ES2640322T3

ES2640322T3 - Transductor de altavoz de amplio rango y gran ángulo

Info

Publication number: ES2640322T3
Application number: ES13787399.8T
Authority: ES
Inventors: Eugene J. CHRISTENSEN
Original assignee: Christensen Audio LLC
Current assignee: Christensen Audio LLC
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: US9124964B2; EP2848008A1; CA2871929C; US20130301865A1; CN104272767A; CA2871929A1; US20150296301A1; EP2848008A4; DK2848008T3; CN104272767B; US9900696B2; JP2015520994A; EP2848008B1; JP6184478B2; WO2013169745A1

Abstract

Transductor de altavoz de tipo transformador de movimiento de aire que comprende: una pluralidad de capas (10) del diafragma que incluyen conductores (13) eléctricos, donde cada una de dichas capas (10) del diafragma define una superficie que tiene al menos una parte curva con un eje de curvatura (29) que es generalmente perpendicular a la superficie de dicha capa del diafragma en la ubicación de dicha parte curva del diafragma, caracterizado porque dicha parte curva conforma una forma en arco.

Description

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DESCRIPCION

Transductor de altavoz de amplio rango y gran angulo

La presente invencion hace referencia en general a transductores de altavoces, y mas concretamente a transductores de altavoces de tipo transformador de movimiento de aire, tambien conocidos generalmente por los expertos en el arte como transductores de altavoces “AMT” (por sus siglas en ingles).

En la Patente de EE.UU. No. 3,636,278 el inventor Oskar Heil describe una serie de realizaciones de transductores de altavoces AMT, en los que el sonido audible se produce a traves de la inmersion de un diafragma delgado, flexible y plegado en un campo magnetico, de tal manera que cuando fluye corriente alterna de audiofrecuencia a traves de unos conductores grabados por ataque qufmico en el diafragma plegado, las partes adyacentes del diafragma plegado se moveran alejandose entre si, o bien acercandose entre si, dependiendo de la direccion relativa del flujo de corriente electrica en cada seccion movil del diafragma.

Este movimiento de las secciones del diafragma es el resultado de la Fuerza de Lorentz, generalmente conocida para los expertos en el arte, que es causada por la interaccion entre el campo magnetico aplicado y el flujo de corriente electrica en los conductores del diafragma, produciendo de ese modo un aumento o reduccion alternos en la presion de aire en los espacios de aire semi-confinados entre las capas del diafragma, lo que genera que emanen ondas de sonido desde las aberturas frontales y posteriores de los espacios de aire semi-confinados que estan unidos por las partes adyacentes del diafragma, los pliegues entre las partes del diafragma, y las diversas superficies estancas al aire ubicadas cerca de los extremos de las partes adyacentes del diafragma.

En el arte relacionado, el diafragma plegado rectangular mencionado, con sus conductores electricos unidos, se produce habitualmente utilizando un proceso fotoqufmico, para grabar por ataque qufmico una via para una senal electrica en una capa de hoja fina de aluminio que ha sido laminada sobre una lamina de plastico rectangular muy delgada, tal como la que se muestra en la FIG. 1A de la Patente de EE.UU. N° 3,832,499.

Esta hoja rectangular, con sus conductores fotograbados rectos y unidos, en el arte relacionado, se pliega a continuacion en forma de fuelle de acordeon rectangular y estrecho, produciendo de este modo una pluralidad de espacios de aire semi-confinados ubicados entre las partes adyacentes moviles del diafragma plegado.

El diafragma plegado estrecho, recto y relativamente largo resultante, despues de ser colocado en el campo magnetico apropiado de un transductor de altavoz completado, se monta a continuacion en un altavoz, con la dimension mas larga de forma que transcurra en direccion vertical, y la dimension mas corta de forma que transcurra en direccion horizontal. La forma resultante larga, estrecha, recta y plegada del diafragma, en el arte relacionado, presenta una serie de desventajas sustanciales y hasta ahora inevitables, que incluyen una dispersion vertical extremadamente limitada en las frecuencias de audio mas altas, especialmente por encima de 2 Kilohercios, y un lfmite practico en la longitud maxima de la dimension mas larga del diafragma plegado, que es habitualmente no mayor de ocho pulgadas, aproximadamente, debido a problemas de manipulacion causados por el uso de un material para el diafragma extremadamente delgado, que habitualmente es, aproximadamente, de solo 1/1000 partes de una pulgada de grosor.

La limitacion resultante en la longitud practica maxima del diafragma largo, recto, rectangular y plegado, en el arte relacionado, tambien limita la cantidad del area de superficie total movil efectiva disponible, lo que a su vez limita tanto el corte de baja frecuencia del dispositivo a aproximadamente 800 Hercios, como tambien limita la capacidad de potencia maxima del dispositivo debido a la limitada capacidad de disipacion del calor del area de superficie total relativamente pequena del conductor electrico.

El diafragma plegado, en el arte relacionado, esta limitado habitualmente en su dimension horizontal mas estrecha a aproximadamente una pulgada o menos, para permitir que exista dispersion de alta frecuencia en direccion horizontal, que es en general de aproximadamente mas/ menos sesenta grados o menos en las frecuencias de audio mas altas.

En el arte relacionado de la Patente de EE.UU. N° 3,636,278, FIG. 12a y FIG. 12b, el inventor Oskar Heil describe un tipo de configuracion del diafragma AMT en el que el angulo de los pliegues entre las secciones del diafragma plegadas adyacentes varfa entre los pliegues internos y externos, lo que permite que la forma global del diafragma plegado siga una trayectoria variada, incluso aunque cada seccion movil individual del diafragma y del conductor unicamente siga un trayecto recto. La forma global resultante del diafragma, sin embargo, tiene la desventaja sustancial de tener secciones adyacentes del area movil del diafragma que no siempre son en general paralelas entre si, y que varfan en su geometrfa entre los espacios de aire semi-confinados internos y externos, lo que genera una distorsion sonora sustancial debido a la no linealidad en las superficies moviles internas versus externas del diafragma, cargadas acusticamente de forma no optima.

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Las secciones moviles resultantes del diafragma del arte relacionado, tal como se muestra en las FIG. 12a y FIG. 12b de la Patente de EE.UU. N° 3,636,278, son tambien bastante pequenas en sus areas moviles efectivas individuales, la suma total de las cuales comprende, habitualmente, mucho menos de un cuarto del area de superficie total de la lamina grabada por ataque qufmico del diafragma antes de ser plegada.

La patente DE 10 2007 016 583 B3 divulga un dispositivo de acuerdo a la seccion de pre-caracterizacion de la reivindicacion 1.

Por consiguiente, se proporciona un transductor de altavoz de tipo transformador de movimiento de aire. De acuerdo con la presente divulgacion el transductor del altavoz de tipo transformador de movimiento de aire incluye una pluralidad de capas de diafragma que tienen conductores electricos. Cada una de las capas de diafragma define una superficie que tiene al menos una parte curva. Cada parte curva de este tipo presenta un eje de curvatura correspondiente que es generalmente perpendicular a la superficie de la capa del diafragma, en la ubicacion de la parte curva del diafragma, o parte curva del conductor electrico, o parte curva del borde del diafragma. Un “eje perpendicular de curvatura” con respecto a las lfneas curvas en una superficie, en este caso, se define como una lfnea axial dibujada a lo largo de un vector que se considera matematicamente “normal” a, o en general perpendicular a, dichas lfneas en la superficie, en el punto o puntos de dicha curvatura, tal como se muestra conceptualmente en la FIG. 5B.

La presente invencion resuelve los numerosos problemas del arte relacionado, que incluyen una dispersion horizontal y vertical limitadas, corte de frecuencias bajas limitados, y capacidad de potencia maxima limitada, a traves de la introduccion de una geometrfa curva del diafragma novedosa y extremadamente efectiva, la cual permite diversas mejoras sustanciales, tales como, una dispersion horizontal del sonido ilimitada, la cual es uniforme en hasta 360° en todas las frecuencias de audio, y permite una dispersion vertical enormemente mejoradas en frecuencias de audio altas, y que tambien permite un corte de frecuencias bajas mucho mas profundo, que puede ser diversas octavas mas bajas que las del arte relacionado, y ademas permite una capacidad de potencia maxima mucho mas elevada, que puede ser varias veces mas elevada que la capacidad de potencia del arte relacionado.

A diferencia del arte relacionado, en el cual los diafragmas con conductores electricos se crean utilizando configuraciones en lfnea recta, los cuales se pliegan a continuacion en una forma de fuelle de acordeon rectangular y recta, la presente invencion construye las capas del diafragma y de los conductores electricos unidos en una configuracion curva novedosa, donde el eje de curvatura es perpendicular a la superficie de las capas del diafragma en el punto o puntos de curvatura. Las capas curvas del diafragma pueden entonces apilarse o bien plegarse unas sobre otras, para conformar un apilamiento del diafragma, utilizando elementos curvos internos y externos de soporte/sellado y pequenas piezas de material de alineamiento situadas entre las capas adyacentes del diafragma, lo cual permite un espaciado apropiado y el sellado parcial entre cada capa del diafragma, y tambien permite que cada capa del diafragma y conductor sigan una trayectoria no rectilfnea que puede ser un cfrculo, cualquier otra trayectoria de bucle cerrado, como un ovalo, etc., o cualquier segmento arbitrario en forma de arco, o cualquier otra trayectoria completa global, en general no rectilfnea.

Ademas de resolver los numerosos problemas asociados con las formas de diafragma, habitualmente largas, rectas, plegadas y rectangulares, segun se utilizan en el arte relacionado, la construccion novedosa y curva de la presente invencion tambien evita los problemas asociados con la configuracion del diafragma tal como se muestra en otros artes relacionados, tal como la que se ilustra en las FIG. 12a y FIG. 12b de la patente de EE.UU. N° 3,636,278.

En la presente invencion los diafragmas y conductores curvos resultantes pueden ser construidos en practicamente cualquier tamano o forma deseada, hasta varios pies o mas de ancho total, lo cual elimina la limitacion de longitud practica maxima anteriormente mencionada que muestra el arte relacionado, que generalmente sufre de una fuerte “concentracion” de las altas frecuencias de audio en direccion vertical.

En la presente invencion, la construccion de la capa curva del diafragma, puede tambien personalizarse para cubrir de forma apropiada practicamente cualquier sub-rango de frecuencias de audio deseado, sin ninguna consecuencia negativa en la dispersion del sonido horizontal o vertical, en la capacidad de potencia o en los lfmites de corte de frecuencias bajas.

Como un beneficio anadido, la presente invencion, ademas de utilizar laminas delgadas y flexibles para las capas del diafragma, puede tambien ser construida utilizando secciones moviles rfgidas o semi-rfgidas de las capas del diafragma, debido a sus novedosos metodos de construccion donde cada una de dichas secciones moviles del diafragma puedes estar completamente rodeada por estructuras ajustadas para permitir el movimiento sustancial y practicamente “de tipo piston” de la seccion del diafragma.

La FIG. 1A es una vista lateral externa de la realizacion preferida del dispositivo;

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La FIG. 1B muestra una seccion transversal del dispositiva de la FIG. 1A, tomada a lo largo de la linea de vision que segun se muestra en la FIG. 1C;

La FIG. 1C muestra una vista superior del dispositivo de la FIG. 1A;

La FIG. 2A muestra una seccion transversal vertical de la pieza polar interna del dispositivo de la FIG. 1A, tomada a lo largo de la linea de vision que se muestra en la FIG. 2B;

La FIG. 2B muestra una seccion transversal vertical de la pieza polar interna del dispositivo de la FIG. 1A, tomada a lo largo de la linea de vision que se muestra en la FIG. 2A;

La FIG. 3A es una vista lateral externa de las piezas polares externas del dispositiva de la FIG. 1a;

La FIG. 3B muestra una seccion transversal vertical de las piezas polares externas que se muestran en la FIG. 3A tomada a lo largo de la linea de vision que se muestra en la FIG. 3A;

La FIG. 4A muestra una seccion transversal vertical de la estructura de soporte del iman superior y los imanes del dispositivo que se muestra en la FIG. 1A, tomada a lo largo de la linea de vision segun se muestra en la FIG. 4C;

La FIG. 4B es una vista lateral externa de la estructura de soporte del iman superior y los imanes del dispositivo que se muestra en la FIG. 1A;

La FIG. 4C muestra una vista superior de la estructura de soporte inferior del iman segun se muestra en la FIG. 4B, con la localizacion de los imanes internos segun se muestra por las lfneas de puntos;

La FIG. 5A muestra la vista superior de una capa de diafragma previa al ensamblaje del apilamiento del diafragma segun se muestra en la FIG. 1B, mostrando tambien las areas opcionales plegadas utilizando lfneas de puntos;

La FIG. 5B muestra una vista en perspectiva conceptual de un “eje de curvatura” que es en general perpendicular a las lfneas curvas en la superficie o borde de una capa de diafragma segun se muestra en la FIG. 5A;

La FIG. 6 muestra una seccion transversal vertical de una realizacion alternativa del dispositivo;

Las FIGS. 7A y 7B muestran los anillos externos de soporte/sellado del apilamiento del diafragma del dispositivo segun se muestra en la FIG. 1B;

Las FIGS. 7C y 7D muestran los anillos internos de soporte/sellado del apilamiento del diafragma del dispositivo segun se muestra en la FIG. 1B;

La FIG. 8 muestra una vista conceptual en despiece de la presente invencion, mostrando anillos magneticos radialmente cargados;

La FIG. 9A muestra la vista lateral externa del apilamiento del diafragma del dispositivo que se muestra en la FIG. 1A;

La FIG. 9B muestra una vista superior de una unica capa del diafragma previa al ensamblaje de la presente invencion segun se muestra en la FIG. 1A;

La FIG. 10 muestra un posible diseno previo al ensamblaje de un apilamiento de diafragma de 24 capas para una realizacion en bucle circular del dispositivo;

La FIG. 11A muestra la vista frontal externa de una realizacion semicircular del dispositivo;

La FIG. 11B muestra la vista superior externa de una realizacion semicircular del dispositivo;

La FIG. 12A2 muestra la vista posterior externa de una realizacion semicircular del dispositivo;

La FIG. 12B muestra la vista inferior externa de una realizacion semicircular del dispositivo;

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La FIG. 13A muestra una seccion transversal de una vista posterior del dispositivo de la FIG. 12A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 13B;

La FIG. 13B muestra una seccion transversal de una vista superior del dispositivo de la FIG. 12A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 13A;

La FIG. 14A muestra la vista posterior externa de la pieza polar interna del dispositivo de la FIG. 12A;

La FIG. 14B muestra la seccion transversal horizontal de la FIG.14A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 14A;

La FIG. 15A muestra la vista frontal externa de las piezas polares externas del dispositivo de la FIG. 12A;

La FIG. 15B muestra la seccion transversal horizontal de la FIG. 15A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 15A;

La FIG. 16A muestra la vista frontal externa de las estructuras de soporte del iman superior e inferior, y los imanes del dispositivo de la FIG. 12A;

La FIG. 16B muestra la vista superior de la estructura de soporte inferior de la FIG. 16A, con la ubicacion de los imanes internos segun se muestra con las lfneas de puntos;

La FIG. 17A muestra la vista posterior externa de las estructuras de soporte del iman superior e inferior, y los imanes del dispositivo de la FIG. 12A;

La FIG. 17B muestra la vista superior de la estructura de soporte inferior de la FIG. 17A, con la ubicacion de los imanes internos segun se muestra con las lfneas de puntos;

La FIG. 18A muestra la seccion transversal posterior vertical de la FIG. 13A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 13B;

La FIG. 18B muestra la vista superior externa de los elementos externos de soporte/sellado del apilamiento del diafragma segun se muestra en la FIG. 20A;

La FIG. 19A muestra la seccion transversal posterior vertical de la FIG. 13A, con la linea de vision segun se muestra en la FIG. 13B;

La FIG. 19B muestra la vista superior externa de los elementos internos de soporte/sellado del apilamiento del diafragma segun se muestra en la FIG. 20A;

La FIG. 20A muestra la vista frontal externa del apilamiento del diafragma del dispositivo que se muestra en la FIG. 11A;

La FIG. 20B muestra la vista superior de una capa previa al ensamblaje del apilamiento del diafragma, segun se muestra en la FIG. 20A;

La FIG. 21 muestra un posible diseno previo al ensamblaje de una seccion de un apilamiento del diafragma para una realizacion semicircular del dispositivo;

La FIG. 22 muestra una seccion parcial de un apilamiento vertical de secciones alternas de los apilamientos del diafragma y secciones de iman de una realizacion semicircular del dispositivo;

La FIG. 23 muestra una seccion transversal vertical de una realizacion alternativa de la presente invencion, utilizando secciones rfgidas o semi-rfgidas de las capas del diafragma con elementos circundantes flexibles, y utilizando una estructura de soporte del iman alternativa;

La FIG. 24A muestra una vista superior externa de una forma de la capa del diafragman en bucle cerrado alternativo; y

La FIG. 24B muestra una vista superior externa de una forma de la seccion de la capa del diafragma alternativa en forma de arco.

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La presente divulgacion puede entenderse mas facilmente en referencia a la siguiente descripcion detallada de la divulgacion tomada en relacion con los dibujos anexos, que forman parte de esta divulgacion. El alcance se define en las reivindicaciones.

La siguiente divulgacion incluye una descripcion de un dispositivo transductor de altavoz que puede ser utilizado para producir sonidos audibles de rango amplio, gran angulo y alta calidad, del tipo conocido generalmente para aquellas personas expertas en el arte como un dispositivo de tipo “transformador de movimiento de aire”, o “AMT” (por sus siglas en ingles). La divulgacion tambien incluye una descripcion de metodos de uso relacionados del dispositivo de altavoz revelado. Tambien se divulgan realizaciones alternativas. A continuacion se hara referencia en detalle a los ejemplos de realizacion de la presente divulgacion, que se ilustran en las figuras anexas. Volviendo ahora a las FIGS. 1-24, se ilustran componentes de un dispositivo de altavoz y realizaciones de acuerdo con la presente divulgacion.

La presente invencion hace referencia a un dispositivo transductor de altavoz que puede ser utilizado para producir sonidos audibles de rango amplio, gran angulo y alta calidad, del tipo generalmente conocido para las personas expertas en el arte como un dispositivo de tipo “transformador de movimiento de aire”, o “AMT”, en el que una senal de audio electrica alterna se envfa a un numero de superficies de diafragma generalmente paralelas, con espacios de aire semi-confinados ubicados entra las superficies del diafragma, donde dichos espacios de aire estan abiertos en bordes alternos internos y externos entre las capas adyacentes del diafragma.

Las partes adyacentes del diafragma presentan conductores en su superficie, o embebidos en o bajo sus superficies, o bien, las capas del diafragma pueden, en si mismas, estar realizadas de materiales electricamente conductores.

Un campo magnetico se origina a partir de imanes permanentes o electroimanes, que estan dispuestos para producir un campo magnetico apropiado en el area en la cual las superficies moviles del diafragma se encuentran ubicadas, de tal manera que las lfneas de flujo del campo magnetico se cruzan con el flujo de corriente de los conductores del diafragma en angulos esencialmente rectos, causando que las capas adyacentes del diafragma se muevan acercandose entre si, o alejandose unas de otras, debido a la fuerza de Lorentz ejercida sobre los electrones en los conductores, dependiendo de la direccion del flujo de corriente, para cada capa del diafragma.

Una tension de senal positiva aplicada a las conexiones electricas del dispositivo causa que el aire se desplace radialmente hacia el exterior desde la superficie frontal o exterior del dispositivo, mientras que una tension de senal negativa aplicada causa que el aire se desplace radialmente hacia el interior, hacia la parte posterior, o hacia el centro, del dispositivo. Las areas de produccion de sonido frontal o posterior, o externa o interna, del dispositivo pueden estar selladas, rellenas, con abertura (con abertura y tubo o “ported”), ser de tipo “horn-loaded” o con bocina, o ventiladas (abiertas) de cualquier otra forma, o bien completamente o parcialmente selladas.

De esta forma, puede lograrse un transductor de altavoces de muy alta calidad, que muestra un rango de frecuencias extremadamente amplio, angulos de dispersion horizontal y vertical extremadamente grandes, una alta eficiencia, utilizando metodos de construccion muy sencillos y con coste de fabricacion razonable.

En la presente invencion, las capas 10 del diafragma generalmente curvas de la realizacion preferida de 360° segun se muestra en las FIGS. 1A-C, y tambien segun se muestra en la realizacion alternativa de la version de 180° de las FIGS. 11A y B, con un eje de curvatura 29, segun se muestra conceptualmente en la FIG. 5B se disponen en una pluralidad de capas 10 generalmente paralelas, que incluyen los espacios de aire semi-confinados unidos entre cada capa 10 del diafragma, donde cada capa del diafragma presenta una direccion del flujo de corriente que es, en general, perpendicular a la direccion radial del campo magnetico, y opuesta a la de las capas adyacentes a la misma, segun se muestra mediante las flechas curvas marcadas con la letra “I” en la vista conceptual en despiece de la figura 8. La estructura de las capas 10 del diafragma puede encontrarse en un rango de 1° a 360°.

El ancho de cada capa 10 del diafragma a traves de un conjunto de conductores 13 electricos es habitualmente de aproximadamente media pulgada, pero puede ser mayor o menor para alojar diversos sub-rangos de frecuencias de audio. El grosor del sustrato del diafragma es habitualmente de, aproximadamente, 1/1000 parte de una pulgada o menos. El grosor de las lfneas 13 de los conductores electricos (habitualmente de aluminio) es usualmente de aproximadamente 1/1000 partes de una pulgada o menos. Se contempla que las lfneas 13 de los conductores electricos de aluminio pueden ser de diversos grosores dependiendo de una aplicacion en particular.

Tal como se muestran las FIGS. 1A-C y como se ilustra conceptualmente en la vista en despiece de la FIG. 8, la realizacion preferida puede ser ensamblada combinando los componentes individuales requeridos que incluyen los imanes 4, las estructuras de soporte 1 del iman, los anillos 16 de sellado/soporte internos, los anillos 15 de sellado/soporte externos, las capas 10 del diafragma, las pequenas piezas del material de alineamiento 17, las piezas polares 7 internas y las piezas polares 2 externas, segun se muestra en la FIG. 1B, utilizando adhesivos,

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tornillos, atraccion magnetica o mediante cualquier otro medio adecuado conocido en general por los expertos en el arte. Una realizacion alternativa del dispositivo puede tambien ser ensamblada tal como se muestra en la FIG. 23.

Un apilamiento 5 del diafragma que puede ser reemplazado por un usuario, puede ser construido en primer lugar y de forma independiente, tal como se muestra en la realizacion preferida de 360° de la FIG. 9A, y en la realizacion alternativa de 180° de la FIG. 20A, y en la vista en despiece conceptual de la FIG. 8 y en la realizacion alternativa segun se muestra en FIG. 23, colocando un anillo 16 de soporte/sellado interno, junto con piezas pequenas y espaciadas del material de alineamiento 17 cerca del borde de la capa del diafragma opuesta al anillo 16 de soporte/sellado interno, en un espacio de aire semi-confinado entre las capas adyacentes del diafragma, y a continuacion colocando un anillo 15 de soporte/sellado exterior junto con piezas pequenas y espaciadas del material de alineamiento 17 cerca del borde de la capa del diafragma opuesta al anillo 15 de soporte/sellado exterior, en el espacio de aire semi-confinado entre la capa del diafragma adyacente posterior y asf sucesivamente, hasta que el numero deseado de capas haya sido construido, generalmente hasta aproximadamente un total de veinticuatro capas de diafragma o similar, manteniendo la altura del apilamiento 5 del diafragma total en habitualmente en una pulgada o menos.

El ancho total del apilamiento 5 del diafragma puede ser disenado para que tenga practicamente cualquier tamano deseado, y para que pueda extenderse o reducirse en su ancho o altura total para acomodar diversos rangos de frecuencias de audio. Tal como se muestra en la FIG. 5, las conexiones electricas pueden realizarse en puntos de conexion 11 para cada capa del diafragma, encargandose en asegurar que la corriente fluya en direcciones opuestas para las capas adyacentes del diafragma, segun se muestra con las flechas curvas en la vista en despiece de la FIG. 8.

De forma alternativa, las conexiones electricas entre las capas del diafragma pueden tambien consistir en pliegues sencillos realizados entre capas continuas del diafragma, que han sido construidas a partir de una unica lamina de un material del diafragma/conductor laminado y posteriormente fotograbado por ataque qufmico, tal como se muestra en la FIG. 10.

Tal como se muestra en las FIGS. 7A - D y en las realizaciones alternativas de la FIG. 18B y FIG. 19B, los anillos 16 y 15 de sellado/soporte internos y externos respectivamente, pueden realizarse a partir de una amplia variedad de materiales adecuados, tal como un termoplastico para impresion 3D o para moldeado por inyeccion.

Cada uno de los anillos 16 y 15 de sellado/soporte internos y externos, puede incluir elementos 23 de seccion transversal en forma de cono, cuyo proposito sea minimizar cualquier onda acustica permanente que pudiera de otro modo existir en los espacios de aire semi-confinados entre cada capa 10 del diafragma.

Los anillos 16 y 15 de soporte/sellado internos y externos de las realizaciones alternativas de 180° de la FIG. 18B y FIG. 19B pueden tambien incluir extensiones 24 planas y cortas en general, que sellan los espacios de aire cerca de los extremos de los diafragmas en las realizaciones en forma de arco, tal como se muestra en las FIGS. 13A y B.

El apilamiento 5 del diafragma completo de la FIG. 9A, es una estructura autoportante que puede, a continuacion, ser colocada en el campo magnetico de la realizacion preferida de la FIG. 1A, introduciendo en primer lugar el extremo inferior de la pieza polar 7 interna que se muestra en la FIG. 2A, en el orificio central de la estructura 1 de soporte inferior de iman que se muestra en la FIG. 4B, y a continuacion introduciendo los imanes 4 en los orificios de la estructura 1 de soporte inferior del iman, tal como se muestra en la FIG. 4B, permitiendo que los polos sur de los imanes sean atrafdos hacia la pieza polar 7 central, y asegurando que se alineen los polos norte y sur de los imanes 4 segun se muestra en las figuras 4B y C.

El apilamiento 5 del diafragma completo puede a continuacion ser deslizado sobre la pieza polar 7 interna, asegurando que se alinee cualquier conexion 11 interna del diafragma con la ranura 9 en la pieza polar 7 interna. La estructura 1 de soporte superior del iman, que se muestra en la FIG. 4A, puede deslizarse a continuacion sobre la pieza polar 7 interna, utilizando la superficie superior lisa y plana de la FIG. 4B y la superficie inferior lisa y plana de la FIG. 4A para formar un sellado estanco al aire entre la superficie interna y externa del apilamiento 5 del diafragma.

Los imanes 4 pueden ser introducidos a continuacion en el interior de los orificios en la estructura 1 de soporte superior del iman que se muestra en la FIG. 4A, permitiendo que los polos sur de los imanes sean atrafdos hacia la pieza polar 7 interna, y asegurando que se alineen los polos norte y sur de los imanes 4 segun se muestra en la FIG. 4A. De forma alternativa, los imanes 4 pueden tambien ser magnetizados despues de ser introducidos en las estructuras 1 de soporte del iman.

Las piezas polares 2 externas que se muestran en la FIG. 3A y B pueden colocarse a continuacion en los polos norte expuestos de los imanes 4 de las dos estructuras 1 de soporte superior e inferior del iman, que se muestran en las FIGS. 1A y B, utilizando la atraccion magnetica para mantener las piezas polares 2 externas en su lugar, ademas

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de utilizando cualquier medio de fijacion adicional apropiado, conocido en general por los expertos en el arte, que pudieran ser necesarios.

Tal como se muestra en la FIG. 1C la superficie superior e inferior de las estructuras 1 de soporte del iman de la realizacion preferida ensamblada que se muestra en la FIG. 1A, pueden dejarse abiertas, selladas, con abertura (“ported”), con silenciador, con bocina (“horn-loaded”) o ventilada (abierta) de cualquier otro modo mediante cualquier medio adecuado. Tal como mediante una sencilla placa 26, tal como se muestra en la realizacion alternativa de la FIG. 23, o mediante cualquier otra combinacion de aberturas, orificios, antenas de bocina, superficies u otros materiales para el guiado de las ondas, el sellado o el amortiguamiento, etc., generalmente conocidos para los expertos en el arte.

El metodo de construccion para la realizacion alternativa de 180° como se muestra en la FIG. 11A y B, es muy similar al metodo de construccion anterior, para la realizacion preferida de la FIG. 1A.

La realizacion alternativa de 180° de la FIG. 11A, puede ser ensamblada construyendo en primer lugar y de forma independiente, el apilamiento 5 del diafragma de la FIG 20A, ya sea mediante el apilamiento de capas 10 individuales del diafragma de la FIG. 20B, o mediante el metodo alternativo del plegado del apilamiento del diafragma que se muestra en la FIG. 21.

El apilamiento 5 del diafragma completo de la FIG. 20A, es una estructura autoportante que puede ser colocada a continuacion en el campo magnetico de la realizacion alternativa de 180° de la FIG. 11A, introduciendo en primer lugar el extremo inferior de la pieza polar 7 interna, que se muestra en las FIGS. 14A y B y en la FIG. 12A en los canales 28 de guiado de la estructura 1 de soporte inferior del iman, tal como se muestra en la FIG. 16B y en la FIG. 17B, a continuacion introduciendo los imanes 4 en los orificios de la estructura 1 de soporte inferior del iman, tal como se muestra en la FIG. 16B y la FIG. 17B, permitiendo que los polos sur de los imanes sean atrafdos hacia la pieza polar 7 central, y asegurando que se alineen los polos norte y sur de los imanes 4 segun se muestra en las FIGS. 16A y B y las FIGS. 17A y B.

El apilamiento 5 del diafragma completo puede entonces deslizarse sobre la pieza polar 7 interna. La estructura 1 de soporte superior del iman que se muestra en la FIG. 16A y la FIG 17A puede a continuacion deslizarse sobre la pieza polar 7 interna, utilizando las superficies situadas cara arriba y cara abajo, lisas y planas que se muestran en la FIG. 16A y la FIG. 17A para formar un sello estanco al aire, entre las superficies frontal y posterior del apilamiento 5 del diafragma de la FIG. 20A.

Ademas, las extensiones 24 cortas en los anillos 16 y 15 de soporte/sellado, internos y externos respectivamente de la FIG. 14B y la FIG. 15B, tambien contribuyen a conformar un sellado estanco al aire entre las superficies frontal y posterior del apilamiento 5 del diafragma de la FIG. 20 A.

Los imanes 4 pueden ser introducidos a continuacion en los orificios de la estructura 1 de soporte superior del iman que se muestra en la FIG. 16A y la FIG. 17A, permitiendo que los polos sur de los imanes sean atrafdos hacia la pieza polar 7 interna, y asegurando la alineacion de los polos norte y sur de los imanes 4 tal como se muestra en las FIG. 16A y B y en las FIGS. 17A y B.

Las piezas polares 2 externas que se muestran en la FIG. 11A y en las FIGS. 15A y B, pueden entonces colocarse en los polos norte expuestos de los imanes 4 de ambas estructuras 1 de soporte superior e inferior del iman que se muestran en las FIGS. 11A y B y en la FIG. 13A, utilizando la atraccion magnetica para mantener las piezas polares 2 externas en su lugar, ademas de utilizando cualquier medio de fijacion adicional apropiado, conocidos en general para los expertos en el arte que pudieran ser necesario.

Tal como se muestra en la FIG. 12A y en la FIG. 12B, las superficies lisas frontal o posterior, o superior o inferior, de las estructuras 1 de soporte del iman de la realizacion alternativa de 180° ensamblada, que se muestra en la FIG. 11A puede dejarse abierta, sellada, con orificio, silenciada, o ser del tipo con bocina (“horn-loaded”), o ventilada de cualquier otro modo mediante cualquier medio adecuado por cualquier combinacion deseada de, aberturas, orificios, antenas de bocina, superficies u otros materiales para el guiado de ondas, sellado o amortiguamiento, etc., conocido generalmente por los expertos en el arte.

Para todas las realizaciones de la presente invencion, los imanes 4, tal como se muestran en las FIGS. 4A-C, FIGS. 16A y B, FIGS. 17A y B y FIG. 23, pueden realizarse de cualquier material magnetico permanente adecuado tal como ceramica, ferrita, aleacion de hierro-neodimio-boro, alnico, samario-cobalto, o puede estar compuesta de electroimanes, o cualquier combinacion adecuada de materiales magneticos permanentes, material para direccionar el flujo magnetico, o componentes electromagneticos, y pueden estar conformados como cubos, rectangulos, cunas, tubos, anillos o cualquier otra forma adecuada que ofrezca como resultado la forma del campo magnetico requerida.

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Pueden existir, en todas las realizaciones de la presente invencion, una serie de medios alternatives empleados para el direccionamiento, el apantallamiento o para influenciar de otro modo la direccion de las lfneas de flujo del campo magnetico, dentro o alrededor del dispositivo, tal como se ilustra en las FIGS. 1A y B, FIG. 11A, FIG. 13A, FIG. 14A y FIG. 23, ademas de muchas otras posibles variaciones, generalmente conocidas para los expertos en el arte, donde todas de dichas variaciones se encuentran dentro del alcance de la presente invencion segun se define en las reivindicaciones.

Tal como se muestra en las FIGS. 2A y B FIGS. 3A y B, FIGS. 14A y B y FIGS. 15A y B, las piezas polares 2 y 7 internas y externas, para todas las realizaciones, pueden realizarse de acero o de cualquier otro material adecuado con las caracterfsticas magneticas adecuadas conocidas para los expertos en el arte. Las piezas polares 2 externas presentan aberturas 3 en las mismas que permiten que las ondas de sonido las atraviesen, mientras que concentran tambien las lfneas tambien las lfneas de flujo del campo magnetico hacia el apilamiento 5 del diafragma. De forma similar, las piezas polares 7 internas presentan aberturas 8 en las mismas que permiten que las ondas de sonido las atraviesen, y puedan tambien concentrar las lfneas de flujo magnetico hacia el apilamiento 5 del diafragma.

Como una realizacion alternativa, tal como la que se muestra en la FIG. 23, el dispositivo puede tambien construirse sin el uso de piezas polares internas o externas si se desea, utilizando en algunos casos placas 26 de retorno de flujo magnetico, realizadas de acero o de cualquier otro material o configuracion apropiados generalmente conocidos por los expertos en arte, que contribuyan a dirigir o direccionar una cantidad apropiada de flujo magnetico a traves del apilamiento 5 del diafragma.

Tal como se muestra en la FIG. 5, FIG. 20B, FIG. 10 y FIG. 21, los conductores 13 electricos para todas las realizaciones pueden estar realizados con cualquier material electricamente conductor adecuado tal como metal, plastico conductor, materiales a base de carbono, pintura conductora, o laminas finas de aluminio que hayan sido adheridas sobre cualquier material de sustrato adecuado del diafragma, tal como poliimidas, naftalato de polietileno, Mylar, etc., que son en general conocidos para los expertos en el arte.

Los elementos 13 electricamente conductores pueden dimensionarse en cuanto al grosor, ancho, ubicacion y cantidad para proporcionar cualquier impedancia electrica y fuerza electromotriz que se necesite, tal como es conocido en general para los expertos en el arte.

Los elementos 13 electricamente conductores pueden terminarse mediante cualquiera de los medios conocidos por los expertos en el arte, para proporcionar una conexion electrica y mecanica adecuada, tal como los hilos conductores 20 y conectores electricos 21 segun se muestra en la FIG. 11B y la FIG. 12B. De forma alternativa, el material de sustrato de la capa de diafragma puede tambien estar realizado en sf mismo de un material conductor.

Tal como se muestra en la FIG. 4A-C y la FIG. 16A y B y la FIG. 17A y B las estructuras 1 de soporte del iman para todas las realizaciones puede realizarse de cualquier material adecuado relativamente rfgido, tal como plastico, metal, ceramica, madera, materiales a base de carbono o cualquier otro material adecuado, y pueden estar unidas a los imanes 4 y/o a las piezas polares 2 y 7 con adhesivos, tornillos, atraccion magnetica o mediante cualquier otro medio adecuado.

Tal como se muestra en la vista conceptual en despiece de la FIG. 8, FIG. 9A y FIG. 20A las pequenas piezas del material de alineamiento 17, que estan separadas por un espacio entre sf, y colocadas entre las capas 10 del diafragma, pueden estar realizadas de una amplia variedad de materiales, ya sean rfgidos o flexibles, tales como cinta de plastico expandido, por ejemplo, para todas las realizaciones.

Ademas de estar construido con capas 10 de diafragma y conductores 13 electricos conformados en una forma circular o cualquier otra forma de bucle completo, y ademas, en la forma semicircular de la realizacion alternativa de las FIGS. 11A y B, el dispositivo puede tambien estar construido con una seccion general en forma de arco de cualquier angulo arbitrario de menos de 360°.

El dispositivo en forma de arco resultante puede montarse en un bafle 18 apropiado utilizando los orificios 22 para tornillos que se muestran en las FIGS. 11A y B y FIGS. 12A y B. El bafle 18 puede tambien ser parte de una caja u otra estructura cerrada, ventilada, con aberturas o parcialmente abierta, tal como un dispositivo montado intramuralmente o un dispositivo de bafle abierto en su parte posterior, todos conocidos en general por los expertos en el arte. Ademas, la parte frontal o posterior del dispositivo en forma de arco resultante puede tambien ser de tipo horn-loaded o con bocina.

Tal como se muestra en la FIG. 22, puede construirse una version apilada “de fuente alineada” del transductor, que muestra una eficiencia extremadamente alta, un rango de frecuencia extremadamente amplio, una dispersion horizontal extremadamente amplia, una cobertura de frecuencias extremadamente uniforme en direccion vertical, y una capacidad de potencia maxima extremadamente alta.

La realizacion del altavoz “apilada” tal como se muestra en la FIG. 22 puede consistir en una pluralidad de realizaciones configuradas como bucle cerrado, tal como se muestra en la FIG. 1A, o bien puede consistir en una pluralidad de realizaciones configuradas como segmentos en arco, tal como se muestra en la FIG. 11A, que pueden entonces ser conectados electricamente en serie, en paralelo, o en una cantidad de posibles combinaciones en 5 serie/paralelo, para lograr la impedancia electrica total deseada.

Ademas de las capas de diafragma y conductores electricos curvados de forma continua de la presente invencion, discutidas anteriormente en la presente patente, tambien es posible configurar el dispositivo en tipos de configuraciones curvadas de forma discreta, tal como aquellas que se muestran en las FIGS. 24A y B, en las que existen una o mas areas de curvatura discreta de las capas 10 del diafragma. Estas areas curvadas de forma 10 discreta lograran de forma acumulativa una curvatura general del apilamiento 5 del diafragma, con un eje de curvatura 29 que es generalmente perpendicular a la superficie del diafragma y/o conductores electricos en el punto, o puntos, de curvatura.

La anterior descripcion de las realizaciones ha sido presentada con propositos de ilustracion y descripcion. No es exhaustiva, y no limita las invenciones reivindicadas a las formas exactas divulgadas. Son posibles modificaciones y 15 variaciones adicionales, a la luz de la anterior descripcion. El alcance se encuentra definido en las reivindicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Transductor de altavoz de tipo transformador de movimiento de aire que comprende:

una pluralidad de capas (10) del diafragma que incluyen conductores (13) electricos, donde cada una de dichas capas (10) del diafragma define una superficie que tiene al menos una parte curva con un eje de curvatura (29) que es generalmente perpendicular a la superficie de dicha capa del diafragma en la ubicacion de dicha parte curva del diafragma,

caracterizado porque dicha parte curva conforma una forma en arco.
2. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, en donde dichos conductores (13) electricos incluyen al menos una parte curva situada en una parte movil de al menos una de dichas capas (13) del diafragma, con un eje de curvatura (29) de dicha parte curva del conductor (13) electrico que es en general perpendicular a dicha superficie movil de la capa del diafragma conectada en dicha parte o partes curvas del conductor electrico.
3. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1 o reivindicacion 2, en donde dichas capas (10) del diafragma conforman una forma general en bucle.
4. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1 o reivindicacion 2, en donde dichas capas (10) del diafragma conforman una forma general de arco.
5. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en donde dichos conductores (13) del diafragma conforman una forma general de bucle.
6. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1 o 3, en donde dichos conductores (13) del diafragma conforman una forma en espiral.
7. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1 o 3, en donde dichos conductores (13) del diafragma conforman una forma general de arco.
8. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en donde el transductor de altavoz ademas incluye una o mas secciones de iman (4) adyacentes a las capas (10) del diafragma.
9. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 8, en donde el transductor de altavoz ademas incluye una o mas estructuras (1) de soporte de iman configuradas para encapsular las secciones (4) de iman.
10. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, en donde el transductor de altavoz ademas incluye un elemento (16) de soporte interno dispuesto en un lateral de cada una de las capas (10) del diafragma y un elemento (15) de soporte externo dispuesto en un lado opuesto de cada una de las capas (10) del diafragma.
11. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 10, en donde el elemento (16) de soporte interno es un anillo de soporte interno y el elemento (15) de soporte externo es un anillo de soporte externo.
12. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, en donde el transductor de altavoz ademas incluye al menos una pieza de material de alineamiento (17) adyacente a un borde de cada una de las capas (10) del diafragma.
13. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, en donde la pluralidad de capas 10 del diafragma incluye un rango de 2 - 24 capas (10) del diafragma.
14. Transductor de altavoz segun la reivindicacion 1, que ademas comprende:

una o mas secciones de iman (4) adyacentes a las capas (10) del diafragma:

una estructura (1) de soporte de iman configurada para encapsular las secciones de iman (4);

un anillo (16) de soporte interno dispuesto en un lateral de cada una de las capas (10) del diafragma y un anillo (15) de soporte externo dispuesto en un lateral opuesto de cada una de las capas (10) del diafragma; y

al menos una pequena pieza de material de alineamiento (17) dispuesta en un borde adyacente de cada una de las capas (10) del diafragma.