BRPI0201190B1

BRPI0201190B1 - Neodymium magnet speaker cup

Info

Publication number: BRPI0201190B1
Application number: BRPI0201190-5A
Authority: BR
Inventors: Tiziano Nili; Carlos Sancisi; Eleuterio Benedetti
Original assignee: Ask Ind Spa
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2015-08-18
Also published as: AR032994A1; EP1248494A2; EP1248494B1; PL211427B1; DE60233455D1; BR0201190A; ITRE20010026A1; ITRE20010026A0; PL352984A1; ATE441290T1; EP1248494A3; EP1248494B8; ES2332446T3

Description

"COPO PARA ALTO-FALANTES COM IMÃ DE NEODIMIO"."NEODIMO MAGNET SPEAKER CUP".

Descrição [001] A presente invenção relaciona-se com um alto- falante com imãs de neodimio. [002] Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se com um copo de alto-falante com imãs de neodimio, ao qual podem ser associados discos planos superiores, particularmente adequados para serem aplicados em alto-falantes convencionais ou de conjunto invertido. Como é sabido, a estrutura metálica que constitui o chamado copo externo dos atuais alto-falantes pode ser realizada quer por torneamento, com ou sem descarqa traseira e com ou sem flanges de resfriamento, para custos econômicos um tanto altos e poucos, ou moldando ou girando. Em qualquer caso, as superfícies metálicas internas dos citados copos estão um pouco próximas do imã, em extensão tal de modo a encurtar o citado imã, com uma subtração de fluxo útil na folga magnética que faz a eficiência do sistema cair. Como é sabido, para recuperar tal eficiência, imãs tendo um diâmetro maior devem ser usados. [003] Uma outra desvantagem reside em que o volume de ar disponível no interior do circuito magnético é modesto e de tal modo a não permitir uma boa ventilação e um resfriamento adequado da bobina móvel. [004] O objetivo da presente invenção é eliminar a desvantagem mencionada anteriormente. [005] Em seu aspecto o mais geral, a presente invenção permite obter estes e outro propósitos, como estará claro graças à descrição seguinte, por meio de um copo de alto-falante de neodimio tendo uma forma de modo a criar uma câmara interna suficiente para compreender um volume considerável de ar de resfriamento com superfícies de dissipação térmica amplas e para aumentar a distância entre a superfície diametral do imã e a superfície interna do citado copo. [006] Portanto, o objetivo da presente invenção é um copo de alto-falante com um imã de neodimio tendo os aspectos definidos na parte caracterizante da reivindicação 1. [007] O copo da presente invenção pode ser obtido quer por moldagem ou rotação. [008] As vantagens conseguidas com o copo da presente invenção residem essencialmente em que: - a distância maior entre a superfície diametral dos imãs e a parede metálica interna dos copos evita a subtração de linhas de fluxo úteis resultantes de curtos com uma melhoria evidente de eficiência dos alto-falantes; - o volume de ar maior disponível e o maior desenvolvimento das paredes do copo garantem uma dissipação efetiva do calor gerado pela bobina móvel na área do fluxo útil e uma compressão menor; - as condições acima permitem a adoção de imãs de neodimio tendo um diâmetro menor, com um grau menor de resistência à temperatura e um peso reduzido; - os copos podem ser realizados com folhas de metal tendo uma espessura contida que contribui para a redução de peso global; - uma economia de construção geral, surgindo também do fato que os componentes mecânicos são realizáveis com processos de alta automação. [009] Outras vantagens residem em que, na folga magnética ou área de fluxo útil, as linhas de indução magnética são mais uniformes e constantes, e as linhas de indução magnética fora da folga magnética, em ambas as direções interna e externa do circuito magnético, são mais simétricas. Todos estes aspectos provocam uma distorção harmônica total menor (THD) mensurável nas frequências médias e médio-baixas, com garantia de "limpeza" e "transparência" do som reproduzido. [0010] As características construtivas e funcionais dos copos de alto-falantes com um imã de neodimio da presente invenção serão melhor entendidas graças à descrição seguinte, onde referência é feita aos desenhos anexos que representam algumas configurações relatadas somente por meio de exemplos não limitantes, e onde: - a figura 1 mostra uma vista de corte de um exemplo de copo de disco polar para ser montado tradicionalmente para alto-falantes com um imã de neodimio, de acordo com a presente invenção; - as figuras 2 e 3 mostram o corte transversal parcial, limitado com relação ao eixo geométrico de simetria, de dois exemplos de copos providos com discos polares para serem montados tradicionalmente, para alto-falantes com um imã de neodimio, de acordo com a presente invenção; - as figuras 4 e 5 mostram a seção transversal parcial, limitada com relação ao eixo geométrico de simetria, de dois exemplos de copos para serem montados de uma maneira invertida, para alto-falantes com um imã de neodimio, de acordo com a presente invenção; e - as figuras 6 e 7 mostram os diagramas de THD de dois alto-falantes com um circuito clássico de ferrite comparado com alto-falantes similares com um circuito de neodimio, de acordo com a presente invenção. [0011] Com referência à figura 1, pode-se observar que o copo 1 tem um formato convexo, e é muito mais marcado com relação à configuração dos copos de um tipo conhecido, cujo diâmetro médio A é muito maior que, e espaçado de, o diâmetro externo B do imã 2; onde o diâmetro médio A é aquele relacionado com a parede interna do copo tomado no ponto de flexão. A substancial distância D entre a superfície diametral 3 do imã 2 e a superfície interna 4 do copo 1, permite realizar uma câmara toroidal 5 tendo um grande volume de ar útil para permitir uma boa ventilação de resfriamento da bobina móvel, e para impedir fenômeno de "compressão" do alto-falante. O tamanho de tal câmara toroidal 5 depende de tal diferença D. Testes executados proveram resultados muito significativos. Em condições substancialmente ótimas, a razão A/B foi « 1,7, com um campo compreendido entre 1,4 < A/B < 1,8, onde a eficiência nos limites diminui em «3-4%. [0012] Os dados acima são relatados somente para fins de exemplo, e é evidente que variações nos valores mencionados acima são admissíveis, dependendo de requisitos específicos sem cair fora do escopo da invenção. [0013] O imã 2 pode ser do tipo usual ou de um tipo com um diâmetro reduzido e/ou normal ou resistente a temperatura mais baixa. [0014] A presença do disco planar 6, como mostrado nas figuras 2 e 3, permite uma alta dispersão térmica na área onde calor é gerado, subtraindo-o eficientemente do imã 2. As linhas 7 representam, na direção de e contra, o fluxo térmico gerado pela diferença de temperaturas entre o interior e o exterior do circuito magnético. A distância significativa D entre a superfície diametral 3 do imã 2 e a superfície interna 4 do copo 1, e a conformação do citado copo, formam a câmara toroidal de grande volume de ar 4 que garante uma ventilação suficiente para resfriar a bobina móvel. As linhas de fluxo 8 indicam a tendência das linhas de indução magnéticas. As linhas 9 salientam, ao contrário, a tendência do fluxo útil, compacto e substancialmente uniforme, com linhas de dispersão mínimas e uma melhor proteção do circuito magnético. [0015] A figura 3 mostra uma variante da figura 2 de um copo com um disco polar para ser convenientemente montado para alto-falantes com imãs de neodímio, onde, além do imã principal 2, um imã reserva 2" é provido. Ambos imãs são contra-polarizados e permitem ter um fluxo magnético útil mais alto, e portanto uma eficiência maior. [0016] Para resumir, as configurações mostradas nas figuras 2 e 3 citadas anteriormente para aplicação em alto-falantes a serem montados convencionalmente, provêem as vantagens seguintes: a) alta eficiência devida à distância D entre o material de metal do copo 1 e o imã central 2, b) linhas de indução magnéticas uniformes e constantes na área da folga magnética ou do fluxo útil. c) simetria maior das linhas de indução magnéticas fora da folga magnética, tanto na direção interna quanto na direção externa com relação ao circuito magnético. d) distorção harmônica total menor (THD) mensurável nas frequências médias e médias-baixas, com garantia de "limpeza" e "transparência" do som reproduzido. e) dispersão térmica alta devida à presença do disco polar que age como um radiador térmico na área onde o calor da bobina móvel se desenvolve, a extensão maior da parede de copo, e um volume de ar maior com relação às soluções da técnica conhecida. f) possibilidade de utilizar imãs de neodimio mais econômicos, com um grau menor de resistência à temperatura, graças à melhor dispersão térmica, g) contenção do peso global devido ao uso de folhas de baixa espessura e imãs de neodimio de diâmetro menor, h) economia geral dos componentes metálicos do circuito devido ao uso de materiais mais econômicos e processos de alta automação. [0017] Nas configurações das figuras 4 e 5 mostrando soluções adequadas para montagem invertida, o copo 1' é perfilado de modo a gerar em qualquer caso uma distância D' entre sua superfície interna 4' e a superfície diametral 3' do imã 2', para a constituição de uma câmara toroidal 5', suficientemente larga para obter o volume de ar necessário para uma boa ventilação de resfriamento da bobina móvel, e para impedir o citado fenômeno de "compressão" do alto- falante . [0018] As características básicas permanecem substancialmente iguais àquelas já descritas para a configuração para soluções adequadas para montagem convencional. As linhas de fluxo 8' indicam a tendência da linhas de indução magnéticas através da parede do copo 1'. As linhas 9' salientam, ao contrário, a tendência do fluxo útil, compacto e substancialmente uniforme, com linhas de dispersão mínimas e uma melhor proteção do circuito magnético. [0019] Para resumir, as configurações mostradas nas figuras 4 e 5 citadas anteriormente, para aplicação em alto-falantes de montagem invertida, provêem as seguintes vantagens: a') alta eficiência devida à distância D' entre o material de metal de copo 1' e o imã central 2', b') linhas de indução magnética uniformes e constantes na área da folga magnética ou do fluxo útil, c') maior simetria das linhas de indução magnética fora da folga magnética, tanto na direção interna quanto na direção externa do circuito magnético, d' ) menor distorção harmônica total (THD) mensurável nas frequências médias e médias baixas, com garantia de "limpeza" e "transparência" do som reproduzido, e') alta dispersão térmica devida à presença de uma alta extensão da superfície da parede metálica do copo 1' e um maior volume de ar com relação às soluções da técnica conhecida, f' ) possibilidade de utilizar imãs de neodímio mais econômicos, com um menor grau de resistência à temperatura, graças à melhor dispersão térmica, g' ) contenção do peso global devido ao uso de folhas tendo uma espessura reduzida e imãs de neodímio de um diâmetro menor, h' ) economia geral dos componentes metálicos do circuito devido ao uso de materiais mais econômicos de processos de alta automação, i' ) uma geometria projetada para evitar interferência de formato em circuitos para alto-falantes invertidos. [0020] As figuras 6 e 7 mostram os resultados de dois exemplos de testes executados em alto-falantes de bobina móvel tendo um diâmetro na faixa de 19-20 mm. Em ambos casos, são comparados os valores de distorção harmônica (THD) que ocorrem em alto-falantes providos com um circuito magnético clássico de ferrite (curva tracejada) e em um alto-falante similar provido com um circuito magnético de neodimio com copos de acordo com a invenção (curva continua); a redução porcentual nos valores de distorção harmônica obtidos com os alto-falantes de acordo com a invenção são evidentes e substanciais. [0021] Embora a invenção tenha sido descrita em conjunção com configurações especificas, oferecidas para propósito ilustrativo somente, é evidente que muitas alternativas e variações serão aparentes àqueles experientes na técnica à luz da descrição anterior. [0022] Consequentemente, a invenção é pretendida a abranger todas as alternativas e variantes que caiam dentro do espirito e escopo das reivindicações anexas.Description The present invention relates to a neodymium magnet speaker. More particularly, the present invention relates to a neodymium magnet speaker cup, to which may be associated higher flat disks, particularly suitable for application to conventional or inverted set speakers. As is well known, the metal structure that constitutes the so-called external cup of the present speakers can be realized either by turning, with or without rear discharge and with or without cooling flanges, for somewhat high economic costs, or by shaping or spinning In any case, the inner metal surfaces of said cups are somewhat close to the magnet, in such extent as to shorten said magnet, with a subtraction of useful flux in the magnetic slack that makes the system's efficiency drop. As is well known, to recover such efficiency, magnets having a larger diameter must be used. Another disadvantage is that the amount of air available inside the magnetic circuit is modest and such as not to allow good ventilation and adequate cooling of the moving coil. The object of the present invention is to eliminate the disadvantage mentioned above. In its most general aspect, the present invention provides these and other purposes, as will be clear from the following description, by means of a neodymium speaker cup having a shape to create a sufficient internal chamber. to comprise a considerable volume of cooling air with broad heat dissipating surfaces and to increase the distance between the diametrical surface of the magnet and the inner surface of said cup. Therefore, the object of the present invention is a neodymium magnet speaker cup having the aspects defined in the characterizing part of claim 1. The cup of the present invention can be obtained either by molding or rotation. The advantages achieved with the cup of the present invention lie essentially in that: - the greater distance between the diametrical surface of the magnets and the inner metal wall of the cups avoids the subtraction of useful short flow lines with a clear improvement of speaker efficiency; - the larger available air volume and the further development of the cup walls ensure effective dissipation of the heat generated by the moving coil in the area of useful flow and lower compression; - the above conditions permit the adoption of neodymium magnets having a smaller diameter, a lower degree of temperature resistance and a reduced weight; - cups can be made of metal sheets having a contained thickness that contributes to the overall weight reduction; - a general construction economy, also arising from the fact that mechanical components are achievable with high automation processes. Other advantages lie in that, in the magnetic slack or useful flow area, the magnetic induction lines are more uniform and constant, and the magnetic induction lines outside the magnetic slack in both the inner and outer directions of the magnetic circuit. , are more symmetrical. All of these aspects result in measurable lower total harmonic distortion (THD) at mid- and mid-low frequencies, ensuring "cleanliness" and "transparency" of the reproduced sound. [0010] The constructive and functional characteristics of the neodymium magnet speaker cups of the present invention will be better understood by the following description, where reference is made to the accompanying drawings which represent some configurations reported only by non-limiting examples, and where: Figure 1 shows a cross-sectional view of an example of a polar disk cup to be traditionally mounted to speakers with a neodymium magnet according to the present invention; Figures 2 and 3 show the partial cross-section, limited with respect to the geometric axis of symmetry, of two examples of cups provided with polar disks to be traditionally mounted for speakers with a neodymium magnet according to the present invention. invention; Figures 4 and 5 show the partial cross-section, limited with respect to the geometric axis of symmetry, of two examples of invertedly mounted cups for speakers with a neodymium magnet according to the present invention. ; and Figures 6 and 7 show the THD diagrams of two speakers with a classic ferrite circuit compared to similar speakers with a neodymium circuit according to the present invention. Referring to Figure 1, it can be seen that the cup 1 has a convex shape, and is much more marked with respect to the configuration of the cups of a known type, whose average diameter A is much larger than and spaced apart. the outer diameter B of magnet 2; where the average diameter A is that related to the inner wall of the cup taken at the bending point. The substantial distance D between the diametral surface 3 of magnet 2 and the inner surface 4 of cup 1 enables a toroidal chamber 5 to be realized having a large volume of useful air to allow good cooling coil ventilation and to prevent the phenomenon of "Compression" of the speaker. The size of such a toroidal chamber 5 depends on such difference D. Tests performed provided very significant results. Under substantially optimal conditions, the A / B ratio was '1.7, with a field of 1.4 <A / B <1.8, where boundary efficiency decreased by' 3-4%. The above data are reported for example purposes only, and it is evident that variations in the values mentioned above are permissible, depending on specific requirements without falling outside the scope of the invention. The magnet 2 may be of the usual type or a type with a small diameter and / or normal or lower temperature resistant. The presence of the planar disc 6, as shown in figures 2 and 3, allows for high thermal dispersion in the area where heat is generated by efficiently subtracting it from magnet 2. Lines 7 represent, in and against the thermal flux generated by the temperature difference between the inside and outside of the magnetic circuit. The significant distance D between the diametrical surface 3 of magnet 2 and the inner surface 4 of cup 1, and the conformation of said cup, form the large-volume toroidal chamber 4 ensuring sufficient ventilation to cool the moving coil. Flow lines 8 indicate the trend of magnetic induction lines. On the contrary, the lines 9 emphasize the trend of compact and substantially uniform useful flow, with minimal dispersion lines and better protection of the magnetic circuit. [0015] Figure 3 shows a variant of figure 2 of a glass with a polar disk to be conveniently mounted to speakers with neodymium magnets, where, in addition to main magnet 2, a spare magnet 2 "is provided. Both magnets they are counter-polarized and allow for a higher useful magnetic flux and therefore higher efficiency. To summarize, the configurations shown in figures 2 and 3 above for application to conventionally mounted speakers provide the advantages a) high efficiency due to the distance D between the metal material of the cup 1 and the center magnet 2, b) uniform and constant magnetic induction lines in the area of the magnetic gap or the useful flow c) greater symmetry of the magnetic induction out of the magnetic slack, both inward and outward relative to the magnetic circuit d) Measurable minor total harmonic distortion (THD) at mid and mid frequencies low days, ensuring "cleanliness" and "transparency" of the reproduced sound. e) high thermal dispersion due to the presence of the polar disk acting as a thermal radiator in the area where the moving coil heat develops, the larger cup wall extension, and a larger air volume with respect to the solutions of the known art. f) possibility of using more economical neodymium magnets with a lower degree of temperature resistance thanks to better thermal dispersion, g) containment of the overall weight due to the use of thin sheets and smaller diameter neodymium magnets, h) overall economy of circuit metal components due to the use of more economical materials and high automation processes. In the configurations of Figures 4 and 5 showing suitable reverse mounting solutions, the cup 1 'is profiled so as to generate in any case a distance D' between its inner surface 4 'and the diametric surface 3' of magnet 2 ' , for the constitution of a 5 'toroidal chamber, large enough to obtain the air volume required for good moving coil cooling ventilation, and to prevent the said "compression" phenomenon of the speaker. The basic characteristics remain substantially the same as those already described for the configuration for solutions suitable for conventional mounting. Flow lines 8 'indicate the trend of magnetic induction lines through cup wall 1'. On the contrary, lines 9 'emphasize the trend of compact and substantially uniform useful flow, with minimal spreading lines and better protection of the magnetic circuit. To summarize, the configurations shown in FIGS. 4 and 5 above for reverse mounting speakers provide the following advantages: a) High efficiency due to the distance D 'between the cup metal material 1 'and the central magnet 2', b ') uniform and constant magnetic induction lines in the area of magnetic play or working flow, c') greater symmetry of magnetic induction lines outside the magnetic play, both inward and outward d ') smallest total harmonic distortion (THD) measurable at low mid and mid frequencies, ensuring "cleanness" and "transparency" of the reproduced sound; and') high thermal dispersion due to the presence of a high extension. of the metal wall surface of the cup 1 'and a larger air volume compared to the solutions of the known technique, f') possibility of using more economical neodymium magnets with a lower degree of temperature resistance, thanks to better thermal dispersion, g ') overall weight containment due to the use of sheets having a reduced thickness and smaller diameter neodymium magnets, h') overall economy of circuit metal components due to use of materials more economical of high automation processes, i ') a geometry designed to avoid shape interference in inverted speaker circuits. Figures 6 and 7 show the results of two examples of tests performed on movable coil speakers having a diameter in the range of 19-20 mm. In both cases, the harmonic distortion (THD) values that occur in speakers provided with a classic ferrite magnetic circuit (dashed curve) and a similar speaker provided with a neodymium magnetic circuit with cups according to with the invention (continuous curve); The percentage reduction in the harmonic distortion values obtained with the speakers according to the invention is evident and substantial. Although the invention has been described in conjunction with specific embodiments, offered for illustrative purposes only, it is apparent that many alternatives and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the foregoing description. Accordingly, the invention is intended to encompass all alternatives and variants falling within the spirit and scope of the appended claims.

Claims

1. Metal foil neodymium magnet speaker cup having a convex shape and is characterized in that it is provided with a bending point and a raised central portion to support said magnet (2, 2 ' ), the ratio between the diameter of the inner wall (A, A '), taken at said bending point, and the outside diameter (B, B') of said magnet (2, 2 '), being between 1.4 and 1.8.

Speaker cup according to Claim 1, characterized in that the ratio is 1.7.

Speaker cup according to either claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises a flat polar disc of superior thermal radiation (6).

Speaker cup according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises a second magnet (2 "), counter-polarized with respect to said neodymium magnet (2).