WO2012110667A1 - Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas - Google Patents

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WO2012110667A1
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acoustic
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Angel Julio Moreton Cesteros
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Angel Julio Moreton Cesteros
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein

Definitions

  • the invention falls within the technical sector of sound boxes for sound reproduction.
  • the speakers Since its appearance, the speakers have, as part of its frame or chassis, a mounting plate or ring with holes for fixing to the acoustic box by means of screws.
  • the screws strongly press the loudspeaker against the case through the contact surface between the two, which allows the vibrations of the loudspeaker chassis to be transmitted to box.
  • the present invention relates to a way of mounting loudspeakers in loudspeakers, which prevents the vibrations of the loudspeaker chassis from being transmitted to the case.
  • Figure 1 shows a view from the inside of an acoustic box in which the sound absorbing material has been omitted and only partially represented for clarity, in which a classic electrodynamic type loudspeaker can be seen as an example (1) , hung by its own weight by means of a piece of hang elongated (2) rigidly located inside the acoustic box (5), with its upper end articulated jointly to a suspension piece (6) fixed to the box, and with its lower end articulated jointly to a adaptation piece (9) fixed to the speaker chassis, which allow the speaker to swing in the main direction of sound propagation.
  • a classic electrodynamic type loudspeaker can be seen as an example (1) , hung by its own weight by means of a piece of hang elongated (2) rigidly located inside the acoustic box (5), with its upper end articulated jointly to a suspension piece (6) fixed to the box, and with its lower end articulated jointly to a adaptation piece (9) fixed to the speaker chassis, which allow the speaker to swing in the main direction of sound propagation.
  • Figure 2 shows a view from the inside of an acoustic box in which the sound absorbing material has been omitted and only partially represented for clarity, in which another example of a classic electrodynamic type loudspeaker can be seen (1 ), hung by its own weight by means of two flexible elongated hanging pieces (3) located inside the acoustic box (5), with its upper end fixedly attached to a suspension piece (7) fixed to the box, and with its lower end fixedly attached to an adaptation piece (10) fixed to the speaker chassis, which allow the speaker to swing in the main direction of sound propagation.
  • a classic electrodynamic type loudspeaker can be seen
  • the current coming from the amplifier of the sound system when circulating through the speaker coil, produces a variable magnetic field that interacts with the fixed magnetic field generated by the permanent magnet, generating a force of action on the magnetic field of the coil, and a reaction force on the fixed magnetic field, both of equal value, opposite direction, and direction coinciding with that of the movement of the membrane or cone of the speaker.
  • the force of action applied to the assembly formed by the coil and the cone of the speaker, of very rigid and light construction and with a suspension that allows it to move in the same direction, produces a vibratory movement of great amplitude that generates variations in the air pressure in contact with the faces of the cone that propagate to both sides in the form of sound, both identical except for the phase, inverted from the inner side.
  • reaction force applied to the assembly formed by the magnetic circuit, the Magnet, and the chassis, which form a very rigid and heavy block, also produces a vibratory movement of less amplitude than that of the cone.
  • This phenomenon is analogous to that produced in a bell, in which the energy received by a small impact in the form of a pulse of very short duration, is stored inside it in the form of internal energy and is slowly transferred to the air transformed into the sound itself of the Bell.
  • the degree of freedom conferred by its suspension prevents the vibrations of the referred block from being transmitted to the box, which in the analogy of the bell is equivalent to preventing it from being struck.
  • the speaker itself is not capable of storing energy, it converts all available energy supplied by the amplifier into sound so that its acoustic performance is maximum, and its Dynamic and transient response are optimal.
  • the capacity of the referred block of the loudspeaker to store mechanical energy is nil or extremely reduced due to its rigid and heavy construction, the sound generated by its vibratory movement retains the profile of the musical signal and is very low intensity.
  • the proposed speaker mounting system allows to obtain a sound with less distortion, better dynamic range and better transient response than with the usual assembly and is applicable to all types of speakers in fixed installation speakers.
  • Speaker assembly system in loudspeakers according to claim 1, characterized by the addition of one or more pieces of a certain weight, rigidly fixed to the speaker.
  • Figure 3 shows a view from the inside of an acoustic box in which the sound absorbing material has been omitted and only partially represented for clarity, in which another classic electrodynamic type loudspeaker (1 can be seen in another example) ), hung by its own weight by means of two elongated hanging pieces (4) located inside the acoustic box (5), with its upper end joined in an articulated way to a suspension piece (8) fixed to the box, and with its lower end joined in an articulated way to an adaptation piece (11) fixed to the speaker chassis, which allow the speaker to swing in the main direction of sound propagation, a piece of a certain weight (12) fixed internally to the ring of mounting the speaker and a piece of a certain weight (13) fixed to the rear of the speaker.
  • another classic electrodynamic type loudspeaker (1 can be seen in another example)
  • the proposed suspension mode allows the block formed by the magnetic circuit, the magnet and the speaker chassis to vibrate freely.
  • the amplitude of said vibrations will depend in part on the mass of said block.
  • the suspended mass is increased which reduces the amplitude of its oscillations and improves the stability of the speaker.
  • the hanging piece (2), the suspension piece (6) and the adaptation piece (9) can be made of brass or aluminum sheet.
  • the hanging piece (3) can be made with brass wire, the suspension pieces (7) in brass or aluminum sheet and the adaptation piece (10) in brass threaded rod.
  • the hanging pieces (4) can be made with brass wire, the suspension pieces (8) and the adaptation piece (11) with brass or aluminum sheet, and the pieces (11) and (12 ) on lead sheet bonded with epoxy adhesive.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas que se caracteriza por mantener el altavoz (1) colgado por su propio peso mediante dos piezas de cuelgue (3) de forma alargada, que se ubican dentro de la caja (5) con su extremo superior unido a ésta mediante una pieza de suspensión (7) y con su extremo inferior unido al chasis del altavoz mediante una pieza de adaptación (10), de forma que mantienen el altavoz centrado con el agujero de la caja permitiendo que oscile libremente de forma pendular. Impide que las vibraciones propias del chasis del altavoz, y por tanto que parte de la energía proveniente del amplificador, se transmitan a la caja, por lo cual la caja no suena, lo que elimina la distorsión del sonido emitido de este origen, y el altavoz transforma más energía en sonido, lo que incrementa su rendimiento acústico y mejora su respuesta dinámica y transitoria.

Description

SISTEMA DE MONTAJE DE ALTAVOCES EN CAJAS ACÚSTICAS
SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención se encuadra en el sector técnico de cajas acústicas para reproducción del sonido.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Desde su aparición, los altavoces disponen, formando parte de su armazón o chasis, de una placa o anillo de montaje con agujeros para su fijación a la caja acústica mediante tornillos.
En esta forma de montaje, utilizada habitualmente y adecuada desde le punto de vista mecánico, los tornillos presionan fuertemente el altavoz contra la caja a través de la superficie de contacto entre ambos, lo que permite que las vibraciones propias del chasis del altavoz se transmitan a la caja.
El solicitante desconoce la existencia de antecedentes o estudios realizados sobre otra forma de montaje de altavoces.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una forma de montaje de altavoces en cajas acústicas, que impide que las vibraciones propias del chasis del altavoz se transmitan a la caja.
1.- Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas que se caracteriza por mantener el altavoz (1) colgado por su propio peso mediante una o más piezas de cuelgue (2) (3) (4) de forma alargada, que se ubican dentro de la caja acústica (5) con su extremo superior unido a la caja mediante una pieza de suspensión (6) (7) (8) y con su extremo inferior unido al chasis del altavoz mediante una pieza de adaptación (9) (10) (11), de forma que mantiene o mantienen el altavoz centrado con el agujero de la caja, con el que lo separa un cierto huelgo, permitiendo que oscile libremente de forma pendular en la dirección principal de propagación del sonido o de vibración de su membrana, ya sea por su flexibilidad propia (3) o por la unión articulada (2) (4) de sus extremos a las piezas de suspensión y/o de adaptación, que opcionalmente pueden estar integradas en la caja o chasis respectivamente.
La figura 1 muestra una vista desde el interior de una caja acústica en la cual se ha omitido el material fonoabsorbente y que se ha representado solo parcialmente para mayor claridad, en la que puede verse como ejemplo, un altavoz de tipo electrodinámico clásico (1), colgado por su propio peso mediante una pieza de cuelgue de forma alargada (2) rígida ubicada dentro de la caja acústica (5), con su extremo superior unido de forma articulada a una pieza de suspensión (6) fijada a la caja, y con su extremo inferior unido de forma articulada a una pieza de adaptación (9) fijada al chasis del altavoz, que permiten que el altavoz oscile en la dirección principal de propagación del sonido.
La figura 2 muestra una vista desde el interior de una caja acústica en la cual se ha omitido el material fonoabsorbente y que se ha representado solo parcialmente para mayor claridad, en la que puede verse en otro ejemplo, un altavoz de tipo electrodinámico clásico (1), colgado por su propio peso mediante dos piezas de cuelgue de forma alargada (3) flexibles ubicadas dentro de la caja acústica (5), con su extremo superior unido de forma fija a una pieza de suspensión (7) fijada a la caja, y con su extremo inferior unido de forma fija a una pieza de adaptación (10) fijada al chasis del altavoz, que permiten que el altavoz oscile en la dirección principal de propagación del sonido.
Modo de funcionamiento:
Como es sabido, la corriente proveniente del amplificador del sistema de sonido, al circular por la bobina del altavoz, produce un campo magnético variable que interacciona con el campo magnético fijo generado por el imán permanente, generando una fuerza de acción sobre el campo magnético de la bobina, y una fuerza de reacción sobre el campo magnético fijo, ambas de igual valor, de sentido contrario, y de dirección coincidente con la del movimiento de la membrana o cono del altavoz.
La fuerza de acción, aplicada al conjunto formado por la bobina y el cono del altavoz, de construcción muy rígida y liviana y con una suspensión que le permite moverse en su misma dirección, le produce un movimiento vibratorio de gran amplitud que genera variaciones en la presión del aire en contacto con las caras del cono que se propagan hacia ambos lados en forma de sonido, ambos idénticos a excepción de la fase, invertida del lado interior.
La fuerza de reacción, aplicada al conjunto formado por el circuito magnético, el Imán, y el chasis, los cuales forman un bloque muy rígido y pesado, le produce a dicho bloque también un movimiento vibratorio de menor amplitud que la del cono.
Cuando el altavoz se monta de forma habitual, atornillado sobre la caja, las vibraciones de dicho bloque, generadas con el perfil de la señal musical, se transmiten a la caja acústica a través de la superficie de contacto con su aro o placa de montaje. Se produce por tanto una transferencia de energía mecánica desde el altavoz hacia la caja, que tiene las siguientes consecuencias: a) Se incrementa la energía interna de la caja, que tiende a recobrar su estado de equilibrio cediendo, a través de su gran superficie de contacto con el aire, gran parte de dicha energía en forma de sonido, pero con el perfil de sus modos propios de vibración. Dicho sonido difiere del sonido musical por lo que se percibe como distorsión pura.
Este fenómeno es análogo al producido en una campana, en la cual la energía recibida por un pequeño impacto en forma de pulso de muy corta duración, se almacena en su interior en forma de energía interna y se transfiere lentamente al aire transformada en el sonido propio de la campana.
b) Dicha energía transferida hacia la caja no es transformada en sonido por el altavoz, lo que perjudica su respuesta transitoria, reduce su rendimiento acústico y atenúa su respuesta dinámica.
Cuando el altavoz se monta suspendido de la forma propuesta, el grado de libertad que le confiere su suspensión impide que las vibraciones propias del bloque referido puedan transmitirse a la caja, lo que en la analogía de la campana equivale a impedir que ésta sea golpeada. No hay transferencia de energía entre el altavoz y la caja, y debido a que el altavoz en sí mismo no es capaz de almacenar energía, convierte toda la energía disponible suministrada por el amplificador en sonido por lo cual su rendimiento acústico es máximo, y su respuesta dinámica y transitoria son óptimas.
Debido a que como se ha dicho, la capacidad del bloque referido del altavoz de almacenar energía mecánica es nula o extremadamente reducida por su rígida y pesada construcción, el sonido generado por su movimiento vibratorio conserva el perfil de la señal musical y es de muy baja intensidad.
Solo una pequeña parte de dicho sonido es proyectado hacia el exterior a través de la superficie expuesta del aro o placa de montaje del altavoz que, al estar en contra fase con el sonido proyectado por el cono, lo atenúa aunque de forma prácticamente inapreciable y sin producir distorsión, ya que ambos sonidos conservan el mismo perfil de la señal musical.
Además permite una construcción más liviana y económica de la caja ya que ésta solo está solicitada por perturbaciones de origen acústico.
Evidentemente no es posible utilizar este sistema de montaje de altavoces en vehículos y es conveniente evitar su oscilación durante el transporte mediante alguna forma de fijación provisional que está fuera del alcance de esta patente.
En resumen, el sistema de montaje de altavoces propuesto permite obtener un sonido con menor distorsión, mejor rango dinámico y mejor respuesta transitoria que con el montaje habitual y es aplicable a todo tipo de altavoces en cajas acústicas de instalación fija. 2.- Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas, según la reivindicación 1 , que se caracteriza por el agregado de una o más piezas de un cierto peso, fijadas rígidamente al altavoz.
La figura 3 muestra una vista desde el interior de una caja acústica en la cual se ha omitido el material fonoabsorbente y que se ha representado solo parcialmente para mayor claridad, en la que puede verse en otro ejemplo, un altavoz de tipo electrodinámico clásico (1 ), colgado por su propio peso mediante dos piezas de cuelgue de forma alargada (4) ubicadas dentro de la caja acústica (5), con su extremo superior unido de forma articulada a una pieza de suspensión (8) fijada a la caja, y con su extremo inferior unido de forma articulada a una pieza de adaptación (11) fijada al chasis del altavoz, que permiten que el altavoz oscile en la dirección principal de propagación del sonido, una pieza de un cierto peso (12) fijada interiormente al anillo de montaje del altavoz y una pieza de un cierto peso (13) fijada a la parte trasera del altavoz.
Modo de funcionamiento:
Como se ha indicado, el modo de suspensión propuesto permite que el bloque formado por el circuito magnético, el imán y el chasis del altavoz, vibre libremente. La amplitud de dichas vibraciones dependerá en parte, de la masa de dicho bloque. Con el agregado de una masa o peso adicional se incrementa la masa suspendida lo cual reduce la amplitud de sus oscilaciones y mejora la estabilidad del altavoz.
MODO DE REALIZACIÓN
Como puede verse en las figuras 1 , 2 y 3, las piezas referidas son muy sencillas de fabricar a partir de materiales disponibles comercialmente.
En la Figura 1 , la pieza de cuelgue (2), la pieza de suspensión (6) y la pieza de adaptación (9) pueden confeccionarse con chapa de latón o aluminio.
En la figura 2, la pieza de cuelgue (3) puede confeccionarse con alambre de latón, las piezas de suspensión (7) en chapa de latón o aluminio y las pieza de adaptación (10) en varilla roscada de latón.
En la figura 3, las piezas de cuelgue (4) pueden confeccionarse con alambre de latón, las piezas de suspensión (8) y la pieza de adaptación (11 ) con chapa de latón o aluminio, y las piezas (11 ) y (12) en chapa de plomo pegadas con adhesivo epoxi.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas que se caracteriza por mantener el altavoz (1) colgado por su propio peso mediante una o más piezas de cuelgue (2) (3) (4) de forma alargada, que se ubican dentro de la caja acústica (5) con su extremo superior unido a la caja mediante una pieza de suspensión (6) (7) (8) y con su extremo inferior unido al chasis del altavoz mediante una pieza de adaptación (9) (10) (11), de forma que mantiene o mantienen el altavoz centrado con el agujero de la caja, con el que lo separa un cierto huelgo, permitiendo que oscile libremente de forma pendular en la dirección principal de propagación del sonido o de vibración de su membrana, ya sea por su flexibilidad propia (3) o por la unión articulada (2) (4) de sus extremos a las piezas de suspensión y/o de adaptación, que opcionalmente pueden estar integradas en la caja o chasis respectivamente.
2 - Sistema de montaje de altavoces en cajas acústicas, según la reivindicación 1 , que se caracteriza por el agregado de una o más piezas de un cierto peso, fijadas rígidamente al altavoz.
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