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プロットしてみた

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方眼紙に具体的に描いてみました。
音道幅が20cmで高さ75cm、奥行70cmとなりました。
板厚はスタイロフォームの40mm。
広がり定数m=1.5

通常、広がり定数は1.0以下にするもののようですが、音道長とホーン開口面積のバランスを考えると、どうしても広がり定数が大きくなってしまいます。

問題はホーンをドライブできるのかにかかっています。

参考にしたのは、Stereo誌でP800を使ったコンテストで審査員特別賞を受賞した作品です。



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当時のブログによると、
P800で音道長2.7m、開口面積は約0.8m2。
推定の広がり定数は2.1となります。

で、ちゃんとドライブできていたのかというと、
ちょっと苦しい。
ボアボアした低音でした。
ただ、音圧は十分で、チューニングでなんとかなるなという印象を持ちました。

で、私の図だと、音道長は2.2mで広がり定数が1.5。

P800のホーン作品よりはドライブに余裕があります。
とはいうものの、苦しいのは事実で、
ユニットのポテンシャルに頼る設計になりそうです。

初期のイメージよりは小型になりそうなので、
なんとなく作れるような気がしてきました。



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できる?

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コンテスト作品は何一つ進んでいません。
バックロードホーンで開口面積を稼ぐには、
折り返しが一度では長さがどうしても足りません。

2回折り返すと開口部は背面、
というところからスタート。

スタイロフォームなので凸曲面は得意だけど凹面は苦手。
てなことを考えながら、コンビネーションホーン。

8の字を描く音道が変態的です。
絵を描くだけで大変なのに、こんなの作れるのかな。

次は具体的な音道サイズの割り出しになります。
なんだか音道が「乙」に見えてきました。

いきなり分からん

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さて、真面目にホーン設計をしましょうか。
写真の断面積グラフは、
広がり定数 m=1.0
スロート面積 27cm2(実効振動板面積の96%)
でエクセル様に描いていただいたものです。
x軸の距離は10cm単位なので、とりあえず2.0mまでのものです。

で、いろいろ資料を当たってみると、
カットオフ周波数で、2つの式にぶち当たりました。
これ、どっちが正しいの??

a式 カットオフ周波数=ホーン出口の開口面積半径/5400 (ホーン開口部が円だとして)

b式 カットオフ周波数=340m/4π (m:広がり定数)

a式の変数はホーン開口部の大きさ、
b式の変数は広がり定数。

ううむ、b式だと27Hzなんていう数字が出てきてしまいます。
何か桁を間違えているのかも。
一説によるとb式は無限長ホーンの場合のカットオフ周波数らしいのです。
だから、変数が広がり定数だけなのか?
でも、現実には無限大のホーンなんて作れないので、意味がないように思うのですが、
この式は何か重要なんでしょうか?

ダイアトーンの技術者が書いた
「スピーカー&エンクロージャー百科」
にもカットオフ周波数に関する記述がなく判断がつきません。

感覚的にはa式が正しいと思うんです。
が、訳も分からないのに設計を進めるのは抵抗感あるなあ。

こんなんでいこう

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マークオーディオのOM-MF5をどう料理するか?
どうせまともにやっても勝ち目はないので、
好きにやらせていただきます。

とりあえずですが、
イラストのようなバックロードホーンをイメージしています。

今までエラそうなことをさんざん言っておきながら、バックロードホーン型ってまともに作った事がありません。
正確には、ヒトの設計そのままを作ったことはあります。
そん時は確か、フォクテクスの16cmダブルコーンを取り付けたような…
メンドウな割にいい音でなかった記憶がよみがえります。

そのトラウマを払しょくできたらいいな、と。
ユニットのQゼロが大きいので、バックロードには向いているはずです。
また、1発使いで能率を上げるにはホーン式は有効でしょう。

素材は…
発泡スチロールの一種のスタイロフォームを使います。
ちゃんと計算はしていませんが、大型になりそうなので、ベニヤでは作れない。
私の技量ではたぶん作れません。
スタイロフォームならば、音道のカーブも組み立ての垂直性も楽にできそうです。

更にフロントにもショートホーンでロードをかけてあげれば、ロングストロークと相まってかなりの音量が期待できます。

と、まあ、まだ机上の空論状態ですが、
ホームセンターに下見に行きました。
なんと10cm厚まである。

ところがですよ、
カットをお願いすると、4cm厚までしかダメなそうな。
ガックリ_| ̄|○



入手できた

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ステレオ誌の付録スピーカー、
マークオーディオ社製 OM-MF5をゲットできました。
入手するだけで達成感があります。

ほほう、これがペア1万円相当(音楽之友社談)のスピーカーか。
フレームを指で弾くと金属音が鳴ります。
プラじゃなくてホッとしますが、プレスで作られているので、そんなにいいモノでもないかな。
逆向きで取り付けようと思っていたので、プレスだと見てくれがイマイチになります。
一手間必要になりそうです。

取り付け穴は5つ。
端子位置から、頂点が下に来る五角形のネジ配置が標準になります。

マグネットは振動板面積に比べて大きい。
バッフル厚によっては裏面にテーパー加工が必要になりそうです。
フレーム幅は広いので、取り付け自体は簡単そうです。

パラメーターを見ていて気になったのは、ものすごく能率が低いってこと。
85.4dBしかありません。
ざっくり言ってフツーの半分の能率。
振動板も軽くてマグネットも強力なのにこの能率の低さは不思議でなりません。
定格入力は8Wなので、コンテスト会場はおろかオフ会でも十分な音量が出るか不安になります。
インピーダンスは4Ωだから、2発では直列になってしまい音量アップにはなりません。
必然的にシリパラの片ch4発にするか、ホーンにして耐圧を高めつつ能率を上げるのが現実的かなあ。
超裏ワザで低域をカットして耐圧を高める方法があるけど、そんな人は多分いないだろうな。

ロングストロークなのに応答性がいいっていうのもどんな魔法なんだか…
ロングストロークということは、ダンパーとエッジのストロークが大きいということです。
緩いダンパーでは、波形の立ち上がりはよくなるものの、波形の終わりの収束に時間がかかります。

ひょっとして、ストローク優先で柔らかいダンパーを使った結果、ボビンとマグネットの間隙が大きいのかも。
だとしたら、この能率の低さも説明がつきます。
ここの精度を上げることはコストに直結するってPark Audioの代表が話してたのを思い出しました。
で、ローコストを実現?
応答性はMゼロの小ささとダンパーとエッジの動きやすさで実現、かな?
ロングボイスコイルでMゼロが小さいってことは、よっぽど振動板が軽いのかも。
まさかとは思うけど、ボイスコイルが短いままだったりして。まさかね。その場合も低能率になります。
ダンピングとストロークのどっちの低歪率を優先するかっていう話なのかな。

あ、全部、妄想ですから信じないでください。


薄っぺらい紙面を一通り読んでみましたが、
大事な情報がない。

コンテストの応募要領が書いてありません。
最後の方に、コンテストありますよ、とは書いてありますが、詳しいことが分かりません。
せめて、締め切りとか、サイズ制限ぐらい書いてよ。

Stereoブログにも要領は載ってないよね。
コレって8月号を別に買えってこと?
何でこんなに手間ヒマかかるんだよ!
ロールプレイングゲームか。
気球船を手に入れるには宝玉を4つ集める、みたいな。

また本屋に行かなきゃ…






届いた、、、?

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ステレオ誌のおまけスピーカーを注文しました。
で、届いたのがコレ。

さすがマークオーディオがペア1万円と言うだけあって、ズッシリ重い。
さぞかし物量を投入した「いいモノ」なんでしょう。
期待が高まります。

箱を開ける前に紙面をペラペラと斜め読み。
あれ、作例が少ないな。

変な推奨箱を延々と作っている記事です。

ん???

まさか…。

改めて表紙を確認すると、

マークオーディオのスピーカーユニット写真のとなりに小さな字で
「適合ユニット(別売品)」
とあります。

うわーっ、
ユニットを買ったと思ったら、
箱のキットを買ってました。
だから重いんだ。

箱設計して作るのが楽しいのに、
箱キットを作るなんて、なんの罰ゲーム。

ネタのない人生を歩みたい…

iPhone のホーン つづき

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iPhone 用のアコースティックホーン、
もうちょっとマジメにやってみることにしました。

まず、カットオフ周波数を決めます。
カットオフは開口面積に依存するので、開口面積を決めます。
開口部面積をとりあえず7×5cmとします。
そうすると、カットオフは1500Hzから2000Hzの間になります。
2000Hzとして、広がり係数を0.74とすると、
面積が2倍になる距離は0.9cm。
面倒なのでここは1.0cmとします。
ユニット面積は0.2×1.4cmとします。
1cm進むごとに面積が2倍になる場合、
7×5cmのホーン開口面積になるには7cm進まないといけません。

そうやってホーン部分だけを3Dプリンタで印刷してみました。

iPhone から音を出して、ホーンを当ててみましょう。
音質が上がるかな?

最近のマイブームは「愛と風のように」
ホーンを当てたりはずしたり。

音量は上がってボーカルが明瞭になります。
聴きやすいといえば聴きやすいのですが、
音質がいいかと問われると、ちょっとイマイチなんでは?

ホーンは原理上、カットオフ周波数の2倍から10倍までを再生するらしいので、
4kから20kHzまでは再生しているはずです。
が、なんかクセがあります。

エクスポネンシャルホーンとしては完璧な形なんだけど、クセがある。
AMラジオっぽい。
確かAMラジオってわざと中高域にピークを作っていたように思います。
つまり4kHzから音圧を上げるとAM。

ボーカルは聴きやすいけど、それでいいなら、
スピーカーは全てメガホンていいことになってしまいます。
メガホンはダメだろ。

エクスポネンシャルでダメならどんなホーン形状がいいんだ?


iphone用アコースティックスピーカー

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自宅では同居人のブルートゥーススピーカーがボンボン鳴っていますが、この音がイヤなんです。
ムリムリ低音をブーストしていて気持ち悪い。
ところが同居人どもは、この気持ち悪さを全然分かってくれません。

ぶるートゥースなんてクソくらい。
スピーカービルダーはパッシブだい。
アコースティックだい。
決して、ぷるー何ちゃらの接続が分からないとか、
スマホに音楽がダウンロードされてないとか、
音楽ストリーミングが分からないとか、
そもそも、使わせてもらえないとか、
ではないんです。

と言うわけで、私のスマホの音質改善作戦です。
3Dプリンタでスマホにジャストフィットのホーンを作成しましょう。

iPhone の難点は左右のスピーカー位置が全く違うことです。
右chは側面の上部から、左は正面左端にあります。
開口部面積も開口形状も左右で全く違います。
アップルがいかに音質をないがしろにしているのかが分かろうと言うものです。

ホーン形状が左右で同じにできませんでしたが、
とりあえずCADでの設計はできました。

できましたが、これがうまくプリントできません。
複雑すぎて大量のサポート材が必要になります。
そこまでは想定内なのですが、
ホーンの内部に入り込んだサポート材がどうしても除去できません。

つまり、ホーンの穴が詰まっているってこと。

こういう複雑形状を一発で成形できるのが3Dプリンタの特徴かと思っていましたが、世の中はそんなに甘くないようです。

組み立て式でないとダメですね。

つづく、、、かも

出遅れた

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今年のstereo誌、おまけスピーカーのパラメーターがいつの間にか公開されていました。
全然気づかなかったよ。
むちゃくちゃ出遅れた感があります。

記事によると、
駆動性能に優れる
高域分解能に優れる
ペア1万円のクオリティ
各音域でメリハリの利いた「元気な音」
だそうな。

何となく、金属振動板特有のF特の暴れっぷりが想像できる文面です。
2KHzのインピーダンスの小山が気になります。


フルレンジユニットにありがちな“広く薄く平均的”な音にならず…(後略)

という表現もありますが、よく分からない。
どういう意味なんだろ?
薄い音って何だ??
広くて平均的なF特っていいと思っていたのは間違っていたのか??
誰か教えて。

パラメーター読解能力がないので、
バスレフに向くのか、
バックロードに向くのか、
もっと変態がいいのかさえも分かりません。

でもまあ記事の信ぴょう性ってどうなのかな。
Foster P800の時の解説記事では
「密閉型に向きます」
って書いてあったので、素直に密閉で作ったら撃沈したというトラウマが蘇ります。

F特を見た感じ、高域のエネルギーは強そうなので、100Hz以下の音圧をいかに上げるかの勝負なんだろうなあ。
当たり前か…

Spedにデータを打ち込むと、とりあえずの箱は設計できそうです。

個人的にはエッジとフレーム材料が気になります。
まさかいつかみたいにプラフレームってことはないよね。
早く届かないかなあ。

「見せてもらおうか。ペア1万円の実力とやらを!」










補強後のF特

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3段MDFの周波数特性を改めて計測してみました。

赤が同じ内部設計の発泡スチロール箱、
黒がMDF
青が上下をパイン材で補強した完成版

驚くほど補強なしと特性に差がありません。
強いて言えば、完成版の方がディップが深いです。

かなり意外でした。
完成版とMDFオンリーとでは音色が違うのです。
音色の違いは、高域のピークによって発生すると思っていたので、ディップに変化が出るとは思ってもいませんでした。

もう一つのF特はダクト特性です。
ダクト特性の読み方がイマイチ理解できていませんが、
共振ピークが150Hzにあります。
これはちょっと高すぎですよね。
ユニットのf0と重なってシステムとして125Hzに大きなピークが発生しています。

おかげでウッドベースが明瞭ですが、
シングルバスレフならば、ダクト共振を80Hzぐらいに持っていくのがセオリーでしょう。

今から調整できるのは第3ダクトだけですが、
そういう小手先では、うまくいかないように思います。
だって第1第2第3の全てのパラメーターを試して、試聴で決定したダクトなので、第3だけいじれません。
それでもパワーを入れるとジャズなんかが良く聞こえてくるから困ります。

欠点も多いのですが、できの悪い子ほどかわいいってホント。




3段MDF 完成

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3段MDF、完成いたしました。

ステレオ誌のコンテストには落ちてしまいましたが、このユニットですごく楽しめました。

私としては、
初めてのトリプルバスレフ、
初めての楕円ダクト、
初めてのグリル製作、
とハラハラドキドキでした。

もともとは発泡スチロール箱の実験から始まりましたが、一応終着駅までたどり着きました。
ご助言をいただきました皆さん、ありがとうございました。

音はともかく、けっこう気に入ったので、
どこかで発表させてもらうとうれしいな。


黒にした

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三段MDFの第三ダクトとグリルは3Dプリンタで作ったのですが、むちゃくちゃ不評です。
原因は色。

CGの色とそっくりな水色です。
これがつや消し黒のボディーと合わないそうな。
しかも半透明の水色なのでプラ感強しです。

個人的には初代iMACみたいでオシャレ路線かと思っていましたが、
世間との感覚の乖離を実感いたしましたです、はい。

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で、新たにデザインし直して、黒で作り直すことにしました。
上のCGが、作り直したデザインです。

え?どこを直したか分からない?
中央のリングがプチホーンになっています。
それだけなんですけどね。
で、つや消しっぽい黒でプリントしたものを取り付けました。
そりゃ同じ色だから合わない訳がない。
結果、パインのクリア塗装とMDFつや消し黒のツートンカラーとなりました。

さて、音出しですが、
色が変わっても当然音は変わりません。
ちょっと前に上下に補強した時に音が変わった感じがしてましたが、その感覚は続いていて、
気のせいではないようです。

ざっくばらんに言うと、発泡スチロールとMDFの中間の音がします。

となると、
材質固有の音は、内部反射による影響よりも、外装材の影響を大きく受けるという仮説が成り立ちます。

発泡スチロール箱の箱鳴きで困っていた時に、
「外を板で覆えばいいんじゃない?」
そんなアドバイスを多数の方から頂いました。
今回の仮説が正しければ、スチロールの周りを板で覆うと、箱鳴きは治っても、音色が変わる、ということになります。

ん、ということは、MDFで箱を作ってスチロールで覆うと、いいとこ取り?

材質の音色のメカニズムってどうなっているんだろ?

誰か、検証してくれないかなあ。


補強する

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箱の強度不足は不安なので、
上下に板を足して補強しましょう。
イラストの黒い部分を足せば上下方向の強度が出るはずです。

最初はカッコよく楢材で探していましたが、
250mm角の厚12mmだと4枚で5千円ぐらいします。
このスピーカーに追加で5千円は痛い。
結局ホームセンターでパイン集成材にしました。
板は2100円也。
ところがカット代が他に1100円かかりました。
何でそんなにカット代が高いのかというと…

ふふふ…


ルーター加工をやってもらいました。
自分のスピーカーに取り入れたかったんですよ、ルーター加工。
他のスピーカービルダーさんのルーター加工による面取りの美しさは、憧れでした。

で、一辺110円。
8辺なのでそれだけで880円でした。

クリア塗装して上下に接着。
かえって手作り感が増してダサくなったような気配ですが、機能性の向上があったので気にしません。

音出しです。

あれ?
ちょっとレンジが広がったような…
高音に張りが出て、明るい感じ、のような。
低音もしっかり感が出た、ような…

聴いて分かるほどの差が出るのは何か変だな?
気のせいだよね。

更なる弱点

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3段MDFのことを作者という立場を忘れてボロクソ言っていましたが、
更なる弱点の指摘です。

容量や外形サイズは計算通りなのでいいのですが、
板組みがまずかったなと思っています。

実は天板と底板に荷重がかかると、板が抜ける可能性があります。
それぞれを垂直に補強する部材がゼロです。

実際は、板厚の倍の接触面積で側板やバッフルと接着剤でくっついていますが、とにかく、垂直に支える部材がない。

いつもはこんな組み方はせず、バッフルと裏板に天板が乗るような板取にするのですが、
どうかしてました。

90度傾けて横になった形で置けば、強度的にはOKです。
もともとスクエアだから何の問題もないけど、ちょっとなあ…

小さい箱に間仕切りがあるので、ヤワではありませんが、すごくモヤモヤします。
底板にインシュレーターを置いて、天板に鉛の塊を置いたらアウト。
どっちかが抜けます。

どうしよう。
後付の補強をしようかな。

バカな子ほどカワイイっいうのは本当かも。

3段MDFの音

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CDプレーヤーも復活したので、3段MDFの試聴とF特を測ってみました。
同じ設計の「3段スチロール」と特性図と重ねてみました。
赤がスチロール、黒がMDFです。

F特がずいぶんと違います。
変わらないのが125Hzのピーク。

また、100Hz以下は部屋のノイズ成分がほとんどで、そのレベルの違いは録音レベルの違いです。
にもかかわらず、50Hzのピークレベルが同じなのは、第3ダクトが機能していることを示しています。
特性上は、第3ダクトをもっと短かくした方がいいのですが、スチロール箱の試聴では、締まりとのバランスでこれが良かったんですよ。

F特では赤のスチロールの方が、
ピークもギャップもなくフラットでよく見えます。
MDFをムリムリ褒められる部分は、100Hz近辺の音圧が少し高いぐらいでしょうか。

実際の音では、華やかなスチロールに対して、陰気なMDFです。
MDFの方が振動板が重くなったかのような応答性の悪さを感じます。

ボーカルはキラキラした伸びがあって軽いスチロール、しっとり艶やかなMDF。
同じユニットとは思えないほどのキャラ違いになりました。

音質の好みで言えば、軽やかなスチロール箱がいいですね。

低音は、パワーが入る分、MDFの方が良く聞こえますが、締まりはありません。
第3気室ににフワッとした吸音材を追加して調整しました。
すると、低音だけでなく、なぜか中低音がスッキリに。
音もれが多かったのかな。

冷静にMDFを聴いてみます。
高域、低域共に延びが足りずにカマボコです。
高音が足りないので、エリッククラプトンのライブはイマイチ臨場感が足りません。
高音とバランスが取れているとも言えますが、
低音の絶対量が足りません。
ウッドベースは125Hzのピークのおかげで、十分な音圧があり音階が分かりますが、スネアドラムの重量感は出てません。

雑味の少ないMDFとも言えますが、フォステクスらしからぬ地味さです。

音場はスピーカーの間に横一線です。
音像は十分小さく問題はありませんが、
前後左右の広がりは少なく、リアルな感じはしません。

一番の問題は、音離れが悪い事です。
どうにもこうにも、スピーカーの存在が常に意識されます。
スチロール箱とは大きく違うように思います。
音離れってユニットに依存する特性かと思っていましたが、箱も関係あるんですね。
知らなかったよ。

それでも一般人が聴いたら、MDFの方がいいんだろうなあ。
言い方が悪いけど、フツーの10cmフルレンジの音だもん。

トリプルバスレフが成功したかと言えば、かなりビミョーで、
低音は一番初めに作ったシングルバスレフの試作箱といい勝負で、トリプルバスレフにする意味が希薄です。

近年のスピーカービルダーの方々が、もっと小口径ユニットを使いながら、よりワイドレンジを実現しているのを目の当たりにすると、
精進が足りないなと実感しました。

ここ10年で、小口径フルレンジの低音再生の基準レベルは驚くほど上がってます。









グリル作った

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今回、3段MDFのもう一つのこだわりは、
グリルの自作です。

今まで、サランネットを作ったことはずいぶんありましたが、ユニットをガードするグリルを作ったのは初めてです。

手描きイラストだと、造形が複雑すぎて描けないので、CAD画面そのままで載せました。

製作は3Dプリンタ様にお任せしましたので、
正確には自作と言っていいのかビミョーです。

奇跡的に一発でサイズが合って、取り付けて満足。

音質の向上はないです、はい。



ごめん

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CDプレーヤーが復活しないかといろいろ試してみました。
根拠不明ですが、日をまたげば動くかも、と翌日にCDケースを開けました。

ん?CDが裏返しにケースに入っています。
いつもはケースを開けるとレーベル面が見えるようにしまうのですが、コレはデータ面が見えています。

まさか…

CDをプレーヤーにセットし、再生ボタンを押すと、動いた!
音も問題ありません。

ああ、DV-U7さん、
今まで、壊れたとかチープだとかアホだとかボケだとか言ってすみません。
私がCDを裏返しに挿入していたのが原因でした。

で、無事に以前の再生環境が復活したわけです。
が、
私は言いたい。
今回の裏表間違えたCDは、
ハクエイ キムことトライソニークの「トライソニーク」
裏表が分かりにきーよ!

掟破りの写真掲載です。

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レーベル面





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CD面


お騒がせいたしました。
スンマセン。

CDプレーヤー壊れた

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で、3段MDFの肝心の音はどうなのさ、
と思われる方も多いと思いますが、
私も知りたい!

5年ほど使っていた、もらい物のCDプレーヤーが壊れてしまって音が出ません。

壊れたのは、パイオニアのDV-U7という製品ですが、
ただのマイナーな安物なので、
多分ググってもヒットしません。
音はともかく、変にラウンド形状で
プラの安物感が満載です。

ディスクは認識するようですが、プレイを押すとジージーいった後にトレイが出てきます。

そんな訳でCDプレーヤー物色中です。
中古のプレーヤーにするか、
新品のDVDプレーヤーにするか悩みます。

近い将来、CD専用プレーヤーが絶滅するかもしれないから、
奮発して新品のCDデッキを買おうかな。
でも2万円以上するしなあ。

うーん、悩む。
皆さんならどうします?





ダクトが3種

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3段MDFはトリプルバスレフなので、
ダクトが3つあります。
結果的に3つのダクトの材質が全部バラバラです。

第1ダクトはMDFで断面形状は正方形。
第2ダクトは塩ビ管。断面は円。
こだわりの第3ダクトはPLA製で断面が楕円形です。

いやあ、楕円のダクトってやってみたかったんですよー。
材料のPLAとはポリ乳…なんとか。
3Dプリンタの造形原料で使われているものです。

今回、がんばって3Dプリンタ出力材料を組み込んでみました。

横長の楕円をダクトにすると、どう見ても口にしか見えません。
なんか違和感あります。
ピンクの材料じゃなくてよかった…。


3段MDF登場

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Foster P1000を使ったトリプルバスレフ「3段スチロール」と同じ設計で、今度はMDFで作ってみました。

発泡スチロールの欠点は、
箱鳴きするのでパワーが入らないことかな。
トリプルバスレフだと、ダクトが稼動できずに低音不足になります。
決して発泡スチロール箱の音が劣っていた訳ではありません。

さて、今度のMDFの箱は、容量とダクトサイズを変えずに、外形をサイコロ型にしました。
スチロール箱は破壊して、バッフルとダクトは再利用です。

「三段MDF」
と名付けました。

ただちょっとヒネリを効かせて、
フツーではないアイデアも取り入れました。
イラストで分かるかな〜。
この件での音質改善は、たぶんない。

つづきます。



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