DK141310B

DK141310B - Electroacoustic Converter.

Info

Publication number: DK141310B
Application number: DK439564AA
Authority: DK
Inventors: Elmer Victor Carlson
Original assignee: Ind Res Products Inc
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1964-09-07
Publication date: 1980-02-18
Also published as: DK141310C

Description

i 141310in 141310

Den foreliggende opfindelse angår en elektroakustisk omsætter bestående af et aflangt hus, en elektromekanisk omsætter, som er monteret i huset, og et anker af bladtypen, hvor den ene ende af ankeret er fast-5 gjort i nærheden af en væg af huset, og den anden ende er vibrerbar i en fluxspalte i den elektromekaniske omsætter, hvilken vibrerbar ende er drivende forbundet med en membran, som sammen med en del af huset danner et forre- ste lydhulrum, og hvor den elektromekaniske omsætter er lo beliggende i den ene ende af huset og membranen i den anden ende af huset.The present invention relates to an electroacoustic converter consisting of an elongated housing, an electromechanical converter mounted in the housing, and a blade type anchor, one end of the anchor being secured near a wall of the housing, and the the other end is vibratable in a flux slot in the electromechanical converter, the vibratable end being driven connected to a diaphragm which together with a part of the housing forms a front sound cavity and the electromechanical converter is located at one end of the housing and the diaphragm at the other end of the housing.

Ved de hidtil kendte elektroakustiske omsættere er membranen blevet anbragt med sideværts afstand til ankeret, så at dimensionen af huset skulle forøges for at 15 tilvejebringe et vibrationsrum mellem membranen og den elektromekaniske omsætter og for at skaffe plads til et forreste hulrum udenfor membranen.In the prior art electroacoustic transducers, the diaphragm has been spaced laterally to the anchor so that the dimension of the housing should be increased to provide a vibration space between the diaphragm and the electromechanical transducer and to provide space for an anterior cavity outside the diaphragm.

Formålet med opfindelsen er at angive en elektroakustisk omsætter, hvis udstrækning vinkelret på an-2o kerets plan er så lille som muligt. Under hensyn hertil er det for omsætteren ifølge opfindelsen ejendommelige, at membranen ligger i det væsentlige i samme plan som ankeret og er forbundet med dette, og at den nødvendige ydre åbning ind i lydhulrummet er anbragt i den ende af huset, 25 som indeholder membranen.The object of the invention is to provide an electroacoustic converter whose extent perpendicular to the plane of the anchor is as small as possible. Accordingly, it is peculiar to the transducer of the invention that the diaphragm is substantially in the same plane as the anchor and is connected thereto, and that the required outer opening into the sound cavity is disposed at the end of the housing containing the diaphragm.

Når membranen således i det væsentlige er i plan med ankeret, undgås det forbindelsesorgan, der sædvanligvis findes i omsættere af den omhandlede art. Herved bliver der mulighed for at udføre omsætteren med en minimal 3o tykkelse eller højde. Endvidere tilvejebringer membranen understøtning for den frie ende af ankeret, hvorved omsætteren bliver mindre følsom eller sart overfor stød og vibrationer. Den angivne omsætterkonstruktion kan anbringes i et langstrakt høreapparathus med en minimal højde eller 35 tykkelse, hvilket muliggør anbringelse af omsætteren på en begrænset plads, såsom i brugerens ørekanal,med lydkanalen liggende deri.Thus, when the diaphragm is substantially in plane with the anchor, the connecting means usually found in transducers of the kind in question is avoided. This makes it possible to execute the converter with a minimum thickness or height. Furthermore, the diaphragm provides support for the free end of the anchor, making the transducer less sensitive or sensitive to shocks and vibrations. The indicated transducer structure may be placed in an elongated hearing aid housing of a minimum height or thickness, which allows the transducer to be placed in a limited space, such as in the user's ear canal, with the sound channel lying therein.

141310 2141310 2

Ved en hensigtsmæssig udførelsesform for omsætteren ifølge opfindelsen er membranen tætsluttende forbundet med husets inderside til dannelse af det forreste lydhulrum.In an appropriate embodiment of the transducer according to the invention, the diaphragm is tightly connected to the inside of the housing to form the front sound cavity.

5 Desuden kan der ifølge opfindelsen på membranen være monteret et inertansrøir, som forbinder det forreste hulrum med den side af membranen, som støder op til ankeret, hvorved omsætteren er særligt anvendelig som mikrofon.In addition, according to the invention, there may be mounted on the diaphragm an inertial tube connecting the front cavity to the side of the diaphragm adjacent to the anchor, the transducer being particularly useful as a microphone.

lo Ved en yderligere udførelsesform for omsætteren ifølge opfindelsen dannes lydhulrummet af en beholder med en åben side, som lukkes af den vibrerbare membran, og den nødvendige åbning udefra ind til lydhulrummet strækker sig gennem husets og beholderens væg.In a further embodiment of the transducer according to the invention, the sound cavity is formed by a container with an open side closed by the vibratable membrane, and the necessary opening from the outside in to the sound cavity extends through the wall of the housing and the container.

15 Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et langsgående lodret snit efter linien I—I i en omsætter, der er vist i fig. 2, fig. 2 et snit efter linien II-II i fig. 1, 2o fig. 3 et snit efter linien III-III i fig. 1, fig. 4 et endebillede af den samlede omsætter, fig. 5 et billede af omsætterens enkeltdele, når de er klar til samling, spredt ud fra hinanden, 25' fig. 6 et perspektivisk billede af polskoen, der har en udragende lap eller et rør, fig. 7 et billede i snit af en kombineret ankermembran med inertansrør indbefattet deri i proportionalt forhold til de tilsvarende 3o dele i fig. 1, og fig. 8 et billede i plan af membranen, der er vist i fig. 7.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, in which fig. 1 is a longitudinal vertical section along line I-I of a transducer shown in FIG. 2, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, 20 in FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1, FIG. 4 is an end view of the assembled converter; FIG. 5 shows a view of the individual parts of the transducer when ready for assembly, spread apart, 25 'FIG. 6 is a perspective view of the pole shoe having a protruding patch or tube; FIG. 7 is a sectional view of a combined anchor membrane with inertial tubes included therein in proportion to the corresponding 30 parts of FIG. 1, and FIG. 8 is a plan view of the diaphragm shown in FIG. 7th

Under henvisning til tegningen består omsætteren af et hus 16, der er fremstillet af et fluxledende materia- 35 le, der er valgt på grund af dets evne til at bære både en kraftig konstant flux og en overlejret svingende eller vekslende flux. Huset er i nogen grad pæreformet, se fig. 5, 3 141310 og består af et membran- og magnet- eller hovedrum 25 og et spolerum 27. Hovedrummet 25 har en endevæg 18, en overvæg 26 og en undervæg 32. Det er forbundet med spolerummet 27 af skuldre 28 og 3o, der fører til overvæggen 38 og un-5 dervæggen 4o. Enden 29 på huset har to flanger 34 og 36, mellem hvilke er anbragt den ene ende af et anker 48.With reference to the drawing, the transducer consists of a housing 16 made of a flux conductive material selected because of its ability to carry both a strong constant flux and an superimposed oscillating or alternating flux. The housing is bulb-shaped to some extent, see fig. 5, 3, 141310 and consists of a diaphragm and magnetic or head space 25 and a coil space 27. The head space 25 has an end wall 18, an upper wall 26 and a lower wall 32. It is connected to the coil space 27 of shoulders 28 and 30 to the upper wall 38 and the un-5 der wall 4o. The end 29 of the housing has two flanges 34 and 36 between which are disposed one end of an anchor 48.

Flangerne og ankeret er sammenføjet ved svejsning eller slaglodning. To sider af huset 94 og 96 er fastgjort til enderne, over- og undersiden. Huset er tæt tillukket. Der lo er ved flangerne tilvejebragt åbninger 9o og 92 til at føre lederledningeme igennem.The flanges and anchor are joined by welding or brazing. Two sides of housing 94 and 96 are attached to the ends, top and bottom. The house is tightly closed. Apertures 9o and 92 are provided at the flanges for passing the conductor lines.

En spole 42 er anbragt rundt omkring ankeret 48 og kan holdes på plads enten ved indkapsling af spolen i en form, der ligger nøjagtigt an mellem væggene 38,4o,94 15 og 96 eller ved montering af spolen på ankeret. Ved denne konstruktion holder spolehullet sig fri af overfladen på ankeret 48 i en afstand, der er tilstrækkelig til at tillade ankerets frie bevægelse indenfor valgte grænser. Ved nogle anvendelser kan spolen monteres på ankeret, i hvilket 2o tilfælde der findes spillerum mellem spolens ydervægge og husets indervægge.A coil 42 is disposed around the anchor 48 and can be held in place either by encapsulating the coil in a mold that is precisely aligned between the walls 38,4o, 94 15 and 96 or by mounting the coil to the anchor. In this construction, the bobbin hole stays clear of the surface of the anchor 48 at a distance sufficient to allow the free movement of the anchor within selected limits. In some applications, the coil can be mounted on the anchor, in which case there is a clearance between the outer walls of the coil and the inner walls of the housing.

I den ende af hovedrummet 25, der støder op til spolen 42 er der monteret en magnet-polsko-stabel 49, der består af stangmagneter 56 og 58. For at forbedre vejen 25 for den vekslende eller svingende flux, er der tilvejebragt polsko 52 (flg. 6) og 54 adskilt af lapper 61 og 63, der er anbragt på dele, henholdsvis 6o og 62, hvilke dele 6o og 62 er af et materiale med lille fluxledningsevne. Stangmagneterne er langstrakte vinkelret på magnetiseringsaksen, men 3o deres form afhænger af husets særlige udformning. Magneterne er anbragt således, at deres maksimale potentialforskel forekommer tværs over spalten 64 mellem polskoene 52 og 54.At the end of the main compartment 25 adjacent to the coil 42 is mounted a magnetic pole shoe stack 49 consisting of rod magnets 56 and 58. To improve the path 25 of the alternating or oscillating flux, pole shoe 52 is provided ( (6) and 54 are separated by patches 61 and 63 arranged on parts 6o and 62, respectively, which parts 6o and 62 are of low flux conductivity material. The rod magnets are elongated perpendicular to the axis of magnetization, but their shape depends on the particular shape of the housing. The magnets are arranged such that their maximum potential difference occurs across the gap 64 between the pole shoes 52 and 54.

Polskoene 52 og 54 har forlængelser henholdsvis 8o (fig. 6)The pole shoes 52 and 54 have extensions 8o, respectively (Fig. 6).

Og 28, som strækker sig i retning mod den nærliggende over-35 væg 26 og undervæg 32 på huset.And 28 which extends in the direction of the adjacent upper wall 35 and lower wall 32 of the housing.

Hovedhulrummet 25 er hovedsageligt optaget af en membran 68 og et forreste lydkammer 72. Dette lydkammerhul- 4 141310 rum 72 er en fuldstændig beholder i sig selv, der består af en skål 7o, som har ydre dimensioner, der er tilpasset til at ligge fast an i den nederste del af hulrummet 25.The main cavity 25 is mainly occupied by a diaphragm 68 and a front sound chamber 72. This sound chamber cavity 72 is a complete container in itself consisting of a bowl 7o having outer dimensions adapted to be fixed to one another. in the lower part of the cavity 25.

Den åbne side af skålen 7o er lukket af den vibrerbare 5 membran 68, til hvis overflade er fastgjort en i det væsentlige stiv plade 66. Der er vist to åbninger i lydkammeret, men kun den ene bliver brugt ved en bestemt udførelse. Hvis der ønskes en åbning ved enden, er der i endevæggen 18 på huset 16' dannet et hul 2o, og et rør 24 kan indlo sættes deri. For at skaffe adgang til de ydre lydkamre 72 er der i væggen på skålen 7o tilvejebragt en åbning 76.The open side of the bowl 7o is closed by the vibratable membrane 68, to the surface of which is mounted a substantially rigid plate 66. Two openings are shown in the sound chamber, but only one is used in a particular embodiment. If an opening is desired at the end, a hole 20 is formed in the end wall 18 of the housing 16 'and a tube 24 may be inserted therein. In order to provide access to the outer sound chambers 72, an opening 76 is provided in the wall of the bowl 7o.

Hvis der ønskes en sideåbning, kan der i skålen 7o og husets bund 32 tilvejebringes på linie med hinanden liggende huller 71.If a side opening is desired, in the bowl 7o and the bottom 32 of the housing may be provided in aligned holes 71.

15 Ankeret 48 rager frem til venstre for magnetstab len 49 med et stykke, der er tilstrækkeligt til at nå membranpladen 66, og dets ende er fastgjort dertil, f.eks. med en klat klæbestof 69. Enden af ankeret kunne føres yderligere til venstre i omsætteren, således som den er 2o vist i fig. 1 og 2 på tegningen, og centreres over den rektangulære plade 66. Pladen 66 og ankeret kunne ligge i et fælles plan og være sammenføjet med et klæbemiddel mellem kanten på pladen 66 og enden af ankeret 48. Under visse forhold kan pladen 66 og ankeret være ud i et.The anchor 48 protrudes to the left of the magnetic stack 49 with a piece sufficient to reach the diaphragm plate 66 and its end attached thereto, e.g. with a sticky adhesive 69. The end of the anchor could be moved further to the left of the transducer as shown in FIG. 1 and 2 of the drawing, and centered over the rectangular plate 66. The plate 66 and the anchor could lie in a common plane and be joined with an adhesive between the edge of the plate 66 and the end of the anchor 48. Under certain conditions, the plate 66 and the anchor may be into one.

25. Montering af membranen i det væsentlige i plan med ankeret udelukker de forbindende led, der sædvanligvis forekommer i disse omsættere, og membranen giver begrænset understøtning for den frie ende af ankeret. Når en omsætter tabes, og stødet forekommer langs en linie med en vin-3o kel i forhold til den plane overflade på ankeret, kan ankerendens moment forårsage en bøjning eller anlægning ved f.eks. kanten 83 på den øverste kant af polskoen 54. Konstruktionen viser et anker, der er stift understøttet ved den ene ende og fjedrende understøttet ved den anden ende 35 med en mellemliggende del, der er vibrerbar i en arbejds-spalte.25. Assembly of the diaphragm substantially in plane with the anchor excludes the connecting joints usually present in these transducers and the diaphragm provides limited support for the free end of the anchor. When a transducer is dropped and the shock occurs along a line with an angle to the plane surface of the anchor, the torque of the anchor end can cause a bend or abutment, e.g. edge 83 on the upper edge of the pole shoe 54. The structure shows an anchor rigidly supported at one end and resiliently supported at the other end 35 with an intermediate portion vibratable in a working slot.

Ved drift følger den polariserende eller konstante 5 141310 flux den stiplede linie 84, når'ankeret 48 er anbragt på det magnetisk neutrale sted i spalten 64. Når ankeret bli-ver afbøjet opad eller nedad, vil den svingende flux strømme gennem ankeret. Denne forandring i magnetisk flux vil 5 fuldende sit kredsløb, delvis gennem polskoforlængelsen eller øret 8o, det omgivende rum og delvis gennem magneten 56 langs den punkterede linie 85 eller gennem polskoforlængel-sen 82, det omgivende rua og magneten 58 langs dén punkterede linie 87.In operation, the polarizing or constant flux follows the dashed line 84 when the anchor 48 is positioned at the magnetically neutral location in the slot 64. As the anchor is deflected upward or downward, the oscillating flux will flow through the anchor. This change in magnetic flux will complete its orbit, partly through the pole shoe extension or ear 8o, the surrounding space and partly through the magnet 56 along the dashed line 85 or through the pole shoe extension 82, the ambient rough and the magnet 58 along the dashed line 87.

» lo Den viste omsætter anvendes enten som mikrofon el ler som modtager. Når den anvendes som mikrofon, kan den være forsynet med et inertansrør, der er monteret på membranen og udformet i pladen 66. Dette inertansrør består af to rør 77 og 79, som begge er udformet som en rille i pladen 15 66. Som vist i fig. 2 åbner røret 79 sig ved det øverste af pladen 66 ved 91, se også fig. 1, og gennem et hul 81 i membranen ind i det forreste eller ydre lydkammer 72. Det andet rør 77 har på lignende måde åbninger på modstående sider af membranen. Rørene er dynamisk afbalanceret på mem-2o branen, så at de ikke forstyrrer vibrationen.»The displayed converter is used either as a microphone or as a receiver. When used as a microphone, it may be provided with an inertial tube mounted on the diaphragm and formed in plate 66. This inertial tube consists of two tubes 77 and 79, both of which are formed as a groove in plate 15 66. As shown in FIG. FIG. 2, the tube 79 opens at the top of the plate 66 at 91, see also FIG. 1, and through a hole 81 in the diaphragm into the front or outer sound chamber 72. The second tube 77 similarly has openings on opposite sides of the diaphragm. The pipes are dynamically balanced on the mem-2o brane so that they do not disturb the vibration.

Medens den foregående omsætter kunne fremstilles på forskellige måder, kan den også bestå af Tinderenheder, som frembringer nøjagtig forudbestemt forbindelse mellem delene. Som vist i fig. 5 udgør det øverste, det nederste 25 og enderne af huset dele af en enkelt udstansning, der indbefatter samhørende riller, som danner åbningerne 9o og 92-for spoleledningernes tilslutningssteder. Spolen 42 er indkapslet eller indhyllet tilstrækkeligt til at afgrænse dens ydre dimensioner og dens lodrette tykkelse, således at spo-3o len anbringes mellem væggene 38 og 4o, og ankeret anbringes i hullet 5o i spolen 42 med armene på T'et mellem flangerne 34 og 36, alt sammen i en holder; flangerne kan være svejset, loddet eller slagloddet til ankeret, og væggene 38 og 4o vil holde ankeret således, at det har mekanisk spille-35 rum ud til væggene i hullet 5o.While the foregoing transducer could be manufactured in various ways, it may also consist of Tinder units which produce precise predetermined connection between the parts. As shown in FIG. 5, the top, bottom 25, and ends of the housing form portions of a single punch, including associated grooves, which form the openings 9o and 92 of the coil lines' connection points. The coil 42 is encased or shrouded sufficiently to define its outer dimensions and its vertical thickness so that the coil 3 is placed between the walls 38 and 4o and the anchor is placed in the hole 5o of the coil 42 with the arms of the T between the flanges 34 and 36, all in one holder; the flanges may be welded, brazed or brazed to the anchor, and the walls 38 and 4o will hold the anchor so that it has mechanical clearance 35 out to the walls of the hole 5o.

Elementerne i magnetstablen 49 bliver forud samlet med klæbemiddel, og stablen skudt ind sideværts i huset 16 141310 6 til venstre for enden af ankeret-, se fig. 1. Den bliver derefter bevæget til højre, idet arbejdsspalten 64 bliver ført ind over ankeret 48 og under tryk fra det øverste og det nederste af huset fastlimet i stillingen, der er 5 vist i fig. 1. Skålen med membranen monteret deri bliver skubbet ind i hulrummet 75, og enden af ankeret 48 bliver fastgjort til membranpladen 66 med en klat klæbemiddel 69. De enkelte sider 94 og 96 kan fastgøres, eller en sidevægssamling 98, der har en beskyttende endevæg loo med lo på linie liggende åbninger, kan anvendes.The elements of the magnetic stack 49 are pre-assembled with adhesive and the stack inserted laterally into the housing 16 to the left of the end of the anchor, see FIG. 1. It is then moved to the right, the working slot 64 being inserted over the anchor 48 and pressurized from the top and bottom of the housing in the position shown in FIG. 1. The bowl with the membrane mounted therein is pushed into the cavity 75 and the end of the anchor 48 is attached to the membrane plate 66 with a cling adhesive 69. The individual sides 94 and 96 may be attached, or a side wall assembly 98 having a protective end wall 10 with openings lying in line, can be used.

Den foregående rækkefølge ved samlingen kan varieres. Således kan den øverste væg skubbes tilbage, og enhederne 7o,49,48,42 anbringes på bunden 32, og derefter kan den øverste væg bøjes omkring.The previous order of assembly may be varied. Thus, the top wall can be pushed back, and the units 7o, 49, 48, 42 are placed on the bottom 32, and then the top wall can be bent around.

15 Enheden 98 omfatter begge sidevæggene og ende væggen og har som vist i fig. 4 en beskyttende skærm loo med gennemgående åbninger lol og lo3, der passer sammen med åbningerne 9o og 92. Denne kan føres ind over enden af huset med åbne sider 16, og ved passende midler, som 2o f.eks. modstandssvejsning, kan hele huset tæt tillukkes.The unit 98 comprises both the side walls and the end wall and as shown in FIG. 4 shows a protective screen loo with through openings lol and lo3 which fits with the openings 9o and 92. This can be inserted over the end of the housing with open sides 16, and by suitable means such as 2o, for example. resistance welding, the whole house can be closed tightly.

I fig. 7 og 8 er der vist en anden udførelsesform for omsætteren ifølge opfindelsen, hvori ankeret og membranen er en enkelt del, og inertansrøret findes i denne del. Ankeret er betegnet med 12o, og dets faste ende 122 25· er fastholdt mellem flangerne 34 og 36, som i den første udførelse. Polskoene 52 og 54 og magneterne 56 og 58 indtager den samme stilling i forhold til hinanden som vist i fig. 1. Den anden tværarm 124 i Τ'et udgør imidlertid stempelhovedet på membranen og erstatter derfor pladen 66 i 3o fig. 1. Ankerets tværled er vibrerbart sammen med membranen.In FIG. 7 and 8, another embodiment of the transducer according to the invention is shown in which the anchor and diaphragm are a single part and the inertial tube is found in this part. The anchor is designated 12o and its fixed end 122 25 is retained between the flanges 34 and 36, as in the first embodiment. The pole shoes 52 and 54 and the magnets 56 and 58 occupy the same position relative to each other as shown in FIG. 1. However, the second transverse arm 124 in the ud constitutes the piston head on the diaphragm and therefore replaces the plate 66 in FIG. 1. The cross link of the anchor is vibratable with the diaphragm.