DE3444062A1

DE3444062A1 - Lautsprechersystem

Info

Publication number: DE3444062A1
Application number: DE19843444062
Authority: DE
Inventors: Shunichi Tokorozawa Saitama Takahashi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1983-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1985-06-27
Anticipated expiration: 2004-12-04
Also published as: GB8430487D0; FR2556164B1; GB2155733B; DE3444062C2; FR2556164A1; GB2155733A; US4661973A

Description

i -

Beschreibung

Lautsprechersystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lautsprechersystem, und speziell auf ein Lautsprechersystem, dessen Erregerspule eine größere Länge aufweist als der Magnetspalt; in welchem die Spule angeordnet ist.

Ein konventionelles Lautöpredhersystem der Art, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist in Fig. 1 dargestellt. Das Lautsprechersystem nach
Fig. 1 weist ein Poljoch 1 von umgekehrt T-förmigem Querschnitt auf, auf dessen Boden um den vorstehenden Schenkel herum ein ringförmiger Magnet 2 angeordnet ist, der in Dickenrichtung magnetisiert ist. Auf dem Magnet_2 ist eine Platte 3 angeordnet, die mit der Umfangswand des von dem ho.chstehenden Schenkel gebildeten Mittenpols 1a des Joches 1 einen
Luftspalt ausbildet. Eine Erregerspule 5, die um
eine Hülse 4 gewickelt ist, befindet sich im Magnetspalt. Die Hülse 4 wird von einem Chassis 7 mittels eines Dämpfers 6 getragen, der eine schwingende Bewegung der Hülse ermöglicht. Eine Membran 8 mit
einer in der Mitte angeordneten Kappe 9 ist mit
der Hülse ¹I verbunden. Der äußere Rand der Membran 8 wird mittels eines Randelements 11, der an dem
Chassis 7 mittels einer Dichtung 10 befestigt ist, abgestützt. Um den magnetischen Fluß im Spalt wirksam auszunutzen, hat die auf die Hülse 4 gewickelte Spule 5 eine Länge, in Längsrichtung der Spule gesehen, die größer ist als die Länge des magnetischen Spaltes. Der Mittenpol 1a des Joches 1 tragt eine Metallkappe 21, die dazu bestimmt ist, Verzerrungen

3444062 -δι zu verringern, die der Spulenstrom aufgrund der Induktanz der Spule 5 erfährt.

Die Betriebsweise des Lautsprechersystems nach Fig. 1 ist wie folgt. Wenn ein Strom durch die Erregerspule 5 fließt, wirken auf die Spule je nach Stromrichtung nach oben oder nach unten gerichtete Kräfte. Da die Spule 5 beweglich ist, wird die auf die Spule 5 wirkende Kraft über die Hülse 4 auf die Membran 8 übertragen. Als Folge davon drückt die Membran 8 auf die Luft vor sich und erzeugt Schallwellen.

Die Antriebskraft F, die auf die Spule 5 wirkt, läßt sich wie folgt ausdrücken:

F r B · Id,

worin B die magnetische Flußdichte ist, die auf die Spule 5 wirkt, 1 die effektive Länge der Spule 5 und i der Strom durch die Spule 5 ist.

Fig. 2A zeigt die Spule 5 in einer solchen Stellung, daß ihre Mittel in Querrichtung gesehen in die Mitte des Magnetspaltes fällt und Fig. 2B zeigt

²^ das entsprechende Profil der magnetischen Flußdichte, die auf die Spule 5 wirkt. Fig. 3A zeigt die Spule 5 in einer solchen Lage, daß ihre Mitte in Richtung der Spaltdicke gesehen außerhalb der Mitte des Magnetspaltes liegt und Fig. 3B zeigt das zugehörige Profil der magnetischen Flußdichte, die auf die Spule 5 wirkt. Die schraffierte Fläche in den Fig. 2B und 3B gibt jeweils die Antriebskraft F an, die auf die Spule 5 wirkt. Wie man sieht, ist die schraffierte Fläche in Fig. 3B kleiner als die in Fig. 2B. Mit anderen Worten, die Größe des Kraft-

faktors B.I als Funktion der Bewegungslänge der Spule 5 ist innerhalb der Grenzen der Schwingbewegung der Spule nicht konätänt, vielmehr nimmt dieser Wert, und damit auch die Antriebskraft F, wie Fig. 4 zeigt, ab, wenn die Mitte der Spule sich in Längsrichtung aus der Mitte des Magnetspaltes weg bewegt.

Da der Kraftfaktor B . 1 als Funktion des Hubes der Spule 5 innerhalb der Schwingbewegungsgrenzen der Spule nicht konstant ist, erzeugt ein herkömmliches Lautsprechersystem keine sinusförmige Antriebskraft F, wenn ihm eine Sinuswelle zugeführt wird. Vielmehr wird eine komplexe Welle erzeugt, die zweite und dritte Harmonische enthält, und die resultierende Verzerrung aufgrund der dritten Harmonischen ist eine der Hauptquellen von Verzerrungen in dem von dem Lautsprecher im unteren Frequenzbereich abgestrahlten Schall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

diese Nachteile des bekannten Lautsprechersystems zu vermeiden und ein Lautsprechersystem abzugeben, das Schall mit minimaler Verzerrung abgibt und das herstellungstechnisch einfach ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der ünteransprüche.

Das Lautsprechersystem nach der vorliegenden Erfindung weist eine tassenförmige Schale aus magnetischem Material auf,deren Boden auf der Poloberfläche aufliegt und die einen konischen Abschnitt hat,

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der sich im Durohmesser in Richtung von der Poloberfläche weg vergrößert. Das Lautsprechersystem weist weiterhin eine Metallkappe auf, die um den Pol aufgepaßt ist und.die Schale aus magnetischem Material bedeckt. Diese Metallkappe weist einen konischen Abschnitt auf, der sich, von der Poloberseite aus gehend im Durchmesser verkleinert und am oberen Ende in einen Boden übergeht. Der äußere Umfang des offenen Endes der Schale aus magnetischem Material befindet sich in Berührungskontakt mit dem Rand zwischen dem konischen Abschnitt und dem genannten Boden der Metallkappe.

Das Lautsprechersystem nach der vorliegenden Erfindung verwendet eine Erregerspule, die zu einer Länge gewickelt ist, die größer ist als die des magnetischen Spalte, damit ein konstanter Wert für B.l wenigstens innerhalb der Bewegungsgrenzen der Spule erzielt wird, wobei B die magnetische Flußdichte ist, die auf die Spule wirkt und 1 die effektive Länge der Spule ist.

Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig.1 einen Längsschnitt durch ein übliches lautsprechersystem;

Fig. 2A und 3A Teillängsschnitte durch eine Erregerspule in zwei unterschiedlichen Stellungen in Bezug auf dem Magnetspalt;

Fig. 2B und 3B den zugehörigen Verlauf der magnetischen Flußdichte;

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Fig. 4 das Verhältnis zwischen dem Hub der Erregerspule und dem Kraftfaktor, der auf die Spule wirkt, bei einem üblichen Lautsprecher;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Lautsprechersystem gemäß einer ersten Ausführüngsform der Erfindung;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des wesentlichen Bereiches von Fig. 5;

Fig. 7 das Profil der magnetischen Flußdichte im

Magnetspalt bei dem Lautsprechersystem nach Fig. 5;

Fig. 8a eine perspektivische Darstellung der Metallkappe in Fig. 5 und Fig. 8b den entsprechenden Längsschnitt;

Fig. 9A und 1OA Teillängsschnitte, die eine Erregerspule in zwei verschiedenen Stellungen in Bezug 2Q auf den Magnetspalt zeigen,

Fig. 9B und 10B die entsprechenden Profile der magnetischen Flußdichte;

2g Fig. 11 den Zusammenhang zwischen Spulenbewegungshub und Kraftfaktor für das Lautsprechersystem nach der Erfindung,

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung der __ Hülse und der Spule in dem Lautsprechersystem nach fig- 5;

Fig. 13A einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform des Lautsprechersystems nach

Fig. 13B und 13E> Teillängsschnitte durch die Ausführungsform nach Fig. 13A in unterschiedlichen Positionen der Erregerspule in Bezug auf den Magnetspalt;

Fig. 13C und 13E die zu Fig. 13B und 13D zugehörigen Profile der magnetischen Flußdichte;

Fig. 13F den Zusammenhang zwischen dem Spulenbewegungshub und dem Kraftfaktor bei dem Lautsprecher nach Fig. 13A;

Fig. 14 und 15 vergrößerte Darstellungen von Variationen der Ausführungsform von Fig. 13; 15

Fig. 16 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17A eine Einzelheit aus der Ausführungsform nach Fig. 16,

Fig. 17B das zu Fig. 17A zugehörige Profil der magnetischen Flußdichte;

Fig. 18A bis 18D Teilsehnitte durch Variationen der Ausführungsform nach Fig. 11;

Fig. 19 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2OA und 2OB einen Teilschnitt im Magnetspaltbereich mit dem zugehörigen Profil der magnetischen Flußdichte;

Fig. 21 einen Schnitt durch eine Modifizierung der Ausführungsform nach Fig. 19;

Fig. 22 und 23 weitere Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 24A und 24B Schnitte durch zwei Variationen der Ausführungsform nach Fig. 23 und

Fig. 25 ein Diagramm der Verzerrungscharakteristik eines Lautsprechersystems nach der Erfindung (durchgezogene Linie) und eines konventionellen Lautsprechers derselben grundsätzlichen Art ohne die Merkmale der vorliegenden Erfindung (gestrichelte Linie).

Verschiedene bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 24 beschrieben werden.

Fig. 5 zeigt im Längsschnitt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des wesentlichen Teils aus Fig. 5. In den Fig. 5 und 6 sind jene Elemente, die mit denen nach Fig. 1 übereinstimmen, mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, hat das Lautsprechersystem nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Mittenpöl IB, der mit einer konischen Fläche unterhalb des Abschnittes 12 versehen ist, der der Platte 3 gegenübersteht. Dieser konische Oberflächenabschnitt nimmt im Durchmesser in der vom Abschnitt 12 wegweisenden Richtung zu. Auf der Oberseite des Mittenpoles 1B ruht eine tassenförmige Schale 22 aus magnetischem Material, deren

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Boden auf dem Mittenpol 1B aufliegt und die einen sich konisch erweiternden Abschnitt aufweist, dessen größter Durchmesser fern vom Mittenpol 1B liegt. Die konische fläche 13 am Mittenpol 1B wirkt mit der magnetischen Schale 22 so zusammen, daß eine magnetische Flußdichte erzeugt wird, die einen konstanten Kraftfaktor B . 1 wenigstens innerhalb der Hubgrenzen der Spule 5 zur folge hat.

Um zu verhindern, daß der äußere Umfang 22a des offenen Endes der Schale 22 aus magnetischem Material nachteilige Einflüsse auf die Verteilung der magnetischen Flußdichte im Magnetspalt 23 hat, ist es wichtig, daß der äußere Umfang 22a eine gegebene Distanz L von einer Verlängerung der Oberfläche 24 des Mittenpoles 1B aufweist, wo dieser den Magnetspalt mit der Platte 3 ausbildet. Fig. 7 zeigt zwei Flußverteilungskurven für den Magnetspalt 23- Kurve a, die mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist, repräsentiert die Flußverteilung, die man erhält, wenn die Distanz L zwischen dem äußeren Umfang 22a der Schale 22 und der Oberfläche 24 des Mittenpoles 1B vorhanden ist, und die Kurve b, die ausgezogen eingezeichnet ist, repräsentiert die Flußverteilung, die.man erhält, wenn keine Distanz L vorhanden ist, d.h., wenn der Außenumfng 22a den gleichen Durchmesser hat wie die Oberfläche 24. (Fig.6 zeigt, wie L zu messen ist). In letzterem Falle führt die Anwesenheit des Außenumfangs 22a der Schale 22 zu einem Bereich geringeren magnetischen Widerstandes im Spalt 23, und die resultierende Steigerung des magnetischen Flusses, der durch diesen Bereich verläuft, ruft eine Störung P in der Flußverteilung hervor, wodurch eine Störung des Stromes durch die Erregerspule verursacht wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es notwendig, daß die genannte Distanz L zwischen dem Außenumfang 22a der Schale 22 und der Projektion

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auf die Oberfläche 24 des Mittenpoles 1B vorhanden ist. In Fig. 7 gibt t die Dicke der Platte 3 art.

Auf den Mittenpol IB ist eine^Metallkappe 25 äufgepaßt, die die Schale 22 bedeckt. Die Kappe 25 besteht aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, und weist, wie in den Fig. 8a und 8B zu erkennen ist, einen zylindrischen Abschnitt 25a und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 25b auf, der sich an den zylindrischen Abschnitt anschließt und in einem flachen Boden 25dendet, der sich ohne Unterbrechung an den kegelstumpfförmigen Abschnitt anschließt und in der Mitte ein Loch 25c hat. Der Kegelstumpfförmige Bereich 25b ist geradlinig und bildet.einen Winkel θ mit der Seitenwand des zylindrischen Abschnitte 25a. Dies bedeutet, daß der kegelstumpfförmige Abschnitt 25b im Durchmesser von der Poloberseite ausgehend abnimmt.

Wie üblich, ist die Stärke der magnetischen Flußdichte im Spalt zwischen dem Mittenpol 1B und der Platte 3 von der Länge des magnetischen Weges abhängig. Durch Ausbildung der konischen Oberfläche unterhalb des Abschnitts 12 des Mittenpoles 1B, der der Platte 3 gegenübersteht und durch Anordnung der Schale 22 aus magnetischem Material auf der Oberseite des Mittenpoles wird ein Stufenprofil der magnetischen Flußdichte am Abschnitt 1.2 und der konischen Flache 13 sowie der Schale 23 von der Art erzielt werden, wie sie in Fig. 9B dargestellt ist. Selbst wenn die Erregerspule 5 aus der in Fig. 9A dargestellten Position in die in Fig. 1OA dargestellte Position gebracht wird, tritt keine Änderung im magnetischen . Gesamtfluß auf, der auf die Spule 5 wirkt und daher bleibt, wie Fig. 11 zeigt, der Wert des Kraftfaktors B

innerhalb der Hubgrenzen der Spule konstant. Als Folge davon bleibt auch die Antriebskraft F konstant,wie man aus den schraffierten Bereichen der Fig. 9B und 10B entnehmen kann, die der Kraft F entsprechen, die auf die Spule wirkt. Dies bedeutet, daß eine sinusförmig Antriebskraft F erzeugt wird, wenn durch die Spule 5 ein sinusförmiger Erregerstrom fließt.

Wenn, wie in Fig. 12 gezeigt, die Anschlußleitungen 26a und 26b der Erregerspule 5 an der Hülse 4 festgelötet werden, dann werden dabei unvermeidlich Eindrückungen erzeugt. Weil die Metallkappe 25 jedoch den Kegelstumpfabschnitt aufweist, kann diese von den nach innen vorstehenden Eindrückungen jedoch nicht berührt werden, so daß eine glatte Schwingbewegung der beweglichen Teile des Lautsprechersystems sichergestellt ist.

Beim Zusammenbau des Lautsprechersystems der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Schale aus magnetischem Material auf dem Mittenpol 1B so angeordnet, daß ihr Boden 22b auf der Oberseite des Poles aufliegt, und anschließend wird die Metallkappe 25 über den Mittenpol 1B so gestülpt, daß die Schale davon abgedeckt wird. Die Abmessungen der Metallkappe sind so gewählt, daß, wenn sie über den Mittenpol gestülpt wird, der äußere Umfang 22a des offenen endes der Schale 22 den Eckbereich 25e zwischen dem Kegelstumpfabschnitt 25b und dem Boden 25d der Kappe berührt. Durch Überstülpen der Metallkappe 25 über den Pol 1B wird daher die Schale 22 in Bezug auf den Pol zentriert.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die schrägverlaufenden Wände der Schale und der

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Metallkappe geradlinig; sie können jedoch auch gebogen ausgeführt sein. Aufgrund der Konizität kann die Metallkappe aus einem Rohling einfacher tiefgezogen werden als wenn sie nur einfach zylindrische Gestalt hätte und sie kann sogar relativ schlank sein.

Die vorangehend beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf einen Fall, wo die konische Fläche 13 des Mittenpols 1B zusammen mit der Schale 22 eine magnetische Flußdichte erzeugt, die den Wert deS Kraftfaktors B.l wenigstens innerhalb der Hubgrenzen der Erregerspule 5 konstant hält. Verschiedene Modifikationen können an dieser Anordnung vorgenommen werden, wie nachfolgend erläutert werden soll.

Eine Modifikation der Anordnung zur Beeinflussung der magnetischen Flußdichte ist im Schnitt in den Fig. 13A, 13B und 13D dargestellt, wobei Elemente, die denen der Fig. 5 gleichen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Das Poljoch 1 weist einen mittenpol 1B' auf, dessen Oberseite höher liegt als das obere Ende der Erregerspule 5 beim nach oben gerichteten Maximalhub derselben. Der Mittenpöls IB¹ weist eine konische Fläche 13 sowohl oberhalb als auch unterhalb des Abschnitts 12 auf, der der Platte 3 gegenübersteht. Diese konischen Flächen 13 nehmen jeweils im Durchmesser, vom Abschnitt 12 ausgehend, zu. Der Aufbau des Lautsprechersystems nach den Fig. 13A, 13B und 13D ist im übrigen der gleiche wie der in Fig. 5, mit der Ausnahme, daß die Schale 22 aus magnetischem Material von der sich nach oben erweiternden Fläche 13 ersetzt ist. Die zwei konischen Flächen 13, die am Umfang des Mittenpoles 1B^! ausgebildet sind, bilden zusammen eine magnetische Flußdichteverteilüng aus, die im wesentlichen die gleichen Vorteile erreicht,

die man mit der Ausführungsform nach Fig. 5 erzielt. Ein Stufenprofil, wie in den Fig. 13C und 13D wird am Abschnitt 12 und an den konischen Bereichen des Poles 1B¹ erzeugt. Fig. 13F zeigt den Zusammenhang zwischen Spulenhub und Kraftfaktor für das Lautsprechersystem nach Fig. 13A.

Die Konizität der Flächen 13 braucht nicht linear zu sein, die Flächen können, wie Fig. 14 mit dem Bezugszeichen 13' zeigt, bogenförmig sein. Die Verrundung jeder der Flächen 13' kann so gewählt sein, daß sich eine gleichförmige Flußdichteverteilung in der Nachbarschaft beider Enden der Erregerspule 5 ergibt. Die Dicke des Abschnitts 12 des Mittenpoles 13', der der Platte 3 gegenübersteht, braucht nicht ebenso groß zu sein wie die der Platte 3- Auch braucht der Mittenpol 1B· nicht unbedingt integral mit dem Joch ausgebildet zu sein, die Anordnung kann zwei- oder mehrteilig sein, wie Fig. 15 zeigt.

Fig. 16 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Beeinflussung der magnetischen Flußdichteverteilung, wobei wieder die übereinstimmenden Bauelemente mit den schon verwendeten Bezugszeichen versehen sind. Das Poljoch 1 weist einen Mittenpol 1C auf, dessen Oberseite , wie beim Beispiel nach Fig. 13, höher liegt als das obere Ende der Erregerspule 5 bei der oberen Hubgrenze. An der Oberseite und an der Unterseite der Platte 3 sind jeweils konisch verlaufende magnetische Platten angeordnet, die gegen den Mittenpol 1C so geneigt sind, daß der Durchmesser, von der Platte 3 ausgehend, kleiner wird. Die zwei magnetischen Platten bilden zusammen eine magnetische Flußdichteverteilung aus, die den Wert des Faktors B.l wenigstens im Be-

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reich der Hubgrenzen der Erregerspule 5 konstant hält. Gemäß der Anordnung, die in Fig. 16 dargestellt ist, erzeugt die Kombination der magnetischen Platten 14 ein abgestuftes Profil der magnetischen Flußdichte von der Art, wie sie in Fig. 17B dargestellt ist. Außer wenn die beiden Enden der Erregerspule 5 über den flachen Abschnitt zu beiden Seiten der Flußdichteverteilung hinaus bewegt werden, bleibt die Fläche des schraffierten Bereiches in Fig. 17 die gleiche und eine konstante Antriebskraft F wirkt auf die Spule 5. Als folge davon entsteht eine einfache, harmonische Kraft F, wenn durch die Spule 5 ein sinusförmiger Erregerstrom fließt, so daß mögliche harmonische Verzerrungen minimal gehalten werden.

Die Neigung des konischen Bereiches der Platte braucht nicht linear zu sein. Der Konus kann bogenförmig sein, entweder nach außen gebogen, wie Fig.i8A zeigt, oder nach innen gebogen, wie Fig. 18B zeigt, oder es kann auch eine Gestalt gewählt sein, wie sie die Fig. 18C oder 18D zeigen.

Eine weitere Modifikation der Anordnung ist im Längsschnitt in Fig. 19 gezeigt, worin jene Elemente, die mit denen nach Fig. 1 vergleichbar sind, wieder die entsprechenden Bezugszeichen tragen. Bei dieser Ausführungsform ist die Oberseite des Mittenpoles IA des Magnetjoches 1 mit einer konischen magnetischen Platte 15 versehen, deren Außendurchmesser vom Mittenpol ausgehend zunimmt. Außerdem ist die Oberseite der Platte 3 mit einer konischen magnetischen Platte 16 versehen, deren Innendurchmesser von der Platte 3 ausgehend abnimmt und die der magnetischen Platte 15 vis-a-vis gegenübersteht. Die zwei magnetischen Platten 15 und 16 erzeugen zusammen eine magnetische Fluß-

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dichteverteilung, die den Wert des Kraftfaktors B.I wenigstens innerhalb der Bewegungsgrenzen der Erregerspule 5 konstant hält. Gemäß der Anordnung nach Fig.19 erzeugt die Kombination der magnetischen Platten 15 und 16 ein Flußdichteverteilungsprofil der Art, die in Fig. 2OB dargestellt ist, und solang das obere Ende der Erregerspule 5 an seiner oberen Bewegungsgrenze innerhalb des Raumes liegt, der von den magnetischen Platten 15 und 16 begrenzt wird, bleibt die Fläche des schraffierten Bereiches in Fig. 2OB im wesentlichen die gleiche und es wird eine konstante Antriebskraft F an der Spule 5 erzeugt.

Bei der obenbeschriebenen Ausführungsform sind die magnetischen Platten 15 und 16 oberhalb der Erregerspule 5 angeordnet. Beide Platten können jedoch auch, wie in Fig. 21 dargestellt ist, unterhalb der Spule 5 angeordnet sein, wobei sich die Platte 15 von einem Mittenpol 1D, dessen Durchmesser unterhalb des Bereiches-, der der Platte 13 gegenübersteht, verringert ist, nach unten erstreckt. Diese Anordnung bietet ähnliche Vorteile wie jene, die mit der Anordnung nach Fig. 19 erzielbar sind. Die Neigung der magnetischen Platten 15 und 16 braucht nicht linear zu sein, die geneigten Bereiche können auch bogenförmig sein, wie in Fig. 18A und 18B gezeigt.

Eine weitere Modifikation einer Anordnung zur Beeinflussung der Flußdichteverteilung ist im Schnitt in Fig. 22 dargestellt, wobei vergleichbare Elemente wieder mit den schon bekannten Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform besteht das Chassis des Lautsprechersystems aus einem magnetischen Material und weist eine Erhöhung 17 am inneren Rand jenes Bereiches auf, an welchem das Chassis mit der Platte

verbunden ist. Die Erhöhung ist integral mit dem Chassis 7 ausgebildet und weist eine konische fläche auf, deren Innendurchmesser von der Oberseite der Platte 3 ausgehend abnimmt. Diese Erhöhung 17 erzeugt eine magnetische Flußdichteverteilung, die den Wert des Kraftfaktors B.l wenigstens innerhalb der Hubgrenzen der Erregerspule 5 konstant hält. Gemäß dieser Anordnung trägt die Erhöhung 17 zur Erzeugung eines Magnetflußdichteprofils bei, das im wesentlichen das gleiche ist, wie in Fig. 2OB dargestellt. Innerhalb der Bewegungsgrenzen der Spule 5 bleibt daher der Kraftfaktor B.l unabhängig vom Spuienhub konstant, und die Antriebskraft F, die auf die Spule 5 wirkt, ist nur eine Funktion des Erregerstromes mit der Folge, daß sich minimale Verzerrungen ergeben.

Die Neigung der konischen Erhöhung 17 braucht nicht linear zu sein, sie kann auch bogenförmig verlaufen, wie schon unter Bezugnahme auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschrieben. Gewünschtenfalls kann die Dicke der Erhöhung 17 zwischen ihrem Fuß und ihrem oberen Rand variieren.

Eine weitere Modifikation der Erfindung ist im Schnitt in Fig. 23 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Oberseite der Platte 3 direkt mit einer konischen magnetischen Platte 18 versehen, deren Innendurchmesser, von der Platte 3 ausgehend, abnimmt, während die Unterseite der Platte 3 in gleicher Weise mit einer konischen magnetischen Platte 19 versehen ist. Ein Abstandshalter hohen magnetischen Widerstandes ist zwischen die Platte 3 und die magnetische Platte 19 eingesetzt. Die Anordung der zwei magnetischen Platten 18 und 19 mit dem Abstandshalter 20 erzeugt eine Magnetflußdichteverteilung, die den Wert

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des Kraftfaktors B.I wenigstens im Bereich der Bewegungsgrenzen der Spule 5 konstant hält. Wenn die magnetische Platte 19 direkt an der Unterseite der Platte angebracht wäre , dann würde der Magnet 2, der dichter an der magnetischen Platte 19 als an der Platte 18 liegen würde, eine höhere magnetische Flußdichte aufseiten der Platte 19 als aufseiten der Platte 18 erzeugen und es würde dadurch die Linearität des Kraftfaktors B.l beeinträchtigt werden. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 23 wird durch geeignete Wahl der Dicke und des Materials des Abstandhalters 20 erreicht, daß die magnetische Flußdichte, die an der magnetischen Platte 18 agegeben ist, gleich jener ist, die an der Platte 19 herrscht, wodurch die Linearität des Kraftfaktors B.l verbessert wird.

Zwei Modifikationen der Ausführungsform nach Fig. 23 sind in den Fig. 24A und 24B dargestellt.

Wie vorangehend beschrieben, weist das Lautsprechersystem nach der vorliegenden Erfindung einen schalenförmigen Körper aus einem magnetischen Material auf, der am Mittenpol angeordnet ist und eine Metallkappe, die um den Mittenpol so angeordnet ist, daß sie den genannten schalenförmigen Körper bedeckt. Aufgrund dieser Anordnung wird die Antriebskraft, die an der Erregerspule erzeugt wird, konstant gehalten, unabhängig von der Spulenstellung, und als Folge davon können mögliche Verzerrungen, die sich aus dem Schall übertragen könnten, minimal gehalten werden. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß die Lage des genannten schalenförmigen Körpers von der Metallkappe automatisch zentriert wird, wenn diese über den Mittenpol gestülpt wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit einer besonderen Zentrierung beim Aufsetzen der

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Schale auf den Mittenpol, so daß der Zusammenbau der anordnung vereinfacht wird.

Wie oben beschrieben, werden an der Seite der Hülse 4 als Folge eines Lötvorganges an den zwei Anschlußleitern der Erregerspule Eindrückungen ausgebildet. Diese nach innen in die Hülse ragenden Eindrückungen berühren jedoch nicht den konischen Teil der Metallkappe und können daher die weiche Bewegung der beweglichen Teile des Lautsprechersystems nicht stören.

Wenn der Lautsprecher ein 2u starkes Erregersignal erhält, dann kann die Erregerspule Sich über den Magnetspalt hinaus bewegen. Es ist jedoch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Konizität der Metallkappe es ermöglicht, daß die Erregerspule schnell in den magnetischen Spalt zurückkehrt.

Wie oben beschrieben, verwendet das Lautsprechersystem nach der vorliegenden Erfindung eine Erregerspule, die auf eine größere Länge gewickelt ist als der Magnetspalt aufweist, und die Anordnung ist so gestaltet, daß ein konstanter Wert für B.l wenigstens innerhalb der Bewegungsgrenzen der Erregerspule erzielt wird. Als Folge davon ergibt sich eine auf die Erregerspule wirkende Kraft, die proportional zum Erregerstrom ist, wodurch mögliche harmonische Verzerrungen des erzeugten Schalls Vermieden werden. Ausf Fig. 25 geht augenscheinlich hervor, daß die vorliegende Erfindung ein Lautsprechersystem besserer akustischer Eigenschaften, als sie einem bekannten Lautsprechersystem innewohnen, besonders im unteren Frequenzbereich schafft. Der Unterschied geht aus dem

Vergleich der gestrichelten Linie, die für die Erfindung steht, mit der durchgezogenen Linie, die sich auf den Stand der Technik bezieht, deutlich hervor.

Claims

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DR K SCHUMANN r>.-_ ,

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PIONEER ELECTRONIC CORPORATION £ - ^βΞΞ^Γ*·... ~

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Meguro-ku, Tokyo, Japan

8000 München 22

MAXIMA ANSTRA55E 5Θ

P ig

Lautsprechersystem

Patentansprüche

1. Lautsprechersystem mit einem Joch, das einen

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Pol aufweist, gekennzeichnet durch

einen schalenförmigen Körper (22) aus magnetischem Material, der einen Boden (22b) aufweist, der auf der Poloberfläche des Poles (1Β,1Β·) aufliegt

und einen konischen Bereich, der sich im Durchmesser, 25

von der Poloberseite ausgehend, vergrößert, eine Metallkappe (25), die auf dem Pol (TB,1B·) so angeordnet ist, daß sie den schalenförmigen Körper (22) bedeckt, und die einen zylindrischen Abschnitt (25a) aufweist,

der auf den Pol (1B, 1B'> aufgepaßt ist, einen 30

kegelstumpfförmigen Abschnitt (25b), der sich an den zylindrischen Abschnitt (25a) anschließt und im Durchmesser, von der Poloberseite ausgehend, abnimmt und einen sich an den kegelstumpfförmigen Abschnitt (25b) anschließenden Boden (25d) aufweist, wobei der äußere

35'

Rand des offenen Endes (22a) des schalenförmigen

Körpers (22) den Übergangsbereich (25e) zwischen dem Boden (25d) und dem kegelstumpfförmigen Bereich (25b) der Kappe (25) berührt.

2. Lautsprechersystem mit einer Platte mit zentrischer Bohrung und einem Joch mit einem Pol, der sich durch die Bohrung der Platte erstreckt und mit der Platte einen Magnetspalt ausbildet, in der eine Erregerspule angeordnet ist, die eine größere Länge als der Spalt aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen (13 bis 19, 22) zur Beeinflussung der magnetischen Flußdichteverteilung vorgesehen sind derart, daß ein konstanter Wert von B.i wenigstens innerhalb der Bewegungsgrenzen der Schwingbewegung der Erregerspule (5) erreicht ist, worin B die magnetische Flußdichte ist, die auf die Erregerspule (5) wirkt und 1 die effektive Länge der Erregerspule (5) ist.

3. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet, daß die die magnetische Flußdichteverteilung beeinflussenden Einrichtungen aus wenigstens einem konischen Oberflächenbereich (13,13'.) an dem Pol (1B, 1B') aufweisen, dessen Durchmesser von dem Polbereich (12) , der der Platte (3) gegenübersteht, ausgehend zunimmt.

*f. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der konisehe Oberflächenbereich (13) unterhalb des Polbereiches (12) gelegen ist, der der Platte (3) gegenübersteht .

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5. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der konische Oberflächenbereich (13) unterhalb des Polber'eiches (12)

angeordnet ist, der der Platte (3) gegenübersteht. 5

6. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch;' gekennzeichnet , daß der¹ konische Oberflächenbereich zwei konische Oberflächenbereiöhe (13) aufweist, die oberhalb und unterhalb des Polbereiehes

!0 (12) angeordnet sind, der der Platte (3) gegenübersteht.

7. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch

g ekennzeichnet, daß der konische Oberflächenbereich (13) kegelstumpfformig (geradlinig) ist.

8. Lautsprechersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der konische Bereich verrundet ist.

9. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die die magnetische Flußdichteverteilung beeinflussenden Einrichtungen wenigstens eine konische magnetische Platte (14-19) aufweisen, die auf der magnetspaltbildenden Platte

(3) angeordnet ist und deren innerer Durchmesser von der genannten Platte (3) ausgehend zunimmt.

10. Lautsprechersystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetische Platte unterhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

11. Lautsprechersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Platte oberhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

12. Lautsprechersystem nach Anspruch 9, dadurch g ekennzeichnet, daß zwei magnetische Platten vorhanden sind, von denen eine unterhalb und die andere oberhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

13. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die die magnetische Flußdichteverteilung beeinflussenden Einrichtungen wenigstens eine konische magnetische Platte aufweist, die auf der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist und dem Pol (1B, 1B¹) gegenübersteht und deren Außendurchmesser von der spaltbildenden Platte ausgehend zunimmt.

14. Lautsprechersystem nach Anspruch 13, dadurch g ekennzeichnet, daß die magnetische Platte (14,15,16,19) unterhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

15- Lautsprechersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Platte (14,16,17) oberhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

16. Lautsprechersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß zwei magnetische Platten (14,18,19) vorhanden sind, von denen eine unterhalb der spaltbildenden Platte (3) und die andere oberhalb derselben angeordnet ist.

17. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die die magnetische Flußdichteverteilung beeinflussenden Einrichtungen wenigstens eine konische magnetische Platte (14-19) aufweisen, die an der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist und dem Magnetpol (1B, 1B^f) gegenübersteht und deren Innendurchmesser von der spaltbildenden Platte (3) ausgehend abnimmt.

18. Lautsprechersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Platte (14,15,16,19) unterhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

19. Lautsprechersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Platte (14,16,17) unterhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

20. Lautsprechersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß zwei magnetische Platten (14,18,19) vorhanden sind, von denen eine unterhalb und die andere oberhalb der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist.

21. Lautsprechersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein Abstandhalter (20) zwischen der magnetischen Platte (19) und der spaltbildenden Platte (3) angeordnet ist, der aus einem Material hohen magnetischen Widerstandes besteht.

3U4062

22. Lautsprechersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die die magnetische Flußdichteverteilung beeinflussende Einrichtung ein Chassis (7) aus magnetischem Material aufweist, die eine Erhöhung (17) am inneren Rand jenes Bereiches aufweist, das mit der spaltbildenden Platte (3) verbunden ist und die integral mit dem Chassis ausgebildet und eine konisch verlaufende Fläche aufweist, deren Innendurchmesser von der Oberseite der spaltbildenden Platte (3) ausgehend abnimmt.