NO130255B

NO130255B -

Info

Publication number: NO130255B
Application number: NO04781/71A
Authority: NO
Inventors: L Ward
Original assignee: Rola Celestion Ltd
Priority date: 1971-01-04
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1974-07-29
Also published as: IE35948B1; AT326744B; FR2121536A1; IT945663B; DK138148B; GB1380914A; SE379474C; US3780232A; FI57507B; DE2165572C3; DE2165572A1; CH545053A; SE379474B; ES398583A1; BE777617A; FI57507C; NL7200036A; FR2121536B1; DK138148C; IE35948L

Description

Membran-enhet for en elektro- Diaphragm unit for an electro-

akustisk transduser. acoustic transducer.

Denne oppfinnelse angår membran-enheter for elektroakustiske transdusere, særlig ?nøyttalere, mer spesielt trykkhøyt-talere for mellom-området og med myk kuppel. This invention relates to membrane units for electroacoustic transducers, in particular ?new speakers, more particularly high-pressure speakers for the mid-range and with a soft dome.

Membran-enheter av forskjellige former har vært ut-viklet for bruk i høyttalere av den dynamiske type. I en kjent høyttaler ved hvilken membranen har konisk eller avkortet konisk form med spolen montert ved toppunktet, er membrankonusen laget av et lag vevet tekstil impregnert med en herdet kunstharpiks eller plast og med et lag av sammenpresset fibermateriale for-bundet med denne. Dette resulterer i en membran med en vesentlig grad av stivhet og fasthet, og denne er beregnet til å gi en god respons ved høye frekvenser. Diaphragm units of various shapes have been developed for use in loudspeakers of the dynamic type. In a known loudspeaker in which the diaphragm has a conical or truncated conical shape with the coil mounted at the apex, the diaphragm cone is made of a layer of woven textile impregnated with a hardened synthetic resin or plastic and with a layer of compressed fiber material bonded thereto. This results in a membrane with a significant degree of stiffness and firmness, and this is intended to give a good response at high frequencies.

En annen kjent form for membran-enhet ved hvilken membranen er av kuppeltypen med sin konkave side vendt mot spolen, omfatter membranen en myk tekstilkuppel som først er impregnert for å gjøre den selvbærende og ettergivende, men hvor de små åpninger i tekstilet fremdeles er åpne, og som så blir belagt med en myk film som lukker åpningene i tekstilet, hvorved membranen blir ugjennomtrengelig for luft og definerer et utstrålingsområde. Spolen blir så festet på en kort aksiell flens ved periferien av den sammensatte membran. Denne membran-enhet er beregnet for bruk i frekvensområdet 2 000 til 18 000 Hz. Another known form of membrane unit in which the membrane is of the dome type with its concave side facing the coil, the membrane comprises a soft textile dome which is first impregnated to make it self-supporting and compliant, but where the small openings in the textile are still open, and which is then coated with a soft film that closes the openings in the textile, whereby the membrane becomes impermeable to air and defines a radiation area. The coil is then attached to a short axial flange at the periphery of the composite membrane. This membrane unit is intended for use in the frequency range 2,000 to 18,000 Hz.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en membran-enhet som er istand til å ta hånd om signaler med høy effekt uten for stor forvrengning og som er spesielt anvendbar i det midtre frekvensområde fra omkring 500 til omkring 5 000 Hz. It is an object of this invention to provide a diaphragm unit which is able to handle high power signals without excessive distortion and which is particularly applicable in the middle frequency range from about 500 to about 5,000 Hz.

Det er et videre formål med oppfinnelsen å muliggjøre konstruksjon av en elektroakustisk transduser som er istand til å ta hånd om signaler på opptil 50 watt med lav resonans og liten forvrengning. It is a further object of the invention to enable the construction of an electroacoustic transducer capable of handling signals of up to 50 watts with low resonance and little distortion.

Nærmere bestemt angår således denne oppfinnelse en membran-enhet for en elektroakustisk transduser, omfattende et kuppelparti av fjærende, ettergivende, selvbærende art. De nye og særegne trekk ved enheten ifølge oppfinnelsen består i en kantdel som har større stivhet enn kuppelpartiet og som er laget av et annet materiale enn det i kuppelpartiet, hvilken kantdel er festet til periferien av kuppelpartiet slik at den strekker seg i det vesentlige radielt i forhold til midtaksen i kuppelpartiet. More specifically, this invention therefore relates to a membrane unit for an electroacoustic transducer, comprising a dome part of a springy, yielding, self-supporting nature. The new and distinctive features of the device according to the invention consist in an edge part which has greater rigidity than the dome part and which is made of a different material than that in the dome part, which edge part is attached to the periphery of the dome part so that it extends substantially radially in relative to the central axis of the dome section.

Teknikkens stand på området viser 711 det er vanlig å The state of the art in the area shows 711 it is common to

ha et sentralt kuppelparti med større stivhet enn <v>antdelen det motsatte av hva foreliggende oppfinnelse går ut på), og like-ledes at det er tidligere kjent å lage kantdelen og kuppelpartiet av samme materiale med samme stivhet. Når det.i henhold til foreliggende oppfinnelse blir foreskrevet et kuppelparui som er mind-re stivt enn kantdelen, medfører dette en sterkt forbedret membran-enhet for det spesielle frekvensområde som her er spesifi-sert, i hvilket frekvensområde store effekter forekommer. have a central dome part with greater stiffness than <v>the opposite part of what the present invention is about), and likewise that it is previously known to make the edge part and the dome part of the same material with the same stiffness. When, in accordance with the present invention, a dome parui is prescribed which is less rigid than the edge part, this results in a greatly improved membrane unit for the special frequency range specified here, in which frequency range large effects occur.

Kantdelen er fortrinnsvis korrugert over en del av sin overflate og er laget av et tekstilmateriale impregnert med en herdbar, syntetisk harpiks eller plast. The edge part is preferably corrugated over part of its surface and is made of a textile material impregnated with a hardenable, synthetic resin or plastic.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det følgende ved beskrivelse av en foretrukket utførelsesform av en høyttaler som bare illustreres som eksempel under henvisning til tegningene, hvor: The invention will be explained in more detail in the following by describing a preferred embodiment of a speaker which is only illustrated by way of example with reference to the drawings, where:

Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom høyttaleren. Fig. 1 is a longitudinal section through the loudspeaker.

Fig. 2A, 2B og 2C i kombinasjon viser høyttaleren uttrukket for å illustrere mer detaljert de forskjellige komponen-ter og deres innbyrdes forhold. Fig. 2A, 2B and 2C in combination show the speaker pulled out to illustrate in more detail the various components and their mutual relationship.

Den høyttaler som er illustrert på tegningene er en trykk-høyttaler for det midlere frekvensområde og forsynt med en myk kuppel, hvilken høyttaler er konstruert i første rekke for å arbeide i frekvensområdet fra 500 til 5 000 Hz, men som kan arbeide innenfor - 3db opptil 10 000 Hz. Ytelsen med hensyn til effekt er 50 watt etter spesifikasjonene i DIN 45-500. Den harmo-niske forvrengning er overordentlig lav og kan være bedre enn 2 % over hele arbeidsområdet. The speaker illustrated in the drawings is a pressure speaker for the middle frequency range and provided with a soft dome, which speaker is designed primarily to work in the frequency range from 500 to 5000 Hz, but which can work within - 3db up to 10,000 Hz. The performance in terms of power is 50 watts according to the specifications in DIN 45-500. The harmonic distortion is extremely low and can be better than 2% over the entire working range.

Som det fremgår av tegningene omfatter høyttaleren i hovedtrekkene en frontkonstruksjon, en membran-enhet, en magnet-enhet og et bakre trykksystem. Ved forsiden av høyttaleren er det anordnet en ringformet montasjeplate 10 forsynt med passende hull for å motta messingskruer 12 og pinner 13. Bak montasjeplaten 10 og innrettet til å passe inn i en forsenkning 11 på bak-siden av platen er det anordnet en ringformet strimmel 14 av et syntetisk materiale, f.eks. Tesamol. Et beskyttelsesgitter 16 med kuppelform er innrettet til å passe inn i den sentrale åpning i montasjeplaten 10 med sin periferiske flens 17 liggende an mot en radieit innadstikkende flens utformet på montasjeplaten 10. Bak gitteret 16 er det lagt to tettende og elektrisk iso-lerende skiver 18 og mellom disse skiver 18 er det ført elektrisk ledende beryllium-strimler 20 som utgjør en del av membran-enheten og som - slik det vil fremgå av det følgende - danner den elektriske forbindelse mellom sti ytre strømkilde og spolen i høyttaleren. På fig. 2A er strimlene 20 ikke vist plassert mellom skivene 18, hvilket er gjort for å gjøre illustrasjonen ty-delig. As can be seen from the drawings, the main features of the loudspeaker include a front structure, a membrane unit, a magnet unit and a rear pressure system. At the front of the speaker is arranged an annular mounting plate 10 provided with suitable holes to receive brass screws 12 and pins 13. Behind the mounting plate 10 and arranged to fit into a recess 11 on the rear side of the plate is arranged an annular strip 14 of a synthetic material, e.g. Tesamol. A protective grid 16 with a dome shape is designed to fit into the central opening in the mounting plate 10 with its peripheral flange 17 lying against a radially inwardly protruding flange formed on the mounting plate 10. Behind the grid 16 are placed two sealing and electrically insulating discs 18 and between these disks 18 electrically conductive beryllium strips 20 are placed which form part of the membrane unit and which - as will be seen from the following - form the electrical connection between the external current source and the coil in the loudspeaker. In fig. 2A, the strips 20 are not shown placed between the discs 18, which is done to make the illustration clear.

Den membrah-ehhet som ér vist uttrukket på fig. 2A, omfatter et membranhus 22 av rustfritt stål og med ringform samt med en sentral gjennomgående åpning, to gummiklemskiver 24 som etter montasje ligger an mot en skulder 25 på huset 22, en myk kuppel 26 , en membrankantdel 28, beryllium-strimlene 20 og en spole 30 montert på en spoleform 31. The membrane unit which is shown extracted in fig. 2A, comprises a diaphragm housing 22 made of stainless steel and ring-shaped and with a central through opening, two rubber clamping discs 24 which, after assembly, rest against a shoulder 25 on the housing 22, a soft dome 26, a diaphragm edge part 28, the beryllium strips 20 and a coil 30 mounted on a coil form 31.

Kuppelen 26 er utad konveks i forhold til spolen 30 og kan fremstilles på følgende måte. Et mykt, vevet tekstilmateriale, så som kambrik, blir først belagt med et lag av syntetisk varmeherdende harpiks eller plast, så som en epoksyharpiks, cg blir oppvarmet og presset i en form slik at materialet får den nødvendige kuppelform og vil bibeholde sin form selv om den er deformerbar. Kuppelen blir så behandlet med et plastmateriale som er upåvirket av klimatiske endringer, f.eks. varme og fukt-ighet , for å frembringe en ferdig kuppel som er myk, ettergivende , ugjennomtrengelig for luft og tilstrekkelig stiv til å vende tilbake til sin opprinnelige form hvis den blir noe de-formert. The dome 26 is outwardly convex in relation to the coil 30 and can be produced in the following way. A soft, woven textile material, such as cambric, is first coated with a layer of synthetic heat-setting resin or plastic, such as an epoxy resin, then heated and pressed into a mold so that the material takes the required dome shape and will retain its shape even if it is deformable. The dome is then treated with a plastic material that is unaffected by climatic changes, e.g. heat and humidity, to produce a finished dome that is soft, yielding, impervious to air and sufficiently rigid to return to its original shape if it becomes somewhat deformed.

Membrankantdelen 28 har et periferiparti som blir klemt fast mellom skivene 24, et korrugert parti radielt innenfor det periferiske parti og et skrått parti som danner en vink-el 'svarende til randen av kuppelen 26 som det er festet til, f.eks. ved hjelp av lim eller et klebemiddel. Skjønt den blir festet til kuppelen 26 med sammenstilling, blir membrankantdelen 28 fremstilt separat ut fra et linmateriale impregnert med. et herdbart syntetisk harpiksmateriale, så som en ufullstendig herdet harpiks, f.eks. en fenolformaldehydharpiks. Det korrug-erte parti blir tildannet under en oppvarmings- og presseopera-sjon som også herder harpiksen og frembring in Iialvstiv kantdel som er ugjennomtrengelig for luft. Kantdelen må - selv ots den er halvstiv - være istand til å følge bevegelsene av den myke kuppel 26 og har således evne til å utføre store utsving fra sin hvilestilling. Dette er spesielt viktig for å tilveiebringe lav resonans uten forvrengning, særlig når høyttaleren må gjengi inngangssignaler med høy effekt, f.eks. av størrelses-orden 50 watt. The membrane edge part 28 has a peripheral part which is clamped between the disks 24, a corrugated part radially within the peripheral part and an inclined part which forms an angle el' corresponding to the edge of the dome 26 to which it is attached, e.g. using glue or an adhesive. Although it is attached to the dome 26 by assembly, the membrane edge part 28 is produced separately from a linen material impregnated with. a curable synthetic resin material, such as an incompletely cured resin, e.g. a phenol formaldehyde resin. The corrugated part is formed during a heating and pressing operation which also hardens the resin and produces a rigid edge part which is impermeable to air. The edge part must - even if it is semi-rigid - be able to follow the movements of the soft dome 26 and thus have the ability to carry out large fluctuations from its rest position. This is particularly important to provide low resonance without distortion, especially when the loudspeaker must reproduce high power input signals, e.g. of the order of 50 watts.

Drivspolen 30 er montert som vist på fig. 2A på en spoleform 31 som fortrinnsvis har form av et sylindrisk papirrør belagt med epoksyharpiks. Etter montasje blir spoleformen 31 festet, f.eks. med lim eller et klebemiddel, til membrankantdelen 28 og kuppelen 26 for å danne en montasje-enhet, med beryl-liumstrimlene 20 i kontakt med spolen 30. Denne montasje-enhet blir holdt på plass av periferien av membrankantdelen 28 som klemmes mellom de to gummiskiver 24. The drive coil 30 is mounted as shown in fig. 2A on a coil form 31 which is preferably in the form of a cylindrical paper tube coated with epoxy resin. After assembly, the coil form 31 is fixed, e.g. with glue or an adhesive, to the membrane edge portion 28 and the dome 26 to form an assembly unit, with the beryllium strips 20 in contact with the coil 30. This assembly unit is held in place by the periphery of the membrane edge portion 28 which is sandwiched between the two rubber washers 24.

Bak membran-enheten er det anordnet en tilkoblings-skive 32 som også har ringform og som omfatter elektriske til-koblingsører 33 nær sin periferi. Beryllium-strimlene 20 som fører til spolen 30, blir loddet til ørene 33. Bak tilkoblingsskiven 3 2 og plasert aksielt i høyttaleren er det anordnet en magnet-enhet som er vist i detalj på fig. 2B. Magnet-enheten omfatter et ringformet polstykke 34 som har et radielt utstikkende parti 3 9 nær sin fremre ende. Den fremre ende av polstykket 34 har også et aksielt utstikkende parti 35 på hvilket det er an-brakt en perforert kuppel 36 som i høyttalerens sammenstilte tilstand stikker inn i tekstilkuppelen 26 i hovedsaken parallelt med denne. Kuppelen 36 kan f.eks. være laget av et perforert messing-platemateriale. Åpningen gjennom polstykket 34 er fylt av en skumplugg 3 7 som normalt har større diameter enn åpningen, slik at når den er brakt på plass, er den sammenpresset og stikker frem foran forsiden av polstykket, slik det fremgår av fig. 1. Pluggen 3 7 utfører en dempningsfunksjon. Rundt polstykket 34 er det anordnet en ringformet skumstripe 38 som - når den er montert - blir sammenpresset av en ringformet magnet 40 som om-gir polstykket 34. Magneten 40 er fortrinnsvis av keramisk type med en styrke på f.eks. 15 000 gauss. Magnet-enheten holdes sam-men ved å festes mellom en frontplate 42 og en bakplate 44, f. eks. ved hjelp av messingskruer 46. Spolen 30 blir plasert i det luftgap som dannes mellom polstykket 3 9 og den tilstøtende overflate av frontplaten 42. Behind the membrane unit there is arranged a connection disk 32 which is also ring-shaped and which includes electrical connection ears 33 near its periphery. The beryllium strips 20 leading to the coil 30 are soldered to the ears 33. Behind the connection disk 3 2 and positioned axially in the loudspeaker, a magnet unit is arranged which is shown in detail in fig. 2B. The magnet unit comprises an annular pole piece 34 which has a radially projecting portion 39 near its front end. The front end of the pole piece 34 also has an axially projecting part 35 on which is fitted a perforated dome 36 which, in the speaker's assembled state, protrudes into the textile dome 26 essentially parallel to it. The dome 36 can e.g. be made of a perforated brass sheet material. The opening through the pole piece 34 is filled by a foam plug 37 which normally has a larger diameter than the opening, so that when it is brought into place, it is compressed and protrudes in front of the front of the pole piece, as can be seen from fig. 1. The plug 3 7 performs a damping function. An annular foam strip 38 is arranged around the pole piece 34 which - when mounted - is compressed by an annular magnet 40 which surrounds the pole piece 34. The magnet 40 is preferably of the ceramic type with a strength of e.g. 15,000 gauss. The magnet unit is held together by being fixed between a front plate 42 and a back plate 44, e.g. by means of brass screws 46. The coil 30 is placed in the air gap formed between the pole piece 3 9 and the adjacent surface of the front plate 42.

Som vist på fig. 2C omfatter det bakre trykksystem et bakre trykkdeksel 48 som er i det vesentlige fylt av en skumplugg 50. Bakdekslet 48 passer rundt bakplaten 44 på magnet-enheten og blir festet til denne for å danne et fullstendig lukket bakre trykksystem bak spolen 30. Dette betyr at høyttaleren ikke påvirkes av størrelsen av det kabinett eller den kasse som den er montert i. As shown in fig. 2C, the back pressure system comprises a back pressure cover 48 which is substantially filled by a foam plug 50. The back cover 48 fits around the back plate 44 of the magnet assembly and is attached to this to form a completely closed back pressure system behind the coil 30. This means that the speaker is not affected by the size of the cabinet or box in which it is mounted.

Det er også på det bakre trykkdeksel 48 vist ytre til-koblingsklemmer 52 og elektriske ledninger mellom disse klemmer og ørene 33 på tilkoblingsskiven 32. Also shown on the rear pressure cover 48 are external connection terminals 52 and electrical wires between these terminals and the ears 33 on the connection disk 32.

Membran-enheten ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt fordelaktig for gjengivelse av signaler med høy effekt, ved at den anvender en halvstiv membrankantdel som også kan gjøre store utsving for å frembringe en lav resonans uten forvrengning. The membrane unit according to the present invention is particularly advantageous for reproducing signals with high power, in that it uses a semi-rigid membrane edge part which can also make large fluctuations to produce a low resonance without distortion.

Skjønt den foregående beskrivelse spesielt har hen-vist til høyttalere, vil det være klart at foreliggende oppfinnelse har anvendelse på elektroakustiske transdusere rent gene-relt, slik som angitt i patentkravene. Although the preceding description has specifically referred to loudspeakers, it will be clear that the present invention has application to electroacoustic transducers in general, as stated in the patent claims.

Claims

1. Diaphragm unit for an electroacoustic transducer, comprising a dome part of a springy, resilient, self-supporting nature, characterized by an edge part (28) which has greater stiffness than the dome part (26) and which is made of a different material than that in the dome part, which edge part is attached to the periphery of the dome part so that it extends essentially radially in relation to the central axis of the dome part (26).

2. Membrane unit according to claim 1, characterized in that the edge part (28) is corrugated over part of its surface and is made of a textile material impregnated with a hardenable, synthetic resin or plastic.

3. Membrane unit according to claim 1 or 2, characterized in that the dome part (26) is made of a textile material impregnated with a heat-setting resin or plastic and coated with a plastic material that is resistant to climatic changes.

4. Membrane unit according to one of the preceding claims, comprising a drive coil mounted on a coil form, characterized in that the coil form (31). is firmly joined to the edge part (28) and the dome part (26) so that the coil (30) is at an axial distance from the dome part (26) on the concave side thereof.