NL8204839A

NL8204839A - ELECTRO-DYNAMIC ACTUATOR FOR A SPEAKER AND ACCOMPANYING MEMBRANE.

Info

Publication number: NL8204839A
Application number: NL8204839A
Authority: NL
Original assignee: Jensen Int Inc
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1983-08-01
Also published as: AR229719A1; BE895537A; DK383A; JPS58120395A; SE8207483L; DK383D0; GB2113041A; DE3248650A1; BR8300004A; IT8249773A0; FR2519502A1; SE8207483D0; AU9188082A

Description

ivt vivt v

Elektro-dynamischa aandrijving voor een luidspreker en daarbij behorend membraan.Electro-dynamic drive for a loudspeaker and associated diaphragm.

De uitvinding heeft betrekking op een luidspreker met een van een spreekspoel en een permanente magneet voorziene aandrijving, ook wel genoemd een elektro-dynamische luidspreker. Meer in het bijzonder heeft de uitvin-5 ding betrekking op een aandrijving van het koepeltype en op de vorm van membranen voor een dergelijke aandrijving. Zoals hier gebruikt refereert de uitdrukking "aandrijving" aan een afzonderlijke luidspreker en refereert de uitdrukking "luidspreker" aan een combinatie van aandrijvingen die als 10 een geïntegreerd systeem is georganiseerd.The invention relates to a loudspeaker with a voice coil and permanent magnet drive, also referred to as an electro-dynamic loudspeaker. More particularly, the invention relates to a dome type drive and to the shape of membranes for such a drive. As used herein, the term "drive" refers to a separate loudspeaker and the term "loudspeaker" refers to a combination of drives organized as an integrated system.

Bij het pogen een luidspreker-systeem te verschaffen voor het effectief stralen van geluid in het gehele gevoeligheidsbereik van het menselijk gehoor dat gewoonlijk wordt aangenomen te liggen tussen 20 Hz en 20 kHz, 15 is het gebruikelijk twee of meer aandrijvingen in een luidspre- kersysteem aan te brengen, waarbij elke aandrijving geschikt is voor het uitstralen van geluid voornamelijk binnen slechts een gedeelte van dat bereikt. Elektronische wissel-netwerken zijn werkzaam om het elektrische audio-uitgangsvermogen te ver-20 delen over de aandrijvingen om zo een samengestelde responsie te verkrijgen, gemeten in decibels akoestische uitgangsenergie pen eenheid van elektrische energie, die zo goed mogelijk gelijkmatig is over het gehele gevoeligheidsbereik. Bij het ontwerp van dergelijke stelsels dient aandacht te worden ge-25 schonken aan de spreiding van de akoestische energie waarbij aan een ruime spreiding over het gehele bereik in het algemeen de voorkeur wordt gegeven. Bovendien moet aandacht worden geschonken aan de duurzaamheid van de luidsprekers en in het bijzonder van de membranen die in het algemeen een groot opper-30 vlak hébben en zijn vervaardigd van dun plaat-materiaal. Ook moet worden gelet op harmonische vervorming.In attempting to provide a loudspeaker system for effectively radiating sound throughout the sensitivity range of the human ear, which is commonly assumed to be between 20 Hz and 20 kHz, it is common practice to have two or more drives in a loudspeaker system on each drive being capable of emitting sound mainly within only a portion of which it achieves. Electronic alternating networks operate to distribute the electrical audio output power across the drives to obtain a composite response, measured in decibels of acoustic output power unit of electrical energy, which is as uniform as possible over the entire sensitivity range. In the design of such systems, attention should be given to the dispersion of the acoustic energy, with broad dispersion over the entire range generally being preferred. In addition, attention should be paid to the durability of the loudspeakers, and in particular of the membranes, which generally have a large surface area and are made of thin sheet material. Harmonic distortion should also be considered.

Bij het ontwerp van een dergelijk meervoudig aandrijvingssysteem is de keuze van de voornaamste 8204839 « » ί 2 lage tonenstraler of "woofer" een beslissing waar alles om draait. Een gebruikelijke keuze is een conus-aandrijving.When designing such a multiple drive system, the choice of the main 8204839 «» ί 2 bass emitter or "woofer" is what matters. A common choice is a cone drive.

De laagfrequente responsie van een dergelijke aandrijving hangt in het algemeen af van de diameter van de conus en de hoog-5 frequente responsie is omgekeerd evenredig met deze diameter.The low-frequency response of such a drive generally depends on the diameter of the cone, and the high-frequency response is inversely proportional to this diameter.

Zoals in het algemeen met conus-luldsprekers is de spreiding van het uitgestraalde geluid begrensd door de uitdrukking (1) λ = T d waarin d gelijk is aan de diameter van de conus en Λ de golf-10 lengte is waar beneden de spreiding een voorkeursrichting krijgt. De keuze van de diameter bepaalt aldus zowel de laagfrequente responsie-eigenschappen van het systeem en de mate van spreiding. In ieder geval bestaat vaak de wens de responsie van het systeem boven de uitstralingsmogelijkheid- van de 15 woofer uit te breiden door het gebruik van een "tweeter", met of zonder een tussen- of middenbereik-luidspreker.As in general with cone lip speakers, the spread of the radiated sound is limited by the expression (1) λ = T d where d equals the diameter of the cone and Λ is the wave length below which the spread is a preferred direction gets. The choice of diameter thus determines both the low-frequency response properties of the system and the degree of spread. In any case, there is often a desire to extend the response of the system above the 15 woofer's emissivity through the use of a "tweeter," with or without an intermediate or midrange speaker.

Aandrijvingen van het koepel-type zijn nu algemeen bekend. Tot de voorbeelden behoren de in de Amerikaanse octrooischriften 3.328.537 en 4.190.746 beschreven 20 constructies. Omdat de membranen van deze aandrijvingen uit bollen in de richting waarin het geluid wordt uitgestraald, hebben zij een uitmuntende spreiding bij hoge frequenties. Aldus dient de combinatie van een woofer van het conus-type met een aandrijving van het koepeltype van geschikte afmetingen 25 voor responsie bij hoge frequenties voor het in stand houden van een spreiding van het geluid die in meerdere mate vergelijkbaar is met die van de woofer wanneer een vergelijking wordt gemaakt met de combinatie van een woofer van het conustype en een tweeter van het conus-type. Echter leveren aan-30 drijvingen van het koepel-type van de gebruikelijke construc tie zoals bijvoorbeeld beschreven in de hierboven genoemde octrooischriften, indien zij zijn ontworpen voor het leveren van een voldoende responsie bij de hoogste frequenties waarvoor het systeem is bedoeld, onvoldoende responsie in de midden-35 frequenties boven de frequenties waarbij de woofer werkzaam is.Dome type drives are now generally known. Examples include the structures described in U.S. Patents 3,328,537 and 4,190,746. Because the membranes of these drives bulge in the direction in which the sound is emitted, they have excellent dispersion at high frequencies. Thus, the combination of a cone-type woofer with an appropriately sized dome-type drive for high frequency response serves to maintain a dispersion of the sound that is more or less comparable to that of the woofer when a comparison is made with the combination of a woofer of the cone type and a tweeter of the cone type. However, dome type drives of the conventional construction as described, for example, in the above patents, if designed to provide a sufficient response at the highest frequencies for which the system is intended, do not provide adequate response in the mid-35 frequencies above the frequencies at which the woofer operates.

8204839 * ♦ 3 *8204839 * ♦ 3 *

Deze tekortkoming kam in enkele gevallen ket opnemen van een derde of middenbereik-aandrijving nodig maken. Indien omgekeerd een aandrijving van het koepel-type is bestemd voor een responsie die voldoende is om de afkapping van de woofer in 5 het middenfrequentiebereik te compenseren, is veelal de res ponsie bij hoge frequenties in ernstige mate begrensd en moet een derde aandrijving of tweeter worden gebruikt om de responsie bij hoge frequenties uit te breiden.In some cases, this deficiency may require the inclusion of a third or midrange drive. Conversely, if a dome type drive is designed for a response sufficient to compensate for the woofer's cut-off in the mid-frequency range, the response at high frequencies is often severely limited and a third drive or tweeter must be used to extend the response at high frequencies.

Op grond van de voorafgaande overwegingen 10 is het een belangrijk doel van de uitvinding een aandrijving te verschaffen met zowel een aanzienlijke responsie in het middenfrequentiebereik als in het bereik van de hoge frequenties die voorts een aanzienlijk ruimere spreiding heeft dan aandrijvingen van het conus-type. ----- 15 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een aandrijving van het al genoemde type met een duurzame constructie die een aanzienlijk akoestisch vermógen kan verwerken met minimale vermoeiing en beschadiging.For the foregoing considerations, it is an important object of the invention to provide a drive having both a significant response in the mid-frequency range and in the high-frequency range that further has a considerably wider spread than cone-type drives. Another object of the invention is to provide a drive of the aforementioned type with a durable construction that can handle considerable acoustic power with minimal fatigue and damage.

Weer een ander doel is het verschaf-20 fen van een aandrijving van de omschreven soort met in het middenfrequentiebereik een geringe vervorming.Yet another object is to provide a drive of the type described with a small distortion in the mid-frequency range.

Nog een ander doel is het verschaffen van een aandrijving die is geconstrueerd uit materialen die gelijkmatige eigenschappen hébben die relatief gesproken niet 25 worden aangetast door vocht, temperatuurveranderingen of tem pera tuur-uitersten, en vermoeiing.Yet another object is to provide a drive constructed of materials that have uniform properties that are relatively unaffected by moisture, temperature changes or temperature extremes, and fatigue.

Met het oog op het verwezenlijken van de genoemde doelen verschaft de uitvinding een aandrijving van het koepel-type met een membraan dat een koepel-sectie en een 30 ringvormige en gebogen randsectie omvat en die 20 is gecon strueerd dat een aanzienlijk akoestisch vermogen wordt uitgestraald bij frequenties beneden het bereik waarin de koepel-sectie effectief zou uitstralen indien opgehangen aan een rand van de gebruikelijke vorm.In order to accomplish the aforementioned objects, the invention provides a dome-type actuator with a diaphragm comprising a dome section and an annular and curved edge section and constructed to emit significant acoustic power at frequencies below the range in which the dome section would radiate effectively when suspended from an edge of the usual shape.

35 De rand volgens de uitvinding is voor- 8204839 ν’-, 4 zien van een ringvormig bevestigingsorgaan dat ten opzichte van de permanente magneet-constructie vast is bevestigd, waarbij de plaats van deze bevestiging op een aanzienlijke afstand ligt van de spreekspoel waar de koepel en de rand bij-5 één komen. Dat wil zeggen dat de diameter van het membraan, gemeten aan de ringvormige bevestiging aan de vaste magneet-constructie, aanzienlijk groter is dan de diameter van de koepel-sectie en de spreekspoel. Bij voorkeur is de verhouding van de eerstgenoemde diameter tot de laatstgenoemde groter 10 dan 2,25.The rim of the invention is provided with an annular fastener fixedly mounted relative to the permanent magnet structure, the location of this fastening being a significant distance from the voice coil where the dome and the edge comes to -5 one. That is, the diameter of the membrane, measured on the annular attachment to the fixed magnet structure, is significantly greater than the diameter of the dome section and the voice coil. Preferably, the ratio of the former diameter to the latter is greater than 2.25.

De koepelsectie zelf kan de vorm hebben van een gedeelte van een bol, of anders kan de vorm parabolisch zijn, waarbij de laatstgenoemde een verder doorlopende responsie bij hoge frequenties levert dan de eerst-15 genoemde.The dome section itself may be in the shape of a portion of a sphere, or else the shape may be parabolic, the latter providing a more sustained response at high frequencies than the former.

Door een geschikte keuze van materia len voor de membraan-constructie, in het bijzonder materialen met een voldoende inwendige demping, is het mogelijk een mid-denbereik-luidspreker te verschaffen met een gladde frequen-20 tie-responsie-eigenschap met een groot dynamisch bereik, ge combineerd met een verder doorlopende frequentie-responsie-eigenschap.By a suitable choice of materials for the membrane construction, in particular materials with sufficient internal damping, it is possible to provide a midrange loudspeaker with a smooth frequency response property with a large dynamic range , combined with a further continuous frequency response property.

De uitvinding wordt hierna toegelicht in een beschrijving van onder andere een voorkeursuitvoerings-25 voorbeeld van de uitvinding. De beschrijving verwijst naar een tekening.The invention is explained below in a description of, inter alia, a preferred embodiment of the invention. The description refers to a drawing.

Fig. 1 is een doorsnede langs een middellijn, gezien in zijaanzicht, van een eerste uitvoerings-voorbeeld van de uitvinding dat de voorkeur heeft.Fig. 1 is a cross-sectional view, seen in side elevation, of a preferred first embodiment of the invention.

30 Fig. 2 is een bovenaanzicht van het uitvoeringsvoorbeeld in fig. 1.FIG. 2 is a top view of the exemplary embodiment in FIG. 1.

Fig. 3 laat in doorsnede langs een middellijn in zijaanzicht een tweede uitvoeringsvoorbeeld van het membraan met een parabolische koepel zien.Fig. 3 shows a second embodiment of the membrane with a parabolic dome in section along a diameter in side view.

35 Fig. 4 toont frequentieresponsie-karak- 8204 83 9 5 istieken voor aandrijvingen om een vergelijking mogelijk te maken.FIG. 4 shows frequency response character 8204 83 9 5 for drives to allow comparison.

Pig. 1 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een aandrijving van het koepel-type volgens de uitvinding, 5 in het algemeen aangeduid met 12, dat de voorkeur heeft. De aandrijving omvat een permanente magneet-constructie van de gebruikelijke uitvoering, omvattende een poolschoen 14 met een daarmee een geheel uitmakende voetplaat 16, een permanente magneet of magneten 18 en een kopplaat 20, waarbij deze onder-10 delen op geschikte wijze met elkaar zijn verbonden, bijvoor beeld door middel van een kleefmiddel, op een gebruikelijke wijze. De magneet of de magneten brengen een permanente mag-neet-flux tot stand in een ringvormige spleet 22. Een beves-tigingsplaat 24 is op geschikte wijze bevestigd aan de kopplaat 15 20 en op de plaat 24 is een klemplaat 26 op geschikte wijze vastgezet om daarop een membraan 28 te klemmen. Het membraan is bevestigd aan een spreekspoel 30 die trilt om akoestische energie uit te stralen die wordt ontwikkeld door het lopen van een stroom in de spoel.Pig. 1 shows an exemplary embodiment of a dome type drive according to the invention, 5 generally designated 12, which is preferred. The drive comprises a permanent magnet construction of the conventional design, comprising a pole shoe 14 with an integral foot plate 16, a permanent magnet or magnets 18 and a head plate 20, these parts being suitably connected to each other for example by means of an adhesive, in a usual manner. The magnet or magnets establish a permanent magnet flux in an annular gap 22. A mounting plate 24 is suitably attached to the head plate 15 and a clamp plate 26 is suitably secured to the plate 24 to clamping a membrane 28 thereon. The membrane is attached to a voice coil 30 that vibrates to radiate acoustic energy generated by the flow of current into the coil.

20 Het membraan 28 omvat twee secties, namelijk een koepel-sectie 32 en een rand-sectie 34. In het getekende uitvoeringsvoorbeeld dat op dit ogenblik de voorkeur heeft, zijn deze twee secties gevormd in vacuum of op andere wijze vervaardigd uit één enkele plaat materiaal en vormen 25 zij aldus een enkel lichaam. Op andere wijze kunnen de twee secties worden gevormd uit afzonderlijke platen materiaal waarbij de buitenomtrek van de koepel-sectie en de binnenomtrek van de rand-sectie aan elkaar worden bevestigd met ieder geschikt middel, zoals een kleefmiddel. De hier in gedane ver-30 wijzingen naar de koepelsectie en de rand-sectie die aanéén zijn "gevoegd", bedoelen zowel de één geheel vormende uitvoering die de voorkeur heeft als de alternatieve uitvoering te omvatten, en de verwijzingen naar de omstandigheid dat de rand-sectie is "gebogen" betekenen dat de randsectie een gekromde 35 vorm heeft in doorsnede, zoals in fig. 1 is getekend. De krom- 8204839 6 # ming van deze vorm is bij voorkeur althans nagenoeg die van een cirkelboog.Membrane 28 comprises two sections, namely a dome section 32 and an edge section 34. In the currently preferred illustrated embodiment, these two sections are formed in vacuum or otherwise made from a single sheet of material and thus they form a single body. Alternatively, the two sections can be formed from separate sheets of material with the outer circumference of the dome section and the inner circumference of the edge section secured together by any suitable means, such as an adhesive. The references herein made to the dome section and the rim section which are "joined" together, mean to include both the preferred unitary embodiment and the alternative embodiment, and the references to the circumstance that the rim section is "curved" to mean that the edge section has a curved cross-sectional shape as shown in FIG. The curvature of this shape is preferably at least substantially that of a circular arc.

Op de plaats waar de koepel en de rand bijéén komen, is een cilindervormige spoelhouder 36 bevestigd 5 die de spreekspoel 30 in de spleet 22 draagt. Het membraan 28 is verder voorzien van een flens 37 die wordt vastgezet tussen de platen 24 en 26. Bij voorkeur zijn de koepelsectie en de randsectie geheel dicht en hebben zij de getekende vormen in alle doorsneden in vlakken die gaan door de as van de aan-10 drijving, zoals aangegeven door fig. 2. In de plaat 26 zijn gaten 38 aangebracht om deze door middel van schroeven op de plaat 24 vast te zetten.At the location where the dome and rim meet, a cylindrical coil holder 36 is mounted which carries the voice coil 30 in the gap 22. The membrane 28 is further provided with a flange 37 which is secured between the plates 24 and 26. Preferably the dome section and the edge section are completely closed and have the drawn shapes in all sections in planes passing through the axis of the ends Drive, as indicated by Fig. 2. Holes 38 are provided in plate 26 to fix them to plate 24 by means of screws.

Op de plaat 26 zijn aansluitklemmen 40 bevestigd die door aansluitdraden 42 en 44 zijn aangesloten 15 aan de respectievelijke einden van de spreekspoel 30.Terminals 40 are attached to the plate 26 and are connected by terminal wires 42 and 44 at the respective ends of the voice coil 30.

Een dop 46 die een lichaam van glas-vezelmateriaal, schuimplastic of vezelig materiaal bevat, is door kleven bevestigd op een oppervlak van de poolschoen 14 onder de koepel 32 en dient voor het absorberen van akoesti-20 sche energie die wordt uitgestraald vanuit de onderkant van de koepel waardoor reflecties aan de poolschoen 14 die anders zouden interfereren met de akoestische energie die rechtstreeks vanuit het oppervlak van de koepel wordt uitgestraald, tot een minimum worden teruggebracht.A cap 46 containing a body of glass fiber material, foam plastic or fibrous material is adhered to a surface of the pole shoe 14 below the dome 32 and serves to absorb acoustic energy radiated from the bottom of the the dome minimizing reflections on the pole shoe 14 that would otherwise interfere with the acoustic energy radiated directly from the surface of the dome.

25 De spleet 22 zoals die hier wordt bedoeld, omvat zowel de ruimte tussen de houder 36 en de poolschoen 14, als de ruimte tussen de spreekspoel 30 en de kop-plaat 20. Deze spleet is althans nagenoeg geheel gevuld met "ferrofluid" dat een vloeistof is die in suspensie magnetische 30 deeltjes bevat en opzich bekend is voor gebruik in luidsprekers om te dienen als een warmte-brug van de spreekspoel naar de kopplaat 20.The gap 22 as referred to here comprises both the space between the holder 36 and the pole shoe 14, as well as the space between the voice coil 30 and the head plate 20. This gap is at least almost completely filled with "ferrofluid" which is a liquid that contains magnetic particles in suspension and is known for use in loudspeakers to serve as a heat bridge from the voice coil to the headplate 20.

In een constructie volgens fig. 1 en fig. 2 zijn de relatieve afmetingen van de koepel-sectie en de 35 rand-sectie zo gekozen dat het oppervlak van de rand werkt als 8204839 .s ".In a construction according to FIG. 1 and FIG. 2, the relative dimensions of the dome section and the rim section are selected such that the surface of the rim acts as 8204839.s ".

een straler van een aanzienlijk akoestisch vermogen. Om het belang van de afmetingen toe te lichten geven in fig. 1 de letters "a" en "d" de kanten aan van de buitenomtrek van de rand 34, de letters "b" en "c" de voegpunten tussen de koepel 5 en de rand, de letters "e" en "£” de punten op de rand die het verst verwijderd zijn van het vlak van de ringvormige bevestiging van de rand tussen de platen 26 en 24, en de letter "g" het punt op de koepel dat het verst van dat vlak is verwijderd. De letters "h", "i" en "j" verwijzen naar punten in het-10 zelfde vlak asm de voet van de loodlijnen op dat vlak die gaan door respectievelijk de punten "g", "e" en "f". De volgende maten zijn van toepassing op een uitvoeringsvoorbeeld dat op dit moment de voorkeur heeft.a radiator of considerable acoustic power. To illustrate the importance of the dimensions, in Fig. 1, the letters "a" and "d" indicate the edges of the outer circumference of the rim 34, the letters "b" and "c" indicate the joints between the dome 5 and the rim, the letters "e" and "£" the points on the rim which are furthest from the plane of the annular fastening of the rim between plates 26 and 24, and the letter "g" the dot on the dome that it is furthest from that plane The letters "h", "i" and "j" refer to points in the same plane asm the foot of the perpendiculars on that plane passing through points "g" respectively, "e" and "f" The following measures apply to a presently preferred embodiment.

Maat_cm 15 ad 11,7 bc 5,1 ei = fj 1,12 gh 1,60Maat_cm 15 ad 11.7 bc 5.1 ei = fj 1.12 gh 1.60

Opgemerkt wordt dat de verhouding 20 "ad" tot "bc” 2,3 is. In de praktijk kunnen de genoemde maten wat grootte en relatieve waarde betreft worden gevarieerd afhankelijk van het frequentiebereik van de nagestreefde nuttige responsie en van de geschiktheid voor het verwerken van het vermogen van de gebezigde materialen. Teneinde een prestatie 25 te verkrijgen bij een voldoend lage middenfrequentie met een constructie die stabiel genoeg is voor een adequate energie-verwerking met de beschikbare methoden en materialen van de membraanconstructie, moet de diameter van de koepel aan zijn omtrek en van de binnenkant van de rand tenminste ongeveer 30 3,8 cm bedragen. Ook bedraagt in ieder geval de verhouding ad/bc tenminste 2,3. Voorts bedraagt bij voorkeur de verhouding ei/ab tenminste 0,33.It should be noted that the ratio 20 "ad" to "bc" is 2.3. In practice, the sizes and relative values mentioned may be varied depending on the frequency range of the useful response sought and on the suitability for processing. the power of the materials used In order to achieve a performance at a sufficiently low center frequency with a structure stable enough for adequate energy processing using the available methods and materials of the membrane construction, the diameter of the dome must be circumferential and from the inside of the rim be at least about 3.8 cm. Also, in any case, the ratio ad / bc is at least 2.3. Furthermore, preferably the ratio ei / ab is at least 0.33.

De materialen waaruit het membraan is opgebouwd, zijn van groot belang bij het verkrijgen van de 35 verlangde energieverwerkingscapaciteit zonder beschadiging, 8204839 8 * ' de verlangde geschiktheid uitéén lopende omstandigheden wat betreft vochtigheid, hitte en koude te weerstaan, en de verlangde bestendigheid tegen vermoeiingsgebreken te verkrijgen.The materials of which the membrane is constructed are of great importance in obtaining the desired energy throughput without damage, withstanding the desired suitability from a variety of moisture, heat and cold conditions, and the desired fatigue resistance. to gain.

Het op dit ogenblik de voorkeur hebbende membraanmateriaal voor 5 zowel de koepel als de rand is een plaatmateriaal van met talk gevuld polypropeen. Tot de andere membraanmaterialen die kunnen worden toegepast, behoren vinylfilm waarop een laagje aluminium in vacuum is afgezet, en polycarbonaat-film.The presently preferred membrane material for both the dome and the rim is a talc-filled polypropylene sheet material. Other membrane materials that can be used include vinyl film on which a layer of aluminum has been vacuum deposited, and polycarbonate film.

Fig. 3 toont een tweede uitvoerings-10 voorbeeld van het membraan volgens de uitvinding. Dit uitvoe- ringsvoorbeeld is identiek aan dat volgens fig. 1 en fig. 2, behalve wat betreft de vorm van de koepel in doorsnede. Een koepel 48 met parabolische doorsnede is als een geheel gevormd met een ringvormige gebogen rand 50 van praktisch dezelfde vorm 15 als de rand 34, of is bevestigd aan een ringvormige rand van dezelfde vorm, waarbij het membraan een flens 52 heeft voor ringvormige bevestiging in een vaste positie ten opzichte van de onderdelen van de permanente magneten. Een spoelhouder 54 is bevestigd aan de voeg tussen de koepel en de rand en draagt 20 een schroeflijnvormige spreekspoel 56. De parabolische vorm van de koepel verlengt het hoogfrequente eind van de responsie-karakteristiek zoals met meer bijzonderheden zou worden toegelicht onder verwijzing naar fig. 4.Fig. 3 shows a second exemplary embodiment of the membrane according to the invention. This exemplary embodiment is identical to that of FIG. 1 and FIG. 2 except for the dome shape in cross-section. A dome 48 of parabolic cross section is integrally formed with an annular curved rim 50 of substantially the same shape 15 as the rim 34, or is attached to an annular rim of the same shape, the membrane having a flange 52 for annular attachment in a fixed position relative to the parts of the permanent magnets. A coil holder 54 is attached to the joint between the dome and the rim and carries a helical voice coil 56. The parabolic shape of the dome extends the high-frequency end of the response characteristic as would be explained in more detail with reference to Fig. 4. .

Fig. 4 laat typerende frequentie-res-25 ponsiekarakteristieken zien voor drie aandrijvingen die ter toelichting zijn opgenomen. Een getrokken lijn 58 stelt voor de responsie van het uitvoeringsvoorbeeld in de figuren 1 en 2 met een koepel die een deel van een bol is. Een gebroken lijn 60 stelt voor een gedeelte van de responsiekarakteristiek van een 30 bekende aandrijving van het koepel-type met dezelfde afme tingen van de koepel als in fig. 1 maar met een rand als gebruikt in de stand van de techniek. In de stand van de techniek worden randen louter en alleen gebruikt voor het ophangen of steunen van de koepel. Dergelijke randen kunnen var hetzelfde materiaal 35 zijn als de koepel of van een ander materiaal en hebben betrek- 8204839 J» t 9 kelijk kleine afmetingen in de radiale richting gezien vanuit de as van de luidspreker. De kromme 60 stelt voor een uitvoe-ringsvoorbeeld met een afmeting "ab" van 6 mm of minder en zonder merkbare geschiktheid tot het uitstralen van geluid.Fig. 4 shows typical frequency response characteristics for three drives included for explanation. A solid line 58 represents the response of the exemplary embodiment in Figures 1 and 2 with a dome that is part of a sphere. A broken line 60 represents part of the response characteristic of a prior art dome-type drive with the same dimensions of the dome as in Figure 1 but with an edge as used in the prior art. In the prior art, edges are used purely for hanging or supporting the dome. Such rims may be of the same material as the dome or of a different material and have relatively small dimensions in the radial direction as viewed from the axis of the loudspeaker. Curve 60 represents an embodiment with a size "ab" of 6 mm or less and with no appreciable sound emissivity.

5 De karakteristieken 58 en 60 lopen in elkaar over bij een fre quentie die iets boven 1000 Hz ligt, en bij hogere frequenties van de karakteristieken praktisch samen met als oorzaak de gelijke eigenschappen van de koepels.The characteristics 58 and 60 merge at a frequency slightly above 1000 Hz, and at higher frequencies of the characteristics practically together with as a cause the equal properties of the domes.

In fig. 4 is voorts een gebroken lijn 10 62 getekend die een aandrijving voorstelt als die in fig. 1, maar met het membraan volgens fig. 3. Deze karakteristiek laat een verder doorlopende responsie bij hoge frequenties zien die overgaat in de getrokken lijn 58 bij ongeveer 10.000 Hz.Fig. 4 further shows a broken line 10 62 representing a drive similar to that in Fig. 1, but with the diaphragm of Fig. 3. This characteristic shows a further sustained response at high frequencies that transitions into the solid line 58 at about 10,000 Hz.

Bij lagere frequenties heeft het uitvoeringsvoorbeeld- met de 15 parabolische koepel dezelfde karakteristiek als de uitvoering volgens fig. 1 en fig. 2.At lower frequencies, the exemplary embodiment with the parabolic dome has the same characteristic as the embodiment according to Fig. 1 and Fig. 2.

Een nadere beschouwing van fig. 4 laat zien dat de uitvoeringsvoorbeelden volgens zowel fig. 1 als fig. 3 een aanzienlijke verbetering opleveren ten opzichte 20 van de koepelconstructie volgens de stand van de techniek en wel door de verlengde responsie bij lage frequenties. Aannemende dat het gebied van de praktisch "vlakke" responsie 0 decibel voorstelt, kan bijvoorbeeld verder worden aangenomen dat het effectieve frequentiébereik van de aandrijving zodanige 25 frequenties omvat die minder dan 6 decibel onder het nul- niveau liggen. Op deze basis heeft de bekende aandrijving van het koepel-type een nuttig bereik dat loopt van ongeveer 650 tot ongeveer 10.000 Hz, de aandrijving van het koepel-type volgens de uitvinding waarin de koepel een deel van een bol is, 30 een bereik van ongeveer 300 tot ongeveer 10.000 Hz, en de aan drijving van het koepel-type volgens de uitvinding met parabolische koepel een bereik van ongeveer 300 tot ongeveer 15.000 Hz.A closer look at FIG. 4 shows that the embodiments of both FIG. 1 and FIG. 3 provide a significant improvement over the prior art dome construction, due to the extended response at low frequencies. For example, assuming that the region of the practically "flat" response represents 0 decibels, it can further be assumed that the effective frequency range of the drive comprises such frequencies that are less than 6 decibels below the zero level. On this basis, the known dome-type drive has a useful range ranging from about 650 to about 10,000 Hz, the dome-type drive according to the invention in which the dome is part of a sphere, a range of about 300 to about 10,000 Hz, and the dome-type drive with parabolic dome of the invention ranges from about 300 to about 15,000 Hz.

In bepaalde uitvoeringsvormen van de 35 aandrijving van het koepel-type met parabolische koepel kan 8204839 10 de hoogfrequente responsie verder worden verbeterd waarbij de bovengrens van de bruikbare responsie dicht bij de grenswaarde van 20.000 Hz komt, waardoor de noodzaak van het in het systeem opnemen van een afzonderlijke tweeter wordt ge-5 elimineerd.In certain embodiments of the dome type parabolic dome drive, the high frequency response can be further improved with the upper limit of the usable response approaching the 20,000 Hz limit, thereby necessitating the incorporation into the system of a separate tweeter is eliminated.

Bij de toepassing van de uitvinding verdient het de voorkeur dat de punten op de rand die het verst verwijderd zijn van het vlak van de ringvormige bevestiging daarvan, zoals de punten "e" en "f" in fig. 1, dichter 10 bij het vlak liggen dan het punt op de koepel dat het verst van het vlak is verwijderd, zoals het punt "g". Dit kenmerk zal een betere spreiding van akoestische energie over een ruimer frequentiebereik verzorgen bij vergelijking met aandrijvingen van het conus-type van gelijke afmetingen.....In the practice of the invention, it is preferable that the points on the edge furthest from the plane of its annular attachment, such as points "e" and "f" in Fig. 1, closer to the plane lie the point on the dome furthest from the plane, such as point "g". This feature will provide better dispersion of acoustic energy over a wider frequency range when compared to cone type drives of equal size .....

15 Een van de voordelen van de uitvinding, zoals eerder al vermeld, is de duurzaamheid van een typische aandrijving van het koepel-type die is ontworpen voor het leveren van een responsie in een adequaat frequentiebereik voor gebruik als de middenbereik-aandrijving in een luidspreker-20 systeem met een aantal aandrijvingen. Dat wil zeggen dat de vormen van de koepel en de rand wanneer zij voor de verlangde frequentieresponsie zijn gekozen, zodanig zijn dat bij gebruik van de voorkeursmaterialen beschadiging van het membraan tot een minimum is teruggebracht. Ook stellen de voorkeursmateria-25 len de aandrijving in staat tot de beoogde prestaties onder uitéén lopende omstandigheden van vochtigheid en temperatuur.One of the advantages of the invention, as mentioned previously, is the durability of a typical dome-type drive designed to provide a response in an adequate frequency range for use as the midrange drive in a loudspeaker. 20 system with a number of drives. That is, the shapes of the dome and rim when selected for the desired frequency response are such that damage of the membrane is minimized when using the preferred materials. Also, the preferred materials enable the drive to achieve the intended performance under divergent conditions of humidity and temperature.

Het zal duidelijk zijn dat ofschoon de vorm van de koepel in de toegelichte uitvoeringsvoorbeelden hier zijn beschreven als een gedeelte van een bol, respec-30 tievelijk parabolisch, in de praktijk variaties in de vorm kun nen optreden als gevolg van fabrikage-omstandigheden. Voor het bepalen van de preciese effecten van dergelijke variaties op de totale prestatie van de aandrijving kan gebruik worden gemaakt van proefondervindelijke methoden. Echter blijven zoda-35 nige variaties binnen de geest of strekking vancfe uitvinding.It will be appreciated that although the shape of the dome has been described herein as part of a sphere, or parabolic, respectively, in the exemplary embodiments, variations in shape may occur in practice due to manufacturing conditions. Experimental methods may be used to determine the precise effects of such variations on the overall performance of the drive. However, such variations remain within the spirit or scope of the invention.

82048398204839

Claims

1. Electro-dynamic actuator for a loudspeaker with in combination permanent magnet members with pole shoes defining an annular gap, 5 a membrane comprising a dome section and an annular edge section, the dome section being circumferentially joined to the inside of the rim section and the outside of the rim section includes an annular fastener fixed to the permanent magnet member and a coil attached to the membrane at the dome section joining and the edge section and which protrudes into the gap, characterized in that the diameter of the membrane has a circumference of at least 3.8 cm, that the edge section has a curved shape, and that the diameter of the edge is the location of the fastener is more than 2.3 times the diameter of the coil.

2. Drive as claimed in claim 1, characterized in that the dome has at least substantially the shape of a part of a sphere.

Drive according to claim 1, characterized in that the dome has at least substantially the shape of a parabola.

Drive according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the ramd has a curvature which is at least substantially that of a circular arc, and in each cross-section along a diameter of the membrane.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the maucimal distance of the surface of the dome section from the plane of the annular fastener is greater than the maximum distance from the surface of the rim section to this box.

Drive according to claim 4, characterized in that the maximum distance from the surface 35 of the ramd section to the plane of the annular fastening element 8204839 • V, * is at least 1/3 of the distance from the coil to the annular fastener.

7. Electro-dynamic drive diaphragm, characterized by a dome section with a diameter of at least 3.8 cm around its circumference, and a curved annular rim section joined on the inside of the circumference of the dome section and externally adapted for annular mounting, the outside diameter being greater than 2.3 times the inside diameter.

Membrane according to claim 7, characterized in that the dome section and the edge section are a single unitary body.

Membrane according to claim 7 or 8, 15, characterized in that the shape of the dome section is at least substantially that of a part of a sphere.

Membrane according to claim 7 or 8, characterized in that the shape of the dome section is at least substantially that of a parabola.

Membrane according to claim 7 or 8, characterized in that the edge has an at least substantially circular curvature in each cross-section of the membrane along a diameter.

Membrane according to claim 7 or 8, 25, characterized in that the maximum distance from the surface of the dome section relative to the plane of the outside is greater than the maximum distance from the surface of the edge section relative to of that plane.

Membrane according to claim 7 or 8, 30, characterized in that the maximum distance of the surface of the edge section from the surface of the outside is at least 1/3 of the distance between the joint of the edge section and the dome section to the outside. -o-o-o-o-o-o- 8204839