DE2924204C2

DE2924204C2 -

Info

Publication number: DE2924204C2
Application number: DE2924204A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Yokosuka Kanagawa Jp Osato; Hiroshi Omiya Saitama Jp Koizumi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1988-08-11
Also published as: NL7904671A; FR2428951A1; CA1136261A; JPS54163023A; FR2428951B1; GB2023375A; GB2023375B; JPS603277B2; DE2924204A1; US4272653A

Description

Die Erfindung betrifft einen Lautsprecher gemäß dem Gat tungsbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Lautsprechers gemäß Gattungsbegriff von Patentanspruch 10.

Konventionelle Lautsprecher mit Flachmembran enthalten ein Schwingungsknoten-Anregungssystem, welches so ausgelegt ist, daß ein Schwingungsknotenbereich zu Eigenschwingungen der Membran mit niedriger Ordnungszahl angeregt wird, um die unterteil te Schwingungszone der Membran auf einen höheren Frequenz bereich anzuheben.

Diese Lautsprecher haben gewöhnlich eine ebene Flachmembran mit flächengleichen Vorder- und Rückseiten, so daß die Schwin gungsart unmittelbar durch die Abstrahlfläche bzw. die Ober flächenzone der Membran bestimmt wird. Demgemäß ist die Ab messung einer Schwingspule zur Anregung eines Schwingungs knotenbereiches einer unterteilten Schwingungsart ebenso ab hängig von der Abstrahlfläche der Flachmembran.

Bei herkömmlichen Lautsprechern der genannten Art wird bei Vergrößerung der Membranoberfläche zwangsläufig der Durch messer der Schwingspule größer, und folglich müssen dann auch die Abmessungen des Magnetsystems, eines Rahmens und anderer zugeordneter Elemente größer werden, so daß die Her stellung eines solchen Lautsprechers zu erheblichen Baube schränkungen und erhöhten Kosten führt.

Ferner ist bei konventionellen Lautsprechern der genannten Art eine Randzone der Membran senkrecht zur Schwingungs ebene bzw. in Richtung der Dicke abgeschnitten, so daß beim Anbringen der Membran an einem passenden Randelement Kleb stoff in unerwünschte Bereiche gelangen oder aus der Klebe zone herausgepreßt werden kann, wenn die Umfangsfläche der Membran an der Innenfläche des Randelementes entlangglei tet. Zur Vermeidung solcher Mängel war es bisher notwendig, entweder den Randbereich vorher zu verbreitern oder einen speziellen nicht-haftenden Kleber zu verwenden. Falls es ferner bei einer konventionellen Flachmembran mit einer Bie nenwaben-Sandwichstruktur nicht gelingt, eine sichere Ver bindung zwischen der Membran und dem Randelement herzustel len, dann kann durch Verschiebung von Scheiben der Bienen waben-Kernschicht ein rauhes Zittergeräusch verursacht wer den. Außerdem ist es notwendig, einen ausreichend hohen Druck auf die Verbindungszone zwischen Randelement und Membran auf zubringen, weil der Kleber beim Abbinden einem sog. Schrump fungseffekt ausgesetzt sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von den vor stehend aufgeführten Nachteilen befreiten Lautsprecher der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstel lung aufzuzeigen.

In bezug auf den Lautsprecher wird diese Aufgabe mit Patent anspruch 1 und in bezug auf das Herstellverfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Weiterbildungen des Erfindungsge dankens sind in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Lautsprechers besteht darin, daß man die Position, wo ein Schwingungskno tenbereich einer Schwingungsart entsteht, einfach und in ge wünschter Weise verschieben kann, ohne die Abstrahlfläche der Flachmembran zu verändern. Dabei wird ein einfacher Anre gungsmechanismus verwendet.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher hat ferner viele Freiheits grade in Auslegung und Herstellung. Er läßt sich in guter Qualität bei niedrigen Kosten produzieren.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens läßt sich die Flachmembran mit dem Randelement bei gutem Wir kungsgrad zuverlässig verkleben. Das Randelement braucht nicht vorher expandiert zu werden, und es genügt eine ein fache Klebevorrichtung. Dadurch wird der Arbeitsprozeß ef fektiver.

Die Maßnahme der Abschrägung der Randzone einer Lautsprechermembran ist für sich zwar schon bekannt (DE-OS 27 57 707, Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13A). Sie steht jedoch im Zusammenhang mit einem Lautsprecher mit konischer Membran, der überdies als randloser Lautsprecher ausgebildet ist, und dient dem Zweck, zwischen dem Rand der Membran und der Innenfläche des Rahmens, in dem die Membran bewegt wird, einen möglichst engen und möglichst langen Spalt zu erzeugen.

Nachstehend werden einige, die Merkmale der Erfindung auf weisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch den Stand der Technik enthält, näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen konventionellen Laut sprecher mit Flachmembran,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Laut sprecherausführung,

Fig. 3(A), (B) und (C) schematische Darstellungen von Be wegungsarten eines Schwingungsknotenbereiches bei einer Schwingungsart der in dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel von Fig. 2 enthaltenen Flach membran,

Fig. 4, 5 und 6 Perspektiv-Ausschnittsdarstellungen von verschiedenen Beispielen einer äußeren Struktur des erfindungsgemäßen Flachmembran-Ausführungsbei spiels,

Fig. 7 einen maßstäblich vergrößerten Teilschnitt durch wesentliche Teile einer bekannten Vorrichtung zum Verkleben der Flachmembran mit einem Randelement für das konventionelle Lautsprecher-Ausführungs beispiel von Fig. 1,

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine konventionelle Klebevorrichtung,

Fig. 9 einen maßstäblich vergrößerten Teilschnitt durch wesentliche Teile einer bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Herstellverfahrens verwendeten Klebevorrichtung und

Fig. 10 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klebevorrichtung.

Der in Fig. 1 der Zeichnung geschnitten dargestellte kon ventionelle Lautsprecher 10 enthält eine dickwandige Flach membran 11 mit geringer Oberflächendichte und hoher Form steifigkeit, die beispielsweise eine durch einen sandwich artig mit einer ersten und zweiten Deckschicht 13, 14 be legten Kernabschnitt 12 gebildete Bienenwaben-Sandwichstruk tur aufweist. Diese Flachmembran 11 ist mittels eines Rand elementes 15 in Verbindung mit einem Dichtungsring 17 an einem Rahmen 16 befestigt, der ferner ein aus einem U-för migen Joch 19, einem in der Jochmitte angeordneten Magnet 20, einem auf dem Kopf des Magneten befestigten Polstück 21 und einer von dem Joch getragenen Platte 22 bestehendes Ma gnetsystem 18 enthält. In einem zwischen Polstück 21 und Platte 22 gebildeten Magnetspalt 23 befindet sich eine Schwingspule 24, die auf einen Spulenkörper 25 gewickelt ist, welche mit einem Ende in einem Schwingungsknotenbe reich a ₀ einer Schwingungsart an der Flachmembran befestigt ist. Der Spulenkörper 25 ist mittels einer Zentrierspinne 26 am Rahmen 16 abgestützt und so im Magnetspalt 23 zentriert.

Die in dem konventionellen Lautsprecher 10 enthaltene Flach membran 11 hat eine rechteckige Parallelepiped-Gestalt und folglich auf Vorder- und Rückseite den gleichen Flächenin halt. Ihre Schwingungsart ist unmittelbar durch die Abstrahl fläche der Membran festgelegt, und dadurch ist auch die Po sition des Schwingungsknotenbereiches a ₀ der Schwingungs art bestimmt. Folglich muß die Schwingspule 24 zur Anregung des Schwingungsknotenbereiches a ₀ einer Schwingungsart der Flachmembran 11 einen Durchmesser R ₀ haben, der in Ab hängigkeit von der Abstrahlfläche der Flachmembran 11 be stimmt ist. Wenn beispielsweise die Flachmembran 11 eine Abstrahlfläche von 270 mm × 270 mm hat, muß der Durchmesser R ₀ = 213 mm groß sein. Eine Schwingspule mit einem so großen Durchmesser R ₀ benötigt eine entsprechende Vergrößerung des Magnetsystems 18, des Rahmens 16 und anderer zugehöriger Teile. Dadurch ergeben sich bei der Herstellung solcher Lautsprecher einschneidende bauliche Begrenzungen und er höhte Herstellkosten.

Das in Fig. 2 geschnitten dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lautsprechers 100 enthält eine bei spielsweise in Bienenwabenstruktur ausgebildete Flachmembran 111, deren mit einer ersten und zweiten Deckschicht 113, 114 belegter Kernabschnitt 112 mit einer abgeschrägten Randzone 112 a umgeben ist, so daß die erfindungsgemäße Flachmembran 111 auf ihrer Vorderseite einen größeren Flächeninhalt auf weist als auf ihrer Rückseite. Diese Flachmembran 111 ist an ihrem äußeren Rand über ein Randelement 115 an einem Rahmen 116 befestigt, der außerdem ein aus einem U-förmigen Joch 119, einem in der Mitte dieses Joches angeordneten Magnet 120, einem auf den Kopf des Magneten aufgesetzten Polstück 121 und einer von dem Joch getragenen Platte 122 bestehendes Magnetsystem 118 enthält. Dieses Magnetsystem entspricht im wesentlichen demjenigen des zuvor beschrie benen konventionellen Lautsprechers, und ein mit einer Schwingspule 124 besetzter Spulenkörper 125 ist in der Weise über eine Zentrierspule 126 am Rahmen 116 abgestützt, daß die Schwingspule 124 in einem durch das Magnetsystem gebildeten Magnetspalt 123 geführt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Lautsprecher ist der Spulenkör per 125 mit einem Ende in einem Schwingungsknotenbereich a einer Schwingungsart an der Flachmembran 111 befestigt.

Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Flachmembran 111 an ihrem äußeren Umfang mit einer angearbeiteten abge schrägten Randzone 112 a versehen, die so verläuft, daß die vordere Oberfläche 111 a, welche die Abstrahlfläche des Laut sprechers bildet, einen größeren Flächeninhalt als die rück seitige Oberfläche 111 b hat. Im Querschnitt stellt sich die Flachmembran 111 trapezförmig dar. Diese Bauweise führt zu einer reduzierten Masse und zu einer Biegesteifigkeit der gesamten Membran, und ein weiterer Vorteil ist, daß der Schwingungsknotenbereich a des Schwingungsmodus zum Zentrum hin verlagert ist. Bei einer Flachmembran mit Bienenwaben struktur mit einer gegebenen quadratischen oder kreisför migen Gestalt, wie sie in den Fig. 3(A), (B) und (C) darge stellt ist, stellt sich bei einer erzwungenen Schwingung eine festgelegte Schwingungsart ein, und ein Schwingungs knoten wird in einer vorbestimmten Position gebildet. In der Darstellung von Fig. 3(A) ist der Flächeninhalt A ₀ der vorderen Oberfläche 111 a (Abstrahlfläche des Lautsprechers) gleich dem Flächeninhalt B ₀ der rückseitigen Oberfläche 111 b, und dabei ergibt sich ein relativ großer Abstand R ₀ zwischen den Schwingungsknoten a-a der Schwingungsart. Aus Fig. 3(B) und (C) läßt sich nun entnehmen, daß mit zunehmender Ab schrägung der abgeschrägten Randzone 112 a ₁ bzw. 112 a ₂ zwangs läufig der Flächeninhalt der rückseitigen Oberfläche 111 b ₁ bzw. 111 b ₂ der Flachmembran einen geringeren Flächeninhalt B ₁ bzw. B ₂ aufweist, nämlich A ₀ = B ₀ < B ₁ < B ₂ und ferner R ₀ < R ₁ < R ₂ ist. Folglich rücken die Schwingungsknoten a der Schwingungsart desto näher zusammen, je intensiver die Abschrägung der Randzone ist. Der Durchmesser R der Schwing spule 124 wird bestimmt durch diese Abstände R ₁ bzw. R ₂ zwischen den Schwingungsknoten a.

Die erfindungsgemäße Flachmembran kann verschiedenartig aufgebaut sein; Beispiele dafür sind in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt.

Bei dem in Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiel sind die vordere Oberfläche 211 a und die rück seitige Oberfläche 211 b der Flachmembran 211 quadratisch, bei den Ausführungen gemäß Fig. 5 und 6 dagegen die vor dere Oberfläche 311 a bzw. 411 a der Flachmembran 311 bzw. 411 quadratisch ausgebildet, während die Rückseite jeweils kreisförmig ist. Bei der Ausführung von Fig. 5 ist die Rückseite 311 b der Flachmembran 311 größer als der Durchmes ser derjenigen von Fig. 6.

Bei allen diesen Ausführungsbeispielen besitzen die Kernab schnitte 212, 312, 412 der jeweiligen Flachmembran 211, 311 bzw. 411 eine abgeschrägte Randzone 212 a, 312 a bzw. 412 a, so daß die vordere Oberfläche 211 a, 311 a, 411 a und die rück seitige Oberfläche 211 b, 311 b, 411 b der vorderen bzw. hin teren Deckschicht 213, 214, 313, 314, 413, 414 jeweils un terschiedliche Flächeninhalte aufweisen. Daraus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Vorteil, daß die Schwingspule 124 zur Anregung eines Schwingungs knotens a bei der Flachmembran 111 einen kleineren Durchmes ser R aufweist als die in Fig. 1 dargestellte konventionelle Membran. Dies ermöglicht weitere Verkleinerungen bei anderen Bauelementen, wie beispielsweise dem Magnetsystem 118.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Verkleben des Umfangsab schnitts der Flachmembran mit dem Randelement bei dem er findungsgemäßen Lautsprecher gemäß Fig. 7 bis 10 beschrie ben.

Bei der in Fig. 1 dargestellten konventionellen Flachmembran wird der Umfang in Richtung der Dicke so zugeschnitten, daß sich die gewünschte quadratische oder kreisförmige Membran gestalt ergibt. Dann wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist, die senkrechte Randzone 12 a mittels eines Klebers 26 mit dem Randelement 15 verklebt. Dieses Randelement 15 ent hält einen der senkrechten Randzone 12 a entsprechenden Kle beabschnitt 15 A, einen anschließenden, im Querschnitt halb kreisförmigen elastischen Brückenabschnitt 15 B sowie einen zwischen dem Rahmen 16 und Dichtungsring 17 gehaltenen Flanschabschnitt 15 C. Der Klebeabschnitt 15 A kann sich bis auf die Rückseite 11 b der Flachmembran 11 erstrecken. Die Innenseite 15 D des Klebeabschnitts 15 A wird unter Verwen dung einer Vorrichtung 27, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, auf der senkrechten Randzone 12 a der Flachmembran 11 festgeklebt. Zu der Vorrichtung 27 gehören eine Grundplat te 28, ein darauf angeordneter sowie in vier Abschnitte un terteilter Seitenpreßstempel 29 und ein oberer Preßstempel 30, der sich oberhalb der Flachmembran 11 sowie zwischen den Abschnitten der Seitenpreßstempel 29 befindet.

Zu Beginn der Klebeoperation werden die Seitenpreßstempel 29 zunächst so weit auseinandergefahren, daß man das Rand element 15 leicht in die Vorrichtung 27 einführen kann. Da nach wird der Kleber 26 entweder auf die Innenseite 15 D des Klebeabschnitts 15 A des Randelements 15 oder auf die senk rechte Randzone 12 a der Flachmembran 11 aufgetragen. An schließend wird die Flachmembran 11 von oben in das Rand element 15 eingeführt, und dann werden die Preßstempel 29 und 30 mittels geeigneter Einrichtungen wie beispielsweise Federn 31 angelegt, um die senkrechte Randzone 12 a der Flachmembran 11 unter Druckeinwirkung mit dem Randelement 15 zu verkleben.

Da die Randzone 12 a der herkömmlichen Membran 11 vertikal in bezug auf die Dicke zugeschnitten ist, kann der Kleber beim Einsetzen der Membran 11 in das Randelement 15 an un erwünschte Stellen gelangen oder der Kleber kann aus der Klebezone herausgepreßt werden. Außerdem ist die hierfür benötigte Vorrichtung kompliziert im Aufbau und hat große Abmessungen.

Fig. 10 zeigt eine Klebevorrichtung für ein optimales er findungsgemäßes Lautsprecherrandelement-Klebeverfahren.

Fig. 9 enthält wesentliche Einzelheiten des Lautsprechers 100 von Fig. 2. An dem Randelement 115 sind zu unterschei den ein Klebeabschnitt 115 A mit einer zu der abgeschrägten Randzone 112 a der Flachmembran 111 passenden schrägen Innen oberfläche 115 D, ferner ein sich anschließender elastischer und im Querschnitt halbkreisförmiger Tragabschnitt 115 B und ein zwischen Rahmen 116 und Dichtungsring 117 gehaltener Flanschabschnitt 115 C. Die abgeschrägte Randzone 112 a der Flachmembran 111 ist mittels eines Klebers 126 an der ge genüberliegenden Innenoberfläche 115 D des Klebeabschnitts 115 A des Randelementes 115 festgeklebt.

Die zum Verkleben der Membran 111 mit dem Randelement 115 benutzte Vorrichtung 127 enthält in ihrer Grundplatte 128 eine umgedreht trapezförmige Ausnehmung 128 a zur Aufnahme des Randelementes 115 und der Membran 111. Mittels eines Preßstempels 130 kann die Membran 111 in Richtung ihrer Dicke an die Grundplatte 128 angedrückt werden. Nachdem die abgeschrägte Randzone 112 a der Membran 111 und/oder die In nenoberfläche 115 D des Klebeabschnitts 115 A des Randelemen tes 115 mit dem Kleber 126 belegt worden ist, wird zunächst der Klebeabschnitt 115 A des Randelementes in die Ausnehmung 128 a der Grundplatte 128 eingepaßt und dann die Flachmembran 111 hineingesenkt, bis die abgeschrägte Randzone 112 a der Membran die Innenoberfläche 115 D des Klebeabschnitts 115 A berührt. Dann wird die Membran 111 mit Hilfe des Preßstem pels 130 unter der Wirkung einer Feder 131 oder dergleichen gegen die Grundplatte 128 der Vorrichtung gepreßt, um die Flachmembran 111 mit dem Randelement 115 zu verkleben.

Bei dem erfindungsgemäßen Klebeverfahren wird die Flach membran 111 einfach in ihre korrekte Position abgesenkt, das Randelement 115 braucht nicht expandiert zu werden. Da ferner die abgeschrägte Randzone 112 a der Membran 111 zwangs läufig beim normalen Anpressen der Membran 111 an die Grund platte 128 auch gegen die zugehörige Innenoberfläche 115 D des Klebeabschnitts 115 A des Randelementes 115 gepreßt wird, genügt für die bei diesem Verfahren benutzte Vorrichtung 127 ein sehr einfacher Aufbau.

Claims

1. Lautsprecher mit einer Flachmembran, die einen sandwichartig zwischen einer ersten und einer zweiten Deckschicht eingebetteten Kernabschnitt aufweist, einer Einrich tung zur Schwingungsanregung der Membran in einem Schwingungsknotenbereich in einer unterteilten Schwingungsart in Abhängigkeit von einem angelegten, sich än dernden elektrischen Signal, und mit einer am Randbereich der Membran angreifen den Unterstützungseinrichtung für die Membran und die Anregungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (111) eine abgeschrägte Randzone (112 a) aufweist.

2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Membran (111) eine Bienenwabenstruktur aufweist.

3. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Deckschicht (113) eine quadratische Form hat.

4. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste und die zweite Deckschicht (113, 114) der Membran (111) eine quadratische Form haben.

5. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Deckschicht (114) der Membran (111) eine Kreisform hat.

6. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Unterstützungseinrich tung einen Rahmen (116) und eine Dämpfungseinrichtung (126) zur Unterstützung der Anregungseinrichtung (124, 125) um faßt.

7. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Unterstützungseinrich tung einen Rahmen (116) und ein Randelement (115) umfaßt, der mit einer Innenoberfläche (115 D) eines ersten Abschnitts (115 A) mit der Randzone (112 a) der Membran (111) und über einen zweiten Abschnitt (115 C) mit dem Rahmen (116) ver bunden ist.

8. Lautsprecher nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Innenoberfläche (115 D) des ersten Abschnitts des Randelements (115) übereinstim mend mit der Randzone (112 a) der Membran (111) abgeschrägt ist.

9. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schwingungsanregungs einrichtung eine einen Luftspalt (123) mit einem Magnet feld darin bildende Magneteinrichtung (118), eine um einen Spulenkörper (125) gewickelte, an der Membran befestigte und in dem Magnetfeld befindliche Schwingspule (124) und eine die Schwingspule mit dem sich ändernden elektrischen Eingangssignal versorgende Einrichtung umfaßt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Lautsprechers nach einem der vorstehen den Ansprüche, dessen Unterstützungseinrichtung durch einen Rah men und ein Randelement gebildet wird, das über eine Innen oberfläche eines ersten Abschnitts mit der Membran und über einen zweiten Abschnitt mit dem Rahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf die Randzone der Membran und/oder die Innenober fläche des ersten Abschnitts des Randelementes ein Klebemittel aufgebracht,
b) die Membran durch das Randelement hindurch auf eine Montagegrundplatte gesetzt wird, die eine überein stimmend mit der Randzone der Membran abgeschrägte Wandung enthält, und
c) die Membran in Richtung auf die Montagegrundplatte gepreßt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß bei dem Schritt c) mittels einer Druckplatte von oben her ein Druck auf die Membran ausgeübt wird.