FR2527883A1 - MOBILE COIL SPEAKER - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE BOBINE DE HAUT-PARLEUR. ELLE COMPREND UN FIL CONDUCTEUR 20 DE SECTION RECTANGULAIRE, ENROULE SUR UN NOYAU 14 DE MANIERE QUE LE COTE 22, DE PLUS GRANDE DIMENSION, DU FIL SOIT APPLIQUE CONTRE LA SURFACE DU NOYAU 14, PLUTOT QUE LE BORD 24, COMME CELA EST LE CAS CLASSIQUEMENT. UN ADHESIF OU UNE MATIERE PLASTIQUE THERMODURCISSABLE PEUT ETRE APPLIQUE SUR LE FIL 20 POUR FACILITER LA FABRICATION. DOMAINE D'APPLICATION: HAUT-PARLEURS DE GRANDE PUISSANCE.THE INVENTION RELATES TO A LOUDSPEAKER COIL. IT INCLUDES A CONDUCTIVE WIRE 20 OF RECTANGULAR SECTION, WOUND ON A CORE 14 SO THAT THE SIZE 22, OF LARGER DIMENSION, OF THE WIRE IS APPLIED AGAINST THE SURFACE OF CORE 14, RATHER THAN EDGE 24, AS IS CLASSICALLY THE CASE. . THERMOSETABLE ADHESIVE OR PLASTIC MAY BE APPLIED TO WIRE 20 TO FACILITATE MANUFACTURING. FIELD OF APPLICATION: HIGH-POWER SPEAKERS.

Description

L'invention concerne un type de bobinages utilisé dans des transducteursThe invention relates to a type of windings used in transducers

acoustiques communément appelés bobines mobiles Dans de tels dispositifs, un cône ou diaphragme est commandé par des signaux électriques situés dans la bande des fréquences audibles de manière à déplacer l'air pour reproduire des sons Le diaphragme est commandé par un ensemble à bobine mobile qui lui est relié de manière que la bobine mobile soit placée dans  In such devices, a cone or diaphragm is controlled by electrical signals located in the band of audible frequencies so as to move the air to reproduce sounds. The diaphragm is controlled by a moving coil assembly which is connected so that the voice coil is placed in

un entrefer formé dans un ensemble à aimant permanent.  an air gap formed in a permanent magnet assembly.

Lorsque la bobine mobile est excitée par les courants audiofréquence, elle exécute un mouvement de translation  When the voice coil is excited by the audiofrequency currents, it performs a translation movement

communiquant le mouvement souhaité au diaphragme.  communicating the desired movement to the diaphragm.

Dans des procédés antérieurs de fabrication de bobines mobiles, il est classique de construire une bobine par bobinage de fil conducteur rond sur un noyau, en considérant qu'il est préférable que la bobine soit légère Il est cependant apparu que l'utilisation de fil  In previous methods of manufacturing moving coils, it is conventional to build a coil by winding round conductive wire on a core, considering that it is preferable that the coil is light It has however appeared that the use of wire

conducteur rond a pour résultat un transducteur relative-  round conductor results in a relative transducer

ment inefficace, car le fil rond laisse des interstices importants entre les couches adjacentes formées par les spires de la bobine et entre les spires successives formées  inefficient, because the round wire leaves important gaps between the adjacent layers formed by the turns of the coil and between the successive turns formed

par le fil Etant donné un entrefer magnétique d'un cer-  By the thread Given a magnetic gap of a certain

tain volume, la sensibilité des transducteurs à bobines mobiles dépend du nombre de spires de fil pouvant être  In some cases, the sensitivity of moving coil transducers depends on the number of turns of wire that can be

placées dans l'espace offert.placed in the space offered.

Un autre facteur concerne la puissance admissi-  Another factor concerns the permissible power

ble des bobines mobiles de transducteurs On a longtemps pensé que de tels transducteurs pouvaient être réalisés par l'utilisation, dans la bobine, de davantage de métal permettant de dissiper la chaleur dégagée dans la bobine  It has long been thought that such transducers could be made by using more metal in the coil to dissipate the heat released in the coil.

mobile pour que ces transducteurs soient plus puissants.  mobile so that these transducers are more powerful.

Une solution récente a consisté à utiliser un fil de section rectangulaire, ayant généralement un rapport côté/ bord compris entre environ 4:1 et 7:1 Le fil doit alors être bobiné sur chant afin que la bobine comporte un grand nombre de spires et que l'on ait ainsi une bobine très dense, ayant très peu d'interstices de façon à pouvoir dissiper une plus grande puissance et à avoir une plus  A recent solution has been to use a wire of rectangular section, generally having a side / edge ratio between about 4: 1 and 7: 1 The wire must then be wound on edge so that the coil has a large number of turns and that so we have a very dense coil, having very few interstices so that we can dissipate more power and have more

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grande sensibilité.great sensitivity.

La bobine mobile à bobinage sur chant est  The voice-coil voice coil is

utilisée classiquement, en particulier dans des hauts-  used conventionally, especially in

parleurs à haute fidélité, depuis de nombreuses années.  high fidelity speakers, for many years.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 935 402 décrit une bobine mobile dissipant une grande puissance, qui utilise le pri ncipe du bobinage sur chant, et il décrit également des perfectionnements apportés à l'aptitude de cette bobine à dissiper de grandes puissances Il semble que la bobine à bobinage sur chant a été décrite en premier dans "Bell System Technical Journal"? en date de janvier 1928, dans un article intitulé "A High-Ef ficiency Receiver for a Horn-Type Loudspeaker of Large Power Capacity",  U.S. Patent No. 3,935,402 discloses a high power dissipating voice coil which utilizes the edge winding principle and also describes improvements in the ability of this coil to dissipate large windings. powers It seems that the voice winding coil was first described in "Bell System Technical Journal"? dated January 1928, in an article entitled "A High-Efficiency Receiver for a Horn-Type Loudspeaker of Large Power Capacity",

de E C Wente et A L Thuras.from E C Wente and A L Thuras.

Ainsi qu'on peut le deviner, plusieurs pro-  As can be guessed, several

blèmes se posent pour "ormer une bobine mobile à bobinage sur chant Comme décrt dans l 2 brevet des Etats-Unis d'Amérique N 1 956 826, il est difficile de donner à la bobine un contour cylindrique régulier Le fil est petit et il est difficile de maintenir les côtés plats dans une disposition strictement parallèle, et les machines  Problems arise in order to form a voice-coil voice coil. As described in US Pat. No. 1,956,826, it is difficult to give the coil a regular cylindrical contour. The wire is small and it is difficult to maintain the flat sides in a strictly parallel arrangement, and the machines

automatiques de bobinage ne peuvent pas être utilisées.  automatic winding can not be used.

De plus, bien qu'il soit possible d'obtenir une plus grande densité de bobinage, il est difficile de bobiner la bobine étroitement, sans déformer son contour, car le fil a tendance à s'incliner En outre, il apparaît que, lorsqu'une seule nappe de spires de fil est utilisée, les fils de connexion se trouvent aux extrémités opposées de la bobine résultante,de sorte qu'un problème de  In addition, although it is possible to obtain a higher winding density, it is difficult to wind the coil tightly, without deforming its contour, since the wire tends to bow. In addition, it appears that when a single ply of wire turns is used, the connection wires are at the opposite ends of the resulting coil, so that a problem of

dressage de ces fils doit être résolu avec, par consé-  training of these threads must be resolved with

quent, un accroissement du coût de fabrication.  an increase in the cost of manufacturing.

On a découvert qu'une bobine mobile, ayant des caractéristiques de foncticnnement comparables à celles des bobines à bobinage sur chant, de fabrication coûteuse, admettant des puissances plus élevées, peut être fabriquée aisément et à un coût inférieur au moyen de fil conducteur de section rectangulaire, pouvant présenter divers rapports de frme côté/bord et dont le -3 côté, ou la plus grande dimension, est appliqué contre le noyau de la bobine, plutôt que le bord Ceci conduit à plusieurs avantages La plus grande dimension du fil étant appliquée contre la surface du noyau, la bobine peut être bobinée de façon plus serrée que dans la forme de réalisation à bobinage sur chant, de sorte que l'on obtient une plus grande densité et donc un accroissement de la puissance admissible D'autres caractéristiques  It has been discovered that a voice coil, having operating characteristics comparable to those of costly, cost-effective edge-wound coiling coils, can be easily manufactured and at a lower cost by means of section wire. rectangular, may have various side / edge fringe ratios and whose -3 side or largest dimension is applied against the core of the coil, rather than the edge This leads to several advantages The larger dimension of the wire being applied against the surface of the core, the coil can be coiled more tightly than in the edge-wound embodiment, so that a higher density and therefore an increase in the permissible power are obtained.

de fonctionnement sont identiques à des formes de réalisa-  functioning are identical to forms of

tion à bobinage sur chant.winding on edge.

Les avantages supplémentaires de la bobine selon l'invention sont un plus faible coût de fabrication en raison de plusieurs facteurs,dont le premier est que la bobine peut être bobinée sur des machines automatiques de bobinage et dont le second est que, par l'utilisation de couches multiples en nombre pair, les fils de connexion ou extrémités de la bobine sortent sur le même côté, ce qui érite d'avoir à dresser les extrémités ou fils de  The additional advantages of the coil according to the invention are a lower manufacturing cost due to several factors, the first of which is that the coil can be wound on automatic winding machines and the second is that, by using multiple layers in even number, the connection son or ends of the coil out on the same side, which deserves having to draw the ends or son of

connexion et élimine donc cette opération de fabrication.  connection and thus eliminates this manufacturing operation.

En troisième lieu, ce bobinage à plat est réalisé directe-  Thirdly, this flat winding is realized directly

ment sur la carcasse de la bobine, alors que les bobines à bobinage sur chant sont bobinées en longue barre sur un mandrin, puis séparées et coupées avant de recevoir une forme intérieure en papier Ainsi, la bobine à bobinage  the coils of the spool, while the coiling coils are wound in a long bar on a mandrel, then separated and cut before receiving an inner form of paper Thus, the coiling coil

à plat évite plusieurs étapes de fabrication.  flat avoids several stages of manufacture.

Un autre objet et avantage de l'invention est l'utilisation, sur le fil conducteur de la bobine, d'un revêtement de matière adhésive ou autre appliqué au moment du bobinage sur le noyau de manière que, une fois l'opé-_  Another object and advantage of the invention is the use on the conductive wire of the coil, a coating of adhesive or other material applied at the time of winding on the core so that, once the opé-_

ration de bobinage réalisée, l'adhésif prenne pour pro-  winding, the adhesive is

voquer une adhérence du fil sur toute sa longueur, cons-  the yarn adheres to its full length,

tituant ainsi une forme finie et fixe.  thus forming a finite and fixed form.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel la figure 1 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'une bobine mobile à bobinage sur chant de l'art antérieur; et les figures 2 et 3 sont des vues en perspective, avec coupe partielle, de deux formes de réalisation de la  The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples and in which FIG. 1 is a perspective view, partially in section, of a voice-wound voice coil of the prior art. ; and Figures 2 and 3 are perspective views, partly in section, of two embodiments of the

bobine mobile selon l'invention.voice coil according to the invention.

La figure 1 représente un fil rectangulaire plat 10 bobiné de manière que son bord étroit 12 repose sur un noyau 14, jusqu'à ce que suffisamment de spires se  FIG. 1 shows a flat rectangular wire 10 wound so that its narrow edge 12 rests on a core 14, until enough turns

soient accumulées, comme souhaité, pour former un enroule-  accumulated, as desired, to form a roll-

ment constituant la bobine mobile Ainsi qu'il est classi-  constituting the voice coil As it is classi-

que et connu, la bobine mobile est placée dans un entrefer et il est classique de laisser un très faible jeu entre le noyau, sur un côté, et le bord de la-bobine mobile, sur l'autre côté, car il est connu que la température pouvant être dissipée par l'ensemble est d'autant plus grande que l'espace compris entre les pièces polaires de l'aimant  that and known, the voice coil is placed in an air gap and it is conventional to leave a very weak clearance between the core, on one side, and the edge of the voice coil, on the other side, because it is known that the temperature that can be dissipated by the assembly is even greater than the space between the pole pieces of the magnet

et les surfaces cylindriques de la bobine mobile est petit.  and the cylindrical surfaces of the voice coil is small.

Cependant, il faut laisser un certain entrefer pour per-  However, a certain gap must be left to

mettre les mouvements de translation de la bobine mobile et, par conséquent, il faut travailler avec un volume donné dans l'entrefer et, comme mentionné précédemment, il est souhaitable de remplir ce volume avec le plus grand nombre possible de spires et la plus grande quantité  put the translation movements of the voice coil and, therefore, it is necessary to work with a given volume in the air gap and, as mentioned above, it is desirable to fill this volume with the greatest possible number of turns and the largest amount

possible de matières métalliques.possible metal materials.

Les figures 2 et 3 montrent deux formes de réa-  Figures 2 and 3 show two forms of

lisation de l'invention Il convient de noter que le volume de l'entrefer occupé par les enroulements est le même, ou peut être aisément réalisé de manière à être le même sur les figures 2 et 3 que sur la figure 1 Si l'on considère tout d'abord la figure 3, on voit que le noyau 14 porte à présent plusieurs spires de fil conducteur 20 ayant un rapport de forme différent, c'est-à-dire un rapport bord/côté qui peut varier sensiblement pour diverses raisons indiquées plus en détail ci-après, mais dans lequel le côté 22 est appliqué contre le noyau 14 En choisissant le rapport des côtés 22 aux bords 24, un nombre souhaité de spires de fil peut être formé pour  It should be noted that the volume of the gap occupied by the windings is the same, or can be easily made to be the same in Figures 2 and 3 as in Figure 1. Consider firstly Figure 3, we see that the core 14 now carries several turns of conductive wire 20 having a different aspect ratio, that is to say an edge / side ratio that can vary substantially for various reasons shown in more detail below, but in which the side 22 is applied against the core 14 By choosing the ratio of the sides 22 to the edges 24, a desired number of turns of wire can be formed to

remplir le volume de l'entrefer afin de donner la sensi-  fill the volume of the gap to give the feeling

bilité souhaitée au transducteur Le fil de section rectan-  the desired transducer

gulaire est recouvert d'un émail isolant En bobinant le fil 20 dur le noyau 14 au moyen d'une machine de bobinage, on forme un enroulement hélicoïdal et ainsi qu'il apparaît, plusieurs couches enroulées peuvent être bobinées étroitement En réalisant un nombre pair de couches bobinées, un problème supplémentaire, mentionné précédemment, peut être résolu, car les extrémités ou fils de connexion de la bobine finie sortent alors du même côté de la bobine, ce qui évite d'avoir à prévoir des moyens pour ramener les fils de connexion en arrière,autour et à l'extérieur de la bobine, afin de les connecter aux bornes d'entrée Bien que les bobines de rendement élevé et de coût inférieur puissent être fabriquées avec un nombre  The rod is covered with an insulating enamel. By winding the hard wire 14 the core 14 by means of a winding machine, a helical winding is formed and, as it appears, several wound layers can be wound closely. of wound layers, an additional problem, mentioned above, can be solved, because the ends or son of connection of the finished coil then leave the same side of the coil, which avoids having to provide means to bring the son of connection back, around and outside the coil, to connect them to the input terminals Although the high efficiency and lower cost coils can be manufactured with a number

impair de couches, un avantage supplémentaire de l'inven-  odd number of layers, an additional advantage of the invention

tion est que le nombre pair de couches tend à réduire davantage les coûts de fabrication, et ceci constitue un avantage par rapport aux bobines à bobinage sur chant de  The fact is that the even number of layers tends to further reduce manufacturing costs, and this is an advantage over voice wound coils.

l'art antérieur.the prior art.

La figure 2 montre ce qui peut être considéré comme la limite inférieure de l'invention par le fait que le fil conducteur 30 présente une section carrée Cette configuration permet encore un bobinage automatique sur des machines de bobinage et elle permet également aux spires d'être bobinées étroitement sur le noyau 14, sans déformation des enroulements ou du cylindre résultant formé par la bobine Il apparaît que divers rapports de forme bord/côté peuvent être choisis entre le carré et le rectangle, suivant, en partie, le nombre de spires souhaitées, tout en remplissant cependant sensiblement le volume de l'entrefer de l'aimant associé et en laissant  FIG. 2 shows what can be considered as the lower limit of the invention in that the conductive wire 30 has a square section. This configuration also allows automatic winding on winding machines and it also allows the turns to be wound closely on the core 14, without deformation of the windings or the resulting cylinder formed by the coil It appears that various edge / side shape ratios can be chosen between the square and the rectangle, depending in part on the number of turns desired, while substantially filling the volume of the gap of the associated magnet and leaving

un minimum d'interstices entre les enroulements.  a minimum of interstices between the windings.

Une autre caractéristique de l'invention est la présence et l'utilisation d'un adhésif ou d'une matière plastique thermodurcissable pour lier étroitement les enroulements les uns aux autres afin de donner à la bobine finie l'aspect d'un cylindre Ceci peut être obtenu de plusieurs manières dont l'une consiste à utiliser le fil rectangulaire ou carré, sur lequel de l'émail a été appliqué précédemment, ainsi qu'il est classique avec les G  Another feature of the invention is the presence and use of an adhesive or thermosetting plastic to closely bind the coils to each other to give the finished coil the appearance of a cylinder. be obtained in several ways, one of which is to use the rectangular or square wire, on which enamel has been applied previously, as is conventional with the G

fils de bobines mobiles, et sur lequel une couche supplé-  mobile coil wires, and on which an additional layer

mentaire d'adhésifs thermodurcissables est appliquée avant son bobinage sur le noyau Un autre moyen consiste à bobiner une première couche de spires sur le noyau puis à appliquer, sur cette premiere couche, un mince revêtement de matière thermoplastique, puis de bobiner sur ce revdtement la secone uche de spires dn peut procéder ainsi avec les couches supplémentaires si ces dernières sont réalisées Lorsque la bobine est achevée un courant électrique est brièvement appliqué aux extrémités de la bobine afin de provcquer son échauffement et de  The other method consists of winding a first layer of turns on the core and then applying, on this first layer, a thin coating of thermoplastic material, and then winding on this coating. If the coil is completed, an electric current is briefly applied to the ends of the coil in order to provoke its heating and

faire prendre liadhésif Au lieu d'un adhésif therio-  take the adhesive instead of a thermo adhesive

durcissable, on peut utiliser un adhnsif qui reaàit des  hardenable, we can use an adhnsif that reate

solvants tels que i J'acét&ne ou la ïaéthyilthylcetone.  solvents such as acetone or ethyl ethyl ketone.

L'inventio c:- crne donc _une bobi:L_ znbi e  Inventio c: - therefore creates a bobi: L_ znbi e

dont Les possibilitds 2 e wfon Lonimement sont iia S e-  whose 2 nd Won Lonimement Possibilities are iia S e-

qui peut:iissiper de pu grandtes puissances, a un ccit  who can: iissiper of pu great powers, has a ccit

de fabrication sensb t pl-us aib L e.  of manufacture sensb t pl-us aib L e.

Il va de Sol que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la, :Adne décrite et représentée  It goes from Sol that many modifications can be made to the,: Adne described and represented

sans sortir du cadre de l'inventicn.  without going beyond the scope of the inventory.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) dont les spires sont liées intimement les unes aux autres, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport de forme entre le côté ( 22) et le bord ( 24) est de 1:1 ou plus, le côté du fil étant aligné dans la  1 mobile coil speaker, characterized in that it comprises a coil of conductive wire (20 or 30) whose turns are intimately connected to each other, the wire having a rectangular section such that the form ratio between the side (22) and the edge (24) is 1: 1 or more, the side of the wire being aligned in the même direction que l'axe central de la bobine.  same direction as the central axis of the coil. 2 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) constitué d'au moins deux couches de spires, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport du côté ( 22) au bord ( 24) n'est pas inférieur à 1:1, le  2 mobile coil speaker, characterized in that it comprises a winding conductor wire (20 or 30) consisting of at least two layers of turns, the wire having a rectangular section such that the ratio of the side (22) at the edge (24) is not less than 1: 1, the bord étant aligné avec l'axe de la bobine.  edge being aligned with the axis of the coil. 3 Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulement de fil conducteur ( 20 ou 30) constitué d'un nombrepair de couches de spires, le fil ayant une section rectangulaire telle que le rapport du côté ( 22) au bord ( 24) n'est pas inférieur à 1:1, le  3 mobile coil speaker, characterized in that it comprises a winding conductor wire (20 or 30) consisting of a numberpair layers of turns, the wire having a rectangular section such that the ratio of the side (22) at the edge (24) is not less than 1: 1, the côté du fil étant aligné avec l'axe de la bobine.  side of the wire being aligned with the axis of the coil. 4 Bobine mobile de haut-parleur selon la revendication 3, caractérisée en ce que les spires du fil  Mobile voice coil according to Claim 3, characterized in that the turns of the wire sont liées intimement entre elles par un adhésif.  are intimately bound together by an adhesive. Bobine mobile de haut-parleur, caractérisée en ce qu'elle est réalisée au moyen d'une longueur de fil conducteur ( 20 ou 30) ayant une section rectangulaire' telle que le côté ( 22) est égal ou supérieur au bord ( 24) , le fil étant recouvert d'une matière isolante, enroulé sur un noyau cylindrique ( 14) de manière que le côté du fil soit adjacent au noyau pour former une première couche, des spires supplémentaires de fil étant enroulées de la même manière sur la première couche pour former une  Mobile speaker coil, characterized in that it is realized by means of a length of conductive wire (20 or 30) having a rectangular section 'such that the side (22) is equal to or greater than the edge (24) the wire being coated with an insulating material, wound on a cylindrical core (14) so that the side of the wire is adjacent the core to form a first layer, additional turns of wire are wound in the same manner on the first layer to form a seconde couche.second layer. 6 Bobine mobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le fil est revêtu d'un adhésif  Mobile coil according to claim 5, characterized in that the wire is coated with an adhesive que l'on fait prendre après que les couches ont été formées.  that is taken after the layers have been formed. 7 Bobine mobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'adhésif est un composé: thermodurcissable dont la prise est provoquée par la mise  Mobile coil according to Claim 5, characterized in that the adhesive is a thermosetting compound whose setting is caused by the setting en circulation d'un courant électrique dans le fil.  in circulation of an electric current in the wire. 8 Bobine mobile selon la revendication 6, caractérisée en ce que la prise de l'adhésif est provoquée par immersion de la bobine dans un solvant -  Mobile coil according to Claim 6, characterized in that the setting of the adhesive is caused by immersion of the coil in a solvent -