DE102011089303A1 - Electro-dynamic sound transducer for e.g. microphone, has membrane comprising region in form of calotte, and pole plate curved outward and arranged on magnet, where region of pole plate is adapted to contour of calotte - Google Patents

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    • H04R7/24—Tensioning by means acting directly on free portions of diaphragm or cone

Abstract

The transducer (10) has a cup (2) surrounding a pole plate (3) and a magnet (1), where the pole plate is arranged on the magnet. A voice coil (4) is inserted into an air gap formed between the pole plate, the magnet and the cup, and connected with a membrane (5). The membrane comprises a region in form of a calotte, where a region of the pole plate is adapted to the contour of the calotte. The pole plate is curved outward and consists of magnetizable material, where the pole plate is formed as a one-piece component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Schallwandler.The present invention relates to an electrodynamic sound transducer.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik. Der Schallwandler 10 weist einen Magneten 1, einen Magnettopf 2, eine magnetisierbare Polplatte 3, eine Schwingspule 4 sowie eine mit der Schwingspule verbundene Membran 5 auf. Falls der elektrodynamische Schallwandler als ein Schallgeber ausgestaltet ist, kann durch Anregung der Schwingspulen 4 die Membran 5 in Schwingung versetzt werden. Die Schwingungen der Membran 5 können dann Audiosignale erzeugen. 1 shows a schematic representation of an electrodynamic transducer according to the prior art. The sound transducer 10 has a magnet 1 , a magnet pot 2 , a magnetizable pole plate 3 , a voice coil 4 and a diaphragm connected to the voice coil 5 on. If the electrodynamic transducer is designed as a sound generator, by excitation of the voice coil 4 the membrane 5 be vibrated. The vibrations of the membrane 5 can then generate audio signals.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik. Der Schallwandler weist einen Magneten 1 innerhalb eines Napfes 2 auf. Über dem Magneten 1 ist eine magnetisierbare Polplatte 3 vorgesehen. In einem Spalt zwischen dem Napf 2 und dem Magneten 1 sowie der Polplatte 3 kann eine Schwingspule 4 hin und her schwingen. Die Schwingspule 4 ist mit einer Membran 5 gekoppelt. 2 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to the prior art. The transducer has a magnet 1 inside a cup 2 on. Above the magnet 1 is a magnetizable pole plate 3 intended. In a gap between the cup 2 and the magnet 1 as well as the pole plate 3 can be a voice coil 4 swing back and forth. The voice coil 4 is with a membrane 5 coupled.

In bestimmten Situationen, beispielsweise beim Einführen eines In-Ohr-Hörers mit einem elektrodynamischen Schallwandler oder bei zu hohen Auslenkungen der Schwingspule 4 kann es dazu kommen, dass die Membran 5 ein Teil der Polplatte 3 berührt. Dies wird beispielsweise als ein „Crinkeln” beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass insbesondere bei einem derartigen Crinkeln wesentlich höhere Kräfte auf die Spule wirken als im normalen Betrieb.In certain situations, for example, when inserting an in-ear earphone with an electrodynamic transducer or too high deflections of the voice coil 4 It can happen that the membrane 5 a part of the pole plate 3 touched. This is described, for example, as a "crinkle". It should be noted that, especially in such a crimping much higher forces act on the coil than in normal operation.

3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers von 2. In 3 ist insbesondere der Fall gezeigt, bei dem die Schwingspule 4 zu tief in den Luftspalt zwischen dem Napf 2 und der Polplatte 3 einfährt, so dass die Membran 5 auf die Polplatte trifft. Dies kann zu einer Beschädigung der Membran oder zumindest zu einer Beeinträchtigung der Akustik des elektrodynamischen Schallwandlers führen. 3 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer of 2 , In 3 In particular, the case is shown in which the voice coil 4 too deep in the air gap between the cup 2 and the pole plate 3 retracts, leaving the membrane 5 meets the pole plate. This can lead to damage to the membrane or at least to a deterioration of the acoustics of the electrodynamic transducer.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrodynamischen Schallwandler vorzusehen, der einen sicheren Betrieb des elektrodynamischen Schallwandlers ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide an electrodynamic transducer that enables safe operation of the electrodynamic transducer.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrodynamischen Schallwandler nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an electrodynamic transducer according to claim 1.

Somit wird ein elektrodynamischer Schallwandler mit einem Magneten, einer auf dem Magneten befindlichen Polplatte, einem die Polplatte und den Magneten umgebenden Napf und mit einer Schwingspule, die in einem Spalt zwischen dem Napf und der Polplatte vorgesehen ist, vorgesehen. Der elektrodynamische Schallwandler weist ferner eine Membran auf, welche mit der Schwingspule gekoppelt ist. Die Polplatte weist auf ihrer der Membran zugewandten Seite eine geometrische Form auf, welche an die Form der Membran im Bereich der Polplatte angepasst ist. Wenn die Membran als eine Kalotte ausgestaltet ist, dann kann die Polplatte eine zur Membran hin gewandte Wölbung aufweisen.Thus, an electrodynamic transducer is provided with a magnet, a pole plate located on the magnet, a cup surrounding the pole plate and the magnet, and a voice coil provided in a gap between the cup and the pole plate. The electrodynamic transducer further includes a diaphragm which is coupled to the voice coil. The pole plate has on its side facing the membrane on a geometric shape, which is adapted to the shape of the membrane in the region of the pole plate. If the membrane is designed as a dome, then the pole plate may have a curvature facing the membrane.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Polplatte zumindest teilweise nach außen gewölbt ausgestaltet. Damit ist die Polplatte besser an eine Kalotte einer Membran des Schallwandlers angepasst.According to one aspect of the invention, the pole plate is at least partially curved outward. Thus, the pole plate is better adapted to a dome of a membrane of the transducer.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht die Polplatte aus einem magnetisierbaren Material.According to another aspect of the present invention, the pole plate is made of a magnetizable material.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Polplatte einstückig hergestellt.According to another aspect of the present invention, the pole plate is made in one piece.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der elektrodynamische Schallwandler in einem Hörer oder in einem Mikrofon verwendet werden.According to another aspect of the present invention, the electrodynamic transducer may be used in a listener or in a microphone.

Wenn die Ausgestaltung der Polplatte an die Ausgestaltung der Membran angepasst ist, dann kann das Volumen zwischen der Polplatte und der Membran reduziert werden.If the configuration of the pole plate is adapted to the configuration of the membrane, then the volume between the pole plate and the membrane can be reduced.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.Advantages and embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik, 1 shows a schematic representation of an electrodynamic transducer according to the prior art,

2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik, 2 shows a further schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to the prior art,

3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des elektrodynamischen Schallwandlers von 2, 3 shows an enlarged section of the electrodynamic transducer of 2 .

4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 4 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a first embodiment,

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 5 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a second embodiment,

6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 6 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a third embodiment,

7 zeigt einen Graphen mit einem Verlauf eines BI-Faktors in Abhängigkeit der Auslenkung der Spule, 7 shows a graph with a course of a BI factor as a function of the deflection of the coil,

8 zeigt einen Graphen mit einem Verlauf des BI-Faktors bei einem elektrodynamischen Schallwandler gemäß dem Stand der Technik, und 8th shows a graph with a curve of the BI factor in an electrodynamic transducer according to the prior art, and

9 zeigt eine schematische Darstellung eines Graphen mit einem Verlauf des BI-Faktors in Abhängigkeit der Auslenkung der Spule gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 9 shows a schematic representation of a graph with a curve of the BI factor as a function of the deflection of the coil according to an embodiment of the invention.

4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der elektrodynamische Schallwandler 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist einen Magneten 1, eine Polplatte 3 und einen diese beiden umgebenden Napf 2 auf. Zwischen dem Napf 2 und dem Magneten 1 und der Polplatte 3 ist ein Spalt vorgesehen, in welchem eine Schwingspule 4 eingeführt ist. Die Schwingspule 4 ist mit einer Membran 5 gekoppelt. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Polplatte 3 gewölbt ausgestaltet, so dass die Außenkontur der Polplatte 3 an die Form der Membran 5 angepasst ist. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Polplatte 3 insbesondere nach außen gewölbt ausgestaltet. Die Polplatte 3 besteht aus einem magnetisierbaren Material und kann optional einstückig hergestellt sein. 4 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a first embodiment. The electrodynamic transducer 10 according to the first embodiment of the invention comprises a magnet 1 , a pole plate 3 and one of these two surrounding bowls 2 on. Between the bowl 2 and the magnet 1 and the pole plate 3 a gap is provided in which a voice coil 4 is introduced. The voice coil 4 is with a membrane 5 coupled. According to the first embodiment, the pole plate 3 arched designed so that the outer contour of the pole plate 3 to the shape of the membrane 5 is adjusted. According to the first embodiment, the pole plate 3 in particular outwardly curved. The pole plate 3 consists of a magnetizable material and can optionally be made in one piece.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der elektrodynamische Schallwandler 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann auf dem elektrodynamischen Schallwandler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von 4 beruhen. Der elektrodynamische Schallwandler 10 weist einen Magneten 1, eine Polplatte 3 und einen Napf 2 auf, wobei zwischen dem Napf 2 und der Polplatte 3 und dem Magneten 1 ein Spalt vorgesehen ist, in welchen eine Schwingspule 4 eingeführt ist. Die Schwingspule 4 ist mit einer Membran 5 gekoppelt. Die Polplatte ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel vorzugsweise nach außen gewölbt ausgestaltet. Die Polplatte 3 kann in ihrer Mitte eine Durchbohrung aufweisen, welche zur Montage des elektrodynamischen Schallwandlers 10 verwendet werden kann. 5 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a second embodiment. The electrodynamic transducer 10 According to the second embodiment, on the electrodynamic transducer according to the first embodiment of 4 based. The electrodynamic transducer 10 has a magnet 1 , a pole plate 3 and a bowl 2 on, being between the cup 2 and the pole plate 3 and the magnet 1 a gap is provided in which a voice coil 4 is introduced. The voice coil 4 is with a membrane 5 coupled. The pole plate is designed according to the second embodiment preferably curved outward. The pole plate 3 can have in their middle a through hole, which for mounting the electrodynamic transducer 10 can be used.

6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrodynamischen Schallwandlers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei kann der elektrodynamische Schallwandler gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auf dem elektrodynamischen Schallwandler gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel beruhen. Der elektrodynamische Schallwandler 10 weist einen Magneten 1 und eine darauf vorgesehene Polplatte 3 auf. Ein Napf 2 umgibt die Polplatte 3 und den Magneten 1 derart, dass ein Spalt zwischen dem Napf 2 und der Polplatte 3 und dem Magneten 1 vorgesehen ist, wobei eine Schwingspule 4 in diesen Spalt eintauchen kann. Die Schwingspule 4 ist mit der Membran 5 gekoppelt. Die Membran 5 ist in ihrem inneren Bereich als eine Kalotte ausgestaltet, d. h. der innere Bereich der Membran 5 ist nach außen gewölbt ausgestaltet. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Polplatte 3 auf dem Magneten 1 vorgesehen und weist einen nach außen gewölbten Abschnitt auf. 6 shows a schematic sectional view of an electrodynamic transducer according to a third embodiment. Here, the electrodynamic transducer according to the third embodiment can be based on the electrodynamic transducer according to the first or second embodiment. The electrodynamic transducer 10 has a magnet 1 and a pole plate provided thereon 3 on. A bowl 2 surrounds the pole plate 3 and the magnet 1 such that a gap between the cup 2 and the pole plate 3 and the magnet 1 is provided, wherein a voice coil 4 can dip into this gap. The voice coil 4 is with the membrane 5 coupled. The membrane 5 is designed in its inner region as a dome, ie the inner region of the membrane 5 is designed arched outwards. According to the third embodiment, the pole plate 3 on the magnet 1 provided and has an outwardly curved portion.

Vorzugsweise ist der nach außen gewölbte Abschnitt der Polplatte 3 an die Form der Kalotte der Membran 5 angepasst.Preferably, the outwardly curved portion of the pole plate 3 to the shape of the dome of the membrane 5 customized.

Die Ausgestaltung des elektrodynamischen Schallwandlers gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft, weil damit eine Reduzierung des Volumens zwischen der Polplatte und der Membran erreicht wird. Ferner kann ein mechanischer Anschlag der Membran beispielsweise an der Polplatte verringert werden. Des Weiteren kann eine Symmetrierung des Magnetfeldes in dem Luftspalt (zwischen Magnet, Polplatte und Napf) vorgesehen werden. Da die Polplatte 3 nach außen gewölbt ausgestaltet ist anstatt flach ausgestaltet zu sein, kommt es zu einer homogeneren Verteilung der magnetischen Felder an den Kanten der Polplatte.The embodiment of the electrodynamic sound transducer according to the first, second or third embodiment is advantageous because it achieves a reduction of the volume between the pole plate and the membrane. Furthermore, a mechanical stop of the membrane, for example, on the pole plate can be reduced. Furthermore, a symmetrization of the magnetic field in the air gap (between magnet, pole plate and cup) can be provided. Because the pole plate 3 outwardly curved instead of being flat, there is a more homogeneous distribution of the magnetic fields at the edges of the pole plate.

Eine Reduzierung des Volumens zwischen der Polplatte und der Membran ist vorteilhaft, da damit eine höhere Resonanzfrequenz erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung ist die Polplatte derart ausgestaltet, dass sie der Kontur der Kalotte der Membran in einem möglichst geringen Abstand folgt.A reduction of the volume between the pole plate and the membrane is advantageous because it allows a higher resonant frequency to be achieved. According to the invention, the pole plate is designed such that it follows the contour of the dome of the membrane in the smallest possible distance.

Der erfindungsgemäße elektrodynamische Schallwandler ist ferner vorteilhaft, da aufgrund des geringeren Volumens zwischen Polplatte und Membran die Steifigkeit dieser Luftschicht dazu führt, dass die Eigenformen der Kalotte zu höheren Frequenzen verschoben werden.The electrodynamic transducer according to the invention is also advantageous because, due to the smaller volume between pole plate and membrane, the rigidity of this air layer leads to the fact that the characteristic shapes of the calotte are shifted to higher frequencies.

Mit dem erfindungsgemäßen elektrodynamischen Schallwandler kann ein oben beschriebenes Crinkeln reduziert werden, da die Auslenkung der Schwingspule, welche benötigt wird, damit die Membran nunmehr mit der Polplatte in Berührung kommt, größer ist. Aufgrund der geometrischen Gestaltung der gewölbten Polplatte gemäß der Erfindung kann, selbst wenn die Polplatte die Membran berührt, diese Berührung in einem gewölbten Bereich erfolgen, so dass die Gefahr der Beschädigung der Membran an einer scharfen Kante wesentlich reduziert wird.With the electrodynamic transducer according to the invention, an above-described crinkling can be reduced, since the deflection of the voice coil, which is required so that the membrane now comes into contact with the pole plate, is greater. Due to the geometric configuration of the domed pole plate according to the invention, even if the pole plate contacts the membrane, this contact can be made in a curved area, so that the risk of damaging the membrane at a sharp edge is substantially reduced.

In den 7 bis 9 ist jeweils ein Graph mit einem Verlauf des BI-Faktors in Abhängigkeit der Auslenkung der Spule gezeigt. Hierbei ist es erwünscht, dass der BI-Faktor in beide Auslenkungsrichtungen einen möglichst leichten Verlauf aufweist.In the 7 to 9 in each case a graph is shown with a course of the BI factor as a function of the deflection of the coil. In this case, it is desirable for the BI factor to have the easiest possible course in both deflection directions.

Der elektrodynamische Schallwandler gemäß der Erfindung kann in einem Hörer (Ohrhörer, In-Ohr-Hörer oder Ohrkanalhörer) oder in einem Mikrofon verwendet werden.The electrodynamic transducer according to the invention can be used in a listener (earphone, in-ear listener or ear canal listener) or in a microphone.

Claims (6)

Elektrodynamischer Schallwandler, mit einem Magneten (1), einer auf dem Magneten (1) vorgesehenen Polplatte (3), einem die Polplatte (3) und den Magneten (1) umgebenden Napf (2), einem Luftspalt zwischen der Polplatte (3) und dem Magneten (1) sowie dem Napf (2), wobei eine Schwingspule (4) in den Spalt eingeführt ist, einer Membran (5), welche mit der Schwingspule (4) gekoppelt ist, wobei die Membran einen ersten Bereich in Form einer Kalotte aufweist, wobei die Polplatte (3) einen Bereich aufweist, welcher an die Kontur der Kalotte angepasst ist.Electrodynamic transducer, with a magnet ( 1 ), one on the magnet ( 1 ) provided pole plate ( 3 ), the pole plate ( 3 ) and the magnet ( 1 ) surrounding bowl ( 2 ), an air gap between the pole plate ( 3 ) and the magnet ( 1 ) as well as the bowl ( 2 ), wherein a voice coil ( 4 ) is introduced into the gap, a membrane ( 5 ), which with the voice coil ( 4 ), wherein the membrane has a first region in the form of a dome, wherein the pole plate ( 3 ) has an area which is adapted to the contour of the dome. Elektrodynamischer Schallwandler nach Anspruch 1, wobei die Polplatte (3) nach außen gewölbt ausgestaltet ist.Electrodynamic transducer according to claim 1, wherein the pole plate ( 3 ) is outwardly curved. Elektrodynamischer Schallwandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Polplatte (3) aus einem magnetisierbaren Material besteht.Electrodynamic transducer according to claim 1 or 2, wherein the pole plate ( 3 ) consists of a magnetizable material. Elektrodynamischer Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Polplatte (3) einstückig ist.Electrodynamic transducer according to one of claims 1 to 3, wherein the pole plate ( 3 ) is integral. Hörer, mit einem elektrodynamischen Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Handset, with an electrodynamic transducer according to one of claims 1 to 4. Mikrofon, mit einem elektrodynamischen Schallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Microphone, with an electrodynamic transducer according to one of claims 1 to 4.
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DE202009015115U1 (en) * 2009-11-06 2010-01-21 Lpg Lautsprecher-Produktions-Gesellschaft Mbh Dynamic voice coil speaker

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