MXPA99006432A - Altoparlantes - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de activación de altoparlante que comprende un radiador acústico resonante, un excitador sobre el radiador para aplicar una energía de onda de flexión al radiador para provocar que este resuene, un soporte para la unidad de activación de altoparlante, y medios que acoplan elásticamente el excitador al soporte.

Description

ALTOPARLANTES Campo de la Invención La invención se refiere a altoparlantes del tipo en el cual se produce una salida acústica por medio de la aplicación de ondas de flexión a un radiador acústico que comprende un miembro resonante, por ejemplo un miembro en forma de panel, para provocar que este resuene. Tales altoparlantes se describen en la solicitud de patente internacional WO97/09842 de Verity Group pie, posteriormente cedida a New Transducers Limited. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un excitador de vibración para excitar tal miembro resonante requiere una forma de accesorio sobre el miembro para permitir la mejor conversión posible de la energía de activación en ondas de flexión. Un excitador de reacción inercial aplica una fuerza de tira/empuje al miembro, al reaccionar contra la inercia de la masa del impulsor y así puede resultar adecuado. Las figuras 1 y 2 muestran una forma conocida de ' altoparlante resonante en forma de panel (10) con un tipo conocido de excitador de vibración de reacción inercial o transductor (ver figura llb de la solicitud internacional O97/09842) . (La figura 1 es esquemática, mientras que la figura 2 brinda un detalle en corte del excitador) . Así mientras la figura 1 muestra partes del excitador que con el propósito de claridad se muestra despiezado, resultará claro a partir de la figura 2 que en la práctica las partes del excitador están dispuestas de manera cercana. El altoparlante de panel 10 comprende un excitador de vibración 12 el cual está fijo a un lado de un panel resonante rígido de peso ligero 14. El excitador 12 incluye un devanado de bobina 16 el cual se encuentra fijo rígidamente, por ejemplo por medio de un adhesivo, sobre el lado exterior de un formador de bobina 18 para formar una instalación de bobina de voz 20 la cual está unida rígidamente a la superficie 22 del panel 14, por ejemplo por medio de una unión de adhesivo de epoxia. Los imanes 24 están cercados por un par de polos 26, uno de los cuales es tipo disco y está dispuesto con su periferia próxima al interior de cada formador de bobina 18, y el otro de los cuales presenta una pestaña periférica 28 dispuesta para circundar la instalación de la bobina 20. La instalación de imán 24, 26 se encuentra asegurada a la superficie de panel 14 por medio de una suspensión elástica 30, por ejemplo de hule, la cual se encuentra unida a la periferia de la pestaña 28 de la pieza de polo exterior 26. La figura 3 ilustra otro altoparlante de panel resonante conocido (32) , (ver figuras 7a, 7b, 7c de la solicitud internacional WO97/09842) que comprende un excitador (12) el cual se encuentra unido a un lado del panel resonante (14) . El excitador (12) es similar al descrito con referencia a las figuras 1 y 2, en que presenta una instalación de bobina de voz (20) y una instalación de imán (24, 26) . La instalación de bobina de voz (20) está acoplada rígidamente al panel (14) y la instalación de imán se encuentra asegurada a la estructura (34) y asegurada rígidamente de manera elástica al panel (14) por medio de una suspensión elástica (30), por ejemplo de hule. En la práctica, una suspensión elástica está dispuesta alrededor de la periferia del panel (14) y está acoplada entre el panel (14) y la estructura (34) pero en los dibujos presentes estos se encuentran omitido por simplicidad. Por medio del acoplamiento rígido de una estructura (34) a la instalación de imán (24, 26) pueden resultar las ventajas y desventajas indicadas de aquí en adelante Un altoparlante de panel resonante activado por un excitador electrodinámico presenta con frecuencia una respuesta de nivel de presión de sonido substancialmente plana. Existirá sin embargo, una frecuencia por debajo de la cual la fuerza de accionamiento para el panel, caerá. Es posible reducir esta frecuencia y por lo tanto extender el ancho de banda del altoparlante de panel al incrementar la inercia de la instalación de imanes del excitador. Esto puede lograrse simplemente al agregar más masa a la instalación de imanes del excitador o alternativamente al acoplar la instalación de imanes del excitador a un cuerpo de mayor masa, por ejemplo a una estructura de soporte aunque ambos de estos enfoques pueden ser desventajosos en algunos aspectos. Así un incremento en la inercia del excitador vuelve a este excitador más sensible al golpe dañino durante la transportación o durante el manejo, con la posibilidad aún de dañar el panel resonante en si mismo, mientras que el acoplamiento del excitador rígidamente a un soporte provoca que el excitador deje de ser verdaderamente inercial y en cambio acopla energía de activación al soporte. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Entre los objetos de la presente invención está el de proporcionar una unidad de activación de altoparlante novedosa que comprende un radiador acústico resonante. Desde un aspecto, la invención es una unidad de activación de altoparlante que comprende un radiador acústico resonante, un excitador sobre el radiador para aplicar una energía de onda de flexión al radiador para provocar que este resuene, una unidad de activación de altoparlante, que comprende un radiador acústico resonante, un excitador sobre el radiador para aplicar una energía de onda de flexión al radiador para hacerlo que resuene, comprendiendo el excitador una instalación de bobina de voz y una instalación de imanes, un soporte para la unidad de activación del altoparlante y medios que acoplan elásticamente el excitador al soporte, un soporte para la unidad de activación del altoparlante y medios que acoplan elásticamente el excitador al soporte. El acoplamiento de la instalación de imanes del excitador a una estructura o el soporte similar confiere la ventaja de incrementar la confiabilidad y la robustez al mismo tiempo que proporciona un acoplamiento elástico que puede reducir el nivel de energía impartida al soporte. El panel en si mismo puede ser una estructura bastante liviana en peso, mientras que el excitador podría ser mucho más pesado que el panel particularmente en el caso de un dispositivo electrodinámico. Durante el manejo rudo o el embarque es posible que el excitador se mueva en forma indeseable y aún provoque que las piezas de polo se contacten con los devanados de la bobina de voz, con obvios resultados desastrosos. Al acoplar los imanes del excitador a la estructura, es posible producir un ensamble con una durabilidad muy mejorada que una con el excitador " libre" ; como en las figuras 1 y 2. El acoplamiento elástico del excitador al soporte puede reducir la tendencia del soporte y de los medios de activación a moverse con las mismas velocidades, y aún puede obviar una coincidencia de velocidades en conjunto. Así, durante la operación, el panel podría no moverse ya sea con la misma amplitud o aún con la misma fase que el soporte.

Más aún, la elección de un acoplamiento elástico ofrece al diseñador la libertad de altoparlantes en forma de panel resonante " sintonía" en una forma análoga para optimización los sistemas de altoparlantes de múltiples cavidades y múltiples aberturas. Para los diseños en donde la elasticidad se establece a un valor bajo, el excitador puede ser mantenido más rígidamente por la estructura de soporte y puede resultar en una mejor resistencia a los choques mecánicos conjuntamente con una proporción reducida de atenuación progresiva para la salida acústica a bajas frecuencias aplicable a algunos ambientes. Con valores de elasticidad medianos para el elemento elástico los componentes de velocidades de frecuencias más elevadas presentes en el excitador se acoplan más débilmente en forma benéfica a la estructura de soporte y esto puede reducir la salida acústica parásita que puede irradiar la estructura de soporte . Con elasticidades más altas para el componente de acoplamiento elástico puede sintonizarse en forma benéfica en asociación con el componente de masa de movimiento del excitador como se explica de manera adicional más abajo. El soporte también puede acoplarse elásticamente al miembro resonan e. El acoplamiento elástico entre el miembro resonante y el soporte puede espaciarse del contacto entre el miembro resonante y el excitador de vibración. El excitador de vibración puede comprender un excitador de vibración inercial . El excitador de vibración inercial puede comprender una instalación de imán y una bobina de motor . La bobina • de motor puede montarse rígidamente al miembro resonante, y la instalación de imán puede montarse elásticamente al miembro resonante así como al soporte . En otro aspecto la invención es un altoparlante que comprende una unidad de activación como se describió anteriormente . En todavía otro aspecto, la presente invención proporciona un altoparlante que comprende un soporte y un excitador de vibración soportado por él mismo para producir una salida acústica, caracterizado porque un miembro elástico se acopla entre el excitador de vibración y el soporte . El altoparlante puede ser un altoparlante de panel resonante, y el excitador de vibración puede excitar ondas de flexión resonante en el panel resonante . Los medios que ubican elásticamente el excitador sobre el soporte pueden comprender un miembro elásticamente flexible que conecta el excitador y el soporte . El soporte puede comprender una estructura sobre la cual se suspende de manera elástica el radiador. La estructura puede comprender un marco que rodea al radiador. Puede proporcionarse un medio de suspensión elástico y por medio del cual se suspende el radiador sobre la estructura. La suspensión elástica puede conectarse al radiador en posiciones próximas al borde del radiador. Los medios que ubican elásticamente el excitador con referencia al soporte pueden disponerse para permitir un movimiento libre del excitador en una dirección axial propuesta y para evitar el movimiento del excitador en forma ortogonal al eje. Cuando el radiador es un miembro similar a una placa plana, el eje puede ser ortogonal al plano del radiador. Desde otro aspecto la presente invención proporciona una unidad de activación de altoparlante que comprende un radiador acústico resonante, un cuerpo de soporte para el radiador acústico, al menos un excitador de vibración sobre el radiador para aplicar ondas de flexión al radiador para provocar que este resuene para producir una salida acústica, y medios sobre el cuerpo que suspenden de manera elástica el excitador para el movimiento axial substancialmente libre en relación al mismo de modo tal que el excitador se encuentre completamente montado sobre el radiador acústico en lo que se refiere a su movimiento operativo axial a fin de lanzar ondas de flexión hacia el radiador. Así el excitador se suspende sobre el cuerpo de modo tal que este se fija contra el movimiento radial, es decir el movimiento en el plano del radiador. Los medios de suspensión del excitador sobre el cuerpo pueden funcionar en la misma forma que el centrador en una unidad de activación del altoparlante pistónico convencional . Así los medios de suspensión pueden ser tipo placa, y pueden formarse con una serie de brazos formadores de ranuras radiales y circunferenciales, los extremos libres de los cuales forman una parte exterior de la placa que puede fijarse al cuerpo mientras una parte interior de la placa puede fijarse al transductor para el movimiento predeterminado axial, mientras la placa permanece rígida en su plano para evitar un movimiento radial. Un disipador de calor puede fijarse al excitador para ayudar al enfriamiento del transductor. El cuerpo de soporte puede tomar el lugar de un chasis o cesta en una unidad activadora del altoparlante convencional, aunque en la presente invención el cuerpo de soporte no requiere habitualmente ser del mismo grado de peso y rigidez que los que se requieren para una unidad de activación pistónica convencional . El cuerpo de soporte (de aquí en adelante el soporte o la estructura de soporte) puede ser una estructura tipo marco de peso liviano. La estructura de soporte puede ser tal que encierre el panel del radiador. La estructura puede ser un miembro similar a una bandeja que tiene un labio periférico circundante. La estructura puede ser de peso liviano y puede, por ejemplo, ser un plástico moldeado. La estructura puede ser abierta, o puede ser perforada o puede en su lugar formar una estructura cerrada. Pueden proporcionarse medios para suspender de manera elástica el radiador acústico sobre la estructura. La estructura puede formarse con medios por los cuales esta pueda soportarse en posición para formar un altoparlante. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se ilustra diagramáticamente, y a manera de ejemplo, en los dibujos acompañantes en los cuales : Las figuras 1 y 2 muestran un altoparlante de la técnica anterior como se trató más arriba; La figura 3 es una vista esquemática de otro altoparlante de panel resonante de la técnica anterior montado a una estructura; La figura 4 es una vista esquemática de una modalidad del altoparlante de panel resonante montado a una estructura de soporte en una forma que incorpora la presente invención; Las figuras 5a, 5b y 5c muestran circuitos equivalentes (analogía de movilidad) para el altoparlante de panel resonante de las figuras 1, 3 y 4 respectivamente; La figura 6 es una vista en perspectiva de una segunda modalidad del altoparlante de acuerdo a la presente invención; La figura 7 es una vista transversal en perspectiva de una unidad de activación del altoparlante modular de acuerdo con la presente invención; La figura 8 es una vista en perspectiva transversal despiezada de la instalación modular de la figura 7 ; La figura 9 es una vista en perspectiva que muestra la cara interior de una cesta o chasis para la instalación modular de la figura 7; La figura 10 es una vista en perspectiva de un panel radiador acústico resonante para la instalación modular de la figura 7; La figura 11 es una segunda vista en perspectiva despiezada de la instalación modular de la figura 7, tomada desde el lado opuesto al mostrado en la figura 8 ; La figura 12 es una vista en planta de un miembro de suspensión utilizado en la modalidad de la figura 7, y La figura 13 es una elevación lateral transversal de una vista parcial a través de la unidad de activación del altoparlante modular de la figura 7, tomada sobre la línea X-X de la figura 12, y que muestra la suspensión del excitador. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La figura 4 ilustra (en forma diagramática consistente con las figuras 1 y 3) un altoparlante de panel resonante (40) que incorpora la presente invención. El altoparlante (40) tiene muchas características en común con el altoparlante (32) de la figura 3, y así tales características comparten los mismos números de referencia. El altoparlante (40) incluye un miembro de suspensión elástico (42) por ejemplo de hule, dispuesto entre la estructura (34) y la instalación de imán (24, 26) del excitador (12) para acoplar el excitador a la estructura y a la suspensión elástica (44) colocada alrededor de la periferia del panel resonante (14) entre el panel (14) y la estructura (34) . El panel resonante comprende preferentemente un miembro resonante de acuerdo con la solicitud de patente internacional O97/09842. En las figuras 5a, 5b y 5c los circuitos equivalentes (analogía de movilidad) se utilizan para ilustrar la diferencia entre los altoparlantes de panel de modo resonante de las figuras 1, 3 y 4 respectivamente. En los circuitos, la inductancia representa elasticidad (es decir elasticidad de suspensión) , la capacitancia representa masa, y la resistencia representa lo inverso de la amortiguación mecánica. Así, en la figura 5a, la cual es análoga, al altoparlante (10) de la figura 1, se aplican los siguientes términos: Compsusp representa elasticidad entre la instalación de imán (24, 26) y el panel (14); Mboblna - - representa la masa de la bobina; Miraán representa la masa del imán; y Zrap representa la impedancia mecánica del panel en el punto de activación. En la figura 5b, la cual es análoga al altoparlante (32) de la figura 3, se aplica el siguiente término extra: M •,estructura representa la masa de la estructura.

En comparación con --la figura 5a, se coloca un capacitor adicional en paralelo con el que representa la masa de la instalación de imán Mimin. Este tiene el efecto de reducir la frecuencia de resonancia fundamental del sistema, la cual en el circuito es la resonancia entre los dos capacitores paralelos Mimán y Mestructura y el inductor identificado Compsusp. En la figura 5c, la cual es análoga al altoparlante 40 de la figura 4, se aplican los siguientes términos extras : Compestructura representa la elasticidad entre el panel (14) y la estructura (34) ; y CompimSn representa la elasticidad entre la estructura (34) y la instalación de imán (24, 26) . En comparación con la figura 5b, tenemos ahora un sistema de sexto orden, no un sistema de segundo orden simple. (Los elementos de amortiguación en paralelo con cada uno de Compestructura y Compimár? se han omitido para claridad) . Es la complejidad adicional del sistema la cual brinda al diseñador la libertada para " sintonizar" el altoparlante. La figura 6 describe una segunda modalidad del altoparlante de panel resonante (50) que incorpora un miembro de panel resonante (14) generalmente como el descripto en la solicitud de patente internacional WO97/09842 de New Transducers Limited. El altoparlante (50) comprende una base (52) que soporta una estructura liviana rectangular generalmente vertical (34) la cual rodea un radiador acústico en la forma de un panel resonante de peso liviano rígido (14) el cual se suspende de manera elástica en la estructura sobre los miembros elásticos, tal como los miembros de suspensión similares a hule, no mostrados. Un excitador de vibración inercial (12) se monta al panel para aplicar ondas de flexión al panel para provocar que este resuene y el excitador se acopla de manera elástica a la estructura rectangular (34) por medio de brazos elásticamente flexibles esbeltos (54) los cuales se extienden entre la estructura rectangular y el excitador. Los brazos (54) pueden, por ejemplo, moldearse integralmente con la estructura (34) . Así el excitador se ubica y acopla a la estructura contra el movimiento en el plano del panel mientras se encuentra libre al menos en algún grado para el movimiento de manera ortogonal al panel para el movimiento inercial para excitar las resonancias en el panel . Las figuras 7 a 13 ilustran una tercer modalidad de la presente invención en la forma de una instalación de unidad de activación del altoparlante modular rectangular generalmente plano (60) que comprende un panel de radiador acústico resonante de peso liviano rígido generalmente rectangular (14) , por ejemplo del tipo descrito en la solicitud de patente internacional O97/09842 montado en una estructura o cesta circundante (62) con un par de excitadores de vibración (12) montados en el panel (14) para emitir ondas de flexión hacia el panel (14) para provocar que este resuene para proporcionar una salida acústica. La cesta (62) es generalmente rectangular y encierra ajustadamente el panel radiador (14) . La cesta tiene una base perforada plana (66) que tiene un labio periférico circundante (68) terminado por rebordes que se proyectan hacia afuera (70) los cuales definen un conducto circundante que mira hacia afuera (64) en el cual pueden colocarse servicios tales como cables de admisión eléctricos para los excitadores de vibración (12) . El conducto (64) presenta así la forma de un canal que se extiende alrededor de la periferia de la cesta (62) . La cesta (62) es de peso liviano y puede, por ejemplo, ser moldeada en plástico. El radiador acústico (14) se suspende de manera movible sobre la cesta (62) , por ejemplo por sus bordes en cualquier forma conveniente, por ejemplo por medio de uniones pivotadas (72) articuladas en un extremo a la cesta (62) y en el otro extremo al panel del radiador (14) .

El par de excitadores de vibración electrodinámica inercial (12) se acoplan o suspenden de manera elástica a la cestas (62) de modo tal que su movimiento normal al plano del radiador (14) no se obstruye substancialmente y para evitar el movimiento de los excitadores en el plano del radiador (14) mediante lo cual se mejora el centrado de las partes relativamente móviles de los excitadores. Esta suspensión del excitador semeja, al menos en su función, a los centradores comúnmente encontrados en las unidades de activación de una unidad de activación pistónica convencional, excepto por supuesto que se proporciona un centrador convencional para asegurar el centrado de una bobina de voz en relación al chasis . En el presente caso la suspensión se encuentra en la forma de una placa similar a un disco (74) por ejemplo de un metal elástico que tenga una porción interna (86) unida al excitador y una porción externa (88) unida a la cesta, separándose las porciones internas y externa de modo tal que una pueda moverse normalmente con respecto a la otra " y de modo tal que el movimiento relativo en el plano de la placa similar a un disco se evite. Esto se logra al dividir . la porción exterior (88) del disco (74) con cortes circunferenciales y radiales (76, 78) respectivamente - para formar tres extremidades curvas igualmente desplazadas circunferencialmente (80) adaptándose los extremos libres (82) para unirse al chasis mientras que los extremos interiores (84) de las extremidades se unen a la porción interior (86) . Para este propósito la base { 66 ) de la cesta (62) se formsa con una porción (90) que ubica el excitador similar a una placa formada con aberturas opuestas (92) las cuales se alinean con y circundan los respectivos excitadores (12) y a cuya porción (90) , se unen los extremos libres (82) de los miembros (80) . Como se muestra en la figura 11, la porción (90) puede formarse con espigas rectas (98) adaptadas para embragar en las aberturas correspondientes (100) en los extremos libres de las extremidades (80) . Así, las placas de suspensión pueden fijarse firmemente a la cesta al formar los extremos libres de las espigas (98) en las cabezas de remache (102) . Un disipador de calor (94) se fija a cada excitador (12) sobre la parte superior de la placa de suspensión (74) para ayudar al enfriamiento de los excitadores durante el uso y la instalación se mantiene unida mediante un tornillo (96) que intercala la parte superior (86) de la placa de suspensión (74) entre el excitador y el disipador de calor.

Claims (17)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Una unidad de activación" de altoparlante caracterizada porque comprende un radiador acústico resonante, un excitador sobre el radiador para aplicar una energía de onda de flexión al radiador para provocar que este resuene, comprendiendo el excitador una instalación de bobina de voz y una instalación de imanes, un soporte para la unidad de activación del altoparlante, y medios que acoplan elásticamente el excitador al soporte.
2. 2. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de acoplamiento comprenden un miembro elásticamente flexible que conecta el excitador y el soporte .
3. 3. La unidad de activación de según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque el soporte comprende una estructura sobre la cual se suspende el radiador.
4. 4. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 3, caracterizada porque la estructura comprende un marco que circunda el radiador.
5. 5. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizada porque comprende medios de suspensión elásticos por medio de los cuales se suspende el radiador sobre la estructura.
6. 6. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 5, caracterizada porque la suspensión -elástica se conecta al radiador en posiciones próximas al borde del radiador .
7. 7. La Unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de acoplamiento están dispuestos para permitir el movimiento libre del excitador en una dirección axial propuesta y para evitar el movimiento del excitador en forma ortogonal al eje.
8. 8. La unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de acoplamiento comprenden un miembro similar a una placa elástica.
9. 9. La unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la suspensión de excitador comprende una placa que tiene partes radialmente internas y externas, formándose la parte externa por al menos un par de brazos opuestos que tienen extremos libres, uno del grupo que consiste de las partes interna y externa adaptadas para unirse al soporte y la otra de las partes está adaptada para - - unirse al excitador.
10. 10. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 9, caracterizada porque la placa se forma con una serie de cortes circunferenciales y radiales que definen los brazos por medio de los cuales puede fijarse una parte externa de la placa al soporte y una parte interna de la placa puede fijarse al excitador.
11. 11. La unidad -de activación de altoparlante según la reivindicación 10, caracterizada porque comprende un disipador de calor fijo a la parte interna de la placa para ayudar al enfriamiento del excitador.
12. 12. La unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el soporte circunda el radiador.
13. 13. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 12, caracterizada porque el soporte es un miembro similar a una bandeja que tiene un labio periférico circundante.
14. 14. La unidad de activación de altoparlante según la reivindicación 13, caracterizada porque el miembro similar a una bandeja se perfora.
15. 15. La unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el radiador comprende un panel substancialmente plano.
16. 16. La unidad de activación de altoparlante según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque el miembro resonante es un miembro que tiene la capacidad de sostener y propagar una energía vibracional de admisión por medio de ondas de flexión en al menos un área operativa que se extiende transversalmente al espesor para tener componentes de vibración de • modo resonante distribuidos sobre dicha al menos una área y que tiene ubicaciones predeterminadas preferenciales o ubicaciones dentro de dicha área para medios transductores y que tiene dicho excitador montado sobre dicho miembro en una de dichas ubicaciones o sitios que al vibrar el miembro provoque que este resuene formando dicho radiador acústico que proporciona una salida acústica cuando resuena.
17. 17. Un altoparlante que comprende una unidad de activación según lo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes .