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Perfectionnements apportés aux appareils électro- dynamiques pour reproduire le son
Cette, invention se rapporte aux appareils électro- dynamiques ou à bobine mobile pour reproduire le son pour lesquels il est actuellement d'usage courant d'employer des électro-aimants, afin de produire le flux nécessaire,, l'aimant présentant un entrefer annu- laire dans lequel la bobine mobile elle-même est montée de façon à pouvoir,se déplacer dans le sens axial.
Dans
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les électro-aimants du type .en question.,' il faut que la bobine exitatrice soit enroulée autour du pôle @ central et soit contenue à l'intérieur de l'aimant, et , le flux que l'on peut .produire dans l'entrefer est limité par la réduction des dimensions de la'bobine excitatrice qui en résulte. On sait que la densité du flux dans l'entrefer annulaire diminue lorsque la lar- geur radiale de l'entrefer augmente; il est par consé- quent désirable, à ce point de vue, d'employer un aimant ayant un entrefer de faible largeur radiale.
Un faible entrefer semblable est particulièrement désirable lors.- qu'on emploie des aimants permanents, et pourvu qu'une bobine mobile puisse être centrée exactement de façon à pouvoir se déplacer dans le sens axial dans l'entrefer d'un aimant permanent, on a constaté que cette disposi- tion'est aussi efficace que beaucoup d'entre celles avec électro aimants à entrefers relativement grands. Dans les hauts-parleurs du type en question, l'organe vibrant ou diaphragme est supporté, en règle générale, au moyen d'une ceinture plus ou moins flexible, de telle façon , qu'il ne peut se produireque peu ou pas de fuite d'air de l'avant vers l'arrière de cet organe, afin que le volume maximum d'air puisse être mis en mouvement.
Or il est visible que si l'on emploie un organe vibrant qui; avec sa ceinture, n'a qu'un diamètre un peu plus grand que l'entrefer annulaire de l'aimant et qui en fait est fixé ou monté sur l'aimant lui-même, il sera facilement possible de maintenir une bobine mobile centrée de façon très précise sur l'organe vibrant par rapport à
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l'entrefer annulaire, tandis qu'avec un diaphragme vibrant tel qu'un cône, supporté à une certaine distance de l'en- trefer, on rencontrera de grandes difficultés. Dans la première de ces dispositions cependant, on risque d'em- prisonner de l'air soit entre le diaphragme et la pièce polaire centrale, soit à l'intérieur de la boîte de l'aimant.
Le but de la présente invention est de réaliser une disposition perfectionnée au moyen de.laquelle on peut éviter cet emprisonnement d'air et ses effets nuisibles conséquents sur la fidélité de reproduction du son, et aussi de réaliser une combinaison perfectionnée d'organe vibrant et de bobine mobile utilisable avec un aimant à faible entrefer.
Dans un appareil électro-dynamique ou à bobine mobile pour reproduire le son, conforme à la présente invention, le pôle central de l'aimant, à entrefer de faible largeur radiale, présente sur sa face extérieure une cavité et est pourvu de trous ou perforations dirigées diagonalement de cette cavité vers la surface- courbe du pôle.
Un organe vibrant utilisable avec un aimant semblable couvre ou s'étendede préférence, au-dessus de l'entrefer annulaire et de la face extérieure du pale central, tandis que la cavité pratiquée dans la face extérieure de ce pôle contient une substance légère élastique, telle que coton ou laine, en quantité suffisante pour faire saillie sur
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cette faoe Í extépieure et pour porter élasticluement contre la face arrière de l'organe vibrante Ce coton, laine ou autre substance sert à amortir le mouvement de 1 organe vibrant et à empêcher les résonances et les répercussions
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de son.
Pour centrer de façon précise,par rapport à l'en- trefer annulaire de l'aimant, l'ensemble de l'organe vibrant et de la bobine mobile, cet ensemble est monté de préférence sur un anneau ou sur une plaque perforée, que l'on fixe à son tour sur l'aimant au moyen de vis traversant avec jeu des trous percés dans l'anneau ou plaque ou dans l'aimant, afin de permettre à l'anneau ou plaque, ainsi qu'à l'ensemble de l'organe. vibrant et, de la bobine mobile, de se déplacer latéralement à l'aimant et à son entrefer annulaire.
La portion de l'organe vibrant qui, en position normale, se trouve directement vis-à-vis de la face ex- térieure du pôle central de l'aimanta affecte de préfé- Pence la forme d'un dôme, le dôme allant en s'écartant de la face extérieurede ce pôle central. L'organe vibrant peut être constitué par exemple par une pièce centrale formée d'une matière rigide légère, telle que le duralumin, et emboutie en forme de dôme, dont le diamètre maximum est sensiblement égal au diamètre moyen de l'en- trefer annulaire de l'aimant, avec une petite bride fixée sur une ceinture en une feuille de matière flexible ou senli-flexible, de préférence non-résonaute, telle que le celluloïd, l'acétate de cellulose ou substance analogue.
Il est désirable que la ceinture de cet organe vibrant ait une forme annulaire et soit serrée fermement et sûrement par son bord extérieur sur l'anneau ou plaque perforée, la bobine mobile étant constituée par un en- roulement approprié sur un gabarit cylindrique fixé par exemple au moyen de colle sur la pièce centrale da l'organe
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vibrant ou pressé à la jonction de la bride avec la portion en forme de dôme de l'organe vibrant.
On remarquera que la disposition suivant la présente invention est particulièrement applicable aux appareils de reproduction du son, dans lesquels un petit diaphrag- me vibrant sert à ébranler une colonne d'air au moyen d'un pavillon.
Un ainant suivant l'une des formes d'exécution de la présente invention et applicable à un haut-parleur semblable est représenté au dessin annexé, dans lequel
La figure 1 est une coupe verticale;
La figure 2 est une vue en plan correspondante retournée, dans laquelle on a supprimé l'aimant à dessein.
La figure 3 est une vue en plan montrant les pôles de l'aimant.
11 désigne le pôle annulaire de l'aimant et 12 le pôle central cylindrique; celui-ci présente sur sa face terminale une cavité 13, d'où quatre trous ou perfora- tions 14 se dirigent vers la surface courbe du pôle 12 qui, dans le cas particulier représenté, a un diamètre réduit près de son extrémité, comme il est indiqué en 15 (figure 1).
Dans le dessin, on a exagéré à dessein en vue de la clarté, la largeur radiale de l'entrefer annulaire indiqué en 16 et l'épaisseur de la pièce vibrante et des pièces associées. Toutes les pièces vibrantes sont montées sur une plaque 17 présentant une partie creuse bombée 18 pourvue en son centre d'une tubulure 19 pour attacher un pavillon (non représenté ) , le diaphragme proprement dit étant formé d'une pièce emboutie 20 en
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duralumin 20, en formme de dame avec une petite bride radiale 21.
Une ceinture 22, ayant la forme d'un anneau découpé dans une feuille mince de celluloïd est fixé au moyen de colle par son bord intérieur sur la bride 21 du diaphra- gme 20 et est serrée par son bord extérieur entredeux rondelles de papier ou de carton 23 au moyen d'un anneau de serrage en métal 24 et de vis-à tètes noyées 25 (figure 2) qui, à travers l'organe' de serrage 24 passent dans la plaque 17.
On constate que par suite de l'épaisseur de l'anneau de serrage 24, la bride 21 et la ceinture 22 se trouveront légèrement plus près de la face adjacente de la plaque 17 que de la face du pôle annulaire 11 de l'aimant. Pour donner le jeu nécessaire, la face de la plaque 17 est chanfreinée en 28, au voisina,ge de la portion creuse bombée 18. La bobine mobile, désignée par 28, est formée de deux couches de fil fin en aluminium enroulées sur un gabarit cylindrique en papier 28 qui se prolonge à une certaine distance au delà de l'une des extrémités de l'enroulement en présen- tant sur ce prolongement des dents ou languettes, indiquées en 29,
qui sont fixées sur la face intérieure du diaphragme 20 au moyen de colle, de sorte que la bobine 27 est dirigée axialement à partir du diaphragme 20 à l'endroit du rac- cord du dôme et de la bride 21.
Pour amortir le mouvement du diaphragme et éviter la résonance ou la répercussion par la face extérieure 13 du pale central 12, on fixe au moyen de colle un tampon 30 en coton, laine ou autre sub stance légère élastique sur la face extérieure 13 du pôle central 12, ce tampon étant
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suffisamment grand pour être comprimé légèrement entre ce pôle 12 et la face intérieure du diaphragme 20 lorsque celui-ci est en position.
Afin d'assurer le centrage précis de la bobine 27 et du gabarit 28 dans l'entrefer annulaire 16, des vis 31 passent avec jeu à travers des trous 32 nénagés dans la plaque 17 et s'engagent dans les trous taraudes 33 ménagés à cet effet dans le pôle extérieur de l'aimanta les têtes de ces vis étant retenues avec jeu dans des logements 34 de la plaque 17.
En pratique j, l'ensemble formé par la bobine mobile et par le diaphragme est fixé de façon permanente en position sur la plaque 17, et comme les vis 31 sont re- tenues dans les trous taraudés 33 de l'aimanta on déplace la plaque 17 latéralement par rapport à l'aimant jusqu'à ce que la bobine 27 soit centrée de façon précise dans l'entrefer 16. Lorsqu'on a trouvé la position correcte, on serre les vis 31 et l'appareil est prêt pour le service.
Par suite de la présence des trous 14 partant de la cavité 13 du pôle central 12, l'air de'l'espace compris entre la face polaire 13 et le diaphragme 20 ne peut pas être compri- mé par le mouvement de ce diaphragme, malgré le jeu très faible qui existe entre le gabarit en papier 28 et la face intérieure de l'entrefer annulaire 16.
On remarque que le succès de l'application d'un aimant à faible entrefer, rendu possible par la présente invention, permet d'utiliser des aimants permanents avec autant de succès que les électro-aimants, de sorte qu'on peut également éviter les troubles dus au développement de la chaleur dans l'enroulement d'un électro-aimante par suite du passage
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d'un courant intense ;/ on peut produire un haut-parleur beaucoup plus robuste que ceux habituellement employés et dans lequel il n'y a, pratiquement parlante aucun risque de frottement de la bobine mobile contre l'une ou l'autre des pièces polaires ni par conséquent de détérioration de cette bobine, malgré l'entrefer excessivement faible que l'on peut employer;
Enfin, outre tous ces avantages, un appareil suivant la présente invention est susceptible ' de reproduire le son avec une fidélité égale, sinon supé- rieure, à celle des appareils du type courant.
REVENDICATIONS
1. Un appareil électro-dynamique ou à bobine mobile pour reproduire le son, caractériséen ce que le pôle central de l'aimant, dont l'entrefer a une faible largeur radiale, présente sur sa face extérieure une cavité, de laquelle partent des trous ou perforations dirigées diago- nalement vers la surface courbe de ce pôle central.
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Improvements to electro-dynamic devices to reproduce sound
This invention relates to electro-dynamic or moving coil apparatus for reproducing sound for which it is currently in common use to employ electromagnets, in order to produce the necessary flux, the magnet having an annular air gap. - Area in which the voice coil itself is mounted so as to be able to move in the axial direction.
In
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the electromagnets of the type in question, 'it is necessary that the exitatrice coil is wound around the central pole and is contained inside the magnet, and, the flux which one can .produce in the The air gap is limited by the reduction in the dimensions of the resulting exciter coil. It is known that the density of the flux in the annular air gap decreases when the radial width of the air gap increases; it is therefore desirable from this point of view to employ a magnet having an air gap of small radial width.
A similar small air gap is particularly desirable when permanent magnets are employed, and provided that a voice coil can be centered exactly so that it can move axially in the air gap of a permanent magnet, one has found that this arrangement is as effective as many of those with relatively large air gap electromagnets. In loudspeakers of the type in question, the vibrating member or diaphragm is supported, as a rule, by means of a more or less flexible belt, in such a way that little or no leakage can occur. air from the front to the rear of this organ, so that the maximum volume of air can be set in motion.
Now it is visible only if one employs a vibrating organ which; with its belt, only has a diameter a little larger than the annular air gap of the magnet and which in fact is fixed or mounted on the magnet itself, it will be easily possible to keep a voice coil centered very precisely on the vibrating member compared to
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the annular air gap, while with a vibrating diaphragm such as a cone, supported at a certain distance from the air gap, great difficulties will be encountered. In the first of these arrangements, however, there is a risk of trapping air either between the diaphragm and the central pole piece, or inside the box of the magnet.
The object of the present invention is to achieve an improved arrangement by means of which this air entrapment and its consequent detrimental effects on the fidelity of sound reproduction can be avoided, and also to achieve an improved combination of vibrating organ and voice coil usable with a magnet with low airgap.
In an electro-dynamic or moving coil device for reproducing sound, in accordance with the present invention, the central pole of the magnet, with a small radial-width gap, has a cavity on its outer face and is provided with holes or perforations directed diagonally from this cavity towards the curved surface of the pole.
A vibrating member usable with a similar magnet covers or extends preferably, above the annular air gap and the outer face of the central blade, while the cavity in the outer face of this pole contains a light elastic substance, such as cotton or wool, in sufficient quantity to protrude on
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this outer faoe and to bring elasticity against the rear face of the vibrating organ This cotton, wool or other substance serves to damp the movement of the vibrating organ and to prevent resonances and repercussions
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of his.
In order to center precisely, with respect to the annular gap of the magnet, the assembly of the vibrating member and of the mobile coil, this assembly is preferably mounted on a ring or on a perforated plate, which one fixes in turn on the magnet by means of screws crossing with clearance of the holes drilled in the ring or plate or in the magnet, in order to allow the ring or plate, as well as the whole of the organ. vibrating and, of the voice coil, to move sideways to the magnet and its annular air gap.
The portion of the vibrating organ which, in the normal position, lies directly opposite the external face of the central pole of the magnet, preferably takes the form of a dome, the dome going in moving away from the exterior face of this central pole. The vibrating member can be constituted for example by a central part formed of a light rigid material, such as duralumin, and stamped in the shape of a dome, the maximum diameter of which is substantially equal to the average diameter of the annular cavity. magnet, with a small flange attached to a belt made of a sheet of flexible or senli-flexible material, preferably non-resonaute, such as celluloid, cellulose acetate or the like.
It is desirable that the belt of this vibrating member has an annular shape and is tightened firmly and securely by its outer edge on the ring or perforated plate, the voice coil being constituted by a suitable winding on a cylindrical jig fixed for example. by means of glue on the central part of the organ
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vibrating or pressed at the junction of the flange with the dome-shaped portion of the vibrating member.
It will be appreciated that the arrangement according to the present invention is particularly applicable to sound reproducing apparatus, in which a small vibrating diaphragm serves to disturb an air column by means of a horn.
A groin according to one of the embodiments of the present invention and applicable to a similar loudspeaker is shown in the accompanying drawing, in which
Figure 1 is a vertical section;
Figure 2 is a corresponding plan view turned upside down, in which the magnet has been purposely removed.
Figure 3 is a plan view showing the poles of the magnet.
11 designates the annular pole of the magnet and 12 the cylindrical central pole; the latter has on its end face a cavity 13, from which four holes or perforations 14 direct towards the curved surface of the pole 12 which, in the particular case shown, has a reduced diameter near its end, as it is indicated at 15 (figure 1).
In the drawing, for clarity, the radial width of the annular air gap indicated at 16 and the thickness of the vibrating part and associated parts have been purposely exaggerated. All the vibrating parts are mounted on a plate 17 having a convex hollow part 18 provided at its center with a tube 19 for attaching a horn (not shown), the diaphragm itself being formed of a stamped part 20 in
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duralumin 20, lady-shaped with a small radial flange 21.
A belt 22, having the shape of a ring cut from a thin sheet of celluloid is fixed by means of glue by its inner edge on the flange 21 of the diaphragm 20 and is clamped by its outer edge between two discs of paper or paper. carton 23 by means of a metal clamping ring 24 and recessed head screws 25 (figure 2) which, through the clamping member 24 pass into the plate 17.
It can be seen that owing to the thickness of the clamping ring 24, the flange 21 and the belt 22 will be located slightly closer to the adjacent face of the plate 17 than to the face of the annular pole 11 of the magnet. To give the necessary play, the face of the plate 17 is chamfered at 28, in the vicinity of the convex hollow portion 18. The voice coil, designated by 28, is formed of two layers of fine aluminum wire wound on a jig. cylindrical paper 28 which extends at a certain distance beyond one of the ends of the winding, presenting on this extension teeth or tongues, indicated at 29,
which are fixed to the inner face of the diaphragm 20 by means of glue, so that the coil 27 is directed axially from the diaphragm 20 at the location of the connection of the dome and the flange 21.
To dampen the movement of the diaphragm and avoid resonance or repercussion by the outer face 13 of the central blade 12, a plug 30 of cotton, wool or other light elastic substance is fixed by means of glue on the outer face 13 of the central pole. 12, this buffer being
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large enough to be compressed slightly between this pole 12 and the inner face of the diaphragm 20 when the latter is in position.
In order to ensure the precise centering of the coil 27 and of the template 28 in the annular air gap 16, screws 31 pass with play through holes 32 made in the plate 17 and engage in the tapped holes 33 provided for this effect in the external pole of the magnet the heads of these screws being retained with play in the housings 34 of the plate 17.
In practice j, the assembly formed by the voice coil and the diaphragm is permanently fixed in position on the plate 17, and as the screws 31 are retained in the tapped holes 33 of the magnet, the plate is moved. 17 laterally with respect to the magnet until the coil 27 is precisely centered in the air gap 16. When the correct position has been found, tighten the screws 31 and the device is ready for service. .
Due to the presence of the holes 14 leaving from the cavity 13 of the central pole 12, the air in the space between the pole face 13 and the diaphragm 20 cannot be compressed by the movement of this diaphragm, despite the very small clearance that exists between the paper template 28 and the inner face of the annular air gap 16.
It is noted that the success of the application of a magnet with a small air gap, made possible by the present invention, makes it possible to use permanent magnets with as much success as electromagnets, so that it is also possible to avoid disorders due to the development of heat in the coil of an electromagnet as a result of the passage
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of an intense current; / we can produce a loudspeaker much more robust than those usually employed and in which there is practically no risk of the voice coil rubbing against one or other of the parts poles nor consequently of deterioration of this coil, in spite of the excessively small air gap that can be used;
Finally, in addition to all these advantages, an apparatus according to the present invention is capable of reproducing sound with a fidelity equal, if not superior, to that of apparatus of the common type.
CLAIMS
1. An electro-dynamic or moving coil device for reproducing sound, characterized in that the central pole of the magnet, the air gap of which has a small radial width, has a cavity on its outer face, from which holes leave or perforations directed diagonally towards the curved surface of this central pole.