【発明の詳細な説明】
プレーナ型電磁トランスジューサ
発明の背景
本発明は、電気信号をダイヤフラムの動きに変換することの可能なプレーナ型
電磁トランスジューサに関する。それはまたダイヤフラムの動きを電気信号に変
換することも可能である。それはラウドスピーカ、ヘッドフォン、マイクロフォ
ンあるいは同等の他の装置に適用可能である。
プレーナ型電磁ラウドスピーカの利点および欠点に関する議論、ならびに技術
状態に関する記述は、Thigpenの“改善された効率の電磁トランスジューサ”と
題するアメリカ特許4,837,838に含まれている。
Thigpenはまた電気的導電性のダイヤフラムが２組の磁石アセンブリの間に配
置されている電磁トランスジューサを開示している。アセンブリ中の磁石は、酸
化第一鉄材の長く伸びたＵ型のチャネル中に取り付けられている。酸化第一鉄材
のフレームはフレーム中に大きい強力な磁石を組み込む困難さの一因となる。電
気的導電要素はダイヤフラムの外側に止められている。従って導電体は環境的な
損傷に対して覆われておらず、不注意にダイヤフラムに接触したときの人間に対
する衝撃の危険が存在する。
発明の要約
ここで開示されている電磁トランスジューサは、技術状態において導電体を付
加的な絶縁材の層を具備することによってプレーナ型電磁トランスジューサダイ
ヤフラムを改善する。この層は、高湿度
あるいは腐食性の雰囲気のようなより広範囲の環境中でのトランスジューサの動
作を許容する酸化あるいは他の環境的損傷に対する導電体の保護を提供する。こ
の絶縁層はまた、導電体に対する磨滅のような機械的損傷を防ぎ、導電パターン
中の断線を防ぐ。絶縁材の付加的な層はまた、導電体が磁石アセンブリあるいは
他の導電体部分に接触することを防ぎ、短絡の可能性を低減し、可能性のある衝
撃の危険を除去する。
さらに、絶縁層を多重層としてもよい。この多重層は異なる材料で形成されて
もよい。従ってダイヤフラムの共振周波数は制御されうる。さらにダイヤフラム
の異なる領域は、すべての周波数応答のピークを除去あるいはより少なく発音す
るように異なる共振周波数を有していてもよい。同様に絶縁層は、適当な温度係
数を有する絶縁材を選択することによってダイヤフラムが受ける大気温度の変動
の影響を最小にするために使用されうる。
導電体上の絶縁層の含有物はまた、ダイヤフラム面中だけではなくダイヤフラ
ム面に対する垂直面に多重導電体を有するためにダイヤフラム上の導電体によっ
て形成されるコイルを許容する。このコイルの積み重ねはトランスジューサの磁
場あるいは静電場内により多くの導電体を提供し、その結果効率は増加すること
になる。
本発明で開示される電磁トランスジューサは、ダイヤフラムが置かれる磁場を
発生するための改善された手段を提供する。磁石のための酸化第一鉄でない支持
が使用される。酸化第一鉄でない支持は磁場を歪めることがなく、酸化第一鉄で
ない支持として絶縁プラスチックが使用された場合にはダイヤフラム上の導電体
の短絡に対して付加的な防護を提供することも可能となる。酸化第一鉄でない支
持はまた磁石の環境的保護を提供する。支持は、例えば、磁石が取り付けられた
横棒または磁石を支持するフレームもしくはブロック
とすることができる。
磁石アセンブリは、強力な永久磁石を有する硬直な構造の組立に関して困難性
を除去する新規な手法の使用によって製作されうる。これらの磁石は、ダイヤフ
ラムの同一側の近接する磁石の間に強力な反発力を、ダイヤフラムの反対側の磁
石の間に強力な吸引力を生み出す。この組立手法は、正確に一直線に並べられた
磁石構造をもたらしトランスジューサの直線性と効率を改善することとなる。
図面の簡単な説明
図１は発明にかかるトランスジューサの実施例を前方から見た図であり；
図２は図１に示された切断点におけるトランスジューサの断面図であり；
図２Ａはより詳細なダイヤフラムの断面図であり；
図３はトランスジューサの磁石を支持するための可能な手段をしめす図であり
；
図４は他の磁石支持構造の図であり；
図５はダイヤフラム上の導電体の可能なパターンの図であり；
図６は１層以上の導電層を許容するダイヤフラム上の導電体の他の配置を示す
図であり；
図７は導電体の別個のパターンの外部信号源への接続方法を示す図１に示され
た点の構造図であり；
図８はシステム形成のためにトランスジューサの多重構成の接続方法を示す図
である。
望ましい実施例の説明
図１は、前方から見たプレーナ型電磁トランスジューサの実施例
を示す。図２は、図１に示された切断線におけるトランスジューサの断面図であ
る。図１を参照すると、電磁トランスジューサの本実施例の主要な要素は、多重
に積層されたダイヤフラム１１０、ダイヤフラム１１０を支持するフレーム１０
１、および２つの磁石アセンブリ、ダイヤフラム１１０の側面の一方である。前
面磁石アセンブリは横棒１０２によって支持されている複数の長く伸びた永久磁
石１０５を有しており、一方背面磁石アセンブリは横棒１０３によって支持され
た永久磁石を有している。フレーム１０１および前面ならびに背面磁石アセンブ
リ（即ち、横棒１０２を有する磁石１０５ならびに横棒１０３を有する磁石１０
６）はネジ１０４によって図２に示されるようにスペーサ１１１および１１２と
もに結合される。
ダイヤフラム１１０は図２Ａに示されるように３つの層を有している。電気的
導電層２２１は、２枚の電気的絶縁層２２０および２２２の間に包まれている。
電気的導電層２２１は、１またはそれ以上の導電層（この実施例においては、層
２２１がコイルを形成する複数の導電体を有している。−図５を参照のこと）を
有している。動作中は、電気的導電層２２１は電磁場中に吊るされている。導電
体中を電流が流れると、磁場および静電場が共に各導電体の周囲に発生する。こ
れらの場はダイヤフラムが吊るされている電磁場と干渉し、導電体中を流れる電
流の方向および大きさに応じてトランスジューサの前面あるいは背面に向かって
ダイヤフラムを変位する力を生み出す。このダイヤフラムの機械的な移動は導電
体に印加された電気信号に応じた音声信号を発生するために周囲の空気を動かす
ので、トランスジューサはラウドスピーカとして動作する。このトランスジュー
サのより小さいものは、ヘッドフォンで使用されうる。
いかなる変更もなしにトランスジューサのこの実施例は、マイクロフォンとし
ての使用を許容する周囲の空気の音声振動によって引き起こされるようなダイヤ
フラムの変位に基づく電気信号を発生することが可能である。この場合電磁場中
の導電体の変位は、導電体中に電流を誘起する。これら動作の２つのモードは大
部分の電磁トランスジューサにとって共通である。以下の議論を簡単にするため
に、電気入力信号がダイヤフラムの変位を引き起こすモードだけを議論するが、
トランスジューサは電気信号を発生するために使用されうること、従って他の用
途（即ちマイクロフォンとしての用途）を有することは心に止められるべきであ
る。
望ましい実施例は電磁場を発生するために永久磁石を使用するけれども、他の
いくつかの手法が存在する。例えば、電磁場は１またはそれ以上の電磁石によっ
て形成することも可能であり、あるいは２枚の荷電された電極板の間に発生する
場のような静電場であってもよい。
望ましい実施例において、電磁場は図２に示されるように横棒１０２および１
０３によって支持された永久磁石１０５および１０６によって発生される。永久
磁石１０５はダイヤフラム１１０に向かって同じ極（Ｎ極あるいはＳ極のいずれ
か）を有するように配置され、永久磁石１０６はダイヤフラム１１０に向かって
永久磁石１０５と反対の極を有するように配置される。磁石１０５の中心間距離
は均一であり、磁石１０６の中心間距離と等しい。磁石１０５は、図２に示すよ
うに各磁石１０５の中心線が２つの磁石１０６の間の空間の中心と一致するよう
に磁石１０６からオフセットされる。この結果、磁石１０５および１０６の間の
フラックスは直線パターンとなる。
永久磁石１０５および１０６を横棒１０２および１０３に取り付
ける方法はいくつかある。本発明のこの望ましい実施例においては、図２に示す
ように、磁性材の鋳造品２１０はガラス繊維あるいはプラスチックのような酸化
第一鉄でない材料で製造された裏板２１１に接着されている。磁性材２１０は裏
板２１１にエポキシ樹脂あるいは他の適当な接着手段あるいはアタッチメントに
よって接着されうる。裏板２１１は横棒１０２あるいは１０３にエポキシ樹脂、
プラスチックリベットもしくはネジ、あるいは他の適当な取付け手段によって接
着される。裏板あるいは他の取付け手段は磁場の直線性に及ぼすすべての不利な
影響を最小にするように酸化第一鉄でない材料で製造されることが望ましい。酸
化第一鉄でない材料は、２つの隣接する磁石の磁場の望まれない結合を最小にす
るために横棒１０２および１０３に対しても使用されうる。酸化第一鉄でない横
棒は磁石１０５および１０６に対して酸化第一鉄でない支持を提供する。この酸
化第一鉄でない横棒および磁石は磁石アセンブリを形成する。磁石を支持するた
めの他の形式を使用することもできる（即ち、図４参照）。図３に示されている
ように磁性材料（即ち、磁石）３５１は長方形のチューブ状のプラスチック押し
出し品（あるいは他の形状の押し出し品）である押し出し品３５２中に収納され
る。酸化第一鉄でない他の押し出し品あるいは部分的な押し出し品は磁性材料を
覆うあるいは部分的に覆うために使用されうる。押し出し品（あるいは部分的な
押し出し品）はトランスジューサの周波数帯域あるいは他の情報提供目的のため
に色彩コード化されうる。支持のために使用される酸化第一鉄でない材料は磁石
１０５および１０６を支持するために十分な構造的完全さを有するいかなる酸化
第一鉄でない材料をも使用しうる。ガラス繊維およびプラスチックはこの目的の
ために十分に適している。
図２に示されるように、横棒１０２および１０３はフレームアセ
ンブリ１０１にネジで取り付けられる。フレーム１０１はダイヤフラム１１０を
支持する。スペーサ１１１および１１２は、横棒１０２および１０３をフレーム
１０１から所定の距離引き離している。ダイヤフラム１１０と磁石１０５および
１０６との間の距離は異なる周波数応答特性を有するトランスジューサを製作す
るために変更されうる。距離の増加はより低い周波数応答を有するトランスジュ
ーサをもたらす。
図４は、磁石の他の支持方法を示す。横棒に代えて、酸化第一鉄でない材料の
成形されたブロック４００が使用される。ブロックは磁石を支持するフレームと
して機能する。適当な強度を有するプラスチックあるいは他の酸化第一鉄でない
材料は支持のために使用されうる。ブロックは熱成形、真空成形、射出成形ある
いは機械成形の限られず各種の異なった方法で形成されうる。磁石４０１を支持
するためのチャンネル４０２およびトランスジューサによって発生された音声が
トランスジューサを離れることを許容する開口４０３がブロック４００中に加工
される。磁石４０１は、エポキシ樹脂あるいは他の適当な取付け手段を使用して
チャンネル４０２の中でブロック４００に接着される。ブロック４００の突起部
分４０４は、ダイヤフラム１１０を支持するフレーム１０１に取り付ける手段を
提供するためにスペーサ（図２に示されている）１１１および１１２として働く
。磁石を作る望ましい方法は、磁石が酸化第一鉄でない裏板に接着されるならば
所定の長さの形状に鋳造された、あるいは粉末として押し出し品である長方形の
チューブ状支持材に注入された磁化されていないアルニコ（アルミニウム、ニッ
ケルおよびコバルト）合金材を使用することである。磁石アセンブリのすべての
部品が相互に結合された後に、全アセンブリはキャパシタ積層の放電によって電
力が供給される電磁石あるいはソレノイド中に置かれ
る。電磁石あるいはソレノイドの動作は大きな電磁パルスを生み出し、アセンブ
リの磁性材を所定の極性に磁化する。
図２Ａに示されるように、ダイヤフラム１１０は電気的絶縁料の２つの層２２
０および２２２の間に配置された導電層２２１（即ち導電体２２１）を有してい
る。絶縁層２２０および２２２の材料はダイヤフラム１１０の最大変位における
損傷を避けるために十分に厚いことが望ましい。しかしながら、材料が十分に柔
軟でないならば、所定のダイヤフラム変位を発生するために大きな入力信号が必
要となり、スピーカ効率は低くなる。層２２０に対してマイラーのような１ミル
の薄膜ポリエステル、層２２２に対してKapton TypeHのような１ミルの薄膜サイ
レント（silent）（共にWilmington，DelawareのE.I．Dupont de Nemours & Co.
，Inc．によって製造されている）が証明された満足度を有している。異なった
厚さおよび広範囲の電気絶縁材は使用されうる。トランスジューサの周波数応答
を変えるために異なった電気的絶縁材を使用しうる。マイラーとカプトン層の間
の自然の吸着のために、２つの層を接着するために接着剤あるいは他の手段は必
要とされない。絶縁材は相違すること、接着のために相互に吸着性を有すること
が望ましい。電気導電層２２１は絶縁層２２０および２２２の間に（本実施例に
おいては収納されて）配置される。
電気導電層２２１は絶縁層２２０と２２２との間に挟まれた軽量形鋼線から製
造されうる。導電層は絶縁層の一方に線を印刷もしくはメッキすることによって
、あるいは絶縁層の一方に金属コーティングを積層もしくは蒸着することによっ
て、および導電体が必要でない領域からエッチング（あるいは同等の処理）によ
って金属を除去することによって製造されうる。電気導電層のための１またはそ
れ以上の電気導電体を製作する他のすべてのも使用されうる。
例えば、Hurd Hastings製造のColortoneのようなアルミニウムコーティングさ
れたマイラーを使用した金属除去方法は、絶縁層とおよび導電体の１つを製作す
るために使用しうる。所定の導電体パターンのネガを構成するパターンは静電コ
ピーあるいはレーザープリンタのいずれかを使用して紙シート上に印刷される。
パターンを有する紙の側端はアルミニウムコーティングされた側のマイラーに置
かれ、両方は静電コピーあるいはレーザープリンタの場合と同様に加熱および加
圧フューザの間を通される。パターンが高温であるために、これはアルミニウム
コーティングをネガパターンの形にする。紙とマイラーを分離すると、所定の導
電パターンがマイラー上に残される。
前述したように、ダイヤフラム１１０はフレーム１０１によって支持される。
図２に示されるように、フレーム１０１は同一のサブフレーム２０１および２０
２から製作されうる。ダイヤフラム１１０は、サブフレーム２０１および２０２
に対してダイヤフラム１１０をよりはなすために使用される両側に接着されたス
トリップ２０３を具備する２枚のサブフレームの間に挟まれる。
図５に示されるように、ダイヤフラム１１０の層２２１の電気導電体は分離し
たコイル３１２を形成する。電圧が端子３０１および３０２の間に電圧が印加さ
れると、コイル領域３１３中を流れる電流の垂直方向は領域３１４を流れる電流
の垂直方向と反対であるように電流が流れる。コイル３１２の長さは、垂直導電
領域３１０および３１１が磁石１０５および１０６によって発生される基本的磁
気フラックス場の外側である。
各コイル３１２の幅は、磁石１０５の中心間距離（これは前述したように磁石
１０６の中心間距離と等しい）と同一である。ダイヤフラム１１０は、各コイル
３１２の中心が各前面磁石１０５の中心
に対応するように配置される。コイル３１２の領域３１３および３１４中の垂直
導電線の数は、導電体の幅に依存する。導電線の幅を小さくすると領域内により
多くの導電線を配置することが可能となり、その結果独立のコイルの増加および
コイルと磁石との間の力の増加をもたらし、従って音声生成の効率を改善する。
図６は、複数の導電層を許容するさらにダイヤフラムを積層する方法を示して
いる。図６は、電気絶縁層６０１、６０２、６０３および６０４中に含まれる３
層の導電層６０５、６０６および６０７を有する実施例を示している。図６に示
されるように複数の導電層の使用は電磁場中に配置される垂直導電体の数を増加
することを可能とし、従ってトランスジューサの効率を改善する。図６の３層の
導電層は単に本発明が複数の導電層を許容する方法を示したものであり、本発明
を特定の導電層に限定するものとして参照するべきではない。
図５に示されるように、各コイルは２つの端子３０１および３０２を有してい
る。図７はこれらのコイルを相互におよび信号源に接続する可能性のある１つの
方法を示す。両面印刷のプリント基板７０１は、一方の面に導電部７０２および
７０３を含み、プリント基板７０１の導電部７０２および７０３の反対面に接続
点３０１および３０２と電気的に接続する平板状のスルーホール７０４および７
０５を含んでいる。必要な電気的接続のために接続点７０５はコイル端子３０１
に圧接し、接続点７０４はコイル端子３０２に圧接する。導電部７０２および７
０３のパターンに応じて、コイルは直列、並列あるいは直並列構造に接続されう
る。スイッチのような構造手段は、ユーザが信号源と整合させるためにトランス
ジューサのインピーダンスを変更することを許容するために、異なった直並列構
造の選択に使用されうる。
図８は、２あるいはそれ以上のプレーナ型電磁トランスジューサをより大きい
電力を取り扱い、より大きな音声エネルギを発生し、よりよい周波数応答を得る
ためのシステムを形成するために接続する方法を示している。
各トランスジューサ８０１は、環境的要素に対して良好に保護するためにプラ
スチック、あるいは家庭オーディオシステムにおいて使用されるスピーカのため
に好ましい外観をあたえる木のような材料で製作されるフレーム８０２に取り付
けられる。
このシステムの個々のトランスジューサは、各トランスジューサのインピーダ
ンスの和と等しいシステムインピーダンスを与える電気的直列回路、１のトラン
スジューサのインピーダンスをトランスジューサの数で除したシステムインピー
ダンスを与える並列回路、あるいはこれら２つのシステムインピーダンスの間の
所定のインピーダンスを与える直並列回路のいずれかで接続されうる。スイッチ
のような構造手段は、ユーザが信号源と整合させるためにトランスジューサのイ
ンピーダンスを変更することを許容するために、異なった直並列構造の選択に使
用されうる。
一方、ダイヤフラムに対して異なる材料を使用する、あるいはダイヤフラムと
磁石との距離を変更することによって各トランスジューサは異なる周波数応答性
をゆうするように構成されうる。従来のスピーカシステムにおいて一般的に使用
されているクロスオーバーネットワークのような周波数選択ネットワークは入力
信号から適当なトランスジューサへ適当な周波数帯域を伝送するために使用され
うる。周波数選択ネットワークを使用して多重トランスジューサを接続する方法
は、当該技術分野において通常の技術を有する者にとって公知である。特定の周
波数帯域を有するトランスジューサを識別するために、それらのダイヤフラムは
色コード化された材料で構
成されうるし、磁石アセンブリも同様に色コード化されうる。
上記の望ましい配置は単にいくつかの説明的なものにすぎず、本発明の原理の
応用例を構成する他の配置に変更しうる。このような他のものは当該分野の技術
者によって本発明の精神あるいは範囲を逸脱することなく容易に案出されうる。Detailed Description of the Invention
Planar type electromagnetic transducer
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a planar type capable of converting an electric signal into a movement of a diaphragm.
It relates to an electromagnetic transducer. It also transforms the movement of the diaphragm into an electrical signal.
It is also possible to exchange. It is a loudspeaker, headphones, microphone
Can be applied to other devices or equivalent devices.
Discussion and techniques regarding the advantages and disadvantages of planar electromagnetic loudspeakers
A description of the state is given by Thigpen's "Improved Efficiency Electromagnetic Transducer".
Included in the titled US Pat. No. 4,837,838.
Thigpen also has an electrically conductive diaphragm placed between two magnet assemblies.
Disclosed is an electromagnetic transducer that is located. The magnet in the assembly is
It is mounted in an elongated U-shaped channel of ferrous metal. Ferrous oxide
The frame contributes to the difficulty of incorporating a large, powerful magnet into the frame. Electric
The electrically conductive element is fastened to the outside of the diaphragm. Therefore the conductor is environmental
It is uncovered against damage and is suitable for humans when inadvertently touching the diaphragm.
There is a risk of shock.
SUMMARY OF THE INVENTION
The electromagnetic transducers disclosed herein are equipped with electrical conductors in the state of the art.
Planar electromagnetic transducer die by including an additional layer of insulation
Improve yafram. This layer has high humidity
Or transducer movement in a wider range of environments, such as corrosive atmospheres.
Provides protection of the conductor against permissive oxidation or other environmental damage. This
The insulating layer also prevents mechanical damage such as abrasion to the conductor, and the conductive pattern
Prevents disconnection inside. An additional layer of insulating material may also be used if the conductor is a magnet assembly or
Prevents contact with other conductor parts, reducing the possibility of short circuits and possible contact
Eliminate the danger of shooting.
Further, the insulating layer may be a multi-layer. This multi-layer is made of different materials
Good. Therefore, the resonant frequency of the diaphragm can be controlled. Further diaphragm
Different regions of all frequency response peaks removed or pronounced less
So as to have different resonance frequencies. Similarly, the insulating layer should have a suitable temperature
Of atmospheric temperature on a diaphragm by selecting an insulating material with a number of
Can be used to minimize the effects of
The inclusion of an insulating layer on the conductor also ensures that the diaphragm is not only in the diaphragm plane.
Due to having multiple conductors in the plane perpendicular to the diaphragm plane, the conductor on the diaphragm
Allow the coil to be formed by. This stack of coils is the transducer magnet
Providing more conductor in the field or electrostatic field, resulting in increased efficiency
become.
The electromagnetic transducer disclosed in the present invention provides a magnetic field in which the diaphragm is placed.
Provide an improved means to occur. Non-ferrous oxide support for magnets
Is used. Supports that are not ferrous oxide do not distort the magnetic field,
No conductor on the diaphragm if insulating plastic is used as support
It also makes it possible to provide additional protection against short circuits. Not ferrous oxide
The can also provide environmental protection for the magnet. Support, for example, a magnet attached
Frame or block that supports horizontal bars or magnets
It can be.
Magnet assembly is difficult to assemble for rigid structures with strong permanent magnets
Can be made by using a new method of removing These magnets are
A strong repulsive force is generated between adjacent magnets on the same side of the ram, and
Creates a strong suction force between stones. This assembly method was exactly aligned
The resulting magnet structure will improve the linearity and efficiency of the transducer.
Brief description of the drawings
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a transducer according to the invention;
2 is a cross-sectional view of the transducer at the cut point shown in FIG. 1;
2A is a more detailed cross-sectional view of the diaphragm;
FIG. 3 shows a possible means for supporting the magnets of a transducer.
;
FIG. 4 is a diagram of another magnet support structure;
FIG. 5 is a diagram of possible patterns of conductors on the diaphragm;
FIG. 6 shows another arrangement of conductors on the diaphragm that allows more than one conductive layer.
Is a diagram;
FIG. 7 is shown in FIG. 1 showing how to connect a separate pattern of conductors to an external signal source.
It is a structural diagram of the points;
FIG. 8 is a diagram showing a connection method of multiple configurations of transducers for forming a system.
Is.
Description of the preferred embodiment
FIG. 1 shows an embodiment of a planar type electromagnetic transducer seen from the front.
Is shown. 2 is a cross-sectional view of the transducer taken along the section line shown in FIG.
It Referring to FIG. 1, the main elements of this embodiment of the electromagnetic transducer are the
The diaphragm 110 laminated on the frame, and the frame 10 supporting the diaphragm 110
One and two magnet assemblies, one of the sides of diaphragm 110. Before
The face magnet assembly is comprised of a plurality of elongated permanent magnets supported by a cross bar 102.
Has a stone 105, while the back magnet assembly is supported by a crossbar 103
Have a permanent magnet. Frame 101 and front and rear magnet assembly
(Ie, magnet 105 having a horizontal bar 102 and magnet 10 having a horizontal bar 103)
6) with spacers 111 and 112 as shown in FIG.
Be combined with.
The diaphragm 110 has three layers as shown in FIG. 2A. Electrical
The conductive layer 221 is enclosed between the two electrically insulating layers 220 and 222.
The electrically conductive layer 221 may be one or more conductive layers (in this example, the layers
221 has a plurality of conductors forming a coil. -See Figure 5)
Have. In operation, electrically conductive layer 221 is suspended in an electromagnetic field. Conductivity
When an electric current flows through the body, both a magnetic field and an electrostatic field are generated around each conductor. This
These fields interfere with the electromagnetic field on which the diaphragm is suspended, and
Towards the front or back of the transducer depending on the direction and magnitude of the flow
Produces force to displace the diaphragm. The mechanical movement of this diaphragm is conductive
Move the surrounding air to produce a voice signal in response to an electrical signal applied to the body
Therefore, the transducer operates as a loudspeaker. This transducer
The smaller one can be used in headphones.
This embodiment of the transducer, without any modifications,
Diamonds caused by ambient sound vibration of the surrounding air
It is possible to generate an electrical signal based on the displacement of the flam. In this case the electromagnetic field
The displacement of the conductor induces a current in the conductor. These two modes of operation are large
Common to some electromagnetic transducers. To simplify the discussion below
We will only discuss the modes in which the electrical input signal causes the displacement of the diaphragm,
Transducers can be used to generate electrical signals, and thus other uses.
Having a break (ie use as a microphone) should be kept in mind
It
Although the preferred embodiment uses permanent magnets to generate the electromagnetic field, other
There are several approaches. For example, the electromagnetic field is generated by one or more electromagnets.
Can also be formed by, or occur between two charged electrode plates
It may be an electrostatic field such as a field.
In the preferred embodiment, the electromagnetic field is applied to the horizontal bars 102 and 1 as shown in FIG.
Generated by permanent magnets 105 and 106 supported by 03. Forever
The magnet 105 has the same pole (either the N pole or the S pole) toward the diaphragm 110.
The permanent magnets 106 toward the diaphragm 110.
It is arranged to have a pole opposite to that of the permanent magnet 105. Center distance of magnet 105
Is uniform and equal to the distance between the centers of the magnets 106. The magnet 105 is shown in FIG.
So that the center line of each magnet 105 coincides with the center of the space between the two magnets 106.
Offset from the magnet 106. As a result, between the magnets 105 and 106
The flux has a linear pattern.
Attach permanent magnets 105 and 106 to horizontal bars 102 and 103
There are several ways to kick. In this preferred embodiment of the invention, shown in FIG.
As described above, the magnetic material casting 210 is oxidizable such as glass fiber or plastic.
It is adhered to a back plate 211 made of a material other than ferrous iron. The magnetic material 210 is the back
Epoxy resin or other suitable adhesive means or attachment to plate 211
Therefore, it can be bonded. The back plate 211 is an epoxy resin on the horizontal bar 102 or 103,
Connect with plastic rivets or screws, or other suitable attachment means.
Be worn. The backing plate or other attachment means has all the disadvantages that affect the linearity of the magnetic field.
It is desirable to be made of a material that is not ferrous oxide to minimize the effects. acid
A material that is not ferrous oxide minimizes the unwanted coupling of the magnetic fields of two adjacent magnets.
Can also be used for the horizontal bars 102 and 103. Horizontal not ferrous oxide
The rods provide non-ferrous oxide support for the magnets 105 and 106. This acid
The non-ferrous ferrous bar and the magnet form a magnet assembly. Support magnets
Other formats for use can also be used (ie, see FIG. 4). Shown in FIG.
Magnetic material (ie magnet) 351 is a rectangular tubular plastic push
Stored in an extruded product 352 that is an extruded product (or other shaped extruded product)
It Other extrudates or partial extrudates that are not ferrous oxide use magnetic materials.
It can be used to cover or partially cover. Extruded (or partial
Extruded products are for transducer frequency bands or other informational purposes
Can be color coded. Non-ferrous oxide materials used for support are magnets
Any oxidation with sufficient structural integrity to support 105 and 106
Materials that are not ferrous may also be used. Fiberglass and plastics serve this purpose
Suitable enough for.
As shown in FIG. 2, the horizontal bars 102 and 103 are frame assemblies.
It is attached to the assembly 101 with screws. The frame 101 has the diaphragm 110
To support. Spacers 111 and 112 frame the horizontal bars 102 and 103.
It is separated from 101 by a predetermined distance. Diaphragm 110 and magnet 105 and
The distance to 106 creates a transducer with different frequency response characteristics.
Can be changed to Increasing distance is a transducer with lower frequency response
Bring the user.
FIG. 4 shows another method of supporting the magnet. In place of the horizontal bar, for materials that are not ferrous oxide
A molded block 400 is used. The block and the frame that supports the magnet
And function. Not a plastic or other ferrous oxide of suitable strength
The material can be used for support. Blocks are thermoformed, vacuum formed, injection molded
It may be formed by various different methods, not limited to mechanical molding. Supports magnet 401
The audio generated by the channel 402 and the transducer to
Opening 403 in block 400 to allow the transducer to leave
To be done. Magnet 401 is made of epoxy resin or other suitable attachment means.
Bonded to block 400 in channel 402. Projection of block 400
Minute 404 provides a means for attaching to frame 101 supporting diaphragm 110.
Acts as spacers (shown in FIG. 2) 111 and 112 to provide
. The preferred method of making a magnet is if the magnet is glued to a back plate that is not ferrous oxide.
A rectangular shape that is cast into a shape of a specified length or is extruded as powder.
Unmagnetized alnico (aluminum, nickel) injected into a tubular support
Kel and cobalt) alloy material. All of the magnet assembly
After the components are bonded together, the entire assembly is charged by discharging the capacitor stack.
Is placed in an electromagnet or solenoid that is powered
It The action of the electromagnet or solenoid produces a large electromagnetic pulse, which
The magnetic material is magnetized to a predetermined polarity.
As shown in FIG. 2A, diaphragm 110 includes two layers of electrically insulating material 22.
Has a conductive layer 221 (ie, conductor 221) disposed between 0 and 222.
It The material of the insulating layers 220 and 222 depends on the maximum displacement of the diaphragm 110.
Thick enough to avoid damage. However, the material is
If not soft, a large input signal is required to produce the desired diaphragm displacement.
The speaker efficiency becomes low. 1 mil like mylar for layer 220
Thin film polyester, 1 mil thin film size such as Kapton Type H for layer 222
Rent (both E.I. Dupont de Nemours & Co. of Wilmington, Delaware)
, Inc. Manufactured by) has proven satisfaction. Different
Thickness and a wide range of electrical insulation materials can be used. Transducer frequency response
Different electrically insulating materials may be used to vary the. Between Mylar and Kapton Formation
Adhesives or other means are required to bond the two layers due to the natural adsorption of
Not required. Insulation materials should be different and should be mutually adsorbable for adhesion
Is desirable. The electrically conductive layer 221 is disposed between the insulating layers 220 and 222 (in this embodiment,
It is stored).
The electrically conductive layer 221 is made of lightweight shaped steel wire sandwiched between the insulating layers 220 and 222.
Can be built. Conductive layer by printing or plating a wire on one side of the insulating layer
, Or by depositing or depositing a metal coating on one of the insulating layers.
And etching (or equivalent treatment) from areas where conductors are not needed.
Can be manufactured by removing metal. 1 or for the electrically conductive layer
Any other fabrication of more than one electrical conductor can also be used.
For example, an aluminum coating such as Colortone manufactured by Hurd Hastings.
The metal removal method using the separated mylar produces an insulating layer and one of the conductors.
Can be used to The patterns that make up the negative of a given conductor pattern are electrostatic
Printed on a paper sheet using either a PE or laser printer.
Place the side edges of the patterned paper on the aluminum coated side of mylar.
Both are heated and heated as in an electrostatic copy or laser printer.
Passed between pressure fusers. This is aluminum due to the high temperature of the pattern
Shape the coating into a negative pattern. Separate the paper and mylar from the
The electric pattern is left on mylar.
As described above, the diaphragm 110 is supported by the frame 101.
As shown in FIG. 2, the frame 101 has the same subframes 201 and 20.
Can be manufactured from two. The diaphragm 110 includes subframes 201 and 202.
Used to make the diaphragm 110 twisted against
It is sandwiched between two sub-frames with trip 203.
As shown in FIG. 5, the electrical conductors of layer 221 of diaphragm 110 are separated.
The coil 312 is formed. No voltage is applied between terminals 301 and 302.
Then, the vertical direction of the current flowing in the coil region 313 is the current flowing in the region 314.
The current flows as opposed to the vertical direction of. The length of the coil 312 is vertical conductive
Areas 310 and 311 are the basic magnets generated by magnets 105 and 106.
Outside the air flux field.
The width of each coil 312 is determined by the distance between the centers of the magnets 105 (which is the same as the magnet
(Equal to the center-to-center distance of 106)). The diaphragm 110 is each coil
The center of 312 is the center of each front magnet 105.
It is arranged to correspond to. Vertical in regions 313 and 314 of coil 312
The number of conductive lines depends on the width of the conductor. If the width of the conductive wire is reduced,
It is possible to place many conductive wires, which results in an increase in independent coils and
It results in an increased force between the coil and the magnet, thus improving the efficiency of sound production.
FIG. 6 illustrates a method of stacking additional diaphragms that allows multiple conductive layers.
There is. FIG. 6 shows the three included in the electrically insulating layers 601, 602, 603 and 604.
An example is shown with layers of conductive layers 605, 606 and 607. As shown in FIG.
The use of multiple conductive layers increases the number of vertical conductors placed in the electromagnetic field as
And thus improve the efficiency of the transducer. 3 layers of FIG.
The conductive layer is merely an illustration of how the invention allows multiple conductive layers.
Should not be referred to as limiting to a particular conductive layer.
As shown in FIG. 5, each coil has two terminals 301 and 302.
It FIG. 7 shows one possible connection of these coils to each other and to the signal source.
Show the method. A printed circuit board 701 for double-sided printing has a conductive portion 702 and a conductive portion 702 on one surface.
703, which is connected to the opposite surface of the conductive portions 702 and 703 of the printed circuit board 701.
Flat through holes 704 and 7 electrically connected to the points 301 and 302
Including 05. The connection point 705 is the coil terminal 301 for the necessary electrical connection.
, And the connection point 704 is in pressure contact with the coil terminal 302. Conducting parts 702 and 7
Depending on the pattern of 03, the coils may be connected in series, parallel or series-parallel structure.
It Structural means, such as a switch, may be used by the transformer to help the user match the signal source.
Different serial-parallel configurations are allowed to allow changing the impedance of the juicer.
It can be used to select the structure.
FIG. 8 shows two or more planar electromagnetic transducers larger than
Handles power, produces more voice energy and gets better frequency response
Shows how to connect to form a system for.
Each transducer 801 has a plug for good protection against environmental factors.
For sticks or speakers used in home audio systems
Attached to a frame 802 made of wood-like material that gives a pleasing appearance
Be killed.
The individual transducers in this system are
Electrical series circuit that provides a system impedance equal to the sum of the
System impedance, which is the impedance of the transducer divided by the number of transducers.
A parallel circuit that gives a dance, or between these two system impedances
It can be connected by any of series-parallel circuits that provide a predetermined impedance. switch
Structured means such as transducers allow the user to match the source with the signal source.
Used to select different series-parallel structures to allow varying impedances.
Can be used.
On the other hand, use different materials for the diaphragm, or
Each transducer has different frequency response by changing the distance to the magnet
Can be configured to. Commonly used in conventional speaker systems
Frequency selective networks like crossover networks that are
Used to transmit the appropriate frequency band from the signal to the appropriate transducer
sell. How to connect multiple transducers using a frequency selective network
Are known to those of ordinary skill in the art. Specific lap
To identify transducers with wavenumber bands, their diaphragms
Constructed with color coded materials
The magnet assembly may be color coded as well.
The above preferred arrangements are merely a few illustrative ones and are of the principle of the present invention.
The arrangement may be changed to other arrangements constituting the application example. Others such as this are technologies of the art
It can be easily devised by those skilled in the art without departing from the spirit or scope of the present invention.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，
ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ
Ｐ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ
，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，
ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ
(72)発明者 ポーラッツォ，エドワード エム.
アメリカ合衆国，カリフォルニア 95610,
シトラス ハイツ，リンダ クリーク コ
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SK, UA, US
(72) Inventor Paulazzo, Edward M.
United States, California 95610,
Citrus Heights, Linda Creekco
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