and this results in a decrease in sensitivity. On the contrary, @
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the use of pole pieces with saturated necks does not reduce the sensitivity in any way. In the present embodiment, the reinforcement is approximately
6.25 mm. and the area of the air gap is at least 3.2mm. over 6.25 min.
It is important that the reinforcement7 is well bent, and that the pole faces of the ends 11 and 12 are of such a shape that, when the reinforcement approaches one of them, the surface of this reinforcement and the face of the pole piece cooperating with it are practically parallel rather than tending to come into contact at a point. This arrangement prevents the flux from concentrating only at one point, which would cause an increase in the attraction on the reinforcement.
The above arrangement provides a highly flexible drive mechanism and when used with free edge cones the fundamental period of resonance is very low. To further increase the flexibility of the system from the point of view of obtaining low natural frequencies, the oscillating arm or armature 7 may be sized so that the displacements of the vibrating cone at the diaphragm 1 are greater than the displacements of the armature in the gaps. the advantage that can be obtained by amplifying the displacement of the diaphragm is limited. However, the inventor of the present invention has found that a displacement amplification slightly greater than
2, has a marked advantage, although an amplification of less than 2 does not give any appreciable advantage.
It is advantageous to have, in addition to a flexible oscillating spring, a sufficiently elastic drive rod 19, so that the stiffness of the system is not substantially increased by that of the drive rod.
This elasticity can be obtained by flattening the end of the drive rod adjacent to the swing arm, as shown at 20 in Fig.l.
With a driving mechanism of the type described above and a paper shell with a thickness of 0.15mm. approximately, the fundamental resonance is less than 200 periods per second and very close to 140 periods per second.
Referring to the drawings, Fig. 5 to 10 is shown at 22 a box whose face panel 23 carries an opening 24 in which can be mounted a diaphragm 25. The opening 24 may be covered with a woven sheet, or other suitable material 24 '. Diaphragm 25 consists of a cone of paper, or fibrous material, of about 0.15mm. thick, carrying ripples @
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concentric 26 spaced from one another from center to center of suitable widths which may be between 6.25 mm.
and 12.5 mm. each of these corrugations having a radius of about 1.56 to 2.3 mm. This cone has a diverging base rim 27 cut along radial lines 28, so as to form a series of small plates 29 directed outwards and surrounding the base of the. cone. These plates 29 extend substantially over the entire width of the rim
27, their width is approximately 6.25 mm. and their height of about 19 mm.
A relatively thick reinforcing ring 50, made of paper or fiber, is arranged parallel to the flange 27 and fixed to the outer ends of the plates, so as to give the flange a certain rigidity. A metal ring 31, made of aluminum or other material, is fixed to the reinforced part of the edge of the cane. The ring 31 and the reinforced part of the edge 27 are fixed between the panel 23 and the metal plate 32 mounted on the internal face of the panel 23.
A metal plate 33 with an opening 34 is attached to the plate 32, but is spaced from it and serves to hold the diaphragm drive mechanism. The drive mechanism or motor consists of a permanent magnet 35 provided with pole pieces 36 and 37, between which an armature 38 vibrates. The armature 38 is mounted on a spring 39, its cross section is reduced to a minimum. of its ends, as shown at 40, FIG. 7, and it is connected to a hollow copper drive rod 41. The end 42 of the drive rod adjacent to the armature is flattened and provided with an opening 43 which fits over the armature. end of the reduced section of the frame 38 and is welded to it.
A copper plug 44 carrying a head 45 is fusion welded to the end of the drive rod 41. At its top, the vibrating cone 25 carries an opening 46. A light metal arm piece 47 carrying a central opening 48, is cemented to the cone and is connected to the driving rod 41 by a small threaded nut 49 which penetrates into the plug 44. The flat part or head 45 of the plug 44 forms a sufficient support base for the rod drive against the diaphragm, and it also serves to engage the screw 49. The hollow copper rod 41 is strong, but elastic, and its flattened end decreases the tendency of the cone 25 to vibrate laterally due to the angular displacement. of the frame.
Circular corrugations decrease the tendency of the cone to resonate or snore for certain frequencies. The inventor of the present invention has noted that better than normal results are obtained with a thin cone of
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paper with a base diameter of 175 mm. and whose vertex angle is 105. For these two quantities, we can take values that are slightly lower or slightly higher than those given. In general, the base diameter of the cone is not less than 163 mm. nor greater than 188 mm., while the apex angle is usually at least 100 and less than 110.
With a rod of these dimensions, the hum and parasitic vibrations of the diaphragm are greatly reduced if it has five circumferential corrugations, and they are practically completely eliminated if the cone has ten repelled corrugations.
First, a conical diaphragm can be taken having an apex angle of 1050 and a base diameter of about 225 nm .; this cone can then be cut so as to form small plates 29, the successive slits being separated by approximately 6.25 mm., styles of plates have a length of approximately 18.75 mm. When the pads are tilted outward, they provide a flexible support rim 27 for the cone, the base diameter of which is then about 175 mm.
The use of a vibrating cone of relatively small dimensions and of a flexible support integral with it allows a considerable saving in the cost of construction, and at the same time gives an apparatus of very efficient operation and of sturdy construction.
The rim 27 of the diaphragm cone can moreover take support on any suitable support and be mounted thereon without the use of the auxiliary rings 30 and 31 of FIG. 1.