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Perfectionnements aux appareils traducteurs de son
La présente invention est relative à des organes traducteurs dé son et se rapporte plus particu- lièrement à des perfectionnements et à des méthodes de fabrication des récepteurs téléphoniques du type à aimant permanent.
Suivant l'invention un organe traducteur de son est prévu dans lequel les éléments constituant le champ magnétique sont montés sur un support sensiblement non magnétique mais conducteur qui est couplé avec le circuit magnétique des éléments créant le champ de telle sorte qu'une partie de la composante alternative du flux dé- veloppé au cours du fonctionnement de l'appareil soit
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empêchée d'être en liaison avec le bâti.
L'invention sera mieux comprise d'après la descrip- tion suivante d'une réalisation de l'invention représentée aux plans par les figures 1 à 6. La fige 1 est une vue en élévation de côté représentée en coupe d'un organe traducteur de son. La fig. 2 est une vue en élévation de la partie avant de l'organe représenté à la fig, l, le diaphragme étant enlevé. La fig. 3 est une vue développée représentant la méthode de montage de l'organe repré- senté à la fig, 1. Les figs. 4 et 5 sont des vues détaillées de certains des éléments représentés aux figs.
1 et 3, et la fige 6 représente schématiquement la méthode de magnétisation de l'aimant permanent faisant partie des éléments du champ magnétique de l'organe re- présenté à la fig. 1. Un organe traducteur de son est représenté aux figs. 1, 2 et 3 sous la forme d'un récepteur téléphonique qui comprend un boitier 10 sous magnétique mais forme de cuvette construit en matériau non/conducteur tel que l'aluminium par exemple et dans lequel sont montés les éléments créant le champ magnétique de l'appa- reil. Le bord du boîtier 10 est prévu avec un rebord extérieur 11 formé d'une seule pièce avec un anneau 12, dont la surface extérieure est plane pour servir de surface de support au diaphragme 13 du récepteur.
De préférence le diaphragme 13 a une épaisseur de 0,020 centimètre approximativement et est construit en matériau magnétique, tel que par exemple l'acier au silicium, ayant une grande perméabilité aux courants alternatifs.
Les éléments du champ magnétique comprennent une paire de pièces polaires 14 et 15, sur lesquelles sont en- roulées les bobines 16 et 17 du récepteur recevant le
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courant à fréquence vocale, et un aimant permanent 18 sous forme de barre qui avec le diaphragme 13 et les pièces polaires 14 et 15 forment un circuit magnétique sensiblement fermé interrompu seulement par l'étroit 'entrefer à air existant entre les faces polaires des pièces 14 et 15 et le diaphragme 13, Les pièces polaires 14 et 15 sont prévues avec des prolongements extérieurs 14a et 15a respectivement qui s'adaptent parfaitement dans les ouvertures 19 et 20 pratiquées dans le fond du boitier 10, et qui dépassent le boitier 10 pour re- cevoir l'aimant permanent 18.
Danw le but de maintenir l'aimant 18 entre les prolongements 14a et 15a dee pièces polaires, les coins supérieurs, et plus 'particulièrement les bords, de l'électro-aimant sont biaisés comme indiqué . en 18a et 18b, et la partie supérieure des coins des pro- longements 14a et 15a des pièces polaires sont recourbées pour s'appliquer sur les bords biaisés de l'aimant de la manière indiquée à la fig. 5. De préférence la longueur de la barre est légèrement supérieure à l'écart entre les prolongements 14a et 15a des pièces polaires de telle sorte que les faces opposées des prolongements 14a et 15a des pièces polaires s'appliquent fermement sur les-faces de l'aimant afin d'obtenir un joint de faible reluctance entre les pièces polaires et l'aimant.
Il est à remarquer que le type d'assemblage qui vient d'être décrit sert à maintenir l'aimant 18 pour l'em- pécher de se déplacer-dans une direction quelconque et par conséquent cet aimant est maintenu fixement en place lorsque l'assemblage de l'appareil est terminé.
L'aimant 18 est de préférence constitué par un alliage composé de 24 - 26% de nickel, 11 - 13% d'alla- minium et 61 - 65% de fer, tel que par exemple l'alliage connu sous le nom d'Alnic ; tandis que les pièces poires
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14 et 15 sont de préférence constituées par un alliage comprenant approximativement 45% de nickel et 55% de fer tel que par exemple l'alliage connu sous le nom de "Alle- gheny Electric Metal". Lorsqu'il est constitué par de l'alliage " Alnic " l'aimant 18 après magnétisation possède une force coercitive de plus de 400 oersteds et une énergie de plus de 1 x 106 ergs par c.c., cette énergie étant le maximum de la rémanence mesurée en gauss et de la force coeraitive mesurée en oersteds.
L'enroulement magnétisant 16 est enroulé sur la pièce polaire 14 entre les deux joues 21 et 22 constituées par un matériau isolant et est isolé de la pièce polaire 14 par une feuille en matériau isolant 23 qui peut par exemple être constituée par une toile vernie. Les ex- nt trémités de l'enroulement 16 passe/à l'extérieur à travers des trous pratiqués dans la paroi intérieure des joues 21 et 22 pour être attachées aux pièces de connexion 21a et 22a faisant corps respectivement avec les joues 21 et 22 et débordant par rapport à ces joues. D'une manière analogue, l'enroulement 17 est enroulé sur la pièce polaire 15 entre les deux joues 24 et 25 et est isolé de cette pièce polaire 15 par une couche en matériau isolant 26.
Les extrémités de cet enroulement passent à l'extérieur à travers des trous pratiqués dans la paroi interne des joues 24 et 25 pour être accrochées à des pièces de connexion 24a et 25a faisant corps respectivement avec les joues 24 et 25 et débordant par rapport à celles-ci.
Les deux enroulements 16 et 17 sont connectés en série en soudant ensemble les extrémités de ces enroulements aboutissant aux pièces de connexion 22a et 24a. Les deux autres pièces de connexion se prolongent vers l'extérieur et sont connectées aux bornes de connexion de l'appareil,
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qui dans la disposition représentée comprend un boitier
27 conducteur 10 et une pièce de contact/on forme de U dont les deux branches sont à califourchon sur l'aimant 18 et fixées au boitier 10. Les extrémités de ces branches de la pièce de contact 27 sont recourbées vers l'extérieur et munies de trous 28a et 28b qui correspondent aux trous 29a et 29b pratiqués dans le boitier 10.
La pièce de contact 27 est fixée au boitier 10 au moyen de rivets 30a et 50b passant à travers les ouvertures res- pectives 28a, 29a et 28b, 29b, et est.- isolée du boitier 10 par des rondelles isolantes 31a, 31b, 32a et 32b de la manière représentée.
Comme indiqué ci-dessus, le boitier 10 à travers nt lequel passe/les prolongements 14a et 15a des pièces polaires est couplé d'une façon serrée au circuit magné- tique des éléments créant le champ et constitue effective- ment un conducteur en court-circuit entourant chacune des deux pièces polaires 14 et 15. Le couplage inductif serré entre le boitier et le circuit magnétique des élé- ments créant le champ résulte du fait que les parois latérales des ouvertures 19 et 2D sont très bien adaptées aux prolongements 14a et 15a des pièces polaires afin de servir de support à ces éléments créant le champ et afin d'empêcher la poussière et l'humidité de pénétrer à l'intérieur de boitier 10.
Avec cette disposition, un flux alternatif ou ondulé traversant les pièces polaires 14 et 15 et l'aimant 18 provoque:¯, nécessairement des tensions induites dans le boitier'conducteur 10 de sorte qu'une partie de l'énergie du courant alternatif produisant le flux alternatif est nécessairement dissipée par hystérisis et courants de Foucault dans le boitier. Afin d'empêcher que le flux alternatif produit au cours du fonctionnement
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de l'appareil ne soit dérivé par le boitier 10, on a prévu à l'intérieur du boitier un chemin auxiliaire pour le flux afin de le faire passer d'une pièce polaire à l'autre. Ce chemin auxiliaire du flux comprend les saillies 14b et 15b faisant corps avec leur pièce polaire respective 14 et 15,et se dirigeant l'une vers l'autre.
Les extrémités voisines des saillies 14b et 15b sont séparées par un entrefer à air 33 qui est proportionné de telle sorte que l'aimant 18 n'est pas effectivement court-circuité et qu'une quantité sensible du flux permanent produit par l'aimant 18 soit obligéede traverser le diaphragme 13.
De préfé- rence, cet entrefer à air est de l'ordre de 0,159 cm., Les pièces polaires 14 et 15 sont de préférence pro- duites par estampage d'une pièce plane et au cours de 1' estampage elles sont découpées avec les parties 14b et 15b dans lesquelles sont pratiquées plusieurs ouvertures 34 et 35, qui sont utilisées pour fixer les pièces polaires au boitier 10 par l'intermédiaire de rivets ou boulons 36 et 37 passant à travers les ouvertures 34 et 35 res- pectivement, et à travers les ouvertures 38 et 39 pra- tiquées dans le fond du boîtier 10 et espacées pour correspondre aux ouvertures 34 et 35.
L'assemblage du diaphragme comprend en plus du diaphragme 13 une plaque interne 40, un pavillon 41, un anneau de support 42 et un anneau d'assemblage 43.
La plaque interne 40 détermine avec le diaphragme 13 et l'anneau 12 une chambre d'assourdissement voisine de la surface interne du diaphragme 13, tandis que le pavillon détermine avec le diaphragme 13 une chambre de résonance voisine de la surface extérieure du dia- phragme. Les dimensions de la chambre d'assourdissement
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et des passages rétrécis qui y communiquent sont pro- portionnées de telle sorte que la pointe dans la carac- téristique de réponse de l'appareil produite pour la fréquence de vibration naturelle du diaphragme 15 soit sensiblement réduite de manière à -aplatir la caractéris- tique de réponse de l'appareil aux différentes fréquences.
Plus particulièrement, la plaque interne 40 qui est con- stituée.d'un matériau non-magnétique tel que l'aluminium par exemple est munie de six ouvertures 44 et un anneau plat 45 est monté sur cette plaque à une certaine dis- tance de manière à déterminer un passage annulaire 46 relativement long, étroit et rétréci pour communiquer entre l'intérieur du boitier 10 et la chambre formée entre la plaque 40 et le diaphragme 13.
En propor- tionnant convenablement la dimension des trous 44 et la longueur et la largeur du passage rétréci 46, l'im- pédanoe acoustique de la chambre voisine de la surface interne du diaphragme 13 peut être convenablement pro- portionnée pour donner l'effet d'assourdissement maximum désiré dans la bande de fréquence comprenant la fré- quence de vibration naturelle du diaphragme 13, cette bande provoquant le plus facilement de la distorsion dans la caractéristique de réponse de l'appareil. La couche d'air de cette chambre sert à augmenter arti- ficiellement la rigidité du diaphragme 13 et améliore de ce fait la fidélité de reproduction de l'appareil.
Les dimensions suivantes de la chambre d'assourdisse- ment et des passages communiquantsont été trouvées les plus satisfaisantes en pratique Diamètre de la chambre 4,275 cms.
Profondeur de la chambre 0,076 cms.
Diamètre des trous 44 0,193 cms.
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Profondeur du passage 46 0,0076 cms. à
0,0102 cms
Largeur de l'anneau 45 0,810 cms.0. 10102
Diamètre extérieur de l'anneau 45 5,667 cms.
Comme représenté à la fige 4 l'anneau 45 est sé- paré de la plaque interne 40 par l'intermédiaire de ron- delles minces 47 et est montée sur la plaque 40 au moyen de rivets 48 passant à travers les rondelles et des ou- vertures correspondantes respectives 49 et 50 prévues dans la plaque 40 et l'anneau 45. Comme représenté à la fige 3, les ouvertures 49 et 50 au travers des- quelles passent les rivets de fixation 48, sont flexibles de telle sorte que l'assemblage comprenant la plaque 40 et l'anneau 45 soient empêchés de se courber. La plaque 40 possède une paire de rainures 40a et 40b à travers lesquelles les extrémités des pièces polaires 14 et 15 passent. Une rainure transversale 40c reliant les deux rainures 4oa et 40b est également prévue pour empê- cher la circulation des courants de Foucault dans la plaque 40.
Les dimensions des rainures 40a et 40b sont sensiblement plus grandes que les dimensions de la section des extrémités des pièces polaires 14 et 15 de telle sorte que des entrefers à air relativement grands sont prévus entre les surfaces voisines de la pièce polaire et de la plaque 40 de façon à ce que le couplage entre le circuit magnétique des éléments du champ magnétique et la plaque 40 soit extrêmement lâche et que la production de courants de Foucault dans la plaque soit sensiblement empêchée.
Le pavillon 41 est prévu avec une ouverture centrale 51 à travers laquelle les ondes sonores sont transmises de la chambre de résonance à l'extérieur de l'appareil. Le pavillon 41 est également prévu
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avec.une saillie annulaire 52 ayant une surface supérieure plane qui est combinée pour agir de même que la surface inférieure opposée de la partie annulaire 12 du boitier entre elles 10 pour serrer/à la périphérie,le diaphragme 13 pour que la périphérie de ce diaphragme 13 soit serrée sous une pression uniforme en tous ses points le long de sa circonférence extérieure.
De préférence, les dimensions de la chambre de résonance extérieure et du passage 51 sont proportionnées de telle sorte que la fréquence de vibration naturelle de la chambre se trouve approximativement être de 2.700 cycles par seconde, d'où il s'ensuit que la réponse du système mobile se trouve élevée.du fait de sa constitution jusqu'aux fréquences comprises dans la bande de fréquence de 2.400 à 2.800 cycles par seconde. Pour réaliser cette réponse à une fréquence plus élevée dans la bande de fréquence indiquée, on a trouvé en pratique que les dimensions suivantes de la chambre de résonance et du passage 51 sont satisfaisantes:
Diamètre extérieur de la chambre voisine du diaphragme 4,287 cms.
Profondeur maximum de la chambre 0,084 cms.
Diamètre du passage 51 ' 0,635 cms.
Profondeur du passage 51 0,129 cms.
Dans la construction de l'appareil décrit ci- dessus; la borne de connexion 27 est d'abord montée sur le boitier 10 d'une manière précédemment indiquée, et les prolongements 14a et 15a des pièces polaires 14 et 15 sont Introduites respectivement à travers les ouvertures 19 et 20. Cette dernière opération est exécutée lorsque les enroulements 16 et 17 sont complè- tement assemblés sur les pièces polaires 14 et 15.
Après que les prolongements 14a et 15a des pièces polaires
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sont introduits à travers les ouvertures 19 et 20, l'aimant 18 qui à ce moment n'est pas magnétisé, est introduit de force entre les faces des prolongements des pièces polaires, et les prolongements sont amenés par pression à se rapprocher nt l'un de l'autre pour que leur face interne vienne s'appliquer fermement sur les faces polaires de l'aimant 18. Simul- tanément, les prolongements 14b et 15b des pièces polaires 14 et 15 sont amenés par pression contre la paroi du fond du boitier 10 et les rivets 36 et 37 sont introduits à travers les ouvertures pratiquées dans le boitier 10 et les pièces polaires, et leurs extrémités sont aplaties de la manière habituelle, pour fixer rigidement les élé- ments créant le champ au boitier 10.
En même temps que les forces indiquées ci-dessus sont appliquées aux pièces polaires 14 et 15, les parties supérieures des coins des prolongements 14a et 15a des pièces polaires sont recourbées contre les bords biaisés 18a et 18b de l'aimant 18. La plaque interne 40 est introduite de'force et s'adapte parfaitement aux parois latérales de l'anneau 12 pour venir s'appliquer contre le rebord formé par la face inférieure du bord 11 du boitier.
Cette opération est exécutée lorsque l'anneau plat 45 est monté sur la,plaque 40. La plaque interne 40 est rigidement maintenue dans la partie annulaire 12 du boitier 10 en donnant des coups de pointeau sur la surface interne de la partie annulaire 12 et en des points écartés l'un de l'autre le long de la circonfé- rende de la manière bien connue.
Un joint scellé est également prévu entre la plaque 40 et les extré- mités des faces polaires des pièces polaires 14 et 15 en versant un compound isolant tel qu'un ciment de bakelite par exemple dans l'espace compris entre les
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parois latérales des rainures 40a et 40b et les faces latérales des pièces polaires 14 et 15 pour être assuré que la chambre d'assourdissement ne corresponde seule- ment qu'avec l'intérieur du boitier 10 par l'intermédiaire du passage rétréci 46 décrit ci-dessus.
Le diaphragme 13 est alors serré entre les surfaces de serrage des deux parties annulaires 12 et 52 et la bague 43 de maintien ainsi que l'anneau 42 sont introduits d'une manière télescopique sur le pavillon 41 jusqu'à ce que le rebord 43a s'engage sur la partie filetée du pavillon 41, d'où il s'ensuit que le rebord de la bague de maintien 43 est recourbé comme indiqué en 43b pour s'appliquer sur la partie inférieure du rebord 11 du 'boîtier 10.
L'étape finale dans la construction de l'appareil est celle de la magnétisation de l'aimant 18. A cette fin, comme indiqué à la fig. 6, l'appareil assemblé est placé de telle sorte que l'aimant 18 se trouve entre les p8les 53a et 53b d'un électro-aimant 53 ayant son enroulement 54 connecté à travers les contacts d'un Interrupteur 55 à une source à courant continu, non représentée, mais ayant ses bornes positive et négative connectées aux bornes 56. Afin d'accélérer la magné- tisation, les p8les 533. et 53b de l'électro-aimant 53 sont prévus avec des parties découpées 57a ef 57b dans lesquelles les branches de la pièce de contact 27 en forme de U et les têtes des'rivets 30a et 30b peuvent passer.
Par cette disposition, les prolongements 14a et 15a des pièces polaires peuvent être amenés très près des faces polaires respectivement des pôles 53b et 53a de telle sorte qu'un minimum de flux de fuite se présente. Lorsque l'aimant 18 est complètement magnétisé, la dernière étape de la construction de l'appareil est achevée et 'l'appareil est prêt à l'usager
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Dans le fonctionnement de l'appareil décrit et combiné de la maniera indiquée ci-dessus, une force d'attraction est normalement exercée sur le diaphragme 13 du fait du flux produit par le champ magnétique développé par l'aimant 18. A cause de la longueur de l'entrefe@ 33 l'aimant 18 n'est pas court-circuité et une partie im- portante du flux traverse le diaphragme 13.
Lorsque les courants de signalisation entrantstraversent les enroulements 16 et 17 pour les fréquences vocales, le flux permanent est augmenté et diminué de la manière habituelle suivant les variations des courants de signa- lisation. Les variations dans le flux traversant les pièces polaires 14 et 15 produisent des tensions in-
10 duites dans le boitier conducteur/couplé d'une manière serrée et les courants résultants qui circulent provo- quent la naissance de forces contre-électromotrices qui s'opposent aux variations du flux de la manière habituelle.
Par conséquent, la reluctance de la partie du circuit magnétique comprenant l'aimant 18 et les pro- longements 14a et 15a des pièces polaires est effective- ment augmentée de telle sorte que la plus grande partie de la composante alternative du flux traverse le parcours auxiliaire décrit ci-dessus et comprenant les saillies 14b et 15b des pièces polaires et n'est par conséquent pas dérivée par le boitier 10. Comme résultat, une petite partie seulement de l'énergie des courants de signalisation est dissipée par hystérisis et courant de Foucault dans le boitier 10.
Les variations du flux traversant le diaphragme 13 font vibrer ce diaphragme de la manière habituelle de telle sorte que des ondes sonores sont transmises par l'ouverture 31 vers l'ex-' térieur du pavillon 41 et l'existence de la chambre in-
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térieure d'assourdissement déterminée par la plaque 40 empêche une réponse excessive du diaphragme 13 aux fré- quences approchant de la fréquence de vibration naturelle du diaphragme. L'existence de la chambre de résonance déterminée par le pavillon 41 rehausse la fréquence de réponse du système mobile à des fréquences situées dans la partie supérieure de la bande de fonctionnement. Par conséquent une caractéristique de réponse sensiblement plate et spécifique de la fédilité de reproduction est obtenue.
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Improvements to sound translators
The present invention relates to sound translators and relates more particularly to improvements and methods of manufacturing telephone receivers of the permanent magnet type.
According to the invention a sound translator member is provided in which the elements constituting the magnetic field are mounted on a substantially non-magnetic but conductive support which is coupled with the magnetic circuit of the elements creating the field such that part of the AC component of the flux developed during operation of the device, either
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prevented from being in connection with the frame.
The invention will be better understood from the following description of an embodiment of the invention shown on the plans by Figures 1 to 6. Figure 1 is a side elevational view shown in section of a translator member. of his. Fig. 2 is an elevational view of the front part of the member shown in fig, 1 with the diaphragm removed. Fig. 3 is a developed view showing the method of mounting the member shown in fig, 1. Figs. 4 and 5 are detailed views of some of the elements shown in Figs.
1 and 3, and fig. 6 schematically represents the method of magnetization of the permanent magnet forming part of the elements of the magnetic field of the organ shown in FIG. 1. A sound translator organ is shown in FIGS. 1, 2 and 3 in the form of a telephone receiver which comprises a casing 10 in magnetic form but in the form of a bowl constructed of non-conductive material such as aluminum for example and in which are mounted the elements creating the magnetic field of l 'device. The edge of the housing 10 is provided with an outer rim 11 formed integrally with a ring 12, the outer surface of which is planar to serve as a support surface for the diaphragm 13 of the receiver.
Preferably the diaphragm 13 has a thickness of approximately 0.020 centimeters and is constructed of a magnetic material, such as for example silicon steel, having a high permeability to alternating currents.
The elements of the magnetic field comprise a pair of pole pieces 14 and 15, on which are wound the coils 16 and 17 of the receiver receiving the signal.
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current at voice frequency, and a permanent magnet 18 in the form of a bar which together with the diaphragm 13 and the pole pieces 14 and 15 form a substantially closed magnetic circuit interrupted only by the narrow air gap existing between the pole faces of the pieces 14 and 15 and the diaphragm 13, The pole pieces 14 and 15 are provided with external extensions 14a and 15a respectively which fit perfectly into the openings 19 and 20 made in the bottom of the housing 10, and which protrude from the housing 10 to re - see the permanent magnet 18.
In order to keep the magnet 18 between the extensions 14a and 15a of the pole pieces, the upper corners, and more particularly the edges, of the electromagnet are biased as shown. at 18a and 18b, and the upper part of the corners of the extensions 14a and 15a of the pole pieces are curved to rest on the biased edges of the magnet as shown in FIG. 5. Preferably the length of the bar is slightly greater than the distance between the extensions 14a and 15a of the pole pieces so that the opposite faces of the extensions 14a and 15a of the pole pieces are firmly on the faces of the pole pieces. magnet to obtain a low reluctance seal between the pole pieces and the magnet.
It should be noted that the type of assembly just described serves to hold the magnet 18 to prevent it from moving in any direction and therefore this magnet is held fixedly in place when the device assembly is complete.
The magnet 18 is preferably made of an alloy composed of 24 - 26% nickel, 11 - 13% aluminum and 61 - 65% iron, such as, for example, the alloy known under the name of Alnic; while the pear pieces
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14 and 15 are preferably made of an alloy comprising approximately 45% nickel and 55% iron such as for example the alloy known under the name of "Allegheny Electric Metal". When it is made of the "Alnic" alloy, the magnet 18 after magnetization has a coercive force of more than 400 oersteds and an energy of more than 1 x 106 ergs per cc, this energy being the maximum of the remanence measured in gauss and the coaitive force measured in oersteds.
The magnetizing winding 16 is wound on the pole piece 14 between the two cheeks 21 and 22 formed by an insulating material and is isolated from the pole piece 14 by a sheet of insulating material 23 which may for example consist of a varnished canvas. The ends of the winding 16 pass / to the outside through holes made in the inner wall of the cheeks 21 and 22 to be attached to the connecting pieces 21a and 22a which are respectively integral with the cheeks 21 and 22 and overflowing in relation to these cheeks. In a similar manner, the winding 17 is wound on the pole piece 15 between the two cheeks 24 and 25 and is isolated from this pole piece 15 by a layer of insulating material 26.
The ends of this winding pass to the outside through holes made in the internal wall of the cheeks 24 and 25 to be hooked to the connection pieces 24a and 25a forming a body respectively with the cheeks 24 and 25 and protruding from those. -this.
The two windings 16 and 17 are connected in series by welding together the ends of these windings leading to the connection pieces 22a and 24a. The other two connection pieces extend outwards and are connected to the connection terminals of the device,
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which in the arrangement shown comprises a housing
27 conductor 10 and a U-shaped contact piece, the two branches of which are astride the magnet 18 and fixed to the housing 10. The ends of these branches of the contact piece 27 are bent outwards and provided holes 28a and 28b which correspond to holes 29a and 29b made in the housing 10.
The contact piece 27 is fixed to the housing 10 by means of rivets 30a and 50b passing through the respective openings 28a, 29a and 28b, 29b, and is isolated from the housing 10 by insulating washers 31a, 31b, 32a and 32b as shown.
As indicated above, the housing 10 through which the pole piece extensions 14a and 15a pass is tightly coupled to the magnetic circuit of the field creating elements and effectively constitutes a short conductor. circuit surrounding each of the two pole pieces 14 and 15. The tight inductive coupling between the case and the magnetic circuit of the elements creating the field results from the fact that the side walls of the openings 19 and 2D are very well suited to the extensions 14a and 15a pole pieces in order to serve as a support for these elements creating the field and in order to prevent dust and humidity from penetrating inside the box 10.
With this arrangement, an alternating or undulating flow passing through the pole pieces 14 and 15 and the magnet 18 causes: ¯, necessarily voltages induced in the conductor box 10 so that part of the energy of the alternating current producing the alternating flux is necessarily dissipated by hysteresis and eddy currents in the case. In order to prevent the alternating flow produced during operation
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of the device is bypassed by the box 10, there is provided inside the box an auxiliary path for the flow in order to pass it from one pole piece to another. This auxiliary flow path comprises the projections 14b and 15b forming an integral part of their respective pole pieces 14 and 15, and pointing towards one another.
The adjacent ends of the protrusions 14b and 15b are separated by an air gap 33 which is proportioned so that the magnet 18 is not effectively short-circuited and that a substantial amount of the permanent flux produced by the magnet 18 either have to pass through the diaphragm 13.
Preferably this air gap is on the order of 0.159 cm. The pole pieces 14 and 15 are preferably produced by stamping a planar piece and during stamping they are cut with the pins. parts 14b and 15b in which are made several openings 34 and 35, which are used to fix the pole pieces to the housing 10 by means of rivets or bolts 36 and 37 passing through the openings 34 and 35 respectively, and to through the openings 38 and 39 made in the bottom of the housing 10 and spaced to correspond to the openings 34 and 35.
The diaphragm assembly comprises in addition to the diaphragm 13 an inner plate 40, a bell 41, a support ring 42 and an assembly ring 43.
The internal plate 40 determines with the diaphragm 13 and the ring 12 a sound chamber close to the internal surface of the diaphragm 13, while the horn determines with the diaphragm 13 a resonance chamber close to the external surface of the diaphragm . The dimensions of the sound chamber
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and the narrowed passages communicating thereto are proportioned such that the peak in the response characteristic of the apparatus produced for the natural vibrational frequency of the diaphragm 15 is substantially reduced so as to flatten the characteristic. response of the device to different frequencies.
More particularly, the internal plate 40 which is made of a non-magnetic material such as aluminum for example is provided with six openings 44 and a flat ring 45 is mounted on this plate at a certain distance of. so as to determine a relatively long, narrow and narrowed annular passage 46 to communicate between the interior of the housing 10 and the chamber formed between the plate 40 and the diaphragm 13.
By properly proportioning the size of the holes 44 and the length and width of the narrowed passage 46, the acoustic impedance of the chamber adjacent to the inner surface of the diaphragm 13 can be suitably proportioned to give the effect of The maximum desired mute in the frequency band comprising the natural vibrating frequency of diaphragm 13, which band most easily distorts the response characteristic of the apparatus. The air layer of this chamber serves to artificially increase the rigidity of the diaphragm 13 and thereby improves the reproducibility of the apparatus.
The following dimensions of the sound chamber and the communicating passages have been found to be the most satisfactory in practice. Chamber diameter 4.275 cms.
Depth of the chamber 0.076 cms.
Diameter of the holes 44 0.193 cms.
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Passage depth 46 0.0076 cms. at
0,0102 cms
Ring width 45 0.810 cms. 0. 10102
External diameter of the ring 45 5.667 cms.
As shown in Fig. 4 the ring 45 is separated from the inner plate 40 by means of thin washers 47 and is mounted on the plate 40 by means of rivets 48 passing through the washers and holes. respective corresponding vertices 49 and 50 provided in the plate 40 and the ring 45. As shown in fig. 3, the openings 49 and 50 through which the fixing rivets 48 pass are flexible so that the assembly including plate 40 and ring 45 are prevented from bending. Plate 40 has a pair of grooves 40a and 40b through which the ends of pole pieces 14 and 15 pass. A transverse groove 40c connecting the two grooves 4oa and 40b is also provided to prevent the circulation of eddy currents in the plate 40.
The dimensions of the grooves 40a and 40b are substantially larger than the dimensions of the section of the ends of the pole pieces 14 and 15 so that relatively large air gaps are provided between the neighboring surfaces of the pole piece and the plate 40 so that the coupling between the magnetic circuit of the magnetic field elements and the plate 40 is extremely loose and the production of eddy currents in the plate is substantially prevented.
The horn 41 is provided with a central opening 51 through which the sound waves are transmitted from the resonance chamber to the exterior of the apparatus. Pavilion 41 is also planned
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with an annular protrusion 52 having a planar upper surface which is combined to act as the opposite lower surface of the annular portion 12 of the housing therebetween to clamp / at the periphery, the diaphragm 13 so that the periphery of this diaphragm 13 is tightened under uniform pressure at all points along its outer circumference.
Preferably, the dimensions of the outer resonant chamber and passage 51 are proportioned such that the natural vibrating frequency of the chamber is found to be approximately 2,700 cycles per second, hence the response of the mobile system is found to be high due to its constitution up to the frequencies included in the frequency band from 2,400 to 2,800 cycles per second. In order to achieve this response at a higher frequency in the indicated frequency band, it has been found in practice that the following dimensions of the resonance chamber and of the passage 51 are satisfactory:
External diameter of the chamber adjacent to the diaphragm 4.287 cms.
Maximum depth of the chamber 0.084 cms.
Passage diameter 51 '0.635 cms.
Passage depth 51 0.129 cms.
In the construction of the apparatus described above; the connection terminal 27 is first mounted on the housing 10 in a manner previously indicated, and the extensions 14a and 15a of the pole pieces 14 and 15 are introduced respectively through the openings 19 and 20. The latter operation is carried out when windings 16 and 17 are completely assembled on pole pieces 14 and 15.
After the extensions 14a and 15a of the pole pieces
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are introduced through the openings 19 and 20, the magnet 18 which at this moment is not magnetized, is forcibly introduced between the faces of the extensions of the pole pieces, and the extensions are brought by pressure to approach nt the one from the other so that their internal face comes to rest firmly on the pole faces of the magnet 18. Simultaneously, the extensions 14b and 15b of the pole pieces 14 and 15 are brought by pressure against the bottom wall of the magnet. housing 10 and the rivets 36 and 37 are introduced through the openings made in the housing 10 and the pole pieces, and their ends are flattened in the usual way, to rigidly fix the elements creating the field to the housing 10.
At the same time as the forces indicated above are applied to the pole pieces 14 and 15, the upper parts of the corners of the extensions 14a and 15a of the pole pieces are bent against the biased edges 18a and 18b of the magnet 18. The inner plate 40 is introduced de'force and adapts perfectly to the side walls of the ring 12 to come to rest against the rim formed by the underside of the edge 11 of the housing.
This operation is carried out when the flat ring 45 is mounted on the plate 40. The internal plate 40 is rigidly held in the annular part 12 of the housing 10 by punching the internal surface of the annular part 12 and pressing it down. points spaced apart along the circumference in the well known manner.
A sealed joint is also provided between the plate 40 and the ends of the pole faces of the pole pieces 14 and 15 by pouring an insulating compound such as a bakelite cement for example into the space between the poles.
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side walls of the grooves 40a and 40b and the side faces of the pole pieces 14 and 15 to ensure that the muffling chamber only matches with the interior of the housing 10 through the narrow passage 46 described above. -above.
The diaphragm 13 is then clamped between the clamping surfaces of the two annular parts 12 and 52 and the retaining ring 43 as well as the ring 42 are introduced in a telescopic manner on the bell 41 until the flange 43a s 'engages on the threaded part of the bell 41, from which it follows that the rim of the retaining ring 43 is bent as indicated at 43b to rest on the lower part of the rim 11 of the' housing 10.
The final step in the construction of the apparatus is that of the magnetization of the magnet 18. To this end, as shown in fig. 6, the assembled apparatus is placed such that the magnet 18 is between the poles 53a and 53b of an electromagnet 53 having its winding 54 connected through the contacts of a switch 55 to a current source. continuous, not shown, but having its positive and negative terminals connected to the terminals 56. In order to accelerate the magnetization, the poles 533. and 53b of the electromagnet 53 are provided with cut-out parts 57a and 57b in which the branches of the U-shaped contact piece 27 and the rivet heads 30a and 30b can pass.
By this arrangement, the extensions 14a and 15a of the pole pieces can be brought very close to the pole faces respectively of the poles 53b and 53a so that a minimum of leakage flow occurs. When the magnet 18 is completely magnetized, the last step in the construction of the apparatus is completed and the apparatus is ready for use.
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In the operation of the apparatus described and combined in the manner indicated above, an attractive force is normally exerted on the diaphragm 13 due to the flux produced by the magnetic field developed by the magnet 18. Because of the gap length @ 33 Magnet 18 is not short-circuited and a significant portion of the flux passes through diaphragm 13.
When the incoming signaling currents flow through the windings 16 and 17 for the voice frequencies, the permanent flux is increased and decreased in the usual way according to the variations of the signaling currents. The variations in the flux passing through the pole pieces 14 and 15 produce internal voltages.
10 picks in the tightly coupled / conductive housing and the resulting currents flowing cause back-electromotive forces to arise which oppose changes in flux in the usual manner.
Consequently, the reluctance of the part of the magnetic circuit comprising the magnet 18 and the extensions 14a and 15a of the pole pieces is effectively increased so that most of the AC component of the flux passes through the auxiliary path. described above and comprising the protrusions 14b and 15b of the pole pieces and is therefore not derived by the housing 10. As a result, only a small part of the energy of the signal currents is dissipated by hysteresis and eddy current. in the box 10.
The variations in the flux passing through the diaphragm 13 cause this diaphragm to vibrate in the usual manner so that sound waves are transmitted through the opening 31 to the exterior of the horn 41 and the existence of the internal chamber.
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The damping rate determined by plate 40 prevents excessive response of diaphragm 13 at frequencies approaching the natural vibrating frequency of the diaphragm. The existence of the resonance chamber determined by horn 41 enhances the response frequency of the mobile system to frequencies in the upper part of the operating band. Therefore a substantially flat and specific response characteristic of reproductive federability is obtained.