NL1022820C2 - Luidspreker. - Google Patents

Description

H LUIDSPREKER

Η 5 De uitvinding heeft betrekking op een luidspreker, omvattende een magneeteenheid die een magneetveld genereert, en een membraan dat in een kader is aangebracht en dat is voorzien van een elektrische geleider die in een patroon op het membraan is aangebracht, welk membraan zodanig in het 10 magneetveld is geplaatst dat bij het doorvoeren van stroom door het geleiderpatroon op het membraan een kracht wordt uitgeoefend die het membraan in beweging kan zetten ter I voortbrenging van geluid, waarbij het kader is voorzien van metalen koeldelen die het geleiderpatroon gedeeltelijk I 15 bedekken.

Een dergelijke luidspreker wordt beschreven in de Amerikaanse octrooipublicatie US 4,264,789. Door de warmte die in de luidspreker ontstaat en de daardoor veroorzaakte opwarming I 20 van de verschillende luidsprekeronderdelen, neemt het I rendement van de toegevoegde energie af. Dit verschijnsel I wordt power-compressie genoemd. Door het effect van de I opwarming te verminderen zal het effectieve rendement van de I luidspreker toenemen. Bekende oplossingen voor het koelen van I 25 luidsprekerdelen zijn ferro-fluid koeling, luchtkoeling of I convectie. Bij de hiervoor genoemde bekende luidspreker worden voor de koeling metalen koeldelen gebruikt.

Het kader omvat bij deze bekende luidspreker aan beide zijden 30 van het membraan raamvormige kaderdelen van glasvezel/epoxy die het membraan opspannen, en de metalen koeldelen zijn twee U-vormige metalen delen die tussen een van de glasvezel/epoxy kaderdelen en een zijde van het membraan zijn aangebracht, waarbij zij warmte opnemen van het overlappende gedeelte van I 2 I het geleiderpatroon dat aan de andere zijde van het membraan I is aangebracht. Het geleiderpatroon is hierbij een langwerpige rechthoekige spiraal, waarbij de door de metalen koeldelen bedekte gedeelten de uiteinden van die rechthoek 5 omvatten, die niet bijdragen aan de trilling van het mebraan.

I Hoewel dit niet in de publicatie wordt beschreven, moet I worden aangenomen dat het hier weergegeven samenstel wordt I ingesloten in een luidsprekerbehuizing. Een beperking van I deze luidspreker is dat de metalen koeldelen slechts een I 10 beperkte warmte-afvoerende capaciteit hebben.

I De uitvinding beoogt een luidspreker van het in de aanhef I genoemde type, die op eenvoudige en efficiënte wijze een betere warmte-afvoer vertoont, en/of betere mechanische en/of H 15 akkoestische eigenschappen heeft dan bekende luidsprekers.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding zijn daartoe de koeldelen aangebracht in een metalen behuizing, waarbij de koeldelen over het grootste deel van hun oppervlak contact H 20 maken met die behuizing, of maken de koeldelen integraal onderdeel uit van een dergelijke metalen behuizing. Onder de H term behuizing wordt hier verstaan een constructie die het H kader met het membraan omhult, en welke is voorzien van ten H minste een opening voor het doorlaten van het door het 25 membraan opgewekte geluid, waarbij de behuizing althans grotendeels in direct contact staat met omgevingslucht. Doordat op deze wijze een directe metaalverbinding tussen het overlappende membraangedeelte en de omgevingslucht wordt gecreëerd, wordt de warmte-afvoer in grote mate verbeterd ten 30 opzichte van de luidspreker uit US 4,264,789, waarin de glasvezel/epoxy kaderdelen, die een lage warmtegeleidingscoëfficient hebben, de warmte-afvoer naar de 3 behuizing, en derhalve naar de omgeving, in belangrijke mate belemmeren.

Bij voorkeur is het kader in hoofdzaak geheel vervaardigd van 5 metaal, en bevat deze in het geheel geen glasvezel/epoxy-delen, zoals tot nu toe gebruikelijk is. Dit is zowel een stevige als eenvoudige oplossing.

De behuizing is bij voorkeur voorzien van in hoofdzaak 10 metalen koelvinnen welke zich buitenwaarts uitstrekken. Op die manier ontstaat directe metaalverbinding tussen membraan en omgeving middels koelvinnen.

De behuizing is voorts bij voorkeur voorzien van een in 15 hoofdzaak metalen geluidshoorn. De geluidshoorn werkt op die wijze mee aan de warmte-afvoer.

Het geleiderpatroon omvat bij voorkeur in hoofdzaak parallelle lijnen die zich in hoofdzaak in een langwerpige 20 rechthoek uitstrekken, waarbij de koeldelen ten minste een uiteinde, bij voorkeur beide uiteinden, van de rechthoek bedekken. Deze uiteinden dragen niet bij aan de geluidsproductie, maar wel aan de warmteproductie, en bovendien wordt via deze uiteinden de warmte van de wel 25 geluidsproducerende delen afgevoerd.

Bij voorkeur wordt ten minste een van de uiteinden, bij voorkeur beide uiteinden, van de rechthoek aan beide zijden van het membraan door de koeldelen bedekt. Dit verhoogt de 30 warmte-afvoercapaciteit. Het geleiderpatroon en de daarop aangebrachte koeldelen worden bij voorkeur elektrisch van elkaar gescheiden door een dunne elektrisch isolerende 4 hechtlaag, zoals lijm of tape. Bij voorkeur is de lijm een warmtegeleidende lijm.

Ter verdere bevordering van de koeling kan de luidspreker 5 worden voorzien van een ventilator en/of andere actieve koelmiddelen.

Het metaal van ten minste de koeldelen heeft bij voorkeur een hoge warmtegeleidingscoëfficient, en is bij voorkeur koper of 10 aluminium is. Het voordeel van (geanodiseerd) aluminium is dat dit uit zichzelf een elektrische isolatielaag bezit, zodat elektrisch contact met het geleiderspatroon wordt voorkomen.

15 Volgens een tweede aspect van de uitvinding, al of niet in combinatie met de hiervoor genoemde voorkeurskenmerken, worden voor het bereiken van de gestelde doelen de koeldelen I middels een dunne elektrisch isolerende hechtlaag, zoals lijm of tape direct aangebracht op het geleiderpatroon. Dit heeft 20 een betere warmteoverdracht van de geleider naar de omgeving I tot gevolg dan het aanbrengen van de koeldelen aan de andere zijde van het membraan, zoals getoond in US 4,264,789.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een 25 in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, waarin:

Figuur 1 een gedeeltelijk perspectiefaanzicht van een luidspreker toont; 30 Figuur 2 een dwarsdoorsnede van de luidspreker van Figuur 1 toont; 5

Figuur 3 een dwarsdoorsnede van de luidspreker van Figuur 1 toont waarop een geluidshoorn is gemonteerd; en

Figuur 4 een perspectiefaanzicht van een membraaneenheid 5 toont.

Volgens Figuur 1 omvat een luidspreker een behuizing die bestaat uit twee in hoofdzaak identieke metalen delen 1, 2 welke middels schroeven 3 op elkaar zijn bevestigd. Elk 10 behuizingsdeel 1, 2 heeft twee langwerpige sleufvormige uitsparingen of geluidskanalen 4, 5 die het in de luidspreker opgewekte geluid naar buiten geleiden. Voorts is een behuizingsdeel 1 voorzien van elektrische aansluitpunten 6, 7, waarop de geluidssignaaldraden van een versterker kunnen 15 worden aangesloten. De behuizing 1, 2 is voorzien van zich buitenwaarts en in de langsrichting uitstrekkende koelvinnen 8 voor het afvoeren van de in de luidspreker opgewekte warmte.

20 De behuizingsdelen 1, 2 sluiten een kader in, dat wordt getoond in Figuur 2, en welke bestaat uit een eerste raamvormig kaderdeel 9 en twee strookvormige kaderdelen 10, 11 (getoond in Figuur 4). De kaderdelen 9, 10, 11 zijn bij voorkeur vervaardigd van koper of geanodiseerd aluminium. Het 25 buitenoppervlak van de kaderdelen 9, 10, 11 maakt overal contact met de behuizing 1, 2. Op het kaderdeel 9 is een trilmembraan 12 bevestigd middels lijm, of middels een dunne dubbelzijdig hechtende tape. De lijm of tape is van een warmtegeleidende soort. Op het membraan 12 is een elektrisch 30 geleiderpatroon 13 aangebracht, dat in verbinding staat met de aansluitpunten 6, 7 en die het membraan doet trillen indien door de versterker een elektrisch signaal naar de luidspreker wordt gestuurd.

Ίon 6

Daartoe omvat de luidspreker magneten 13, zoals getoond in Figuur 3, die een permanent magnetisch veld opwekken waarin het geleiderpatroon 14 van het membraan 12 zich bevindt. Het geleiderpatroon 14 wordt gevormd door een elektrisch 5 geleidende draad die in een langwerpige rechthoekige spiraal aan een zijde van het membraan 12 is aangebracht. Aan de korte zijden van het rechthoekige patroon zijn de kaderdelen 10, 11 direct op het geleiderpatroon aangebracht. Derhalve dient de lijm of de tape waarmee deze op de geleidende draad 10 zijn geplakt elektrisch isolerend te zijn. Aan de andere zijde van het membraan 12 worden deze korte zijden van het patroon eveneens bedekt, door de korte zijden van het raamvormige kaderdeel 9. Op deze wijze kan het geleiderpatroon 14 hier naar beide zijden toe warmte 15 overdragen aan de kaderdelen 9, 10, 11.

De beide uiteinden van de geleidende draad zijn verbonden met stroomdoorvoeraansluitingen 15, 16 op kaderdeel 10, die op hun beurt elektrisch zijn verbonden met de aansluitpunten 6, 20 7. De stroomdoorvoeraansluitingen 15, 16 zijn elektrisch geïsoleerd van het kaderdeel 10. De zich in de langsrichting tussen de kaderdelen 10, 11 parallel uitstrekkende lijnen van het geleiderpatroon 14 vormen twee op afstand van elkaar liggende trilgebieden 17, 18.

25

Met verwijzing naar Figuur 3 strekken de geluidskanalen 4, 5 zich uit vanaf nabij de twee op afstand van elkaar gelegen trilgebieden 17, 18 op het oppervlak van het membraan 12 tot de buitenzijde van de behuizingsdelen 1, 2, waarbij aan een 30 zijde de geluidskanalen 4, 5 echter zijn afgesloten door een afsluitplaatje, omdat de luidspreker het geluid slechts naar een zijde dient uit te zenden. De geluidskanalen 4, 5 strekken zich, vanaf het membraan gezien eerst loodrecht van 7 het membraan uit, namelijk in het gebied tussen de magneten 13, en vervolgens neigen de geluidkanalen 4, 5 naar elkaar toe. Hierbij neigen zowel de buitenste wanden 19, als de binnenste wanden 20 van elk geluidskanaal 4, 5 naar elkaar, 5 waarbij de binnenste wand 19 en de buitenste wand 20 van een geluidskanaal 4, 5 onderling parallel blijven. Aan de buitenzijde van de luidspreker is de afstand tussen de binnenste wanden 19 van beide geluidskanalen 4, 5 nog slechts zeer klein, ten minste vele malen kleiner dan de afstand 10 tussen de trilgebieden 17, 18. Op deze wijze worden de fronten van de geluidsgolven die door beide trilgebieden 17, 18 worden opgewekt naar elkaar toegeleid en samengevoegd, waardoor nadelige interferentie tussen beide golffronten wordt vermeden.

15

Figuur 4 toont een geluidshoorn 21 die op middels schroeven 23 in schroefgaten 24 van de luidspreker is gemonteerd. Daarbij sluiten de buitenste wanden 19 van de geluidskanalen 4, 5 aan op de wanden 22 van de geluidshoorn 21. De 20 geluidshoorn 21 zorgt voor een geleidelijke uitbreiding van het geluidsfront dat de geluidskanalen 4, 5 verlaat, voordat het zich in de omgeving verder uitbreidt. Voorts draagt de hoorn, die van metaal is vervaardigd, bij aan de warmteafvoer van de luidspreker.

25

Claims (11)

1. Luidspreker, omvattende een magneeteenheid (13) die I een magneetveld genereert, en een membraan (12) dat 5 in een kader (9, 10, 11) is aangebracht en dat is I voorzien van een elektrische geleider die in een I patroon (14) op het membraan (12) is aangebracht, I welk membraan (12) zodanig in het magneetveld is I geplaatst dat bij het doorvoeren van stroom door het I 10 geleiderpatroon (14) op het membraan (12) een kracht I wordt uitgeoefend die het membraan (12) in beweging I kan zetten ter voortbrenging van geluid, waarbij het I kader (9, 10, 11) is voorzien van metalen koeldelen I die het geleiderpatroon (14) gedeeltelijk bedekken, I 15 met het kenmerk, dat de koeldelen zijn aangebracht I in, en daarbij over het grootste deel van hun I oppervlak contact maken met, of integraal onderdeel uitmaken van, een metalen behuizing (1, 2).

2. Luidspreker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat I het kader (9, 10, 11) in hoofdzaak geheel is vervaardigd van metaal.

3. Luidspreker volgens conclusie 1 of 2, met het I 25 kenmerk, dat de behuizing (1, 2) is voorzien van in I hoofdzaak metalen koelvinnen (8) welke zich I buitenwaarts uitstrekken.

4. Luidspreker volgens conclusie 1, 2 of 3, met het 30 kenmerk, dat de behuizing (1, 2) is voorzien van een I in hoofdzaak metalen geluidshoorn (21). Η

5. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het geleiderpatroon (14) H in hoofdzaak parallelle lijnen omvat die zich in hoofdzaak in een langwerpige rechthoek uitstrekken, 5 waarbij de koeldelen ten minste een uiteinde, bij voorkeur beide uiteinden, van de rechthoek bedekken.

6. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat ten minste een van de 10 uiteinden, bij voorkeur beide uiteinden, van de I rechthoek aan beide zijden van het membraan (12) door I de koeldelen worden bedekt.

7. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 15 1-6, met het kenmerk, dat het geleiderpatroon (14) en de daarop aangebrachte koeldelen elektrisch van I elkaar worden gescheiden door een dunne elektrisch I isolerende hechtlaag, zoals lijm of tape.

8. Luidspreker volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de lijm een warmtegeleidende lijm is.

9. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de luidspreker is 25 voorzien van een ventilator en/of andere actieve koelmiddelen.

10. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het metaal van ten minste 30 de koeldelen een hoge warmtegeleidingscoëfficient heeft, en bij voorkeur koper of aluminium is. Η I 10

11. Luidspreker omvattende een magneeteenheid (13) die I een magneetveld genereert, en een membraan (12) dat in een kader (9, 10, 11) is aangebracht en dat is I voorzien van een elektrische geleider die in een I 5 patroon (14) op het membraan (12) is aangebracht, welk membraan (12) zodanig in het magneetveld is I geplaatst dat bij het doorvoeren van stroom door het I geleiderpatroon (14) op het membraan (12) een kracht I wordt uitgeoefend die het membraan (12) in beweging I 10 kan zetten ter voortbrenging van geluid, waarbij het I kader (9, 10, 11) is voorzien van metalen koeldelen I die het geleiderpatroon (14) gedeeltelijk bedekken, met het kenmerk, dat de koeldelen middels een dunne elektrisch isolerende hechtlaag, zoals lijm of tape 15 direct zijn aangebracht op het geleiderpatroon (14).