DE1928118A1

DE1928118A1 - Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe

Info

Publication number: DE1928118A1
Application number: DE19691928118
Authority: DE
Inventors: Taiichi Sawada
Original assignee: SAGAWA TAKASHI
Current assignee: SAGAWA TAKASHI
Priority date: 1968-06-03
Filing date: 1969-06-03
Publication date: 1969-12-11
Also published as: NL6908354A; BR6909457D0; GB1276013A; FR2010064A1

Description

(PATENTANWÄLTE " '

DR. F. ZÜMSTEIN - DR. E. ASSMANN DR. R. KOENIQSBERQER - DIPL-PHYS. R. HOLZBAUER

TELEFON: 22 34 76 und 22 19 11

TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO! BANKHAUS H. AUFHÄUSER

B MÖNCHEN 2,

BRÄUHAUSSTRASSE 4/III

9/Eb

Os 37 497/68

TAKASHI SAGA ¥ A, TOKYO₅ JAPAN

Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung elektrischer Signale in entsprechende akustische Signale * insbesondere zur Ton-Wiedergabe.

909850/0892

herkömmlichen akustischen Geräten wie Radioapparaten, Fernsehapparaten und Plattenspielern, werden als Tonwiedergabe-Quelle Lautsprecher benutzt, die in der Hauptsache aus einer Schwingspule und eine.m damit verbundenen Konus bestehen, der aus einem Material wie Papier* Metallfolie und Seide hergestellt ist.

Bei herkömmlichen Lautsprechern ist jedoch in Abhängigkeit vom Material, dem Durchmesser, dem Winkel und dem Kastenaufbau des Konus der WMergabebereich hoher, und tiefer Hörfrequenzen begrenzt. Ebenso werden der Frequenzbereich und die Verzerrung durch derartige Konen beeinflußt. So ist eine hochentwickelte Technik für die Formung der Konen notwendig, trotzdem ist es schwierig, Lautsprecher-Konen von gleichmäßiger Qualität herzustellen. Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden bei kleineren Lautsprechern· noch ernster. Beispielsweise können Lautsprecher für kleine Radiogeräte den Ton nicht befriedigend wiedergeben und kaum niedrige Hörfrequenzen übertragen, da ihre Konen für entsprechende Eigenschwingungen zu klein sind. Die Verringerung der Größe ist daher begrenzt. Auch nachdem es nunmehr miniaturisierte elektrische Bausteine gibt, können die Gesamtabmessungen akustischer Geräte wegen des großen Platzbedarfes der Lautsprecher nicht vermindert werden.

Bei herkömmlichen, in derartigen Lautsprechern verwendeten Schwingspulen ist um einen zylindrischen Spulenkörper ein isolierter Leiter, beispielsweise aus Kupfer gewickelt, der mit Emaille-3jack oder Polyvinylformal behandelt ist. Wird eine derart ausgebildete Schwingspule entsprechend akustischen Signalströmen in Schwingungen versetzt und aus ihrer normalen stabilen Lage entfernt, so nimmt die magnetische Flußdichte an einem Ende der Schwingspule merklich ab, so daß der Wirkungsgrad der Ton-Wiedergabe vermindert'wird. Um diese Wirkungsgradvermin-. derung zu kompensieren* wird der Luftspalt im magnetischen

909850/Öf02

Kreis zur Erhöhung der magnetischen Flußdichte verkleinert. Die Verringerung des Luftspaltes ist jedoch durch die Dicke der Leiterschichten der Schwingspule selbst und den zum stoßfreien Schwingen nötigen Mindestraum strukturell begrenzt. Auf der anderen Seite kann eine Erhöhung der Ampere-Windungen in Betracht gezogen werden. Dies führt jedoch, wie oben beschrieben, zu einer Verdickung der Leiterschichten der Spule und damit zur Erhöhung des Gewichtes und des GMchstrom-Wiederstandes. Dies ist Jedoch nachteilig für.eine Verminderung des Luftspaltes. Wirksame Verbesserungen des Aufbaus des magnetischen Kreises Sind bisher nicht vorgeschlagen worden. .

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe, mit der die Nachteile herkömmlicher Lautsprecher vermieden werden . Diese Vorrichtung soll insbesondere geringe Abmessungen zulassen und gute Frequenzübertragungsund Verzerrungseigenschaften aufweisen.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe erreicht, die gekennzeichnet ist durch eine Schwingspule, die aus einem Spulenkörper und einem darum gewickelten isolierten Leiter besteht, d<?r aus einem guten Leiter, einer magnetischen Uberzugsschicht aus Metall oder Metalloxyd und einem Isoliermaterial-Uberzug aufgebaut ist, durch eine Membran, mit der die Schwingspule an ein^m Ende verbunden ist und die in einem magnetischen Kreis befestigt und an ihrer oberen Oberfläche mit einer Befestigungsvorrichtung versehen ist, und durch eine schwinsungsfähige Wand, die zur Tonabgabe hiervon über die Befestigungsvorrichtung mit der Membran verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist um einen vorzugsweise zylindrisch3Ii Spulenkörper ein isolierter Leiter gewickelt, der aus einem guten Leitermaterial wie Kupfer oder Aluminium (im Kern)," einer magnetischen Überzugsschicht aus Eisen,Nickel,

909850/0692

1128118

Kobalt oder einer eines oder mehrere dieser Metalle enthaltenden Legierung oder einem Metalloxyd wie Ferrit , die darum herum gebildet, ist sowie einem darum liegenden Überzug aus Isoliermate-. rial aus Kunstharz, besteht. Diese Schwingspule, bzw. dieser Spulenkörper ist an einem Ende mit einer Membran verbunden, die aus Metall oder Kunstharz besteht und am Umfang in einem magnetischen Kreis befestigt ist. In der Mitte der oberen Oberfläche der Membran ist eine Befestigungsvorrichtung geeigneter Form vorgesehen, die beispielsweise aus einer Nadel, einem Bolzen, einer Schraube oder einem Horn aus einem harten Material oder ,etwa einem Saugnapf besteht. Die so ausgebildete schwingende Vorrichtung wird an einer beliebigen schwingungsfähigen Wand, b-eispiel.swe.ise einer Seitenfläche des Gehäuses eines Radiogerätes, einer Zimmerdecke, einer Wandtäfelung, einer Glasscheibe oder einer Tischplatte befestigt, öo daß davon der Ton wiedergegeben wird, wenn die Schw.ingspule entsprechend den Änderungen akustischer Signalströme in Schwingungen versetzt wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt den Aufbau einer erfindungsge-

mäßen Schwingspule. .

Fig. 2 zeigt in einem Vertikalschnitt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe.

In der Zeichnung stellt A eine Schwingspule dar, die aus einem isolierten Leiter 1 und einem zylindrischen Spulenkörper 2 besteht, um"den der isolierte Leiter mit der erforderlichen Windungszahl gewickelt ist. Die beiden Enden des Leiters werden als Eingangsklemmen für die Schwingspule A benutzt. Wie in Fig. dargestellt, besteht der isolierte. Leiter aus einem Kupferleiter 1a, einer magnetischen Überzugsschicht Ib aus magnetischem Material wie Eisen und Nickel, das durch Plattieren oder ein

909850/0892

anderes Verfahren auf den Leiter 1a aufgebracht ist und. einem darum gebildeten Überzug aus Isoliermaterial lc aus einem Kunstharz. Ein magnetischer Kreis B ,in dem die Schwingspule angeordnet ist, enthält einen Permanentmagneten 4, der an einem Ende im Hohlraum 3a des Joches 3 befestigt und dessen ändere's Ende der Öffnung 3b des Joches 3 zugekehrt ist. Zwischen dem Joch 3 und dem Permanentmagneten 4 besteht der Luftspalt 5·

Eine Membran 6 in Form eines dünnen Bleches aus einem Nichteisenmetall wie Kupfer,Messing und Aluminium oder Eisen oder einem anderen metallischen Material ist mit einer Befestigungsvorrichtung 7 von geeigneter Form, beispielsweise einer Schraube, Nadel oder einem Vorsprung, versehen, die in der Mitte der oberen Oberfläche der dünnen Platte aufrecht steht. Die Befestigungsvorrichtung 7 ist mit der Membran 6 durch Löten oder ein beliebiges geeignetes Klebemittel zu einer Einheit verbunden. Die Membran 6 besitzt zahlreiche Luftlöcher 6a einer beliebigen zweckentsprechenden Form und eine Ringnut 6b, die, wie in Fig. dargestellt,in der unteren Oberfläche der Membran 6 so ausgebildet ist, daß das obere Ende der Schwingspule A in die Nut hineinpaßt. Die Membran 6 kann an der Ringnut 6b mittels eines geeigneten Klebemittels mit dem oberen Ende der Schwingspule A zu einem Stück verbunden sein. Bei einer solchen Anordnung kann die Schwingspule A durch geeignete Wahl der Lage der Ringnut 6b in der Membran 6 sehr leicht in ihre Lage gebracht werden .

Bei der Herstellung der schwingenden Vorrichtung 0 zur Ton-Wiedergabe wird die bereits an der Membran 6 befestigt« Schwingspule A in den Luftspalt 5 in dem magnetischen Kreis B eingesetzt und die.Membran 6 am Joch 3 befestigt. Diese Vorrichtung wandelt elektrische Schwingungen in mechanische Schwingungen um. Die schwingende Vorrichtung 0 kann an jeder beliebigen schwingangsfähigen Wand D befestigt werden, beispielsweise' an einer Zimmerdecke, Wand, Wandtäfelung und dergleichen, so daß davon der Ton wiedergegeben wird.

909850/089 2

Daraus geht hervor, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe der Ton von der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtungversehenen Wand wiedergegeben wird und nicht direkt "... von der an der schwingenden Vorrichtung befestigten Membran.·;

.Wie .oben beschrieben, kann die Schwingspule A mit dem isolierten¹ __ Leiter 1, der aus dem Kupferleiter 1a und der darum liegenden magnetischen Überzugsschicht 1b besteht,sehr leicht in den Luftspalt 5 im magnetischen Kreis B eingesetzt werden. Mit anderen Worten, die'Schwingspule A mit der im Luftspalt 5 magnetisierten magnetischen Überzugsschicht 1b kann in einem magnetischen Gleichgewichtszustand gehalten werden, wenn sie nicht bewegt wird, wobei sie im Luftspalt 5 schwimmt. Dadurch werden die Dämpfungseigenschaf ten~ verbessert und der von den Kupferleitern 1a beanspruchte. Raum kann magnetisch vernachlässigt werden. Unter dieser Bedingung ist der Luftspalt 5 im wesentlichen gleich" dem vom" Isolator 1c auf dem um den Spulenkörper 2 gewickelten, isolierten Leiter 1 beanspruchten Raum (Stärke) und dem Raum zwischen innerer

und äußerer-Oberfläche des Isolators 1c und der Umfangsoberfläche des Permanentmagneten 4 beziehungsweise des Joches ~5.'"~ ' Auf diese Weise wird die magnetische Flußdichte im Luftspalt 5 merklich erhöht. Der vernachlässigbar"kleine Platzbedarf des Kupferleiters 1a erlaubt Leiter mit größerem Durchmesser und höhere Windungszahlen, so*daß der Luftspalt im wesentlichen nicht so stark verbreitert wird, daß er magnetisch wirksam wird. Auf diese Weise wird eine elektrische Impedanz mit günstiger Charakteristik erzielt. Die Verwendung des isolierten Leiters 1 mit der darum ausgebildeten magnetischen Überzugsschicht 1b ermöglicht eine merkliche Verminderung des Streuflusses von der Schwingspule A," während sie durch die durch sie hindurchfließenden Tonsignal-Ströme in Schwingungen versetzt wird. Auf, diese Weise kann die Verteilung des magnetischen Flusses am oberen und unteren Ende der Schwingspule A gleichmäßig gemacht werden, so daß der Verzerrungsfaktor und andere Charakteristiken verbessert werden. Durch Verbindung der .mit so hoher Leistungs-

909850/0892

/ ^τ ." s γ

fähigkeit arbeitenden Schwingspule mit der Membran 6, die selbst 'zur Ton-Wiedergabe nicht geeignet ist/,wird die Membran β von "der im Magnetkreis B schwingenden Schwingspule A_; in Schwingungen versetzt und jede öchwingungsfähige Wand D zur Ton-Wiedergabe kann den Ton abtrahlen. Da der Umfang der Membran 6 ... festliegt, wird die bei herkömmlichen Konen auftretende sub-. harmonische Verzerrung unterdrückt, wodurch eine Verbesserung der Ton-Qualität erzielt wird. Die schwingungsfähige Wand D zur Ton-Übertragung ist nicht notwendigerweise auf die spezielle ,Benutzung als Ton-Quelle beschränkt. Die an der Membran 6 befestigte und von ihr wegstehende Befestigungsvorrichtung 7 ermöglicht es. dem Benutzer, die schwingende Vorrichtung an einer beliebigen schwingungsfähigen Wand, beispielsweise einer Tischplatte, Wandtäfelung oder Zimmerdecke, an einer beliebigen Stelle seines Zimmers zu befestigen und zu benutzen. Bei kleinen Radioapparaten kann eine Seitenwand des Gehäuses als schwingungsfähige Wand zur Ton-Wiedergabe benutzt werden. So kann der Ton von einem sehr stark miniaturisierten Vibrator wiedergegeben werden, der einen der elektrischen Bausteine bildet.

Die Auswirkungen der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden;

1. Der"Luftspalt im magnetischen Kreis kann im wesentlichen stark verringert werden, so daß die magnetische Flußdichte im Luftspalt ansteigt.

2. Da der Luftspalt- zwischen einem Magnetpol μηά der Endfläche des Joches, d. h. der scheinbare Luftspalt, verbreitert werden kann, ist die Herstellung einer Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe mit hoher Impedanz möglich, so daß auch an eine sehr stark miniatur_isierte schwingende Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe ein hohes Eingangssignal angelegt werden kann.

3. Die Schwingspule führt auch während des Schwingens den Streufluß auf ein Mindestmaß zurück und kann in einem gleichmäßigen magnetischen Feld angeordnet und benutzt werden. -

909850/0892

4. Da die Schwingspule infolge der magnetischen Wirkung schwimmt, '■ kann sie sich in magnetischem Gleichgewicht befinden und in "einer Normallage gehalten werden, wenn sie nicht bewegt oder kein Ton-Signal angelegt wird. So kann die Dämpfungscharakteristik ohne Verschiebung der Schwinsgspule verbessert werden.

5. Durch Befestigimg des Umfanges der Membran wird die subharmonische Verzerrung ausgeschaltet.

6. Die schwingungsfähige Wand zur Ton-Wiedergabe ist nicht notwendigerweise auf diesen speziellen Verwendungszweck beschränkt. Mit anderen Worten, es kann jede beliebige feststehende schwingungsfähige Wand zur Ton-Wiedergabe benutzt werden, unabhängig davon, für welchen Verwendungszweck sie gedacht ist und woraus sie besteht.

909850/0892

Claims

— Q —

PATEUTANS PRUGH

Schwingende Vorrichtung zur Ton-Wiedergabe, gekennzeichnet durch eine Schwingspule (A), die aus einem Spulenkörper (2) und einem darum gewickelten isolierten Leiter (1) /besteht, der aus einem guten Leiter (1a), einer magnetischen Überzugsschicht (1b) aus Metall oder Metalloxyd und einem Isoliermaterial-Überzug (1c) aufgebaut ist, durch eine Membran (6), mit der die Schwingspule- (A) an einem Ende verbunden ist und die in einem magnetischen Kreis -(B) befestigt und an ihrer oberen Oberfläche mit einer Befestigungsvorrichtung (7) versehen ist, und· durch eine schwingungsfähige Wand (D), die zur Tonabgabe hiervon über die Befestigungsvorrichtung (7) mit der Membran (6) verbunden ist.

90 9 8 5.0/08-9

ΛΟ

Leerseite