DE102016119006A1

DE102016119006A1 - Elektroakustischer Transducer mit biegsamer Spulendrahtverbindung

Info

Publication number: DE102016119006A1
Application number: DE102016119006.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Schöffmann; Erich Klein
Original assignee: Sound Solutions International Co Ltd
Current assignee: Sound Solutions International Co Ltd
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2017-04-06
Also published as: US20170099536A1; CN106561057A; CN106561057B; WO2017059824A1

Abstract

Ein neuer Audiotransducer für Mobilgeräte, insbesondere für einen Mikrolautsprecher, der eine Spulenanordnung, die eine Spule, ein Paar Leiter, das sich von der Spule erstreckt, und eine biegsame Leiterplatte, die ein Paar von Kontaktpads hat, mit welchen die Leiter direkt elektrisch verbunden sind, hat. Ein Vorteil dieses neuen Lautsprechers ist die verringerte Anzahl elektrischer Anschlüsse zwischen den Leitern der Spule und dem Treiber der Spule. Das hilft, die Anzahl und Größe der Teile des Mikrolautsprechers zu verringern, und hilft, die Soundqualität und Dauerhaftigkeit des Lautsprechers zu erhöhen.

Description

STAND DER TECHNIK
a. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Audiotransducer, wie zum Beispiel einen Lautsprecher, um ein elektrisches Audiosignal in akustischen Klang umzuwandeln, oder einen Empfänger, um einen akustischen Klang in ein elektrisches Audiosignal umzuwandeln. Diese Erfindung betrifft außerdem einen Mikrolautsprecher, der für hohe akustische Ausgabe optimiert ist und innerhalb eines kleinen Raums eines Mobilgeräts, wie zum Beispiel eines Mobiltelefons, eines Tablet-Computers, einer Spielvorrichtung, eines Notebooks oder einer ähnlichen Vorrichtung liegt.
b. Stand der Technik
Mikrolautsprecher des Stands der Technik für den Gebrauch in Mobilgeräten weisen eine Spule auf, die an der Membran des Lautsprechers befestigt ist. Die Spule weist zwei Leiter auf, um ein elektrisches Signal in die Spule zu speisen. Diese Spule ist innerhalb eines Magnetfelds eingerichtet, das aus einer Anordnung von Magneten gebildet ist. Das elektrische Signal, das in die Spule gespeist wird, veranlasst die Spule und die angeschlossene Membran zum Vibrieren, was einen akustischen Klang in Zusammenhang mit dem elektrischen Signal erzeugt. Mikrolautsprecher des Stands der Technik weisen einen Rahmen zum Ausrichten und Befestigen der Teile des Lautsprechers auf. Der Rahmen weist Kontaktpads auf, die die elektrische Schnittfläche zwischen der Spule und der Audioelektronik des Mobilgeräts bereitstellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Audiotransducer für Mobilgeräte ohne die Nachteile bekannter Transducer zu haben. Ein neuer Audiotransducer für Mobilgeräte, insbesondere für einen Mikrolautsprecher, umfasst eine Spulenanordnung, die eine Spule, ein Paar Leiter, das sich von der Spule erstreckt, und eine biegsame Leiterplatte, die ein Paar von Kontaktpads hat, mit welchen die Leiter direkt elektrisch verbunden sind. Ein Vorteil dieses neuen Lautsprechers ist die verringerte Anzahl elektrischer Anschlüsse zwischen den Leitern der Spule und dem Treiber der Spule. Das hilft, die Anzahl und Größe der Teile des Mikrolautsprechers zu verringern, und hilft, die Soundqualität und Dauerhaftigkeit des Lautsprechers zu erhöhen. Weitere Einzelheiten und Vorteile eines solchen Audiotransducers werden in der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen klar.
Kurz gesagt betrifft daher ein Aspekt der Erfindung einen Audiotransducer, der eine im Wesentlichen rechteckige Topfplatte, die einen Umfang, einen im Wesentlichen rechteckigen Kragen, eine Membran, ein Magnetsystem und eine Spulenanordnung hat, umfasst. Der im Wesentlichen rechteckige Kragen weist einen ersten Abschnitt, der im Wesentlichen zu der Topfplatte parallel ist, eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung, die sich durch den ersten Abschnitt des Kragens erstreckt, auf. Ein zweiter Abschnitt des Kragens erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht von dem ersten Abschnitt abwärts, und eine Traglasche erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht von dem zweiten Abschnitt auswärts. Die Membran weist einen Umfang auf, der an dem ersten Abschnitt des Kragens befestigt ist. Das Magnetsystem weist eine Umfangsmagnetanordnung, eine Mittenmagnetanordnung und einen Luftspalt, der zwischen der Umfangsmagnetanordnung und der Mittenmagnetanordnung ausgebildet ist, auf. Die Umfangsanordnung umfasst eine Anordnung äußerer Magnete, die in der Nähe des Umfangs der Topfplatte angeordnet ist, und eine Ringplatte, die an der Anordnung äußerer Magnete befestigt ist. Die Mittenmagnetanordnung umfasst einen Mittenmagnet, der an einer der Topfplatte befestigt und im Wesentlichen von der Anordnung äußerer Magnete des Umfangsmagnetsystems umgeben ist, und eine Oberseitenplatte, die an dem Mittenmagnet befestigt ist. Die Spulenanordnung weist eine Spule auf, die in dem Luftspalt liegt, wobei die Spule eine Oberseite hat, die an der Membran befestigt ist. Ein Paar elektrischer Leiter erstreckt sich von der Spule und ist direkt elektrisch an ein Paar von Kontaktpads auf einer biegsamen Leiterplatte angeschlossen. Die Traglasche des Kragens ist an der biegsamen Leiterplatte befestigt.
Obwohl Ausführungsformen des Audiotransducers gezeigt und als eine rechteckige Form habend beschrieben sind, versteht man, dass der Audiotransducer bei anderen Ausführungsformen eine Vielfalt von Formen haben kann, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, kreisförmig oder oval. Die Erfindung ist folglich nicht auf Audiotransducer, die eine rechteckige Form haben, beschränkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aspekte, Merkmale, Einzelheiten, Betriebsmittel und Vorteile der Erfindung ergeben sich vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den anliegenden Ansprüchen und begleitenden Zeichnungen, wobei die Zeichnungen Merkmale in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, und wobei:
1 eine auseinandergezogene perspektivische Draufsicht der relevanten Teile des rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß dem Stand der Technik zeigt,
2A eine perspektivische Ansicht von unten der relevanten Teile eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß dem Stand der Technik zeigt,
2B eine perspektivische Ansicht von unten der relevanten Teile eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß dem Stand der Technik zeigt,
3 eine auseinandergezogene perspektivische Draufsicht eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
4 eine perspektivische Draufsicht einer Spulenanordnung eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
5 eine perspektivische Ansicht eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Herstellen des rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschreibt,
7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines rechteckigen Mikrolautsprechers innerhalb eines Einschlusses gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
8A eine perspektivische Draufsicht eines Kragens eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
8B eine perspektivische Ansicht von unten eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
9A eine perspektivische Ansicht von unten eines Kragens eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist,
9B eine perspektivische Draufsicht eines Kragens eines rechteckigen Mikrolautsprechers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist.
Gleiche Bezugszeichen verweisen in den verschiedenen Ansichten auf gleiche oder äquivalente Teile.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Diverse Ausführungsformen sind hier für diverse Geräte beschrieben. Zahlreiche spezifische Einzelheiten sind dargelegt, um ein gründliches Verstehen der Gesamtstruktur, Funktion, Herstellung und des Gebrauchs der Ausführungsformen wie in der Patentschrift beschrieben und in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, bereitzustellen. Der Fachmann versteht jedoch, dass die Ausführungsformen ohne solche spezifische Einzelheiten umgesetzt werden können. In anderen Fällen wurden gut bekannte Vorgehensweisen, Bauteile und Elemente nicht ausführlich beschrieben, um die Ausführungsformen, die in der Patentschrift beschrieben sind, nicht zu verschleiern. Der Durchschnittsfachmann versteht, dass die Ausführungsformen, die hier beschrieben und veranschaulicht sind, nicht einschränkende Beispiele sind, und dass man daher zu schätzen weiß, dass die spezifischen Struktur- und Funktionseinzelheiten, die hier offenbart sind, repräsentativ sein können und nicht notwendigerweise den Geltungsbereich der Ausführungsformen, deren Umfang nur durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, einschränken.
In dieser Patentschrift bedeutet der Verweis auf „diverse Ausführungsformen“ oder „einige Ausführungsformen“, „1 Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ oder dergleichen, dass ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder Charakteristik, die in Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Das Erscheinen der Sätze „in diversen Ausführungsformen“, „in einigen Ausführungsformen“, „in 1 Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ oder dergleichen an verschiedenen Stellen in dieser Patentschrift bezieht sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner können die besonderen Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken in irgendeiner geeigneten Art in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. Die besonderen Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken, die in Verbindung mit einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, können daher ganz oder teilweise mit Merkmalen, Strukturen oder Charakteristiken einer oder mehr anderer Ausführungsformen uneingeschränkt kombiniert werden, vorausgesetzt, dass eine solche Kombination nicht unlogisch oder nicht funktional ist.
Zu bemerken ist, dass, wie in dieser Patentschrift und den anliegenden Ansprüchen verwendet, die Singularformen „ein“ und „die“ auch die Pluralform enthalten, falls der Inhalt es nicht klar anders vorschreibt.
Die Begriffe „erster“, „zweiter“ und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen werden, falls vorhanden, zum Unterscheiden zwischen ähnlichen Elementen verwendet und nicht unbedingt zum Beschreiben einer besonderen Sequenz oder chronologischen Reihenfolge. Man muss verstehen, dass die so verwendeten Begriffe unter entsprechenden Umständen gegenseitig derart austauschbar sind, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zum Beispiel in anderen Sequenzen als den hier veranschaulichten oder anderswie beschriebenen arbeiten können. Außerdem sind die Begriffe „aufweisen“, „enthalten“, „haben“ und irgendwelche Variationen dieser dazu bestimmt, einen nicht exklusiven Einschluss zu decken, so dass ein Vorgang, Verfahren, Artikel oder Gerät, das/der eine Liste von Elementen enthält, nicht unbedingt auf diese Elemente beschränkt ist, sondern andere Elemente enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder in einem solchen Vorgang, Verfahren, Artikel oder Gerät inhärent sind.
Die Begriffe „links“, „rechts“, „vorn“, „hinten“, „oben“, „unten“, „ober“, „unter“ und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen werden, falls vorhanden, zu Beschreibungszwecken verwendet und nicht unbedingt zum Beschreiben dauerhafter relativer Positionen. Man muss verstehen, dass die so verwendeten Begriffe unter entsprechenden Umständen gegenseitig austauschbar sind, und dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zum Beispiel in anderen Ausrichtungen als den hier veranschaulichten oder anderswie beschriebenen arbeiten können.
Alle Zahlen, die Maße usw. ausdrücken, die in der Patentschrift und den Ansprüchen verwendet werden, müssen als in allen Instanzen durch den Begriff „etwa“ geändert verstanden werden.
1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der relevanten Teile des rechteckigen Mikrolautsprechers 10 gemäß dem Stand der Technik. Der Lautsprecher 10 umfasst eine Membran 12, die typischerweise aus einer oder mehreren Materialschichten aufgebaut ist, wie zum Beispiel aus Etherketon (PEEK), Acrylat und/oder thermoplastischem Elastomer (TEP), Polyetherimid (PEI) und/oder anderen Materialien gemäß dem Stand der Technik. Die Membran 12 kann auch eine Membranplatte 14 aufweisen, um die Membran 12 zu versteifen. Der Lautsprecher 10 umfasst ferner eine Spule 32 mit Leitern 34. Ein elektrisches Signal zum Treiben der Spule 32 wird durch die Leiter 34 in die Spule 32 gespeist. Die Spule 32 des zusammengebauten Lautsprechers 10 wird an der Membran 12 mit einem Klebstoff befestigt, wie zum Beispiel mit Kleber, Klebeband oder anderen Haftmitteln, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind.
Der Lautsprecher 10 weist ein Magnetsystem 50 auf, das eine Umfangsmagnetanordnung 52 und eine Mittenmagnetanordnung 60 umfasst. Die Umfangsmagnetanordnung 52 weist vier Magnete 54 auf, die auf den rechteckigen Seiten des rechteckigen Lautsprechers 10 angeordnet sind, und eine Ringplatte 58, die an den Magneten 54 befestigt ist. Die Mittenmagnetanordnung 60 weist den Magnet 62 auf, der in der Mitte des Lautsprechers 10 angeordnet ist, und eine Oberseitenplatte 64, die an dem Magnet 62 befestigt ist. Die Umfangsmagnetanordnung 52, die Mittenmagnetanordnung 60 und eine Topfplatte 80, die an der Umfangs- und Mittenmagnetanordnung 52, 60, dem Ring 58 und den Oberseitenplatten 64 entgegengesetzt befestigt sind, bilden den Magnetfeldführer 68. Der Magnetfeldführer 68 führt und fokussiert das Magnetfeld der Magnete 54 und 62 in einem Luftspalt 70 zwischen der Umfangsmagnetanordnung 52 und der Mittenmagnetanordnung 60, in dem die Spule 32 in dem zusammengebauten Lautsprecher 10 angeordnet ist.
Der Lautsprecher 10 des Stands der Technik weist ferner den Rahmen 90 auf, um die Membran 12 mit dem Magnetsystem 50 zusammenzufügen und auszurichten. Die Spule 32 passt in den Luftspalt 70 und kann sich aufwärts und abwärts innerhalb des Luftspalts 70 gemäß dem elektrischen Signal, das in die Spule 32 durch die Leiter 34 gespeist wird, verschieben. Der Rahmen 90 ist typischerweise aus einem geformten Kunststoff hergestellt, der es dem Rahmen 90 erlaubt, eine komplexe Oberfläche mit Öffnungen zu haben, die Luftströmung und Befestigung anderer Teile des Lautsprechers 10 erlauben. Die Enden der Leiter 34 der Spule 32 sind an Kontaktpads 92t, die in die Oberseite des Rahmens 90 während eines Zusammenbauprozesses befestigt werden, gelötet. Wie in 2A gezeigt, weist die Unterseite des Rahmens 90 Kontaktpads 92b auf, die elektrisch an Kontaktpads 92t auf der Oberseite des Rahmens 90 angeschlossen sind. Wie in 2B gezeigt, wird ein weiterer elektrischer Anschluss mit der biegsamen Leiterplatte 94, die die Kontaktpads 96 aufweist, hergestellt. Die Kontaktpads 96 der biegsamen Leiterplatte 94 werden an Kontaktpads 92b während eines Zusammenbauprozesses gelötet. Das elektrische Signal zum Treiben der Spule 32 wird durch die biegsame Leiterplatte 94, die Kontaktpads 96, die Kontaktpads 92b, die Kontaktpads 92t und in die Leiter 34 gespeist. Ferner, wie in den 2A und 2B gezeigt, weist die Topfplatte 80 Bodenbelüftungen 98 auf, die Luftstrom zwischen einem Rückraum (nicht gezeigt) und der Rückraumseite der Membran 12 erlauben. Die Bodenbelüftungen 98 erlauben eine unverzerrte Vibration der Membran 12 gemäß dem elektrischen Signal, das in die Spule 32 gespeist wird.
Die relevanten Teile einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind in den 3, 4, 5, 6 und 7 gezeigt. 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der relevanten Teile des rechteckigen Mikrolautsprechers 110. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Spule 132 und biegsamen Leiterplatte 136. 5 zeigt eine perspektivische Draufsicht der relevanten Teile des zusammengebauten Lautsprechers 110. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen des Lautsprechers 110 beschreibt. 7 ist eine perspektivische Draufsicht des zusammengebauten Lautsprechers 110 innerhalb eines Einschlusses 190.
Der Lautsprecher 110 umfasst eine Membran 112, einen Kragen 116, eine Spulenanordnung 130, ein Magnetsystem 150 und eine Topfplatte 180. Die Membran 112 kann aus einer oder mehreren Materialschichten gebaut sein, wie zum Beispiel aus Etherketon (PEEK), Acrylat und/oder thermoplastischem Elastomer (TEP), Polyetherimid (PEI) und/oder andere Materialien gemäß dem Stand der Technik. Die Membran 112 kann auch eine Membranplatte 114 aufweisen, um die Membran 112 zu versteifen.
Der Lautsprecher 110 weist ein Magnetsystem 150 auf, das eine Umfangsmagnetanordnung 152 und eine Mittenmagnetanordnung 160 umfasst. Die Umfangsmagnetanordnung 152 weist vier Magnete 154 auf, die auf den rechteckigen Seiten des rechteckigen Lautsprechers 110 angeordnet sind, und eine Ringplatte 158, die an den Magneten 154 befestigt ist. Die Mittenmagnetanordnung 160 weist den Magnet 162 auf, der in der Mitte des Lautsprechers 110 angeordnet ist, und eine Oberseitenplatte 164, die an dem Magnet 162 befestigt ist. Die Umfangsmagnetanordnung 152, die Mittenmagnetanordnung 160 und eine Topfplatte 180, die an der Umfangs- und Mittenmagnetanordnung 152, 160 dem Ring 158 und den Oberseitenplatten 164 entgegengesetzt befestigt sind, bilden den Magnetfeldführer 168. Der Magnetfeldführer 168 führt und fokussiert das Magnetfeld der Magnete 154 und 162 in einem Luftspalt 170 zwischen der Umfangsmagnetanordnung 152 und der Mittenmagnetanordnung 160, in dem die Spule 132 in dem zusammengebauten Lautsprecher 110 angeordnet ist.
Der Lautsprecher 110 weist eine Spulenanordnung 130 auf, die die Spule 132, Leiter 134 und eine biegsame Leiterplatte 136 hat. Ein elektrisches Signal zum Treiben der Spule 132 wird durch die biegsame Leiterplatte 136 und die Leiter 34 in die Spule 132 gespeist. Die Spule 132 des zusammengebauten Lautsprechers 110 wird an der Membran 112 mit einem Klebstoff befestigt, wie zum Beispiel mit Kleber, Klebeband oder anderen Haftmitteln, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind. Anders als die Lautsprecher des Stands der Technik, werden die Leiter 134 der Spule 132 direkt an die biegsame Leiterplatte 136 angeschlossen. Die biegsame Leiterplatte 136 weist ein Paar Kontaktpads 138 auf einem ersten Klemmenende der biegsamen Leiterplatte 136 auf, das in elektrischer Verbindung mit den Kontaktpads 140 auf einem zweiten Klemmenende der Leiterplatte 136, dem ersten entgegengesetzt, steht. Elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpads 140 und 138 kann unter Verwenden von Leiterbahnen und/oder Durchkontaktierungen, wie gemäß dem Stand der Technik bekannt, hergestellt werden. Die Leiter 134 sind elektrisch durch eine Lötverbindung mit Kontaktpads 138 verbunden, um es einem elektrischen Signal zu erlauben, von einer Quelle (nicht gezeigt) in die Kontaktpads 140, durch Leiterbahnen und/oder Durchkontaktierungen in der biegsamen Leiterplatte 136, durch die Kontaktpads 138, durch die Leiter 134 und in die Spule 132 zu fließen. Der Fachmann versteht, dass bei diversen Ausführungsformen die elektrische Verbindung zwischen den Leitern 134 und der biegsamen Leiterplatte 136 auf eine Vielfalt von Arten, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind, ausgeführt werden kann, zum Beispiel durch Einfügen der Leiter 134 in einen elektrischen Steckverbinder, der an der Leiterplatte 136 befestigt ist.
Anders als der Mikrolautsprecher 10 des Stands der Technik, der in den 1, 2A und 2B gezeigt ist, benötigt der Mikrolautsprecher 110 keine Kontaktpads 92t und Kontaktpads 92b in dem Rahmen 90. Durch Eliminieren der zusätzlichen Bauteile, die erforderlich sind, um das elektrische Signal von der Quelle zu der Spule 132 zu übertragen, kann die Größe verringert werden, die Bauteil- und Herstellungskosten können verringert werden, und die Dauerhaftigkeit und Soundqualität können für den Lautsprecher 110 im Vergleich zu dem Lautsprecher 10 des Stands der Technik erhöht werden. Durch Verbinden der Leiter 134 direkt mit den Kontaktpads 138 der biegsamen Leiterplatte 136, wird die Anzahl elektrischer Anschlüsse zum Beispiel auf einen für jeden Leiter 134 verringert.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, erstrecken sich die Leiter 134 der Spule 132 von der Seite der Spule 132 in der Nähe der biegsamen Leiterplatte 136, und jeder Leiter 134 bildet eine kurze Schleife. Das erlaubt es den Leitern 134, eine kürzere Länge zu haben als die Leiter 34 des Mikrolautsprechers 10 des Stands der Technik. Bei anderen Ausführungsformen können sich die Leiter 134 der Spule 132 jedoch von der Seite der Spule 132 distal zu der biegsamen Leiterplatte 136 erstrecken und nach innen verschleift sein, um elektrisch an Kontaktpads 138 der biegsamen Leiterplatte 136 angeschlossen zu werden. Wie gezeigt, erstrecken sich die Leiter 134 von dem Boden der Spule 132 und können im Wesentlichen horizontal und im Wesentlichen in der Ebene mit der biegsamen Leiterplatte 136 sein, wenn sich die Spule in der Ruheposition befindet. Bei diversen Ausführungsformen kann der Lautsprecher 110 auch ein oder mehr der Tragelemente zum Tragen der Spule 132 und/oder Leiter 134, aufweisen, wie in der vorläufigen U.S. Patentanmeldung 62/147 801, eingereicht am 15. April 2015 mit dem Titel „Speaker with Supported Coil Wire“, beschrieben, die hier durch Verweis vollständig aufgenommen wird.
Aufgrund des direkten elektrischen Anschlusses zwischen den Leitern 134 und der biegsamen Leiterplatte 136, kann der Rahmen 90 des Lautsprechers 10 des Stands der Technik durch den Kragen 116, wie in 3 gezeigt, ersetzt werden. Der Kragen 116 hat einen ersten Abschnitt 118, der im Wesentlichen horizontal und im Wesentlichen zu der Topfplatte 180 parallel ist. Eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 120 ist in dem ersten Abschnitt 118 vorgesehen, durch die sich die Spule 132 während des Betriebs des Lautsprechers 110 verschieben kann. Der erste Abschnitt dient als eine Krempe, an der der Umfang der Membran 112 typischerweise zum Beispiel durch Klebstoff oder Haftmittel befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt, der als Seitenlaschen 122 gezeigt ist, erstreckt sich abwärts und im Wesentlichen senkrecht von den Seiten des ersten Abschnitts 118 des Kragens 116. Bevorzugt weist der Kragen 116 vier (4) Seitenlaschen auf, man versteht jedoch, dass der Kragen 116 bei diversen Ausführungsformen zum Beispiel von etwa zwei (2) Laschen bis etwa vier (4) Laschen aufweisen kann (zum Beispiel zwei (2) Laschen, drei (3) Laschen, vier (4) Laschen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Kragen 116 weniger als zwei (2) Laschen aufweisen. Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Kragen 116 mehr als vier (4) Laschen aufweisen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3, weist der Kragen 116 ferner Öffnungen 124 in der Nähe der Ecken des Kragens 116 zwischen den Laschen 122 auf. Bevorzugt weist der Kragen 116 vier (4) Öffnungen auf, man versteht jedoch, dass der Kragen 116 bei diversen Ausführungsformen zum Beispiel von etwa zwei (2) Öffnungen bis etwa vier (4) Öffnungen aufweisen kann (zum Beispiel zwei (2) Öffnungen, drei (3) Öffnungen, vier (4) Öffnungen). Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Kragen 116 weniger als zwei (2) Öffnungen aufweisen. Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Kragen 116 mehr als vier (4) Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen 124 dienen als Seitenbelüftungen, die Luftstrom zwischen einem Rückraum (nicht gezeigt) und der Rückraumseite der Membran 112 erlauben. Wie in den 3 und 5 veranschaulicht, sind die Öffnungen 124 im Wesentlichen mit den Spalten 156 zwischen den Magneten 154 des Magnetsystems 150 ausgerichtet, und der Lautsprecher 110 weist daher einen im Wesentlichen freien Luftweg zwischen dem Rückraum und der Rückraumseite der Membran 112 auf. Die Öffnungen 124 erlauben daher eine unverzerrte Vibration der Membran 112 als Reaktion auf das elektrische Signal, das in die Spule 132 gespeist wird. Mit den Öffnungen 124 auf dem Kragen 116 sind hintere Belüftungen in der Topfplatte 180 nicht erforderlich. Indem keine hinteren Belüftungen auf der Kopfplatte 180 erforderlich sind, können die Geometrie und/oder die Merkmale der Topfplatte 180 im Vergleich zu der Topfplatte 80 der Lautsprecher des Stands der Technik vereinfacht werden, wodurch die Bauteilkosten verringert werden. Man versteht jedoch, dass bei diversen Ausführungsformen zusätzlich oder alternativ zu Öffnungen auf dem Kragen 116 hintere Belüftungen auf der Topfplatte 180 vorgesehen werden können.
Der Kragen 116 weist ferner eine Stabilisierungslasche 126 auf, die sich im Wesentlichen horizontal von der rechten Lasche 122 erstreckt. Wie in 5 gezeigt, bildet die Stabilisierungslasche 126 eine Schnittfläche mit der biegsamen Leiterplatte 136, dient zum Stabilisieren der biegsamen Leiterplatte 136, bietet Schutz zwischen dem elektrischen Anschluss zwischen den Leitern 134 und den Kontaktpads 138, und hält die Positionen des Kragens 116 und der Spulenanordnung 130 in dem Lautsprecher 110. Die Stabilisierungslasche 126 wird an der biegsamen Leiterplatte 136 unter Verwenden eines Haftmittels 142 (siehe 3) befestigt, wie zum Beispiel Klebstoff, Klebeband oder andere Haftmittel, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind.
Der zusammengebaute Lautsprecher 110 ist in 5 gezeigt. Unter Bezugnahme auf 6, ist eine Ausführungsform des Zusammenbauens des Lautsprechers 110 veranschaulicht. Bei Schritt 600 werden die Leiter 134 der Spule 132 an die Kontaktpads 138 der biegsamen Leiterplatte 136 gelötet, um die Spulenanordnung 130 zu bilden. Bei Schritt 602 wird die Spulenanordnung 130 innerhalb der Umfangsmagnetanordnung 152 platziert, wobei die Leiter 134 um den rechten Magnet 154 der Umfangsmagnetanordnung 152 verschleift sind. Bei Schritt 604 wird der Kragen 116 auf die Oberseite und um die Umfangsmagnetanordnung 152 platziert, und die Traglasche 126 des Kragens 116 wird an der biegsamen Leiterplatte 136 der Spulenanordnung 130 befestigt. Bei Schritt 606 wird die Topfplatte 180 mit der Mittenmagnetanordnung 160 an den Magneten 154 der Umfangsmagnetanordnung 152 auf der entgegengesetzten Seite der Ringplatte 158 befestigt. Bei Schritt 608 wird der Umfang der Membran 112 an der Ringplatte 158 befestigt, und die Spule 132 wird an der Membran 112 befestigt. Dieses Verfahren resultiert in dem zusammengebauten Lautsprecher 110, wie in 5 gezeigt. Obwohl diverse Schritte hier in einer Reihenfolge beschrieben sind, versteht man, dass andere Ausführungsformen des Verfahrens in irgendeiner Reihenfolge und/oder ohne die beschriebenen Schritte ausgeführt werden können, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.
Der zusammengebaute Lautsprecher 110 kann in einem Einschluss 190, wie in 7 gezeigt, installiert werden. Der Einschluss 190 ist mit einem Schallweg veranschaulicht, der in einer Seitenreflexöffnung 192 endet, man versteht jedoch, dass der Einschluss des Lautsprechers 110 bei diversen Ausführungsformen einen Schallweg aufweisen kann, der in einer oberen oder unteren Reflexöffnung endet. Der Einschluss 190 weist ferner einen Durchgang auf, durch den die biegsame Leiterplatte 136 austritt, so dass sie mit der Verschaltungsquelle (nicht gezeigt) zum Treiben des Lautsprechers 110 verbunden werden kann.
Eine andere Ausführungsform des Lautsprechers 210 der Erfindung ist in den 8A, 8B veranschaulicht und unten beschrieben. Einige Merkmale des einen oder der mehr Lautsprecher 110 und 210 sind beiden gemeinsam und Beschreibungen solcher Merkmale in einer Ausführungsform sollten als für die anderen Ausführungsformen geltend verstanden werden. Ferner können besondere Charakteristiken und Aspekte der Ausführungsform kombiniert oder an Stelle besonderer Charakteristiken und Aspekte der anderen Ausführungsform verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 8A ist ein Abschnitt des Lautsprechers 210 gezeigt. Der Lautsprecher 210 umfasst eine Membran 112, einen Kragen 216, eine Spulenanordnung 130, ein Magnetsystem 150 und eine Topfplatte 180. Der Lautsprecher 210 ist im Wesentlichen derselbe wie der Lautsprecher 110, mit der Ausnahme des Designs des Kragens 216. Der Kragen 216 hat einen ersten Abschnitt 218, der im Wesentlichen horizontal und im Wesentlichen zu der Topfplatte 180 parallel ist (siehe 8B). Eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 220 ist in dem ersten Abschnitt 218 vorgesehen, durch die sich die Spule 132 während des Betriebs des Lautsprechers 210 verschieben kann. Der erste Abschnitt 218 dient als eine Krempe, an der der Umfang der Membran 112 typischerweise zum Beispiel durch Klebstoff oder Haftmittel befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt, der als Seitenwand 222 gezeigt ist, erstreckt sich abwärts und im Wesentlichen senkrecht von den Seiten des ersten Abschnitts 218 des Kragens 216. Die Seitenwand 222 erstreckt sich um den Umfang des Kragens 216.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8A, weist die Seitenwand 222 eine Anordnung von Öffnungen 224 auf, die sich durch die Seitenwand 222 in der Nähe der Ecken des Kragens 216 erstreckt. Öffnungen 224 sind als im Wesentlichen kreisförmige Löcher, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, gezeigt. Bei diversen Ausführungsformen können die Öffnungen 224 zum Beispiel mit dem Laser in die Seitenwand 222 geschnitten werden. Die Öffnungen 224 dienen als Seitenbelüftungen, die Luftstrom zwischen einem Rückraum (nicht gezeigt) und der Rückraumseite der Membran 112 erlauben. Wie in 8A veranschaulicht, sind die Öffnungen 224 im Wesentlichen mit den Spalten 156 zwischen den Magneten 154 des Magnetsystems 150 ausgerichtet, und der Lautsprecher 210 weist daher einen im Wesentlichen freien Luftweg zwischen dem Rückraum und der Rückraumseite der Membran 112 auf. Die Öffnungen 224 erlauben daher eine unverzerrte Vibration der Membran 112 als Reaktion auf das elektrische Signal, das in die Spule 132 gespeist wird. Mit den Öffnungen 224 auf dem Kragen 216 sind hintere Belüftungen in der Topfplatte 180, wie in 8B gezeigt, nicht erforderlich. Indem keine hinteren Belüftungen auf der Kopfplatte 180 erforderlich sind, können die Geometrie und/oder die Merkmale der Topfplatte 180 im Vergleich zu der Topfplatte 80 der Lautsprecher des Stands der Technik vereinfacht werden, wodurch die Bauteilkosten verringert werden. Man versteht jedoch, dass bei diversen Ausführungsformen zusätzlich oder alternativ zu Öffnungen auf dem Kragen 216 hintere Belüftungen auf der Topfplatte 180 vorgesehen werden können.
Man versteht, dass die Anzahl und/oder Größe der Öffnungen 224 abgeändert werden kann, um die geeignete Seitenbelüftung zu einem Rückraum (nicht gezeigt) bereitzustellen, um die gewünschte akustische Leistung für den Lautsprecher 210 zu verwirklichen. Ferner, wie in der vorläufigen U.S.-Anmeldung, eingereicht am 6. Oktober 2015 mit der Aktennummer 112256-0090, mit dem Titel „Electroacoustic Transducer“, die durch Verweis vollständig aufgenommen ist, beschrieben, können die Öffnungen 224 ein Höchstmaß haben, das kleiner ist als ein Adsorbermaterial, das in einen Einschluss gefüllt wird. Das Adsorbermaterial kann zum Beispiel das Zeolithmaterial sein, das in der veröffentlichten U.S.-Patentanmeldung 2013/0170687, veröffentlicht am 4. Juli 2013, mit dem Titel „Loudspeaker System with Improved Sound“, beschrieben ist.
Der Kragen 216 weist ferner eine Stabilisierungslasche 226 auf, die sich im Wesentlichen horizontal von der Seitenwand 222 erstreckt. Wie in 8A gezeigt, bildet die Stabilisierungslasche 226 eine Schnittfläche mit der biegsamen Leiterplatte 136, dient zum Stabilisieren der biegsamen Leiterplatte 136, bietet Schutz zwischen dem elektrischen Anschluss zwischen den Leitern 134 und den Kontaktpads 138, und hält die Positionen des Kragens 216 und der Spulenanordnung 130 in dem Lautsprecher 210. Die Stabilisierungslasche 226 wird an der biegsamen Leiterplatte 136 unter Verwenden eines Haftmittels 142 (siehe 3) befestigt, wie zum Beispiel Klebstoff, Klebeband oder andere Haftmittel, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind.
Eine andere Ausführungsform des Kragens 316 der Erfindung ist in den 9A, 9B veranschaulicht und unten beschrieben. Einige Merkmale des einen oder der mehr Kragen 216 und 316 sind beiden gemeinsam und Beschreibungen solcher Merkmale in einer Ausführungsform sollten als für die anderen Ausführungsformen geltend verstanden werden. Ferner können besondere Charakteristiken und Aspekte der Ausführungsform kombiniert oder an Stelle besonderer Charakteristiken und Aspekte der anderen Ausführungsform verwendet werden.
Der Kragen 316 hat einen ersten Abschnitt 318, der im Wesentlichen horizontal und im Wesentlichen zu der Topfplatte 180 parallel ist. Eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 320 ist in dem ersten Abschnitt 318 vorgesehen, durch die sich eine Spule 132 während des Betriebs des Lautsprechers 110 verschieben kann. Der erste Abschnitt 318 dient als eine Krempe, an der der Umfang der Membran 112 typischerweise zum Beispiel durch Klebstoff oder Haftmittel befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt, der als Seitenwand 322 gezeigt ist, erstreckt sich abwärts und im Wesentlichen senkrecht von den Seiten des ersten Abschnitts 318 des Kragens 316. Die Seitenwand 322 erstreckt sich um den Umfang des Kragens 316.
Die Seitenwand 316 weist eine Anordnung von Öffnungen 324 auf, die sich durch die Seitenwand 322 in der Nähe der Ecken des Kragens 316 erstreckt. Die Öffnungen 324 sind als Schlitze, die in Spalten angeordnet sind, gezeigt. Die Schlitzöffnungen 324 sind als sich von dem Klemmenende der Seitenwand 320 bis zu dem ersten Abschnitt 318 des Kragens 316 erstreckend gezeigt. Bei diversen Ausführungsformen können die Öffnungen 324 zum Beispiel mit dem Laser in die Seitenwand 322 geschnitten werden. Die Öffnungen 324 dienen als Seitenbelüftungen, die Luftstrom zwischen einem Rückraum (nicht gezeigt) und der Rückraumseite der Membran 112 erlauben. Die Öffnungen 324 können im Wesentlichen mit den Spalten zwischen den Magneten 154 des Magnetsystems 150 ausgerichtet sein, und der Lautsprecher kann daher einen im Wesentlichen freien Luftweg zwischen dem Rückraum und der Rückraumseite der Membran 112 aufweisen. Die Öffnungen 324 erlauben daher eine unverzerrte Vibration der Membran 112 als Reaktion auf das elektrische Signal, das in die Spule 132 gespeist wird. Mit den Öffnungen 324 auf dem Kragen 316 sind hintere Belüftungen in der Topfplatte 180, wie in 8B gezeigt, nicht erforderlich. Indem keine hinteren Belüftungen auf der Kopfplatte 180 erforderlich sind, können die Geometrie und/oder die Merkmale der Topfplatte 180 im Vergleich zu der Topfplatte 80 der Lautsprecher des Stands der Technik vereinfacht werden, wodurch die Bauteilkosten verringert werden. Man versteht jedoch, dass bei diversen Ausführungsformen zusätzlich oder alternativ zu Öffnungen auf dem Kragen 316 hintere Belüftungen auf der Topfplatte 180 vorgesehen werden können.
Der Kragen 316 weist ferner eine Stabilisierungslasche 326 auf, die sich im Wesentlichen horizontal von der Seitenwand 322 erstreckt. Die Stabilisierungslasche 326 funktioniert gleich wie die Stabilisierungslasche 226, die in 8A gezeigt ist. Die Stabilisierungslasche 126 bildet eine Schnittfläche mit der biegsamen Leiterplatte 136, dient zum Stabilisieren der biegsamen Leiterplatte 136, bietet Schutz zwischen dem elektrischen Anschluss zwischen den Leitern 134 und den Kontaktpads 138, und hält die Positionen des Kragens 316 und der Spulenanordnung 130 in dem Lautsprecher 110. Die Stabilisierungslasche 326 wird an der biegsamen Leiterplatte 136 unter Verwenden eines Haftmittels 142 (siehe 3) befestigt, wie zum Beispiel Klebstoff, Klebeband oder andere Haftmittel, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind.
Obwohl Ausführungsformen des Audiotransducers gezeigt und als eine rechteckige Form habend beschrieben sind, versteht man, dass der Audiotransducer bei anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Formen haben kann, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, kreisförmig oder oval. Die Erfindung ist folglich nicht auf Audiotransducer, die eine rechteckige Form haben, beschränkt.
Abschließend sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen und beispielhaften Arbeitsbeispiele beschränkt ist. Weitere Entwicklungen, Änderungen und Kombinationen liegen ebenfalls im Geltungsbereich der Patentansprüche und gelangen aus der oben stehenden Offenbarung in den Besitz des Fachmanns. Die Techniken und Strukturen, die hier beschrieben und veranschaulicht sind, sollten folglich als veranschaulichend und beispielhaft und den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend verstanden werden. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die anliegenden Ansprüche definiert, inklusive bekannte Äquivalente und Äquivalente, die im Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung unvorhersehbar sind.

Claims

Audiotransducer, der Folgendes umfasst: (a) eine im Wesentlichen rechteckige Topfplatte, die einen Umfang hat, (b) einen im Wesentlichen rechteckigen Kragen, der Folgendes umfasst: (i) einen ersten Abschnitt, der zu der Topfplatte im Wesentlichen parallel ist, (ii) ein im Wesentlichen rechteckiges Loch, das sich durch den ersten Abschnitt des Kragens erstreckt, (iii) einen zweiten Abschnitt, der sich im Wesentlichen von dem ersten Abschnitt senkrecht abwärts erstreckt, und (iv) eine Traglasche, die sich im Wesentlichen senkrecht von dem zweiten Abschnitt auswärts erstreckt, (c) eine Membran, wobei die Membran einen Umfang aufweist, der an dem ersten Abschnitt des Kragens befestigt ist. (d) ein Magnetsystem, das Folgendes umfasst: (i) eine Umfangsmagnetanordnung, die Folgendes umfasst: (A) eine Anordnung äußerer Magnete, die in der Nähe des Umfangs der Topfplatte angeordnet ist, und (B) eine Ringplatte, die an der Anordnung äußerer Magnete befestigt ist, und (ii) eine Mittenmagnetanordnung, die Folgendes umfasst: (A) einen Mittenmagnet, der an der Topfplatte befestigt und im Wesentlichen von der Anordnung äußerer Magnete des Umfangsmagnetsystems umgeben ist, und (B) eine Oberseitenplatte, die an dem Mittenmagnet befestigt ist, und (iii) einen Luftspalt, der zwischen der Umfangsmagnetanordnung und der Mittenmagnetanordnung gebildet ist, und (e) eine Spulenanordnung, die Folgendes umfasst: (i) eine Spule, die in dem Luftspalt liegt, wobei die Spule eine Oberseite hat, die an der Membran befestigt ist, (ii) ein Paar elektrischer Leiter, das sich von der Spule erstreckt, und (iii) eine biegsame Leiterplatte, die ein Paar von Kontaktpads hat, wobei (iv) jeder elektrische Leiter elektrisch an ein jeweiliges Kontaktpad angeschlossen ist, und wobei die Traglasche des Kragens an der biegsamen Leiterplatte befestigt ist.