RU2246802C2

RU2246802C2 - Loudspeaker

Info

Publication number: RU2246802C2
Application number: RU2001102586/28A
Authority: RU
Inventors: Кристофер Колин ЛОК (NZ); Кристофер Колин ЛОК; Джон Фредерик КОРЕЙ (NZ); Джон Фредерик КОРЕЙ; Грэм Оливер Джоунс (NZ); Грэм Оливер Джоунс; Келли Чарльс УОТЕРМАН (NZ); Келли Чарльс УОТЕРМАН
Original assignee: Слэб Текнолоджи Лимитид
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2005-02-20

Abstract

FIELD: loudspeakers including wall-mounted ones.

SUBSTANCE: proposed loudspeaker of rectangular or elliptical shape has one or more anisotropic-type diaphragms made of double-layer crimped polypropylene copolymer or corrugated pressboard whose longitudinal bending strength is higher than transversal one. Diaphragm vibration is attained by means of exciter that has magnet and voice coil. Proposed design alternate of loudspeaker has its magnet mounted on rear diaphragm and voice coil, on front one. Both diaphragms are attached through their edges to frame; exciter is mounted in space confined by frame and diaphragms.

EFFECT: enhanced reproduction quality in stereo mode.

20 cl, 9 dwg, 4 ex

Description

Настоящее изобретение касается громкоговорителей, и в первую очередь, хотя и не исключительно, громкоговорителей, укрепляемых на стене.The present invention relates to loudspeakers, and primarily, although not exclusively, loudspeakers mounted on a wall.

Плоские громкоговорители известны в течение многих лет, например произвольно устанавливаемые электростатические громкоговорители. Однако для обеспечения удовлетворительного уровня звука подобные громкоговорители должны были быть большими и вследствие этого громоздкими. Они были дорогими, а их полоса пропускания и диаграмма направленности звука оставляли желать лучшего.Flat speakers have been known for many years, for example randomly-mounted electrostatic speakers. However, to ensure a satisfactory sound level, such speakers had to be large and therefore bulky. They were expensive, and their bandwidth and sound pattern left much to be desired.

Было разработано множество разнообразных типов плоских громкоговорителей, предназначенных для установки на стену, но они тоже существенно страдали от некачественной полосы пропускания или не обеспечивали требуемого качества воспроизведения в стереофоническом режиме.Many different types of flat speakers designed for wall mounting have been developed, but they also suffered significantly from poor-quality bandwidth or did not provide the required stereo playback quality.

Одним из объектов настоящего изобретения, достигающим технического результата по устранению указанных недостатков, является громкоговоритель, включающий в себя переднюю относительно плоскую диафрагму, установленную с возможностью вибрации таким образом, чтобы излучать звук по крайней мере с одной из своих поверхностей, а также возбудителя, приводимого в действие изменяющимся электрическим током с целью приложения к передней диафрагме изменяющейся силы, величина которой зависит от величины электрического тока, при этом возбудитель в одной или нескольких точках соединяют непосредственно с передней диафрагмой или монтируют на элементе, который, в свою очередь, соединяют непосредственно с передней диафрагмой в одной или нескольких точках.One of the objects of the present invention, achieving a technical result to eliminate these drawbacks, is a loudspeaker comprising a front relatively flat diaphragm mounted with the possibility of vibration so as to emit sound from at least one of its surfaces, as well as the pathogen, driven in action by a varying electric current in order to apply a varying force to the front diaphragm, the magnitude of which depends on the magnitude of the electric current, while the pathogen one or more points are connected directly to the front diaphragm or mounted on an element, which, in turn, is connected directly to the front diaphragm at one or more points.

Материал диафрагмы должен быть анизотропным (иметь отличающиеся характеристики вдоль каждой из главных осей).The diaphragm material must be anisotropic (have different characteristics along each of the main axes).

Кроме того, материал диафрагмы (без отверстий) должен иметь значительно отличающиеся значения сопротивления на изгиб вдоль взаимно перпендикулярных направлений, выбираемых в плоскости материала.In addition, the diaphragm material (without holes) should have significantly different values of bending resistance along mutually perpendicular directions selected in the plane of the material.

Более того, для прямоугольных либо эллиптических плоскостей наилучшим образом подходит материал, у которого продольное сопротивление на изгиб примерно вдвое выше поперечного.Moreover, for rectangular or elliptical planes, a material is best suited for which the longitudinal bending resistance is approximately twice as high as the transverse.

Громкоговоритель включает в себя достаточно жесткую внешнюю раму, имеющую переднюю и заднюю поверхности, при этом передняя диафрагма укрепляется таким образом, чтобы полностью закрыть переднюю поверхность рамы, заднюю диафрагму укрепляют таким образом, чтобы полностью закрыть заднюю поверхность рамы, формируя таким образом внутреннее пространство громкоговорителя.The loudspeaker includes a sufficiently rigid external frame having front and rear surfaces, while the front diaphragm is strengthened so as to completely cover the front surface of the frame, the rear diaphragm is strengthened so as to completely cover the rear surface of the frame, thereby forming the inner space of the speaker.

Обычно возбудитель размещают внутри упомянутого пространства без связи с рамой.Usually the pathogen is placed inside the space without communication with the frame.

Возбудитель может размещаться вне упомянутого пространства без связи с рамой.The causative agent can be placed outside the mentioned space without communication with the frame.

Возбудитель соединяется с обоими упомянутыми диафрагмами таким образом, чтобы сила переменной величины, соответствующая значению изменяющегося электрического тока, воздействовала на упомянутые диафрагмы и вызывала колебания как минимум одной из них для излучения акустического сигнала с поверхности диафрагмы, внешней по отношению к громкоговорителю.The causative agent is connected to both said diaphragms in such a way that a variable force corresponding to the value of the changing electric current acts on said diaphragms and causes vibrations of at least one of them to emit an acoustic signal from the surface of the diaphragm external to the loudspeaker.

Обычно обе диафрагмы выполняют гибкими и возбудитель воздействует на них в дифференциальном режиме, т.е. обе диафрагмы одновременно движутся либо внутрь, либо наружу.Usually both diaphragms are flexible and the pathogen acts on them in differential mode, i.e. both diaphragms simultaneously move either inward or outward.

Одна из диафрагм может быть гибкой, а другая жесткой.One diaphragm can be flexible and the other rigid.

Обычно возбудитель соединяют с диафрагмой в упомянутых выше одной или нескольких точках, при этом упомянутые точки находятся на некотором удалении от внешней кромки диафрагмы.Typically, the pathogen is connected to the diaphragm at the aforementioned one or more points, wherein said points are located at some distance from the outer edge of the diaphragm.

Возбудитель может быть смонтирован на элементе, в свою очередь прикрепленном к диафрагме в упомянутых точках.The pathogen can be mounted on the element, in turn, attached to the diaphragm at the aforementioned points.

Указанные положения точек следует выбирать таким образом, чтобы не искажать кривизну диафрагмы в одном или более ее естественных режимах вибрации.The indicated positions of the points should be chosen so as not to distort the curvature of the diaphragm in one or more of its natural vibration modes.

Упомянутые передняя диафрагма и/или задняя диафрагма изготавливаются из полипропиленового сополимера с двойным покрытием и имеют толщину примерно 3 мм.Said front diaphragm and / or rear diaphragm are made of double-coated polypropylene copolymer and have a thickness of about 3 mm.

Обычно плотность материала, из которого изготавливают любую или каждую из диафрагм, должна составлять не более 500 граммов на квадратный метр, прочность на растяжение составлять не менее 28 МПа, а твердость по Шору не менее 67.Typically, the density of the material from which any or each of the diaphragms are made should be no more than 500 grams per square meter, tensile strength should be at least 28 MPa, and Shore hardness not less than 67.

Поверхность одной либо обеих диафрагм обрабатывают коронным разрядом для улучшения прилипания к их поверхности краски или бумаги, или для улучшения прилипания диафрагмы к раме.The surface of one or both diaphragms is treated with a corona discharge to improve adhesion of paint or paper to their surface, or to improve adhesion of the diaphragm to the frame.

Обычно одна либо обе диафрагмы имеют продольные ребра, частично формирующие их структуру, на одной из поверхностей, хотя в наиболее предпочтительном варианте эти ребра являются внутренними (т.е. скрытыми гладкими внутренней и внешней поверхностью). Ребра должны иметь сердечник из рифленого материала или подобного ему, и могут быть квадратными или прямоугольными, при этом длина каждой стороны составляет примерно 400 мм.Typically, one or both diaphragms have longitudinal ribs, partially forming their structure, on one of the surfaces, although in the most preferred embodiment, these ribs are internal (i.e., hidden smooth internal and external surfaces). The ribs should have a core of corrugated material or the like, and may be square or rectangular, with each side about 400 mm long.

Кроме того, возбудитель может включать в себя две коаксиальных звуковых обмотки, каждая из которых соединена с одной из диафрагм, при этом обе катушки взаимодействуют с магнитом, установленным вдоль их общей центральной оси.In addition, the pathogen may include two coaxial sound windings, each of which is connected to one of the diaphragms, with both coils interacting with a magnet mounted along their common central axis.

Обычно одна или обе диафрагмы снабжены пазами, или изготовлены из рифленого материала, или слегка изогнуты для достижения наилучших акустических характеристик громкоговорителя.Typically, one or both diaphragms are grooved, or made of corrugated material, or slightly curved to achieve the best acoustic performance of the speaker.

Внутреннее пространство громкоговорителя представляет собой герметизированную коробку. Однако в раме или в одной или в обеих из упомянутых диафрагм могут быть проделаны отверстия или каналы.The interior of the speaker is a sealed box. However, holes or channels can be made in the frame or in one or both of the diaphragms mentioned.

Передняя диафрагма изготовлена из листа прессованного пластика, который имеет непрерывную поверхность, и при этом внешние его слои соединены близкорасположенными параллельными перегородками, ориентированными по нормали к упомянутым поверхностям.The front diaphragm is made of pressed plastic sheet, which has a continuous surface, and at the same time its outer layers are connected by closely spaced parallel partitions oriented normal to said surfaces.

Другим объектом настоящего изобретения является громкоговоритель, включающий в себя относительно плоскую диафрагму, установленную с возможностью вибрации таким образом, чтобы излучать звук по крайней мере с одной из своих поверхностей, а также возбудитель, приводимый в действие изменяющимся электрическим током с целью приложения к передней диафрагме изменяющейся силы, величина которой зависит от величины электрического тока, при том, что диафрагма состоит из параллельных переднего и заднего листов материала, при этом упомянутые листы отделены друг от друга множеством перегородок, ориентированных по нормали к упомянутым листам, при этом перегородки параллельны друг другу либо имеют ромбоидальную, либо синусоидальную сжатую форму.Another object of the present invention is a loudspeaker comprising a relatively flat diaphragm that is vibrationally mounted so as to emit sound from at least one of its surfaces, as well as a pathogen driven by a varying electric current to apply a variable diaphragm force, the magnitude of which depends on the magnitude of the electric current, despite the fact that the diaphragm consists of parallel front and rear sheets of material, while said sheet separated by a plurality of partitions oriented normal to said sheet, with the septa are parallel to each other or have a rhomboidal or sinusoidal compressed form.

Диафрагма изготавливается из полипропиленового сополимера двухслойной конструкции с перегородками, расположенными по нормали к упомянутым параллельным листам.The diaphragm is made of a two-layer polypropylene copolymer with partitions located normal to the said parallel sheets.

Диафрагма может также изготавливаться из бумаги или картона, при этом упомянутые перегородки имеют рифленую форму и соединены с внутренними поверхностями параллельных листов при помощи клеящего вещества.The diaphragm can also be made of paper or cardboard, while the said partitions have a corrugated shape and are connected to the inner surfaces of the parallel sheets by means of an adhesive.

Возбудитель включает в себя магнит, один полюс которого магнитно неразрывен с якорем, а второй отделен от якоря воздушным зазором, через который и приводится в действие звуковая обмотка, прикрепленная к диафрагме для приведения последней в движение.The causative agent includes a magnet, one pole of which is magnetically inseparable from the armature, and the second is separated from the armature by an air gap, through which the sound winding is attached, attached to the diaphragm to set the latter in motion.

Постоянный магнит имеет цилиндрическую форму, якорь укрепляется соосно с ним, образуя кольцевой воздушный зазор. Желательно использовать мощный постоянный магнит, например, изготовленный из неодима.The permanent magnet has a cylindrical shape, the anchor is fixed coaxially with it, forming an annular air gap. It is advisable to use a powerful permanent magnet, for example, made of neodymium.

Якорь изготавливают из чистого низкокислородного железа, очень медленно отожженного в атмосфере водорода.An anchor is made of pure low-oxygen iron, very slowly annealed in a hydrogen atmosphere.

Число витков на единицу длины звуковой обмотки увеличивается по мере удаления от осевой части, которая находится в упомянутом воздушном зазоре, когда через катушку не протекает ток.The number of turns per unit length of the sound winding increases with distance from the axial part, which is located in the aforementioned air gap, when no current flows through the coil.

С этой целью звуковая обмотка делается однослойной с разрежением витков в указанной осевой части. Звуковая обмотка изготавливается из чистой меди (хотя можно использовать и алюминиевую проволоку).For this purpose, the sound winding is made single-layer with a rarefaction of turns in the specified axial part. The sound winding is made of pure copper (although you can use aluminum wire).

В качестве варианта или дополнения области обмотки удаленные от упомянутой осевой части могут содержать более чем один слой витков.Alternatively or in addition, the winding regions remote from said axial portion may comprise more than one layer of turns.

Еще одной особенностью настоящего изобретения является громкоговоритель, включающий в себя диафрагму, установленную с возможностью вибрации таким образом, чтобы излучать звук по крайней мере с одной из своих поверхностей, а также возбудитель, приводимый в действие изменяющимся электрическим током с целью приложения к диафрагме изменяющейся силы, величина которой зависит от величины электрического тока, при этом возбудитель соединяют с диафрагмой посредством панели, при этом упомянутая панель имеет такие размеры и изготовлена из такого материала, что на низком диапазоне звуковых частот звуковая обмотка и по крайней мере часть диафрагмы, прилегающей к панели, колеблются с одной амплитудой и фазой, а на высоком диапазоне звуковых частот по крайней мере упомянутая часть диафрагмы и прилегающая к ней часть панели колеблются с амплитудой, меньшей, чем амплитуда колебаний звуковой обмотки, и/или с фазой, отличающейся от фазы колебаний звуковой обмотки, при этом в упомянутом высокочастотном диапазоне существенная часть звуковых колебаний, производимых громкоговорителем, излучается с лицевой части панели, прилегающей к звуковой катушке.Another feature of the present invention is a loudspeaker, including a diaphragm mounted with the possibility of vibration so as to emit sound from at least one of its surfaces, as well as a pathogen driven by a varying electric current in order to apply a varying force to the diaphragm, the value of which depends on the magnitude of the electric current, while the pathogen is connected to the diaphragm by means of a panel, while the said panel has such dimensions and is made of about the material, that at a low range of sound frequencies, the sound winding and at least part of the diaphragm adjacent to the panel oscillate with the same amplitude and phase, and at a high range of sound frequencies at least the mentioned part of the diaphragm and the adjacent part of the panel oscillate with amplitude less than the amplitude of the vibrations of the sound winding, and / or with a phase different from the phase of the vibrations of the sound winding, while in the above-mentioned high-frequency range, a significant part of the sound vibrations produced by the speaker from radiated from the front of the panel adjacent to the voice coil.

Диафрагма преимущественно выполняют плоской.The diaphragm is predominantly flat.

Обычно неподвижную часть громкоговорителя соединяют посредством листа из демпфирующего материала с упомянутой панелью либо с упомянутой частью диафрагмы, прилегающей к этой панели.Typically, the fixed part of the loudspeaker is connected by means of a sheet of damping material to said panel or to said part of the diaphragm adjacent to this panel.

Демпфирующий материал изготавливаеют из ткани либо на основе ткани.The damping material is made of fabric or fabric-based.

Демпфирующий материал является пористым либо перфорированным для обеспечения воздухопроницаемости.The damping material is porous or perforated to provide breathability.

Настоящим описывается один вариант осуществления изобретения, исключительно на примере, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:One embodiment of the invention is hereby described, solely by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 - фронтальный вид громкоговорителя согласно изобретению;Figure 1 is a front view of a speaker according to the invention;

Фиг.2 - поперечное сечение в вертикальной плоскости вдоль линии II-II, обозначенной на Фиг.1;Figure 2 is a cross section in a vertical plane along the line II-II, indicated in Figure 1;

Фиг.3 - представляет задний и боковой вид альтернативных вариантов осуществления изобретения;Figure 3 is a rear and side view of alternative embodiments of the invention;

Фиг.4 - частичный перспективный вид элемента громкоговорителя;Figure 4 is a partial perspective view of a loudspeaker element;

Фиг.5 - поперечное сечение дополнительного варианта осуществления изобретения;5 is a cross section of a further embodiment of the invention;

Фиг.6 - первый задний вид варианта осуществления изобретения,6 is a first rear view of a variant embodiment of the invention,

представленного на Фиг.5;presented in figure 5;

Фиг.7 - второй модифицированный задний вид элемента, представленного на Фиг.4;Fig.7 is a second modified rear view of the element shown in Fig.4;

Фиг.8 - поперечный разрез другого варианта осуществления изобретения;Fig. 8 is a cross-sectional view of another embodiment of the invention;

Фиг.9 - боковой вид звуковой обмотки, показанной в сечении на Фиг.8.Fig.9 is a side view of the sound winding shown in section in Fig.8.

Пример 1Example 1

На представленных чертежах плоский громкоговоритель 10 включает в себя квадратную внешнюю раму 11, изготавливаемую из древесноволокнистой плиты средней плотности. Каждая внешняя кромка рамы имеет длину 400 мм. Рама подвешивается за провода или шнуры, прикрепляемые к петлям или другим креплениям на верхней части рамы 11.In the drawings, the flat loudspeaker 10 includes a square outer frame 11 made of medium density fiberboard. Each outer edge of the frame has a length of 400 mm. The frame is suspended by wires or cords attached to loops or other fasteners on the top of the frame 11.

Как можно видеть, в особенности на Фиг.2, внешняя часть громкоговорителя 10 представляет собой переднюю диафрагму 14, которая присоединена и герметично прикреплена к краям рамы 11 посредством подходящего клеящего вещества. Подобным же образом задняя сторона громкоговорителя 10 образована задней диафрагмой 15, которая присоединена и герметично прикреплена к задней части рамы 11 посредством клеящего вещества. Таким образом, внутреннее пространство громкоговорителя 10 представляет собой герметичную коробку. Для квадратного громкоговорителя со стороной 400 мм наиболее подходящее расстояние между внешней и внутренней поверхностями диафрагмы составляет 30 мм. Установлено, что подходящим материалом для изготовления передней и задней диафрагм 14, 15 является двусторонний лист из полипропиленового сополимера толщиной примерно 3 мм и плотностью 500 мг/м² или менее. Лист имеет внутренние полости, имеет прочность на растяжение не менее 28 МПа и твердость по Шору не менее 67. Поверхность материала подвергается воздействию коронного электрического разряда для облегчения прилипания краски или обоев к внешним поверхностям диафрагм 14,15 и для улучшения прилипания внутренних поверхностей диафрагм 14, 15 к раме 11. Лист имеет слоистую структуру, включающую в себя сердечник, сформированный из ребер, трубок или уплотнений и т.д. Один из таких материалов известен как "core flute" (“плоеная основа”), названный так за форму внутренних продольных "полостей" или уплотнений - см. Фиг.4 (обсуждается ниже). Вторым материалом, применимым на практике, является легкий рифленый картон.As can be seen, in particular in FIG. 2, the outer part of the loudspeaker 10 is a front diaphragm 14, which is attached and hermetically attached to the edges of the frame 11 by means of a suitable adhesive. Similarly, the rear side of the speaker 10 is formed by a rear diaphragm 15, which is attached and hermetically attached to the rear of the frame 11 by means of an adhesive. Thus, the interior of the loudspeaker 10 is a sealed box. For a square speaker with a side of 400 mm, the most suitable distance between the outer and inner surfaces of the diaphragm is 30 mm. It has been found that a suitable material for the manufacture of the front and rear diaphragms 14, 15 is a double-sided sheet of polypropylene copolymer with a thickness of about 3 mm and a density of 500 mg / m ² or less. The sheet has internal cavities, has a tensile strength of not less than 28 MPa and Shore hardness of not less than 67. The surface of the material is exposed to a corona electric discharge to facilitate adhesion of paint or wallpaper to the outer surfaces of the diaphragms 14.15 and to improve the adhesion of the inner surfaces of the diaphragms 14, 15 to the frame 11. The sheet has a layered structure including a core formed of ribs, tubes or seals, etc. One such material is known as a “core flute”, so named for the shape of internal longitudinal “cavities” or seals — see FIG. 4 (discussed below). The second material that is applicable in practice is lightweight corrugated cardboard.

Возбудитель 16 располагают таким образом, чтобы он прилегал к центру диафрагм 14, 15. Возбудитель принадлежит к тому же типу, что и обычные, используемые в конических громкоговорителях, и включает в себя магнит 17, который может быть как постоянным, так и электромагнитом, и действующую во взаимосвязи с ним звуковую обмотку 18. Концы звуковой обмотки 18 соединяют посредством отведений 19 с клеммами 20 на задней поверхности громкоговорителя 10. Магнит 17 крепится, например, к внутренней поверхности задней диафрагмы 15 посредством клеящего вещества, а звуковая обмотка 18 крепится к внутренней поверхности передней диафрагмы 14. Размеры возбудителя 16 и расстояние между передней и задней диафрагмами 14 и 15 подбираются таким образом, чтобы звуковая обмотка 18 находилась в работоспособном положении относительно магнита 17 и была соответствующим образом отцентрирована.The pathogen 16 is positioned so that it is adjacent to the center of the diaphragms 14, 15. The pathogen is of the same type as the conventional ones used in conical speakers, and includes a magnet 17, which can be either a constant or an electromagnet, and the sound winding acting in conjunction with it 18. The ends of the sound winding 18 are connected via leads 19 to the terminals 20 on the rear surface of the loudspeaker 10. The magnet 17 is attached, for example, to the inner surface of the rear diaphragm 15 by means of an adhesive, and kovaya coil 18 is fixed to the inner surface of the front diaphragm 14. The dimensions of the exciter 16 and the distance between the front and rear diaphragms 14 and 15 are chosen so that the sound winding 18 is in operable position relative to the magnet 17 and has been appropriately centered.

В зависимости от требований, предъявляемых к акустическим качествам громкоговорителя 10, его внутреннее пространство может быть хотя бы частично заполнено волокнистым или другим звукопоглощающим материалом, либо оставлено пустым. С этой же целью в раме 11 либо в диафрагмах 14, 15 могут быть проделаны отверстия или каналы.Depending on the requirements for the acoustic qualities of the loudspeaker 10, its internal space may be at least partially filled with fibrous or other sound-absorbing material, or left empty. For the same purpose, holes or channels can be made in the frame 11 or in the diaphragms 14, 15.

Хотя громкоговоритель 10 представлен, как имеющий квадратную форму, он может быть выполнен круглым, эллиптическим, прямоугольным, многоугольным или любой другой подходящей формы. При необходимости внутри громкоговорителя 10 в подходящих позициях может быть установлено более одного возбудителя 16.Although the loudspeaker 10 is presented as having a square shape, it can be made round, elliptical, rectangular, polygonal or any other suitable shape. If necessary, more than one pathogen 16 can be installed inside the loudspeaker 10 in suitable positions.

В другом варианте реализации изобретения передняя диафрагма 14 или задняя диафрагма 15 могут быть изготовлены из достаточно жесткого материала. Более того, магнит 17 может крепиться к передней диафрагме 14, а звуковая обмотка 18 к задней диафрагме 15.In another embodiment, the front diaphragm 14 or the rear diaphragm 15 may be made of a sufficiently rigid material. Moreover, the magnet 17 can be attached to the front diaphragm 14, and the sound coil 18 to the rear diaphragm 15.

В некоторых реализациях возможна установка двух соосных звуковых обмоток 18, каждая из которых крепится к отдельной диафрагме 14, 15 и взаимодействует с неподвижно закрепленным вдоль их центральной оси магнитом 17. И наоборот, два магнита 17 могут укрепляться на диафрагмах 14, 15, взаимодействуя с неподвижно закрепленной звуковой обмоткой 18.In some implementations, it is possible to install two coaxial sound windings 18, each of which is attached to a separate diaphragm 14, 15 and interacts with the magnet 17 fixedly fixed along their central axis. Conversely, two magnets 17 can be mounted on the diaphragms 14, 15, interacting with the motionless fixed sound winding 18.

Каждая поверхность каждой из диафрагм может быть слегка сплоена и вместо того, чтобы обе диафрагмы имели плоскую форму, они могут быть рифлеными или искривленными каким-либо другим образом для обеспечения модифицированных акустических характеристик громкоговорителя 10.Each surface of each diaphragm can be slightly flattened and instead of both diaphragms having a flat shape, they can be corrugated or curved in some other way to provide modified acoustic characteristics of the speaker 10.

Пример 2Example 2

На Фиг.3 опущены рама 11 и задняя диафрагма 15. Магнит 17 смонтирован на пластине 21, которая, в свою очередь, соединена с диафрагмой 14 посредством стоек 22. Стойки 22 устанавливаются в строго определенные точки на диафрагме 14 таким образом, чтобы не искажать кривизну диафрагмы в одном или более ее естественных режимов вибрации, как показано, например, с помощью линии 23. Магнит 17 может быть смонтирован между пластиной 21 и диафрагмой 14, либо с тыльной стороны пластины 21, как показано на чертеже.In Fig. 3, the frame 11 and the rear diaphragm 15 are omitted. The magnet 17 is mounted on the plate 21, which, in turn, is connected to the diaphragm 14 by means of struts 22. The racks 22 are installed at strictly defined points on the diaphragm 14 so as not to distort the curvature the diaphragm in one or more of its natural modes of vibration, as shown, for example, by line 23. The magnet 17 can be mounted between the plate 21 and the diaphragm 14, or on the back of the plate 21, as shown in the drawing.

Громкоговоритель, показанный на Фиг.3, может подвешиваться за верхнюю кромку диафрагмы 14, либо за пластину 21, либо за стойки 22.The loudspeaker shown in FIG. 3 can be suspended by the upper edge of the diaphragm 14, or by the plate 21, or by the posts 22.

На Фиг.4 показана конструкция передней диафрагмы 14. Она изготавливается экструзией из цельного полиэтилена толщиной примерно 3-5 мм и имеет две поверхности 25, 26, соединенные непрерывными продольными перегородками 27, пространство между которыми заполнено воздухом. В данной конструкции материал диафрагмы 14 является анизотропным и имеет продольное сопротивление на изгиб примерно вдвое выше поперечного. Таким образом, этот материал наилучшим образом подходит для громкоговорителей прямоугольной формы, например, имеющих стороны 200×100 мм. Данный материал может также применяться для изготовления громкоговорителя большего или меньшего размера.Figure 4 shows the design of the front diaphragm 14. It is made by extrusion of solid polyethylene with a thickness of about 3-5 mm and has two surfaces 25, 26 connected by continuous longitudinal partitions 27, the space between which is filled with air. In this design, the material of the diaphragm 14 is anisotropic and has a longitudinal bending resistance of approximately twice that of the transverse. Thus, this material is best suited for rectangular speakers, for example, having sides of 200 × 100 mm. This material can also be used to make a larger or smaller speaker.

Пример 3Example 3

На Фиг.5 показан громкоговоритель с жесткой задней панелью 28, изготовленной из древесины толщиной примерно 12 мм с магнитом 17, который жестко укрепляется в ее центре. Посредством рамы 11 передняя диафрагма укрепляется на расстоянии примерно 3-5 мм от передней поверхности панели 28. Звуковая обмотка жестко крепится к центральному отверстию диафрагмы 14 и удерживается в зазоре магнита 17. Отверстие закрывается вогнутым колпачком 29, имеющим сферическую форму поверхности, который крепится к звуковой обмотке 18.Figure 5 shows a loudspeaker with a rigid back panel 28 made of wood with a thickness of about 12 mm with a magnet 17, which is rigidly fixed in its center. By means of the frame 11, the front diaphragm is fixed at a distance of about 3-5 mm from the front surface of the panel 28. The sound winding is rigidly attached to the central hole of the diaphragm 14 and is held in the gap of the magnet 17. The hole is closed by a concave cap 29 having a spherical surface shape, which is attached to the sound winding 18.

Для обеспечения необходимого диапазона колебаний диафрагмы 14 панель 28 (показана на Фиг.6) имеет совокупность сквозных отверстий или каналов 30. Местоположение и размеры каналов 30 тщательно выбираются для достижения гладкой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) громкоговорителя 10.To provide the necessary range of oscillations of the diaphragm 14, the panel 28 (shown in FIG. 6) has a set of through holes or channels 30. The location and dimensions of the channels 30 are carefully selected to achieve a smooth amplitude-frequency characteristic (AFC) of the loudspeaker 10.

Дополнительным средством модификации кривой АЧХ является приклеивание, увеличивающего массу материала 31, как показано на Фиг.7. Подходящим для этой цели материалом является битумный лист с внедренными частицами металла или минералов.An additional means of modifying the frequency response curve is gluing, increasing the mass of material 31, as shown in Fig.7. A suitable material for this purpose is a bitumen sheet with embedded particles of metal or minerals.

Дополнительная регулировка частотных характеристик может быть осуществлена за счет прикрепления фрагментов звукопоглощающего материала 32 к диафрагме 14 или к передней поверхности панели 28, как показано на Фиг.7. Электрический сигнал подается на звуковую обмотку 18 по полоскам медной фольги, приклеенным к одной из поверхностей диафрагмы 14.Additional adjustment of the frequency characteristics can be carried out by attaching fragments of sound-absorbing material 32 to the diaphragm 14 or to the front surface of the panel 28, as shown in Fig.7. An electrical signal is supplied to the sound winding 18 through strips of copper foil glued to one of the surfaces of the diaphragm 14.

Пример 4Example 4

На Фиг.8 и Фиг.9 показан громкоговоритель 110, включающий в себя диафрагму 111, которая будет описана ниже. Внешняя кромка диафрагмы 111 охвачена внешней кромкой тарелки 112, изготавливаемой из жесткого металла или пластика. Для этого на тарелке делается плоский участок 113, на который опирается диафрагма 111, при этом диафрагма 111 удерживается поперечной стенкой 114 и прижимается кромочным участком 115 тарелки 112, который загнут или завернут вокруг внешней кромки диафрагмы 111. Центральная часть тарелки 112 сформирована в виде чаши 116, в которой монтируется цилиндрический якорь 117. Таким образом, тарелка 112 центрирует якорь 117, прикрепленный к ней посредством шурупа 119, относительно диафрагмы 111.Fig. 8 and Fig. 9 show a speaker 110 including a diaphragm 111, which will be described later. The outer edge of the diaphragm 111 is surrounded by the outer edge of the plate 112 made of hard metal or plastic. To do this, a flat section 113 is made on the plate, on which the diaphragm 111 rests, while the diaphragm 111 is held by the transverse wall 114 and is pressed by the edge portion 115 of the plate 112, which is bent or wrapped around the outer edge of the diaphragm 111. The central part of the plate 112 is formed in the form of a cup 116 in which the cylindrical armature 117 is mounted. Thus, the plate 112 centers the armature 117 attached thereto by means of a screw 119, relative to the diaphragm 111.

Так как якорь 117 представляет собой часть магнитной цепи, его целесообразно изготавливать из чистого низкокислородного железа, медленно отожженного в атмосфере водорода. Постоянный магнит 118 посредством клеящего вещества укрепляется неподвижно соосно с якорем 117. Один полюс магнита 118 находится в магнитном контакте с верхней внутренней поверхностью якоря 117, а другой полюс прилегает к диску 135, который изготавливается из того же материала, и имеет такую же толщину, что и фланец 120 якоря 117. Таким образом, между фланцем 120 и верхней частью магнита 118 образуется кольцевой магнитный зазор 121. Цилиндрическая звуковая обмотка 122 помещается в зазор 121. Материал якоря удерживает линии напряженности магнитного потока в пределах якоря 117, что минимизирует нежелательные магнитные поля, а также концентрирует напряженность поля внутри зазора 121.Since the armature 117 is part of the magnetic circuit, it is advisable to make it from pure low-oxygen iron, slowly annealed in a hydrogen atmosphere. The permanent magnet 118 is fixed by means of an adhesive material coaxially with the armature 117. One pole of the magnet 118 is in magnetic contact with the upper inner surface of the armature 117, and the other pole is adjacent to the disk 135, which is made of the same material, and has the same thickness as and a flange 120 of the armature 117. Thus, an annular magnetic gap 121 is formed between the flange 120 and the upper part of the magnet 118. A cylindrical sound coil 122 is placed in the gap 121. The armature material holds the magnetic flux lines in within the armature 117, which minimizes unwanted magnetic fields, and also concentrates the field strength inside the gap 121.

В отверстии 123 диафрагмы 111 укрепляется панель 124 из тонкого материала, например алюминия толщиной 0.25 мм. Панель 124 имеет вывернутый наружу фланец 125, прикрепленный к диафрагме 111. Звуковая обмотка 122 укрепляется посредством клеящего вещества в пазу 126 панели 124 таким образом, что звуковая обмотка удерживается концентрически внутри зазора 121. Колебания центрального участка диафрагмы 111 демпфируются при помощи демпфирующего кольца 127, которое изготавливается из ткани либо на основе ткани, является рифленым и крепится посредством клеящего вещества к верхней поверхности фланца 120 и к фланцу 125 и/или диафрагме 111.In the hole 123 of the diaphragm 111, a panel 124 of thin material is fastened, for example, 0.25 mm thick aluminum. The panel 124 has an outwardly flanged 125 attached to the diaphragm 111. The sound coil 122 is secured by an adhesive to the groove 126 of the panel 124 so that the sound coil is held concentrically inside the gap 121. The vibrations of the central portion of the diaphragm 111 are damped by a damping ring 127, which made of fabric or fabric-based, is corrugated and is attached by means of adhesive to the upper surface of flange 120 and to flange 125 and / or diaphragm 111.

Тарелка 112 формирует воздухонепроницаемое пространство с помощью диафрагмы 111 и панели 124, но в случае необходимости тарелка 112 может быть перфорированной либо содержать отверстия. Внутреннее пространство громкоговорителя 110 может быть заполнено звукопоглощающим материалом из пластикового волокна либо пенопласта. Толщина и тип материала панели 124 выбираются таким образом, чтобы, например, на частотах до 1000 Гц панель 124 действовала как жесткий элемент и приводила в движение прилежащие к ней участки диафрагмы 111 при протекании переменного тока через витки 128 звуковой обмотки 122. На частотах от 5000 Гц и выше гибкость панели 124 должна быть такой, чтобы ее внешняя кромка и прилежащие к ней участки диафрагмы 111 колебались значительно меньше, чем звуковая обмотка 122 и центральная часть панели 124. Таким образом, на этих высоких частотах звуковые колебания излучаются практически полностью с центральной части панели 124. Между этими частотными пределами излучение звуковых колебаний происходит лишь с небольшого участка диафрагмы 111 и частично с панели 124.The plate 112 forms an airtight space using the diaphragm 111 and the panel 124, but if necessary, the plate 112 may be perforated or contain holes. The interior of loudspeaker 110 may be filled with sound-absorbing material of plastic fiber or foam. The thickness and type of material of the panel 124 are selected so that, for example, at frequencies up to 1000 Hz, the panel 124 acts as a rigid element and drives adjacent sections of the diaphragm 111 when alternating current flows through the turns of the 128 sound winding 122. At frequencies from 5000 Hz and higher, the flexibility of the panel 124 should be such that its outer edge and adjacent portions of the diaphragm 111 fluctuate significantly less than the sound winding 122 and the central part of the panel 124. Thus, at these high frequencies, sound vibrations emit Xia almost entirely with the central portion of the panel 124. Between these frequency limits emission of acoustic vibrations occurs with only a small portion of the diaphragm 111 and the partial panel 124.

Для модификации АЧХ громкоговорителя 110 при большой амплитуде колебаний звуковой обмотки 122 число витков 128 на единицу длины обмотки ближе к краям обмотки должно быть выше, чем в центральной ее части. Этого можно достигнуть разрежением витков в центральной части обмотки либо их уплотнением ближе к краям, либо введением дополнительных слоев 129 ближе к краям обмотки. Витки наматываются на основу 136 с отверстиями 137.To modify the frequency response of the loudspeaker 110 with a large amplitude of vibrations of the sound winding 122, the number of turns 128 per unit length of the winding closer to the edges of the winding should be higher than in its central part. This can be achieved by thinning the turns in the central part of the winding either by sealing them closer to the edges, or by introducing additional layers 129 closer to the edges of the winding. The turns are wound on the base 136 with holes 137.

Установлено, что подходящим материалом для изготовления диафрагмы 111 является двухсторонний лист из полипропиленового сополимера толщиной примерно 3 мм и плотностью 500 мг/м² или менее. Диафрагма 111 имеет прочность на растяжение не менее 128 МПа и твердость по Шору не менее 67. Поверхность материала подвергается воздействию коронного электрического разряда для облегчения прилипания краски или обоев к диафрагме 111. Диафрагма 111 является слоистым материалом, включающим в себя сердечник, сформированный из пенообразного материала, ребер, трубок или уплотнений и т.д. Если заполнителем является пена, она не должна быть равномерной (либо внешние листы должны быть укреплены, либо им должна быть придана особая форма). Например, пенный заполнитель должен быть сформирован либо укреплен таким образом, чтобы изгибная жесткость вдоль одного направления была выше, чем в другом.It has been found that a suitable material for making the diaphragm 111 is a double-sided sheet of polypropylene copolymer with a thickness of about 3 mm and a density of 500 mg / m ² or less. The diaphragm 111 has a tensile strength of at least 128 MPa and a Shore hardness of at least 67. The surface of the material is exposed to a corona discharge to facilitate adhesion of paint or wallpaper to the diaphragm 111. The diaphragm 111 is a laminate comprising a core formed of foam material , ribs, tubes or seals, etc. If the filler is foam, it should not be uniform (either the outer sheets must be strengthened, or they must be given a special shape). For example, the foam aggregate must be formed or strengthened so that the flexural rigidity along one direction is higher than in the other.

Диафрагма 111 изготавливается экструзией из цельного полиэтилена толщиной примерно 3-5 мм и имеет две поверхности 130, 131, соединенные непрерывными продольными перегородками 132, пространство между которыми заполнено воздухом. В данной конструкции материал диафрагмы 111 является анизотропным и имеет продольное сопротивление на изгиб примерно вдвое выше поперечного. Таким образом, этот материал наилучшим образом подходит для громкоговорителей прямоугольной формы, например, имеющих стороны 200×100 мм.The diaphragm 111 is made by extrusion of solid polyethylene with a thickness of about 3-5 mm and has two surfaces 130, 131 connected by continuous longitudinal partitions 132, the space between which is filled with air. In this design, the material of the diaphragm 111 is anisotropic and has a longitudinal bending resistance approximately twice that of the transverse. Thus, this material is best suited for rectangular speakers, for example, having sides of 200 × 100 mm.

На Фиг.8 показано использование стопорного кольца 138, изготавливаемого из алюминия или подобного ему материала. На кольце 138 имеется фланец 139, который установлен таким образом, чтобы имелась возможность давления на внешнюю поверхность диафрагмы 111. Цельный цилиндрический фрагмент 140 может быть установлен между кромкой отверстия 123 и внешней поверхностью цилиндрической части панели 124, на которой имеется ребро 142, защелкивающееся в паз 141 на фрагменте 140 кольца 138. Расположение паза 141 и ребра 142 при необходимости может быть обратным.FIG. 8 shows the use of a snap ring 138 made of aluminum or the like. On the ring 138 there is a flange 139, which is mounted so that there is a possibility of pressure on the outer surface of the diaphragm 111. A single cylindrical fragment 140 can be installed between the edge of the hole 123 and the outer surface of the cylindrical part of the panel 124, on which there is a rib 142, which clicks into place 141 on the fragment 140 of the ring 138. The location of the groove 141 and the ribs 142, if necessary, can be reversed.

Настоящая конструкция проста в изготовлении.This design is easy to manufacture.

Хорошие акустические качества достигают при низкой стоимости.Good acoustic performance is achieved at low cost.

Легкий материал диафрагмы наилучшим образом подходит для изготовления прямоугольных либо эллиптических панелей.Lightweight diaphragm material is best suited for manufacturing rectangular or elliptical panels.

Громкоговорители либо диафрагмы могут быть изготовлены в самой различной форме и любого размера, а также может быть скрыты под видом других объектов.Loudspeakers or diaphragms can be made in a variety of shapes and sizes, and can also be hidden under the guise of other objects.

Это изобретение применимо для громкоговорителей с плоской панелью размера А5 или менее, которые наилучшим образом подходят для рынка мультимедийных средств, или для установки в приборные доски либо двери транспортных средств.This invention is applicable to flat panel speakers of size A5 or less that are best suited for the multimedia market, or for installation in dashboards or vehicle doors.

Они могут работать в любом положении и в зависимости от дизайна могут выполняться с ограничивающей рамой или без таковой.They can work in any position and, depending on the design, can be performed with or without a bounding frame.

В зависимости от размера диафрагмы в громкоговорителе может быть использован один или более возбудитель. Регулировка громкоговорителя может осуществляться за счет перфорации либо добавления веса. На чертежах представлены отверстия в задней панели (Фиг.6 и Фиг.7), но подобные отверстия могут также быть проделаны и в материале, из которого изготовлена диафрагма. Настройку панели можно производить при помощи порошка, например сахара, насыпанного на поверхность панели, находящейся в горизонтальном положении, чтобы можно было увидеть "узлы".Depending on the size of the diaphragm in the speaker, one or more exciters can be used. Loudspeaker adjustment can be done by punching or adding weight. The drawings show the holes in the rear panel (Fig.6 and Fig.7), but similar holes can also be made in the material of which the diaphragm is made. The panel can be set up using a powder, such as sugar, poured on the surface of the panel in a horizontal position so that you can see the "nodes".

Диафрагма может иметь любую форму (например, при необходимости они могут иметь и неправильные контуры). Диафрагма необязательно должна быть плоской, хотя данный вариант и является предпочтительным.The diaphragm can be of any shape (for example, if necessary, they can also have irregular contours). The diaphragm need not be flat, although this option is preferred.

Допустимо использование материалов, отличных от "core flute" и рифленого картона. Материал должен быть легким и жестким, но при этом гибким. В технических реализациях использовался стандартный экструзионный "core flute" (“плоеная основа”) толщиной 3 мм, но для большинства практических реализаций может применяться материал толщиной от 2 мм до 5 мм. Для больших панелей может потребоваться применение диафрагм из более толстого материала и установка нескольких возбудителей.Allowed to use materials other than "core flute" and corrugated cardboard. The material should be light and stiff, but flexible. In technical implementations, a standard extrusion “core flute” of 3 mm thickness was used, but for most practical implementations, material from 2 mm to 5 mm thick can be used. Larger panels may require the use of thicker diaphragms and the installation of several pathogens.

Громкоговоритель может быть замаскирован как часть транспортного средства, часть мебели, коробка или картина или как практически любой другой объект, так как отсутствуют ограничения на его форму и размер. В одной из реализаций плоские громкоговорители были встроены в приборную доску транспортного средства, а в другой в качестве громкоговорителя работала картина.The loudspeaker can be disguised as part of a vehicle, part of furniture, a box or a picture, or as almost any other object, since there are no restrictions on its shape and size. In one implementation, flat speakers were built into the dashboard of the vehicle, and in another, a picture worked as a loudspeaker.

К вышесказанному может быть добавлено множество других изменений и модификаций без выхода за рамки данного изобретения, определяемых прилагаемой формулой.To the above, many other changes and modifications may be added without departing from the scope of this invention defined by the attached claims.

Claims

1. A loudspeaker that includes a relatively flat diaphragm mounted with the possibility of vibration so as to radiate sound from at least one of its surfaces, and a pathogen driven by a varying electric current in order to apply a varying force to the diaphragm, the magnitude which depends on the magnitude of the electric current, characterized in that the diaphragm is anisotropic and consists of front and rear parallel sheets of material, moreover, these sheets are placed at a distance of yi from each other, filled with a plurality of partitions extending between the sheets and forming elongated channels between the sheets generally parallel to each other and to the diaphragm surface, the diaphragm and the product is extruded the plastic material.

2. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the plastic material is polypropylene.

3. The loudspeaker according to claim 2, characterized in that the diaphragm is made of a two-layer polypropylene copolymer.

4. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made by extrusion in the form of a sheet of plastic material having continuous front and rear surface layers connected by parallel partitions located normal to said layers.

5. The loudspeaker according to claim 3, characterized in that the partitions are made in the form of a sinusoidally compressed assembly.

6. Loudspeaker according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the density of any or each of the diaphragms is not more than 500 g / m ² .

7. Loudspeaker according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the tensile strength of any or each of the diaphragms is at least 28 MPa.

8. Loudspeaker according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the shore hardness of any or each of the diaphragms is at least 67.

9. Loudspeaker according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the surface of the diaphragm is treated with a corona electric discharge to facilitate its adhesion to paint or paper or the diaphragm to the frame.

10. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that it has a rigid external frame having front and rear surfaces, wherein said diaphragm is reinforced so as to completely cover the front surface of the frame, and the other surface of the frame is closed by the other diaphragm, thereby forming the inner speaker space.

11. The loudspeaker according to claim 10, characterized in that the pathogen is attached to both of these diaphragms, to which the pathogen exerts a variable force depending on the magnitude of the changing electric current, which causes bending of at least one of these diaphragms and the emission of an acoustic signal with the surface of the diaphragms external to the speaker.

12. The loudspeaker according to claim 10, characterized in that the pathogen includes two coaxial sound windings, each of which is attached to one of the above diaphragms, while the sound windings interact with a magnet mounted along the central axis of these windings.

13. The loudspeaker according to claim 10, characterized in that the pathogen includes a magnet, one pole of which is magnetically inseparable from the armature, and the second is separated from the armature by an air gap, through which a sound coil is attached to the diaphragm to bring the latter into movement, moreover, the anchor is made of pure low-oxygen iron, very slowly annealed in a hydrogen atmosphere.

14. The loudspeaker according to item 13, wherein the element made of the same material as the anchor is magnetically unbreakable with the second magnet pole mentioned above and an air gap is formed between the tip of the element and the opposite part of the armature.

15. The loudspeaker according to 14, characterized in that the tip of the element and the opposite part of the armature have the same thickness.

16. The loudspeaker according to item 13, wherein the sound winding has a greater number of turns per unit length in a part remote from the axial part of the winding, which is in the air gap when no electric current flows through the turns, than in the part of the winding located in the air gap under the same conditions.

17. The loudspeaker according to clause 16, wherein the sound winding is single-layer with sparse turns in its axial part located in the air gap in the absence of electric current in the turns.

18. The loudspeaker according to claim 16, characterized in that more than one layer of turns is made at a distance from said axial part of the winding.

19. The loudspeaker according to claim 13, characterized in that the sound path of the pathogen is connected to the diaphragm by means of a panel, moreover, the panel is made of such material and has such dimensions that at low frequencies, at least part of the diaphragm and part of the panel adjacent to it oscillate with a lower amplitude and a different phase with respect to the voice coil, while in the mentioned range a substantial part of the sound vibrations produced by the loudspeaker is emitted from the front of the panel adjacent to the voice coil .

20. The loudspeaker according to claim 19, characterized in that the fixed part of the loudspeaker is connected by means of a sheet of damping material directly to the panel or to a part of the diaphragm adjacent to this panel, while the damping material is porous or perforated to ensure air permeability.