ES2286821T3 - Activador de doble bobina con alojamiento multifuncion. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN TRANSDUCTOR ELECTROMAGNETICO MEJORADO (20) CAPAZ DE PRODUCIR MAS POTENCIA POR MASA QUE UN TRANSDUCTOR CONVENCIONAL. ESTE AUMENTO DE POTENCIA POR MASA SE CONSIGUE COMBINANDO UNA CARCASA DE DISEÑO ADECUADO, UN IMAN DE NEODIMIO (36) Y UNA ESTRUCTURA DE BOBINA DUAL (40). ESTE DISEÑO PERMITE LA DISIPACION DEL CALOR GENERADO POR EL TRANSDUCTOR, LO QUE AUMENTA LA EFICACIA Y LA POTENCIA DEL TRANSDUCTOR Y PERMITE DISEÑAR EL TRANSDUCTOR CON UN TAMAÑO MAS REDUCIDO Y UNA POTENCIA MAYOR QUE EN EL CASO DE LOS TRANSDUCTORES CONVENCIONALES.

Description

Activador de doble bobina con alojamiento multifunción.

Campo de aplicación del invento

Este invento se refiere en general a transductores de audiofrecuencia. Más particularmente, este invento se refiere al diseño de un transductor de audiofrecuencia liviano de alta energía.

Técnica relacionada con el invento

La mayoría de los altavoces electrodinámicos usan imanes para producir flujo magnético en un entrehierro. Estos imanes son típicamente imanes permanentes, usados en un circuito magnético de material ferromagnético para dirigir la mayor parte del flujo producido por el imán permanente a un entrehierro.

En este entrehierro se coloca una bobina móvil con sus conductores arrollados de un modo sustancialmente cilíndrico con el fin de colocarlos perpendicularmente al componente principal del flujo magnético en el entrehierro. La bobina móvil se conecta luego a un diafragma o cono que se activa o se hace vibrar por el movimiento axial de la bobina producido por la fuerza motriz sobre la bobina móvil. A esta bobina móvil con frecuencia se hace referencia como bobina vocal, porque, en los altavoces o transductores electromecánicos similares, el intervalo de frecuencia de interés particular es el intervalo ampliado de la voz humana. Estos términos se usarán de forma intercambiable en la presente memoria.

La bobina normalmente se conecta a un amplificador de audiofrecuencia de algún tipo que produce una corriente en la bobina cuya intensidad es una función de la señal eléctrica que se va a transformar mediante el altavoz en una variación de presión audible, subaudible o ultrasónica. La bobina móvil normalmente está destinada a transportar una corriente en una dirección que es sustancialmente perpendicular a las líneas de flujo magnético producidas por el imán permanente. La estructura magnética a menudo está destinada a proveer simetría cilíndrica con un entrehierro anular en el que las líneas de flujo magnético están dirigidas radialmente con respecto al eje de simetría cilíndrica del altavoz.

Los altavoces electrodinámicos convencionales de imán permanente emplean un diafragma que se hace vibrar por un activador electromecánico. El activador generalmente comprende un imán y una bobina móvil con una señal eléctrica que pasa a través de la bobina móvil. La interacción entre la corriente que pasa a través de la bobina móvil y el campo magnético producido por el imán permanente da lugar a que la bobina móvil oscile de acuerdo con la señal eléctrica y, a su vez, active el diafragma y produzca sonido.

En funcionamiento, la resistencia del material conductor de la bobina móvil causa la producción de calor en la bobina móvil o en su arrollamiento. La tolerancia del activador al calor viene generalmente determinada por los puntos de fusión de sus diversos componentes y por la capacidad calorífica del adhesivo usado para construir la bobina móvil. Como la resistencia en corriente continua de la bobina móvil comprende una parte importante de la impedancia del activador, la mayor parte de la energía de entrada se convierte en calor en lugar de en sonido. Por tanto, la capacidad de manejo de la energía de un activador está limitada estrictamente por su capacidad para
tolerar calor.

Los problemas planteados por ka generación de calor están compuestos además por la resistencia inducida por temperatura, a la que comúnmente se hace referencia como compresión de energía. A medida que aumenta la temperatura de la bobina móvil del activador, aumenta también la resistencia en corriente continua de los conductores o hilos de cobre o de aluminio usados en el activador. Por ejemplo, una bobina móvil de hilo de cobre que tiene una resistencia de seis ohmios a la temperatura ambiente tiene una resistencia de doce ohmios a 270ºC (520ºF). A temperaturas mayores, la energía de entrada se convierte en su mayor parte en calor adicional más que en sonido, limitando de ese modo gravemente el rendimiento del, activador.

Por tanto, la producción de calor es un determinante principal de la salida máxima del altavoz. En general, los dispositivos de la técnica anterior están limitados en su máxima energía debido al calor que generan. En un diseño típico de una sola bobina que use un imán cerámico, el activador es muy grande y usualmente no se emplea un sumidero de calor. Como tal, la temperatura en el activador limita la energía del altavoz porque el activador no debe sobrecalentarse. Una solución común en el diseño de altavoces profesionales de alta energía consiste simplemente en hacer la estructura del activador suficientemente grande para disipar el calor generado. La producción de un altavoz de alta energía de esta manera resulta en un altavoz muy grande y pesado con una gran estructura de activador para manejar el calor generado. Este invento perfecciona esta técnica mediante la incorporación de unos elementos destinados a disipar el calor generado por el activador, de este modo, mejorando el rendimiento y produciendo una salida mayor de energía.

Los sistemas de la técnica anterior como el que se describe en la patente francesa Nº 1.180.456, han intentado conseguir mayor energía usando un conjunto de doble bobina. Este conjunto de doble bobina duplica la fuerza electrodinámica producida por la misma intensidad de corriente, resultando en un aumento en el rendimiento. El documento PCT/US93/06755 y la patente de EE.UU. Nº 5.231.336 utilizan también una doble bobina. Sin embargo, estas patentes no solucionan el problema de la generación de calor o del tamaño y peso de sus conjuntos.

Otras patentes han tratado de controlar el calor generado por un altavoz. Estas patentes incluyen la patente de EE.UU. Nº 3.991.286, que usa una bobina móvil y una estructura de armadura metálica muy conductora del calor, y 4.138.593, que usa una estructura térmicamente conductora en ambos lados del circuito magnético y conecta térmicamente el activador al panel frontal y al panel posterior del armario del altavoz. Asimismo, la patente de EE.UU. Nº 5.042.072 describe un sistema para introducir canales en la estructura magnética o pieza polar con el fin de introducir aire frío.

El documento JP-A-06 233 380 describe un altavoz de dos bobinas con dos entrehierros entre las piezas polares y una culata. El documento DE-A-42 854 describe un altavoz con un sistema magnético que comprende un imán de neodimio que ajusta parcialmente al contorno del diafragma del altavoz. En los documentos DE-A-1 256 263 y DE-A- 25 03 828 se describe un transductor acústico que comprende sistemas de una sola bobina que incluye un obturador central. El documento FR-A-2 667 212 describe un transductor electromagnético en el que la disipación de calor se facilita mediante un elemento anular que comprende un aro exterior y unas alas. El documento US-A- 5 151 943 describe un altavoz que comprende una protección tipo sándwich dispuesta alrededor de una pieza polar escalonada para disminuir la distorsión de segundo armónico.

Mediante el uso de estas soluciones parciales, se puede disipar algo de calor y aumentarse el rendimiento. Sin embargo, estas disposiciones no proveen las ventajas agregadas que se consiguen mediante la combinación de la doble bobina, el alojamiento, que actúa como el armadura, el pedestal y el sumidero de calor, y el imán de neodimio.

Sumario

El presente invento es un transductor electromagnético capaz de producir más salida de energía por unidad de masa de transductor que un transductor convencional, de acuerdo con la reivindicación 1 y. alternativamente, con la reivindicación 2. Esta energía aumentada por unidad de masa de transductor se hace posible mediante la combinación de un alojamiento, un imán de neodimio y una estructura de doble bobina adecuadamente diseñados. Este diseño disipa el calor generado por el transductor, aumentando el rendimiento y la energía del transductor.

En una realización preferida, el transductor comprende un cilindro de voz, una bobina doble, un subconjunto, un anillo exterior, un alojamiento, y un cono. El cilindro de voz está conectado al interior del cono y ajusta en el espacio intermedio entre el subconjunto y el anillo exterior. La doble bobina comprende un hilo enrollado alrededor del cilindro de voz en dos lugares diferentes.

El subconjunto comprende un imán permanente, preferiblemente construido de neodimio. El uso de neodimio reduce el peso del subconjunto, porque un imán de neodimio proporciona más flujo magnético por unidad de peso que un imán estándar. Un diseño estándar que use cerámica o alnico tendría que ser mucho mayor que un imán de neodimio para proporcionar la misma cantidad de flujo magnético. El imán está imantado en la dirección axial, de tal manera que una superficie del imán es el norte magnético y la otra el sur magnético.

Además del imán, el subconjunto comprende una placa polar anterior y una placa polar posterior. Las placas polares son de acero y están situadas a ambos lados del imán, constituyendo un sándwich de imán. El uso de un imán de neodimio más pequeño permite usar placas polares de acero más pequeñas. Mediante la reducción del tamaño del imán y de las placas, el subconjunto es más pequeño y más liviano que una estructura equivalente de la técnica anterior.

Las placas polares y el imán tienen cada uno un orificio practicado en el centro a través del cual se extiende un obturador central. La corriente del amplificador se suministra a través del obturador central. que permite que la corriente llegue a la parte frontal del subconjunto y del cilindro. El uso de un obturador central para alimentar el hilo que va a la bobina reduce costes de mano de obra en el ensamblaje del altavoz. El obturador central tiene dos hilos que se extienden a través de él con terminales de horquilla en cada extremo de cada hilo. Los terminales de horquilla permiten que el hilo de la bobina doble se fije usando un corchete sin soldar, actividad que necesita mucha mano de obra, durante el ensamblaje.

Un aro exterior anular de acero ferromagnético circunda el subconjunto y la doble bobina. Entre el aro exterior y el subconjunto hay un entrehierro magnético en el que está situado el cilindro que contiene la doble bobina. Una bobina de la doble bobina está enrollada alrededor del cilindro de voz de tal manera que esté a paño con la placa polar posterior, y la otra bobina está enrollada de tal manera que esté a paño con la placa polar anterior.

El transductor comprende también un alojamiento que combina las funciones de armadura, pedestal y sumidero de calor, realizando las tres funciones sin necesidad de disponer de tres estructuras. Mediante el uso de un único alojamiento, el invento es más liviano y más barato de producir que una estructura convencional de tres piezas. En la técnica anterior, las funciones de armadura se han combinado, pero no el pedestal. El alojamiento provee una armadura que sujeta el aro exterior, proporciona un pedestal para soportar el subconjunto y actúa como un sumidero de calor extrayendo calor tanto del subconjunto como del aro exterior. El alojamiento disipa el calor al aire de un modo más eficaz que el subconjunto o el aro exterior, porque tiene un área de superficie mayor que maximiza el contacto con el aire y permite que fluya al aire una cantidad mayor de calor.

Mediante su actuación como un pedestal y una armadura, el alojamiento está en contacto tanto con el subconjunto como con el aro exterior. Los dos contactos proveen un área de superficie común mayor, aumentando así la capacidad del alojamiento para transmitir calor del subconjunto y del aro exterior. Por tanto, haciendo que el alojamiento sea también pedestal aumenta la capacidad de sumidero de calor del alojamiento.

Una vez que el calor fluye al alojamiento, se disipa en el aire. Además, haciendo que el alojamiento tenga una forma irregular con aletas se aumenta su área de superficie y se facilita la disipación de calor, porque se dispone de más área de superficie para que el calor fluya al aire.

En algunas realizaciones, este flujo se facilita también fijando las aletas del alojamiento cerca del cono. La fijación de las aletas cerca del cono da lugar a que el aire se mueva rebasando las aletas cuando el altavoz produce sonido. Este movimiento del aire aumenta la disipación de calor de las aletas. Una realización de fijar las aletas cerca del cono usa las aletas para constituir las patas radiales de la campana del altavoz.

Mediante la utilización de estas técnicas de reducción de peso y de disipación de calor, el altavoz del invento se puede construir más liviano y más eficaz que los altavoces de la técnica anterior. Un altavoz que utilice las técnicas de este invento puede conseguir la energía que normalmente tiene un altavoz que tenga un peso muchas veces mayor.

Además, la combinación de sumidero de calor, pedestal y armadura no sería posible usando un imán de tamaño estándar, porque el subconjunto sería demasiado grande para encerrarlo en una caja. De este modo, el uso eficaz de neodimio permite construir un subconjunto más pequeño que se pueda encerrar en el alojamiento. En consecuencia, a pesar del mayor coste del neodimio, la estructura total del imán cuesta menos que un diseño cerámico de un solo entrehierro de iguales prestaciones.

Adicionalmente, como el imán de neodimio es más delgado que un imán estándar, tiene muy pocas fugas en el interior de la estructura, y el camino de retorno del circuito magnético es más corto. Por tanto, un subconjunto de neodimio es muy eficaz y puede producir una energía mayor por unidad de masa de transductor.

Además del neodimio, la doble bobina requiere un aro exterior más pequeño y unas placas polares de menor tamaño. En un sistema normal de una bobina, la corriente que circula a través de la bobina genera una fuerza sobre el cilindro de bobina móvil. Sin embargo, en el sistema de doble bobina, se suman las fuerzas de cada bobina, creando un altavoz de más energía. De ese modo, el rendimiento y la energía producida por el altavoz aumentan con la misma masa que la de un sistema convencional.

Además, la doble bobina duplica también el área de superficie del arrollamiento. El número de vueltas y por tanto el área de superficie del arrollamiento vienen determinados por el diseño del altavoz. Pero, mediante el uso de una doble bobina, el número de espiras se duplica y el área de superficie de las espiras también se duplica, duplicando casi la capacidad del hilo para disipar calor y aumentando la energía del altavoz.

Solamente la combinación de la doble bobina, el imán de neodimio, y un alojamiento adecuadamente diseñados producen el transductor de alto rendimiento del invento. Cualquier combinación parcial de estas técnicas aumentaría el rendimiento y la energía del altavoz, pero no con la magnitud producida por la combinación de las tres funciones.

Por tanto, el principal objeto de este invento es proveer un altavoz potente y liviano.

Un objeto adicional de este invento es proveer una combinación de sumidero de calor, pedestal y armadura que, para un peso menor, provee una disipación de calor muy eficaz.

Otro objeto de este invento es usar dobles bobinas que aumentan el rendimiento del altavoz y permiten reducir el peso del mismo.

Es todavía otro objeto de este invento usar un imán de un material liviano como el neodimio para reducir el peso de un altavoz.

Otro objeto de este invento es producir un altavoz potente y muy eficaz usando técnicas de diseño perfeccionadas.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral del altavoz.

La Figura 2 es una vista de frente en despiece ordenado del altavoz.

La Figura 3 es una vista de frente de una realización del alojamiento, subconjunto y aro exterior.

La Figura 4 es una vista posterior de una realización del alojamiento, subconjunto y aro exterior.

Descripción detallada

Como se ha representado en la Figura 2, el altavoz 20 comprende un cono externo 22 fijado a la parte frontal del armario o difusor del altavoz. mediante una pieza flexible de montaje 24. El cono 22, situado bajo la cúpula 54, está fijado a un cilindro 53.

Refiriéndose a la Figura 1, adicionalmente, el cono 22 está vinculado a un alojamiento 25 mediante un conectador de membrana flotante 56. El conectador de membrana flotante 56 es suficientemente flexible para permitir que el cono 22 se mueva en dirección axial, pero proporciona un soporte suficiente para sujetar en posición radialmente al cono 22.

El altavoz 20 comprende un subconjunto 30 que comprende un imán 36 y dos placas polares, una placa polar anterior 32 y una placa polar posterior 34. Las placas polares 32, 34 son de acero y ferromagnéticas. En la realización preferida, las placas polares 32, 34 se construyen de una forma cilíndrica con un radio mayor que la altura.

Formando un sándwich entre las placas polares anterior 32 y posterior 34 hay un imán 36 que, junto con las placas polares 32, 34 forma una pila. En la realización preferida, el imán 36 es de neodimio, un material que tiene un elevado flujo magnético por unidad de masa. En la realización preferida, el imán 36 es también cilíndrico con un radio un poco menor que el de las placas polares anterior 32 y posterior 34. Mediante el uso de neodimio, el imán 36 puede ser más delgado y de menor diámetro que un imán convencional construido de un material cerámico, y mucho más delgado y pequeño que un imán hecho de alnico.

Las placas polares 32, 34 y el imán 36 tienen un orificio central que, cuando están apiladas las placas polares 32, 34 y el imán 36, se extiende a través del subconjunto 30. En este orificio está instalado un obturador central 50, que se extiende desde la parte posterior a la parte anterior del subconjunto 30. El obturador central 50 tiene dos elementos conductores que pasan a través de él, preferiblemente hilos, que se extienden fuera de los extremos del obturador 50 donde terminan en terminales de horquilla 52. Los terminales de horquilla 52 permiten que se fije otro hilo usando un dispositivo tipo corchete y sin soldadura.

El imán 36 y las placas polares 32, 34 están situados dentro de un aro anular exterior 55. Lo mismo que las placas polares 32, 34, el aro exterior 55 es de acero ferromagnético. El aro exterior 55 es un cilindro hueco un poco más largo que las alturas combinada de las dos placas polares 32, 34 y del imán 36.El subconjunto 30 ajusta dentro del aro exterior 55 de tal manera que el radio interior del aro exterior 55 es un poco mayor que el radio de las placas polares 32, 34. El radio un poco mayor del aro exterior 55 proporciona un entrehierro magnético anular 57 entre la pila constituida por la placa polar anterior 32, imán 36, placa polar posterior 34 y el aro exterior 55.

En el presente invento, en una realización, la superficie exterior de las placas polares 32, 34 y la superficie interior del aro exterior 55 están recubiertas por una vaina de cobre. El recubrimiento de las partes de estos elementos en el entrehierro magnético 57 con cobre reduce la distorsión y la inductancia en el altavoz. Las vainas de cobre se pueden recubrir hasta un espesor de 0, 38 mm a 0, 635 mm (0,015 a 0,025 pulgadas).

En una realización alternativa, se pueden usar unos aros conductores de cortocircuito para reducir la distorsión y la inductancia. En lugar de instalarlos en el entrehierro magnético 57 como en el caso de las vainas de cobre, los aros conductores se colocan por delante de la placa polar anterior 32, sobre la superficie exterior del imán 36 y detrás de la placa polar posterior 34. Los aros conductores de cortocircuito pueden ser de cobre o de aluminio y tiene un espesor entre 1,27 mm y 3,81 mm (0,05 y 0,150 pulgadas) en la dirección radial.

El alojamiento 25 está constituido por unas partes que proveen una armadura 29 para el aro exterior 55 y un pedestal 27 para el subconjunto 30 con los dos conectados a través de una banda 28. Adicionalmente, el alojamiento 25 actúa como un sumidero de calor para el altavoz 20, permitiendo que el calor fluya desde el aro exterior 55 y el subconjunto 30 al interior del alojamiento 25. En la realización preferida, el alojamiento 25 es de aluminio.

El cilindro 53, que está fijado al cono 22, se extiende desde el cono 22 en el interior de este entrehierro magnético 57. El cilindro 53 está hecho de un material rígido y resistente a la temperatura tal como poliamida y preferiblemente tiene aproximadamente 0,127 mm (5/1000 pulgadas) de espesor. Devanada alrededor del cilindro 53 y dentro del entrehierro magnético 57 hay una doble bobina 40 de hilo 42 constituida por dos partes, una parte anterior 44 y una parte posterior 46. El hilo 42 de la parte anterior 44 está enrollado alrededor del cilindro 53 de tal manera que se alinee con la placa polar anterior 32. Similarmente, el hilo 42 de la parte posterior 46 está enrollado alrededor del cilindro 53 de tal manera que se alinee con la placa polar posterior 34.

El obturador central 50 contiene dos conductores que se extienden a través de su longitud. Los conductores se extienden fuera de las partes anterior y posterior del obturador central 50. Los bordes de los conductores en la parte posterior del obturador central 50 están conectados a unos hilos que conducen al amplificador que activa al altavoz 20. En la parte anterior del obturador central 50, el hilo 42 se conecta a dos terminales de horquilla de la parte anterior del obturador central 50 usando conectadores tipo corchete.

Desde el obturador central 50 en la parte anterior del subconjunto 30, el hilo 42 discurre hasta la parte más alta del cilindro, debajo de la cúpula 54, y hacia abajo a la parte exterior del cilindro 53 hasta que llega a la posición de la parte anterior 44, donde se enrolla en sentido dextrógiro alrededor del cilindro 53. Después de envolverse alrededor del cilindro 53, el hilo 42 discurre a lo largo del cilindro 53 desde la parte anterior 44 hasta la parte más posterior de la parte posterior 46. Esta parte del hilo 42 está aislada para prevenir el contacto eléctrico entre la parte dl hilo 42 que se extiende hacia abajo al cilindro 53 y la parte enrollada alrededor de cilindro 53. En la parte más posterior de la parte posterior 44, el hilo 42 está enrollado alrededor del cilindro 53 en sentido levógiro y constituye la parte posterior 46.

Después de constituir la parte posterior 46, el hilo 42 se aísla y discurre hacia arriba en el lado del cilindro 53 hasta la parte más alta del cilindro 53. Desde la parte más alta del cilindro 53, el hilo 42 se extiende hacia abajo al obturador central 50, donde se fija sobre el otro terminal de horquilla en la parte anterior del obturador central 50.

El número preferido de veces que el hilo 42 se enrolla alrededor del cilindro 53 viene determinado por el diseño del altavoz y es bien conocido en la técnica. Este número preferido de vueltas se usa tanto para la parte anterior 44 como para la parte posterior 46 de la doble bobina 40, duplicando así el número de vueltas y duplicando también el área de superficie cubierta por el hilo 42 sin aumentar el tamaño del entrehierro magnético 57.

El tendido del hilo 42 en la parte anterior 44 en sentido dextrógiro y en la parte posterior 46 en sentido levógiro da lugar a que la corriente en la parte anterior 44 circule en el sentido contrario que la corriente en la parte posterior 46. Como las líneas de flujo discurren en sentidos contrarios en cada entrehierro y las corrientes en cada bobina circulan en sentidos contrarios, se cumple la ley de Lorens de que la fuerza creada por la corriente en cada bobina es del mismo sentido, duplicando así la fuerza sobre el cilindro 53. Por la duplicación de la fuerza, el altavoz genera más energía que un altavoz de una sola bobina.

Además de generar una fuerza, la corriente que circula a través del hilo 42 y de la doble bobina 40 genera calor. El calor del hilo 42 fluye al interior de la placa polar anterior 32 y de la placa polar posterior 34 donde el hilo 42 se aproxima a estas placas polares. El calor fluye también al interior del aro exterior 55 en los dos lugares en que el hilo 42 se acerca al aro exterior 55. Si el calor generado por el hilo 42 no se disipase, las placas polares 32, 34 y el imán 36 continuarán calentándose más. Eventualmente, la sujeción por adhesivo del hilo 42 sobre el cilindro 53 se fundirá, separando el hilo 42 del cilindro 53, y causando que el altavoz 20 cese de funcionar. Además, los imanes de neodimio se desimantan si se calientan demasiado, por ejemplo, por encima de 66ºC (150ºF).

El calor generado por un altavoz 20 es directamente proporcional a la energía que el altavoz 20 es capaz de producir, y por tanto al volumen que puede producir el altavoz. Además, cuanto más se caliente el hilo 42, mayor se hace su resistencia y más calor genera. Por tanto, la creación de altavoces más potentes requiere el desarrollo de una técnica para gestionar el calor resultante.

La capacidad del alojamiento 25 de disipar el calor generado por la bobina 40 hace más potente al altavoz 20. Sin el sumidero de calor del alojamiento 25, duplicando la capacidad de disipación, por ejemplo, la energía en el altavoz 20 duplicaría aproximadamente la temperatura generada. A menos que el altavoz 20 tuviese una energía inferior originalmente, la duplicación de la temperatura deterioraría los componentes del altavoz y daría lugar al que el altavoz 20 dejase de funcionar. Por tanto, el aumento de la energía en el altavoz 20 requiere una técnica para disipar calor.

Una técnica utilizada por este invento para administrar calor es el arrollamiento de la doble bobina 40 del hilo 42. Mediante el arrollamiento del hilo 42 en dos lugares diferentes con un área de superficie doble sobre el cilindro 53, el subconjunto 30 y el aro exterior 55, el calor puede pasar a diferentes lugares y sobre un área mayor. Mediante el paso en áreas diferentes y sobre un área mayor, el calor se puede disipar más rápidamente, con tal que el calor pueda fluir desde el aro exterior 55 y el subconjunto 30. Sin embargo, sin proveer la liberación de calor desde el aro exterior 55 y el subconjunto 30, se comprometerían las ventajas de diseño de la doble bobina.

Para permitir que el calor fluya desde el aro exterior 55 y el subconjunto 30, el alojamiento 25 está fijado al aro exterior 55 y al subconjunto 30. Entonces, el alojamiento 25 actúa como un sumidero de calor a cuyo interior puede fluir calor desde el aro exterior 55 y subconjunto 30. El calor que fluye al interior del alojamiento 25 se disipa por el alojamiento 25 debido a su mayor área de superficie. Refiriéndose a las Figuras 3 y 4, en la realización preferida, el área de superficie del alojamiento 25 se aumenta mediante la adición de aletas radiales u otras aletas 60 de gran área de superficie al alojamiento, particularmente, extendiéndose desde la parte de armadura 29 del alojamiento 25.

Las aletas 60 permiten que un alojamiento 25 de un tamaño determinado tenga un área de superficie sustancialmente mayor que un alojamiento de dimensiones similares con una forma regular o compacta. Se pueden usar aletas de cualquier forma u otra irregularidad de forma para aumentar el área de superficie del alojamiento. Las Figuras 3 y 4 constituyen un ejemplo de aletas en las que el área de superficie se puede aumentar más mediante la adición de más aletas o disminuir mediante la reducción del número de aletas. Adicionalmente, otras irregularidades superficiales tales como protuberancias u otros salientes pueden aumentar el área de superficie del alojamiento. Como el calor fluye al aire desde la superficie del alojamiento 25, cuanto mayor sea el área de superficie del alojamiento 25 mayor será la disipación de calor.

Adicionalmente, se puede disipar más calor mediante la impulsión de aire a través del alojamiento 25. Como el calor fluye desde el alojamiento 25 al aire, el flujo de aire acelera la disipación de calor del alojamiento 25. Por ejemplo, se puede utilizar un ventilador de impulsión para mover aire dentro del armario del altavoz.

En la realización preferida, la circulación del aire a través del alojamiento 25 se realiza mediante el posicionamiento de las aletas 60 del alojamiento cerca del cono 22. La vibración del cono 22 cuando el altavoz 20 produce sonido hace vibrar a las aletas 60 y mueve el aire rebasando las aletas. El movimiento del aire sobre las aletas 60 aumenta su capacidad para disipar calor al aire.

En una realización, las aletas radiales 60 forman las patas radiales de una campana de altavoz. En este tipo de realización, las aletas 60 se fijan a un aro que conecta al difusor 23 de altavoz. Alternativamente, las aletas pueden conectarse directamente al difusor 23 combinando el aro con el difusor 23. Mediante la fijación de las aletas 60 de esta manera, el alojamiento 25 se extiende desde el subconjunto 30 hasta el difusor 23, proporcionando un área de superficie mayor y aumentando la disipación de calor. Adicionalmente, el difusor 23 de altavoz se puede hacer de aluminio que, debido a la unión entre las aletas 60 y el difusor 23, permite que el calor circule desde el alojamiento 25 al interior del difusor 23. Como el calor puede circular al interior del difusor 23 en esta realización, el difusor 23 actúa también como un sumidero de calor, aumentando más la capacidad de disipación de calor del invento.

Asimismo, usando las aletas 60 como parte de una campana de altavoz se incorpora la mayor disipación de calor del invento a un diseño convencional de campana de altavoz. Utilizando la campana de altavoz que incorpora el invento, se pueden perfeccionar los altavoces actuales mediante la sustitución de sus actuales aros, campanas de altavoz y transductores por un transductor, una campana y un aro que incorporen el invento descrito en la presente memoria. De este modo, un altavoz actual se puede beneficiar del menor peso y la mayor energía del altavoz del invento.

La combinación de las funciones de sumidero de calor, pedestal y armadura en el alojamiento 25 es posible debido al imán de neodimio. Debido al mayor flujo magnético que produce, un imán de neodimio se puede construir más pequeño que un imán estándar y todavía suministra el flujo requerido para el altavoz 20. Un imán estándar sería demasiado grande y pesado para que resultase práctica una combinación de las funciones de sumidero de calor, pedestal y armadura. El imán de neodimio de menor tamaño requiere un alojamiento 25 más pequeño, permitiendo así que una sola estructura funcione como armadura, pedestal y sumidero de calor.

Además de lo descrito en la presente memoria, este invento se puede combinar con lo expuesto en la patente de EE,UU. Nº 5.042.072 para reducir el calor en el subconjunto 30 y bobina móvil 40 usando ventilación así como lo expuesto en este invento. Además, la técnica de ventilación se puede combinar con el invento y su realización con revestimiento de cobre descrita en la presente memoria.

Aunque se ha presentado y descrito el invento con respecto a una realización particular, lo ha sido con fines ilustrativos más que con carácter limitativo. El invento contempla, y será evidente para los expertos en la técnica, que otras variaciones y modificaciones de la realización presentada y descrita en la presente memoria están todas dentro del espíritu y alance pretendidos del invento. De acuerdo con ello, la patente no está limitada en alcance y efecto a la realización específica presentada y descrita, ni en ningún otro modo es inconsecuente con la extensión a la que el progreso y la técnica han avanzado mediante el invento.

Claims (11)

1. Un transductor electromagnético que comprende:

un cono (22) para producir vibraciones de sonido en el aire, cuyo cono tiene una superficie anterior y una superficie posterior;

un imán permanente (36) con una superficie anterior y una superficie posterior, cuyo imán comprende neodimio;

una placa polar anterior (32) de acero con una superficie anterior y una superficie posterior dispuestas de tal manera que la superficie posterior de dicha placa polar anterior (32) está confrontada con la superficie anterior de dicho imán (36);

una placa polar posterior (34) de acero con una superficie anterior y una superficie posterior dispuestas de tal manera que la superficie anterior de dicha placa polar posterior (34) está confrontada con la superficie posterior de dicho imán (36);

un cilindro no magnético (53), fijado a la superficie posterior de dicho cono (22) y que se extiende anularmente alrededor de dichas placas polares anterior y posterior (32, 34) y de dicho imán (36);

un hilo (42) que comprende una bobina doble (40) envuelto alrededor de dicho cilindro (53), cuya bobina doble comprende una primera parte (44) de bobina envuelta alrededor de dicho cilindro (53) a paño con dicha placa polar anterior (32) y una segunda parte de bobina envuelta alrededor de dicho cilindro (53) a paño con dicha placa polar posterior (34) de tal manera que la corriente en cada parte de bobina circula en sentidos contrarios;

un aro exterior anular de acero (55) que abarca dicha bobina doble (40), dicha placa polar anterior (32), dicha placa polar posterior (34), y dicho imán
(36);

un alojamiento (25) que provee una armadura (29) alrededor de dicho aro anular exterior (55) y que proporciona un pedestal (27) fijado a la superficie posterior de dicha placa polar posterior (34), y que soporta a dicha placa polar posterior (34), a dicha placa polar anterior (32) y a dicho imán (36);

cuyo imán (36) y cuyas placas polares posterior y anterior (34, 32) contienen cada uno un orificio practicado en sus centros respectivos;

un obturador central (60) que se extiende axialmente a través de los orificios practicados en los centros de dicho imán (36) y de dichas placas polares anterior y posterior (32, 34);

un aro conductor de cortocircuito situado por delante de la placa polar anterior (32);

un aro conductor de cortocircuito situado sobre la superficie exterior del imán (36);

un aro conductor de cortocircuito situado detrás de la placa posterior (34); y

en el que dicho alojamiento (25) y dicho aro exterior (55) actúan como un sumidero de calor mediante la provisión de un camino para que el calor fluya desde dicho aro exterior (55) y dicha placa polar posterior (34) al interior de dicho alojamiento (25) desde cuyo alojamiento (25) se puede disipar el calor.

2. Un transductor electromagnético que comprende:

un cono (22) para producir vibraciones sonoras en el aire, cuyo cono tiene una superficie anterior y una superficie posterior;

un imán permanente (36) con una superficie anterior y una superficie posterior, cuyo imán comprende neodimio;

una placa polar anterior (32) de acero con una superficie anterior y una superficie posterior dispuestas de tal manera que la superficie posterior de dicha placa polar anterior (32) se encuentra confrontada con la superficie anterior de dicho imán (36);

una placa polar posterior (34) de acero con una superficie anterior y una superficie posterior dispuestas de tal manera que la superficie anterior de dicha placa polar posterior (34) se encuentra confrontada con la superficie posterior de dicho imán (36);

un cilindro no magnético (53), fijado a la superficie posterior de dicho cono (22) y que se extiende anularmente alrededor de dichas placas polares anterior y posterior (32, 34) y dicho imán (36);

un hilo (42) que comprende una bobina doble (40) envuelta alrededor de dicho cilindro (53), cuya bobina doble comprende una primera parte (44) de bobina envuelta alrededor de dicho cilindro (53 a paño con dicha placa polar anterior (32) y una segunda parte de bobina envuelta alrededor de dicho cilindro (53) a paño con dicha placa polar posterior (34) de tal manera que la corriente en cada parte de bobina circula en sentidos contrarios;

un aro exterior anular (55) de acero que abarca a dicha bobina doble (40), a dicha placa polar anterior (32), a dicha placa polar posterior (34), y a dicho imán (36);

un alojamiento (25) que provee una armadura (29) alrededor de dicho aro anular exterior (55) y que proporciona un pedestal (27) fijado a la superficie posterior de dicha placa polar posterior (34), y que soporta a dicha placa polar posterior (34), a dicha placa polar anterior (32) y a dicho imán (36);

cuyo imán (36) y cuyas placas polares posterior y anterior (34, 32) contienen cada uno un orificio practicado en sus centros respectivos;

un obturador central (50) que se extiende axialmente a través de los orificios practicados en los centros de dicho imán (36) y de dichas placas polares anterior y posterior (32, 34);

en el que dichas placas polares (32, 34) tienen una superficie exterior, cuya superficie exterior está cubierta por una vaina de cobre, y cuyo aro exterior (55) tiene una superficie interior, estando la superficie interior cubierta por la vaina de cobre; y

en el que dicho alojamiento (25) y dicho aro exterior (55) actúan como un sumidero de calor mediante la provisión de un camino para que el calor fluya desde dicho aro exterior (55) y dicha placa polar posterior (34) al interior de dicho alojamiento (25) desde cuyo alojamiento (25) se puede disipar el calor.

3. El transductor de la reivindicación 1, en el que dichas placas polares (32, 34) son ferromagnéticas.

4. El transductor de la reivindicación 1, en el que dicha primera parte (44) de bobina y dicha segunda parte (46) de bobina están conectadas en serie.

5. El transductor de la reivindicación 1, en el que dicho hilo (42) se extiende desde la superficie posterior de dicha placa polar posterior (34) a través de dicho obturador central (50) hasta la superficie anterior de dicha placa polar anterior (32).

6. El transductor de la reivindicación 1, en el que dicho alojamiento (25) es de aluminio.

7. El transductor de la reivindicación 1, en el que dicho alojamiento comprende al menos una aleta (60) configurada para vibrar en respuesta al sonido producido por el cono (22), cuya vibración disipa calor moviendo el aire más allá de la al menos una aleta (60).

8. El transductor de la reivindicación 7, en el que dicha al menos una aleta (60) es una aleta radial.

9. El transductor de la reivindicación 7, en el que dichas aletas (60) tienen extremos, dichos extremos conectados a un aro de montaje del transductor, cuyo aro de montaje se puede conectar a un difusor (23) de altavoz.

10. El transductor de la reivindicación 7, en el que dichas aletas (60) tienen extremos, cuyos extremos se pueden conectar a un difusor (23) de altavoz.

11. Un altavoz que comprende el transductor electromagnético de cualquiera de las reivindicaciones precedentes.