ITRM20120603A1 - Altoparlante con diaframma piegato - Google Patents

Description

ALTOPARLANTE CON DIAFRAMMA PIEGATO

DESCRIZIONE

L’oggetto principale della presente invenzione è un altoparlante con diaframma piegato, del tipo che viene utilizzato nella fabbricazione di impianti audio.

STATO DELLA TECNICA

Generalmente, un altoparlante è formato basicamente da un diaframma conico che poggia sopra una bobina cilindrica mobile vibratile, montata all’interno di alcune espansioni polari magnetiche fisse, anche queste con la configurazione cilindrica.

Tale configurazione tradizionale presenta l’inconveniente che, al momento di applicare una potenza elevata all’altoparlante, il calore generato dalla bobina può raggiungere dei livelli notevoli, per cui si deve ricorrere all’impiego di metodi o sistemi per la dissipazione di detto calore. Tuttavia, non sempre è possibile dissipare in modo corretto questo calore (nonostante il fatto che la bobina, mentre vibra, presenti un movimento che fa in modo che l’aria circoli intorno ad essa e rinfreschi leggermente) causando delle avarie.

Esistono allo stato attuale delia tecnica delle soluzioni che cercano di evitare detta concentrazione di calore, come per esempio: distribuire il conduttore elettrico delia bobina su tutta la superficie di un diaframma piatto, ondulato o piegato, montando detto diaframma tra dei gruppi di espansioni polari altrettanto piatte e/o longitudinali, di tal modo che, al momento di applicare un segnale alternato alle bobine, queste si vedono sottoposte a delle forze alternative di attrazione e repulsione da parte delle espansioni polari, provocando una vibrazione sonora.

Esempio di ciò è il brevetto spagnolo ES 2 376 731A1 di questo stesso richiedente, che descrive un altoparlante con diaframma piegato utilizzato nella fabbricazione di impianti audio, costituito da una cassa acustica dotata di un trasduttore elettroacustico, formato da un diaframma piatto piegato mobile vibratile, sopra il quale è stata fissata una pista conduttrice elettrica stampata, incorporata o attaccata con qualsiasi mezzo, a forma di "zig-zag” verticale; questo diaframma viene piegato con pieghe o ondulazioni verticali e montato tra due placchette di espansioni polari magnetiche longitudinali fisse, parallele al diaframma, una anteriore e l’altra posteriore: la zona posteriore della posteriore è rivestita di una lamina di isolante acustico a base di feltro, o materiale similare, caratterizzata essenzialmente dal fatto che la pista conduttrice presenta una sezione elettrica nella zona centrale del diaframma minore rispetto a quella delle zone laterali; il sistema di sospensione viene configurato di tal modo che si mantiene la tensione dei diaframma mediante un anello, una forcella o una clip di ritenuta, di trazione nelle pieghe centrali maggiore rispetto a quelle laterali; detta asola, forcella o clip di ritenuta viene montata preferibilmente nella zona inferiore del diaframma, che dispone di un circuito di refrigerazione ad aria forzata per mezzo di un ventilatore, di modo che l’aria incida innanzitutto sopra la zona centrale del diaframma.

SPIEGAZIONE DELL’INVENZIONE

L'altoparlante qui preconizzato si basa sulla tecnologia AMT (“Aria Motion Transformer") ed è caratterizzato dalia trasformazione delia corrente elettrica in radiazione acustica mediante il movimento dellaria. La sua differenza principale nei confronti dell’altoparlante convenzionale a bobina mobile è che il suono non è prodotto dal movimento alternato di una membrana, ma dall’effetto di schiacciamento di un diaframma piegato a forma di fisarmonica.

L'invenzione è relazionata con questo tipo di trasduttore e il suo proposito è quello di facilitare che a quest’ultimo si possa applicare una maggior potenza elettrica, senza che per tale motivo si degradino o si distruggano le pieghe che formano detto diaframma, ottenendo una pressione sonora maggiore con un livello di distorsione minore.

Il trasduttore acustico di tipo AMT è formato basicamente da uri circuito magnetico costituito da almeno un magnete e due espansioni polari, tra le quali viene alloggiato un diaframma realizzato a sua volta a partire da un circuito stampato flessibile, costruito con una lamina di un polimero sopra la quale viene attaccato un circuito elettrico a piste rettilinee e posizionate di modo tale che, all’applicare una tensione all’ingresso, il senso della corrente che circola lungo detto circuito viene convenientemente orientato per esercitare delle forze determinate.

Il circuito stampato flessibile è piegato di tai modo che le piste sono allineate nelle scanalature formate a forma di fisarmonica. Dato che una corrente alterna percorre le summenzionate piste, le forze generate dall'interazione del campo magnetico statico (prodotto dal magnete) con il campo alterno e variabile (prodotto dalla corrente che circola lungo le piste) fanno in modo che le pieghe si chiudano o si aprano, producendo uno “schiacciamento” dell’aria intrappolata all'interno di dette pieghe e generando così un segnale acustico, la cui intensità sarà funzione della forza che si applica alle pieghe, e di conseguenza, dell'intensità di detta corrente.

Quando la corrente percorre le piste del circuito o bobina, si genera un calore per il cosiddetto effetto Joule, che non è altro che il prodotto della resistenza elettrica delle piste, fabbricate in rame o in alluminio, per l'intensità di corrente al quadrato.

Dato che i movimenti all'interno delle pieghe sono assai limitati, la dissipazione di detto calore si realizza in forma passiva per convezione naturale, per cui si produce un riscaldamento importante delle piste e si provoca di conseguenza una dilatazione considerevole delle stesse.

Ebbene, dato che il diaframma sarà fissato a un telaio rigido, tale dilatazione non sarà possibile, almeno in senso longitudinale, e dì conseguenza le pieghe si deformeranno lateralmente, fino a che la funzione richiesta non si perda, e si arriverà persino a produrre il contatto tra di loro, il che provocherà la distruzione delle piste per cortocircuito elettrico.

Anche nel caso in cui non vi siano dei danni, si produrrebbe una disfunzione permanente dato che, essendo formato da un polimero, il diaframma si deforma di tal modo che al raffreddarsi, le piste non recuperano la loro forma originale e di conseguenza si verifica una degenerazione rapida e irreversibile.

Per questo motivo, l’altoparlante qui preconizzato pretende di evitare o di ridurre gli effetti avversi del calore per mezzo del'implementazione di tre soluzioni complementari. Secondo la prima di queste, si applica un sistema che tende le pieghe di forma permanente, di modo tale che al prodursi la dilatazione di queste pieghe quando gli si applica una corrente elettrica, queste possano effettivamente allungarsi liberamente senza produrre nessuna deformazione laterale.

Ciò è stato reso possibile grazie alla soggezione di una delle estremità longitudinali del circuito a una piattina di acciaio, che previamente sia stata obbligata a deformarsi verso la parte interiore del telaio a forma di arco. La piattina continua a tirare costantemente il circuito nel senso delle pieghe. In presenza di una corrente elettrica, la dilatazione della piega non viene più impedita dalle estremità rigide, ma da una di queste estremità è libera di allungarsi e sua volta propiziare una forza addizionale per mantenere dritte queste pieghe. Con la cessazione della corrente e il raffreddamento del circuito, il diaframma può tornare nella sua posizione e forma iniziali.

A conseguenza inoltre della geometria del diaframma e del suo stesso sostegno (piattina), le pieghe situate ai lati sono più immobilizzate e di conseguenza soffrono di più delle pieghe più interne, le quali sono più libere e sottoposte a una maggior tensione.

In queste pieghe più esterne le possibilità di soffrire dei danni a causa delle elevate temperature sono maggiori rispetto al caso di quelle interne, per cui si è optato per un disegno variabile delia larghezza delle piste, di tal modo che le piste esterne abbiano una larghezza maggiore di quelle interne. Così la resistenza elettrica sarà distinta in alcune zone rispetto ad altre, essendo minore nelle parti esterne e maggiore in quelle interne.

La ragione per applicare questa soluzione è che la potenza dissipata nel circuito è proporzionale al valore dell’intensità della corrente elettrica che lo percorre elevato al quadrato e moltiplicato per la resistenza elettrica. Di conseguenza, quanto minore sia questa, minore sarà il calore generato, che è l’obiettivo perseguito.

Dato che la forza esercitata per aprire o chiudere le pieghe dipende della corrente che circola e dall’intensità del campo magnetico statico, non si apprezzerà nessun cambio al realizzare questa modifica nella geometria delle piste, e di conseguenza, nel risultato acustico.

Per concludere e per completare questi miglioramenti, si applica un sistema di refrigerazione forzata mediante un flusso d'aria prodotto da un ventilatore appoggiato alla parte posteriore dell’altoparlante. Approfittando della forma delle parti magnetiche, con scanalature trasversali per permettere il passaggio del suono dal diaframma, come pure i condotti longitudinali prodotti dalle pieghe di questi ultimi, il flusso d’aria attraversa senza difficoltà le placchette polari e circola lungo le pieghe trascinando il calore generato nelle piste verso l’esterno, raffreddandole ed evitando, o almeno riducendone la dilatazione. L’alimentazione del ventilatore è autonoma e proviene dal segnale che perviene all'altoparlante, previa rettifica e condizionamento, li flusso d’aria erogato sarà di conseguenza variabile e proporzionale alla potenza applicata. Quanto maggiore sia questa potenza, maggiore sarà il calore generato nel circuito e, a sua volta, maggiore sarà il flusso d'aria erogato dal ventilatore.

Nel contesto della descrizione e le rivendicazioni, la parola “comprende” e le sue varianti non pretendere di escludere altre caratteristiche tecniche, additivi, componenti o passaggi. Per gii esperti nella materia, altri oggetti, vantaggi e caratteristiche dell'invenzione si dedurranno in parte dalla descrizione e in parte dalla pratica dell’invenzione. I seguenti esempi e disegni sono forniti a titolo illustrativo e non pretendono essere limitativi della presente invenzione. La presente invenzione copre inoltre tutte le possibili combinazioni di realizzazioni particolari e preferite qui indicate.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

A continuazione si procede a descrivere in forma assai succinta una serie di disegni, che aiutano a comprendere meglio linvenzione e che si relazionano espressamente con una realizzazione di detta invenzione, che si presenta come un esempio non limitativo di questa.

La FIG. 1 mostra una realizzazione pratica dell’altoparlante con diaframma piegato oggetto del presente modello di utilità.

La FIG. 2 mostra una vista in pianta dell'altoparlante, mentre la FIG. 2A mostra invece un dettaglio di una delle estremità del sistema di tensione come parte dell'altoparlante qui preconizzato.

La FIG. 3 mostra una vista del sistema di ventilazione forzata dell’altoparlante oggetto del presente modello di utilità.

La FIG. 4 mostra una vista schematica del circuito stampato sopra il diaframma.

REALIZZAZIONE PREFERITA DELL’INVENZIONE

Nelle figure allegate si mostra una realizzazione preferita dell’invenzione. Più concretamente, l’altoparlante con diaframma piegato, oggetto del presente modello di utilità, è caratterizzato dai comprendere un primo circuito magnetico, costituito da almeno un magnete e due espansioni polari (7), tra le quali viene alloggiato un diaframma piegato (1) formato a partire da un circuito stampato flessibile.

Al fine di dissipare il calore generato in detto diaframma (1), questo viene fissato nel suo insieme a un telaio (4) mentre, da una delle sue estremità, detto diaframma piegato (1) è unito a un supporto rigido (3) associato a una piattina o reggetta di acciaio (2) arcuata, la cui funzione è quella di tendere il diaframma piegato (1) in modo continuativo nel senso delle pieghe dello stesso, tal e come mostrato nelle figure 1 e 2.

A conseguenza della forma del diaframma (1) e della piattina (2), le pieghe situate sui lati più esterni soffrono di più rispetto alle pieghe più interne. Per questo dette pieghe esterne hanno maggiori possibilità di soffrire dei danni a causa della temperatura: per palliare detto problema delie pieghe sono state disegnate con una larghezza e una sezione superiore (1a) con rispetto alle pieghe più interne (1b), di tal modo che dissipino il calore in una forma ottimizzata, tal e come mostrato nella figura 4.

Per concludere, l’altoparlante (6) potrà incorporare un sistema di refrigerazione forzata, tal e come mostrato nella figura 3, grazie all’utilizzo di un ventilatore (5) incastrato nella parte posteriore del altoparlante (6).

Grazie alla forma delle espansioni polari (7) e le scanalature trasversali che permettono il passaggio del suono dal diaframma (1) e le sue pieghe, il flusso d'aria (10) attraversa senza difficoltà le espansioni polari (7) e circola lungo il diaframma (1), trascinando il calore generato nelle piste del circuito raffreddandole.

L'alimentazione del ventilatore (5) proviene dal segnale diretto all’altoparlante, previa rettifica e condizionamento.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Altoparlante con diaframma piegato, del tipo di quelli utilizzati per la fabbricazione di impianti audio, che comprende un primo circuito magnetico costituito almeno da un magnete e due espansioni polari (7), tra le quali viene alloggiato un diaframma piegato (1) formato a partire da un circuito stampato flessibile, che presenta delle pieghe con una sezione maggiore nella sua parte più esterna rispetto alle pieghe interne, e caratterizzato dal fatto che il diaframma (1) è fissato nel suo insieme a un telaio (4), salvo da una delie sue estremità, in cui il diaframma (1) è unito a. un supporto rìgido (3) associato a una piattina o reggetta di acciaio (2) a forma di arco, che mette in tensione il diaframma piegato (1) nel senso delle pieghe dello stesso.
2. 2. Altoparlante, d'accordo con la rivendicazione 1, in cui è incorporato un ventilatore (5) incastrato nella parte posteriore dell'altoparlante (6).
3. 3. Altoparlante, d’accordo con le rivendicazioni anteriori, in cui l'alimentazione del ventilatore (5) proviene dal segnale che perviene all’altoparlante, previa rettifica e condizionamento.