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ボーヤだからさ

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ツイーターの配線材料がそろったので、
組付けましょう。
 
このツイーターボックスはバッフル交換可能なので使うネジが多い。
バッフル固定用は、ええと、穴が大きいからM5かな?
バッフルとユニット固定用はM4。
アッテネーター固定用もM4。
どれも裏側には鬼目ナットが打ち込んであります。
 
ユニットとバッフルを留めるネジは手持ちので間に合いました。
正確にはボルトですね。
他のは、わざわざ買ってきました。
 
まずアッテネーターを固定してみよう。
あれ?全然入っていかないぞ。
買ってきたブツのラベルをじっくり見ると、
M5って書いてある。
ここはM4なのに間違えてるじゃん。
長さに夢中で間違えたよ。
トホホ。
 
バッフル固定用はちゃんとM5を買ってあるな。
確認してから組付けです。
同じミスは二度もしないのさ。
ヨシッ!
 
入らねー!
なぜだっ!
 
試しにバッフルなしで、もみこんでみると、
鬼目の途中まで入る。
え、途中まで?
 
外したボルトのネジ山を見ると、
先端の山が痛んで光っています。
 
まさか、ネジピッチが違う?
裏側に打ち込んである鬼目ナットのネジピッチがJISじゃないのか!
鬼目は箱を破壊しない限り取り外しできません。
どうしてもこの鬼目に合うボルトを調達する必要があります。
 
すでに取り付けてある鬼目のネジピッチなんてどうやって確認するんだ?
試しにボルトを入れさせてくださいってホームセンターで言っていいのか?
それとも片っ端から買って来て試せばいいのか?
そもそもネジピッチの規格っていくつあるんだ?
 
こんなこと考えたこともなかったぞ。
うわー、どうすればいいんだっ!
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またもやハンダコテ

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ツイーターボックスの塗装は終わったことにして、
次っ!

配線材料の調達です。
コンデンサーは「ダイソー1200」のモノを再利用するとして、
まずはターミナルです。

手持ちは二種類あるけど、
どちらもバナナプラグは使えません。
ツイーターだからいっか。

大きい方のターミナルでいこう。
いただきものなんですけどね。
配線がハンダ付けされているので、
一度外さないと取り付けできないようです。
まじめにハンダコテで、既存配線を外しましょう。

あれ?
全然ハンダが溶けないぞ。
この感じも既視感ありますが、
今度は断線ではありません。
ちゃんと温まっているのにターミナルのハンダが溶けません。

試しに手持ちの鉛フリーハンダを当ててみると溶けます。
ひょっとして特殊なハンダかも知れません。
銀入りとか。

そこでですよ。
スーパーサブのハンダコテ、登場です。
コイツは何と40W!
最初のは30W。
出力30%増しです。
30Wとは違うのだよ、30Wとは!

溶けました。
楽勝でした。
間違って買っておいて良かったよ。
人間万事塞翁が馬。




ターミナル穴の間隔が合わなかった。
トホホ。



デジャヴ

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今度の発表は時間が短い。

ということは第一印象の勝負と見た!

つう訳で、塗装です。
本体のK-N1はとりあえず塗装済みなので、
そちらはアンタッチャブル。

手元にあるのは、
ワシン 油性ウレタンスプレー
確か、コレでの塗装途中だったよな。
よく、捨てずにあったものです。
しかも新品がある。
なぜか、ツイーターボックスは片方だけが塗装途中でしたので、
塗装は1つだけ。

部屋の養生をしてスプレー。

垂れました。
盛大に!

ああ、失敗。
乾いてからヤスって塗装し直しです。

ん?
何か、すごい既視感。
あ、前も同じように失敗したんだっけ!
それで1つだけヤスッた状態で放って置いたんだった!
だから塗装途中が1つだけだったのか!

発表時間は短いんだったよな。
バレないかも。
うん、バレない。

塗装終了!

ツイーター発掘

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急遽、スピーカー発表の機会に恵まれました。
しかし手持ちの新作がない。

さんざん、密閉だとかJIS箱だとか、
バスレフバックロードだとかQ0だとか、
オタンコナスだとか、
屁理屈をコネコネしてたくせに、
箱を作る時間と金がナッシング!
いったいどこへ消えたんだろう…

そこでですよ。
「旧作」にツイーターを追加したら、
あら不思議。
「新作」!

実はツイーターユニットも箱もすでにある。
さらには某F社の立派なアッテネーターまで持っている。
今まで使ったことがないものばかりが眠っていました。
全部いただきものですが…

銘機 ビクター SX-3 のツイーターです。
フローティングされたパンチングメタルのグリルがイカす!
もうこのデザインにグッとくる御仁はオッサン認定です。

裏の銘には
SK2307B 5Ω
NOM 6W
MAX 50W

ユニットはなぜか5Ω。
8Ω用のアッテネーターなんだけど、
大丈夫なのかなあ。

裏を見て驚くのはその巨大なマグネット。
なんと直径100mm越え
下手なフルレンジは太刀打ち出来ないほどの重量級ツイーターです。
当時としては珍しいソフトドーム型です。

ユニットフレームは金属に見えて、
実はエンジニアリングプラスチック。
こんな高品質のプラスチックを見るのは
ドイツのクラウザー社以来です。
昔の日本の技術はあなどれない。

エッジを留めているリングが波打っていて、
ちゃんと鳴るかが心配です。
でも、鳴らなくても気付かれないかもしれない。
うん、気付かれない。
よしっ!

さあ、こいつを組めば「新作」だ!

やっぱり分からん

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いつも以上に分からないまま密閉型とユニットについて考えていきます。
間違い等ご指摘いただけると助かります。

今回の思考実験では振動板質量もエンクロージャー内の空気によるバネも考えません。

ダンパー(エッジも含む)って振動板を保持する仕事もあるけど、
振動板を素早く0位相の位置に戻すってのが重要なのではないでしょうか。

戻るスピードは振動板質量とダンパーのバネ定数に大きく影響を受けます。
素早く正確に振動板を動かすなら、
バネ定数の大きい硬いダンパーの方がよいことになります。

バネ定数の小さい弱いダンパーの場合、
小さい力で大きく振動板が動きます。
振動板が最も前面に出た状態で駆動力がゼロになる信号だと、ダンパーの力でゆっくり0位置まで戻る。
逆位相も同様です。
電磁気力のFより、フックの法則のFが優位になると0位相の位置に戻ります。(慣性力も考えません)

ダンパーの戻る速度より高周波の信号が来た場合、
振動板が0位置に戻る前に次の信号で駆動されてしまわないのでしょうか?

硬いダンパーの場合でも動きは同じですが、
戻るスピードが速い。
なので振動板が追随できる閾値は高い周波数にシフトします。
つまり、硬いダンパーのユニットは高音まで出る。
実際、ツイーターのダンパーはガッチガチです。

そして、ダンパーのバネ定数と合致するピンポイントの周波数だけ、応答性が猛烈に高くなります。
共振ですね。

ダンパー共振より低い周波数を再生する場合、
振動板は常に0位相からスタートですから。
振動板が信号に追随できないという問題は発生しません。

ダンパーの復元力に追いつかなくて高周波が出なくなる境目が分割振動のスタート地点で、
その結果、分割振動による実質M0低下により高域再生が可能になるからフルレンジが成立するって考えでいいのでしょうか?

一番振動板が正確に動くのが、
ダンパーの固有振動数と信号周波数が一致した周波数で、これがf0っていう認識でよいのでしょうか?

しかし自分で言っていて釈然としないことが出てきます。
一般的にf0より低周波は音圧レベルが落ちていきますが、
私の屁理屈だと共振周波数より下の方が振動板は正確な動きをするはずなのに、
なぜ音圧レベルが落ちるんだ?

ダンパーと振動板質量、振動板剛性をセットにしてf0等の説明をしている文章に出会ったことがないので、
こういう考えで本当に正しいのかどうかが分かりません。

この理屈が正しいのなら、
高いQ0は高いf0と必ずワンセットとなり、
Q0が大きいと自動的に低音再生能力は下がるってことになります。

要するに、
エンクロージャーの空気バネを考慮しなくても大型の密閉に合うユニットでは低音再生は望めなくなります。
なぜなら大型の密閉箱に合うユニットのQ0は必然的に大きいから。

こんな結論になってしまいます。
こんなんでホントにいいのか?

それとも、ダンパーの力で0位相に戻るって考えが間違いなのか?
電磁気力に依存しているのか?
Σドライブなら関係ないのか?

何の力で振動板は戻るんだろう?

分からないことだらけなので、
密閉箱の考察はしばらくやめます。

Q0とM0

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M0が小さく、
S0(Q0)が大きいユニットは
いっぱい市販されてます。
コーンの深さのない薄いユニットに多いですね。

デカいM0が欲しいなら、
振動板を重くしちゃえばいいんじゃね?



そう思っていた時期が私にもありました
(遠い目)

手始めはウーハーですよ。
振動板のカーブに合わせてスポンジをカットして、接着剤でくっつけました。
するとどうでしょう。

あまり変わらない。

耳がタコだったことは否定できませんが、
極端に良くも悪くもなりませんでした。
音のキレは減ったかな?
M0が増えて低音が出た分か能率低下で相殺されたか、
ダクト駆動が狂ったか。

お次は高音のキツいフルレンジにやってみました。
フィリップスAD5061/M8

コイツはダブルコーンだったので、
まずはダブルの部分を切り取ってみました。
やっぱり耳タコであまり変わらない。
で、またスポンジ作戦ですよ。
これは変わった。
ダルに変わった。
全然良くない。

話は逸れますが、
このフィリップスAD5061/M8
今一度チャレンジしたいユニットではあります。
実はスポンジ作戦の後に、
秋葉原でデモ機に遭遇しまして、
すごく良かった。
ホントに良かった。
ダクト面積が全く違った箱で、
こんなに違う音になるのかと、
ショックを受けたのがいい思い出です。

さて、
低音増強のために振動板を重く加工するのはリスクが高いことを身をもって知りました。
もしくはスポンジでやろうっていうのが間違っていたのかもしれません。
でも高音を抑えるってことには効果ありです。
たぶん。

しつこく密閉型とユニット

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こっから先はいつもより、
かなりトンチンカンなことを言っているような気がします。
訂正情報カモン!

大容量の密閉型スピーカーとユニットについて考えます。
イラストは以前示した大容量密閉型の等価回路です。

M0:振動系等価質量
S0:支持体スティフネス
Sc:エンクロージャー内部スティフネス

エンクロージャー容積は十分に大きいので
Scを定数に置き換えると、
回路は
M0=コイル
S0=コンデンサー
だけになります。

極端に考えると、
大小の組み合わせは4種類。
1 M0大、S0大
2 M0大、S0小
3 M0小、S0大
4 M0小、S0小

M0の大きさはそのままコイルの大きさと同じ概念でOKです。
M0が大きいほど高周波に制限が出ます。

S0は振動板の動きづらさですので、
動きづらいほど低周波に制限が出ます。
S0は値が大きいほど、小さな値のコンデンサーを入れているようなものです。

レンジ幅を無視すると特性がフラットになる組み合わせは1と4で、
これらがフルレンジ向きと言えます。
逆に
2はウーハー向きで3はツイーター向きです。

ざっくばらんに言えば、
概念上はS0をQ0と置きかえることができるので、
フルレンジ向きなのは
M0大、Q0大
M0小、Q0小です。
くどいようですが、エンクロージャーのスティフネスは無視です。

前回ユニット探しの話をしましたが、
Q0が大きくてM0も大きいユニットが
なかなかない理由を考えてみました。

ここで運動力学の基本です。
1式  F=ma 運動方程式
2式  F=kx フックの法則

1式から重い振動板を動かすにはより大きな力が要ることが分かります。
ここでのaは振動板半径ではなく、運動加速度です。
2式では硬いダンパー(支持体)に付いた振動板を動かすにはより大きな力が要るとわかります。

なので
M0が大きくてQ0も大きいユニットは
ダブルで強い駆動力が要るってことになります。
そのためには、
1 強力な磁力系
2高密度なボイスコイル
3 ボビンの低間隙
4 線材の低抵抗
が必要となり、コストに直結する事柄ばかりです。
さらに、硬いダンパーには硬い振動板でないと意味がない(と思う)
硬いとコストもさることながら、
固有振動を可聴域から追い出すことが難しくなります。

そういうユニットを安く探そうとしたのが間違いでした…

ユニットを考える

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そんなにQ0c=0.7にこだわらなくていいのでは、
とのアドバイスをいただきまして、
確かにその通りだよなと思った次第です。
じぁあ次ッ!

では大型密閉に向いたユニットを考えていきます。
今、手持ちユニットが皆無なんですよね。
「乙Z」以外のスピーカーも全て人にあげてしまって、
新しく買わないといけません。
あ、ダイソー300円ユニットはあるけど、
あれはちょっとね…

まずQ0。
これは大きい方がいいでしょう。
0.7〜1.0ぐらいが目安でしょうか。

ユニットサイズ、すなわちa(有効振動板半径)は、50mm〜60mm。
今回、80リットルJIS箱は12cm口径以下用なので、
これより大きいのはアウトです。
パラメータでコレが明記されてないのが実に多い。
バスレフ設計でも困らないのかな?
販売されているので合致するのは14cmクラスと思われます。


重要指標はM0ではないでしょうか。
コイツはストレートに低音再生能力に直結します。
12cmクラスだと5.0gを超えると大きい方です。
M0が大きいと自然とf0も下がった値になってます。

ダンピングに影響があるのがマグネット強度。
強力な程、硬いダンパーでも駆動できます。
エンクロージャー内の空気バネに期待できないので、
ユニット単独で強力に制動をかける必要があります。
値段の高いユニットは大抵いい磁力系を持ってます。
強力なマグネットに低いQ0ってのは結構ありますが、
なかなかいいユニットがありません。
Q0が大きいユニットはM0が小さいな。

機械的Q=Qms
電気的Q=Qes
に分けて表記されているまじめなユニットもある一方、
TSパラメータがよく分からんユニットも多い。
ええと、Q0を出すには、コンデンサーみたいな計算するんだっけ?

Q0で考えたらFostexなんて全滅じゃないかな。
コイズミ無線さんでいろいろ見ていたら、
良さそうなのがありました。

Visaton 13cmフルレンジ WS13E-8
3,352円(内税)
インピーダンス:8Ω
再生周波数:fu~12kHz
出力音圧レベル:86dB
入力:40W/60W
fS:83Hz   Qts:1.08
Qms:3.52  Qes:1.56
Vas:7.7L   Mms:5.1g
バッフル開口径:φ113mm
重量:340g
(写真)

Qts=Q0と見ればいいですね。
ものすごくパワーが入るのが特徴のユニットです。
パラメータでは大型密閉型に向いていそうです。

しかしながら、
写真からはマグネットがやや小さく、
フレームが弱いようにも見えます。

送料込で8千円超か…
納期が1,2ヶ月ってのもあって購入に踏み切れません。

キューッ!

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密閉型で使う公式は

①Vc =3.5×10*4×a*4/(f0c*2-f0*2)M0
②Q0c=f0c×Q0/f0
③Q0c=0.7(が望ましい)

①式はユニットパラメータから容積を出す公式で
②は望ましい特性になると思われるf0cの設定公式。
でいいのかな?

先に③を②に代入して計算してから①をやるって順番だな。

今回はJIS箱について考えるので、
容積は80リットル一択。
なのでQ0について考えます。

いろいろ式をいじくっていると、
Q0cは二乗すると1/2になる数字だと分かります。
正確には0.707・・・

まあ、それはいいとして、
式から分かることは、
ユニットのQ0が小さいほど箱の容量が小さくて済みます。
実はユニットのQ0が0.7より大きいと式が破綻するので、
そんなにQ0が大きいユニットは存在しないのかと思ったら、
さにあらず。

有名どころでは、
ダイヤトーン P-610
Q0=0.8
M0=6.5g
f0=80Hz
a=6.5cm

この場合は箱はデカけりゃデカい程いいってこと?
それとも箱に入れた時のQ0であるQ0c=0.7に設定するのがまずいのか?
③の公式は無視してもいいのかな?

いきなり分からん。

密閉型の等価回路

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密閉型であるJIS箱にチャレンジしたい。

でもすぐにやるって言えないけれど、
少しはまじめに考えておかないと
また、失敗作を量産してしまいます。

密閉型の等価回路は美しいシリーズ回路です。
能率は無視するので、
「抵抗」を除いた回路で考えると、
パラメータは3つだけです。

M0:振動系等価質量
S0:支持体スティフネス
Sc:エンクロージャー内部スティフネス

JIS箱で作る場合、
Scは定数になるので、
出来ることはM0とS0が適切なユニットを探すことだけになります。
ここではS0をQ0と同等と扱いましょう。
M0はm0でそのまんまです。

この場合、適切なm0、Q0はいったいいくつなのかが問題です。

そしてそれに適した12cm以下のユニットがあるかどうかです。
過去に作ったアコースティックエアサスペンション方式はこの時点ですでにしくじっていました。

JIS箱でちゃんと鳴るユニットなんて
あるのかな〜?

理想のSP 最終回 石田式BHBSの謎

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理想のSP箱 最終回 石田式BHBSの謎

前回で一応の決着を見たのですが、
とあるスピーカーシステムに似ていることに気付きます。
そう、石田式BHBSです。
バックロードホーンの開口部を閉鎖してバスレフダクトを取り付けた方式です。

石田式BHBSの動作は謎が多い。
バックロード開口部は閉鎖しているため、
理屈の上ではバスレフ型に見えます。

バスレフの内部にバックロード構造を入れても、
バスレフ計算式に影響を与えるパラメータに変化はありません。

しかし実際は閉じられた空間内にホーン構造を取り入れただけで、
驚くほどの効果が出ていました。
しかも、ダクト感度がいい意味で鈍感です。
実に不思議です。

バックロードの低音ダンピングを向上させるための方式だと捉えると、
あそこまで緻密なホーン構造を作らなければいけないことが理解しにくい。
しかも、他の方々の作例との比較で、
ホーン部設計のスイートスポットは確実に狭い。

ここで、「バスレフ型の等価回路」での結論を思い出すと…(以下、引用)
——————————
ユニットに変更がない前提でいくと、
ダクト{ポート}の効果はエンクロージャー{キャビネット}容積に左右されて、
ユニットサイズ、エンクロージャー容積共に変化がないなら、
その内部構造に影響されるってこと。
(ここ試験に出ます)
———————————

このホーン構造を背面放射抵抗の低減のための造作と捉えれば、
スイートスポットの狭さもダクト感度低下もある程度説明がつきます。
バスレフ等価式の話で触れたように、
内部スティフネスが低下すると、
ダクト内部の空気質量と機械抵抗の総和への影響が低下するからです。

かと言って内部スティフネスがゼロだと、
ダクトを全く駆動できないので、
適切な値にしなければならないことが重要です。
これがスイートスポットの狭さの理由ではないかと考えられます。

また、長岡バックロード計算式から導き出せるバックキャビィ容積と比較して
石田式BHBSの容量が小さいように思えるのも
この理屈の確かさを後押ししているように思います。
背面放射抵抗を減らす理論上のホーンにバックキャビィは必要ありませんから。

この推論が成り立つには、
密閉型の内部にホーン構造を作った方が内部スティフネスの総和が低下するという前提になります。
ホーンを作ると確かに放射抵抗は減りますが、
雑に作るとかえって増えるようにも思えて、
本当に内部構造の変更によってこれほどの効果が出るものなのでしょうか?
やはり謎は深い。

等価回路から考えた理想のスピーカーは
バックロードホーンスピーカーのホーンの音を減衰させたスピーカーとなりました。

これはいつかやってみたい。
(美しく話がまとまったな!)



と、そこまで言及しておいて何ですが、
ホーンと密閉型の等価回路に関わる近似性を語るなら、
単なる密閉型が一番シンプルと言えます。
なぜなら、スピーカー前面の室内も密閉だからです。
一周回って、結局、同じ話になってしまいます。

前後空間の違いは容積のみです。
しかし、圧倒的に値が違いすぎます。

そこで、キャビネットをアコースティックエアサスペンションにして…

本当に話がループしてますが、
超大型密閉でこの値差を小さくするという考えもアリです。

そこでJIS箱ですよ。

チャンチャン、終わり






理想のSP5 これでいいのか?

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理想のSP箱5 これが帰着点か?

等価回路の比較では、
ユニットの片面が密閉型、
その背面がホーン型にすると前後空間のバランスが比較的よろしい。

そして密閉型の空間を大きくし、
その内部をリスニングルームにすると、
そのスピーカーシステムは内部から見るとバックロードホーンにそっくりになります。

しかし、このバックロードホーンの開口部は隣の部屋に開放されています。

さて、ここからが今日の「本題」になります。

ユニットの対称性を重視し、
密閉型とバックロードホーンを前後に配置すると、
このようにホーンの低音は活用できなくなります。

通常のバックロード型は対称性がない代わりに、
背面のホーン部がフロント側の密閉型空間に入り込んで低音を増強しています。

この状態はわざわざ無限大平面バッフルに穴を開けて、
振動板の動きを乱しているとも言えます。

対称性を優先すると、
ホーンを通過した音圧をリスニングポイントに導くことはできません。

現実にはどうでしょう。
対称性仮想システムのように、
本当にホーン音圧を隣室に出せればいいのですが、
実際は不可能ではないでしょうか?
もしそれが可能なら、
部屋と部屋の隔壁にユニットを直付した方がよっぽどシンプルです。

ホーンを通過した音をそのまま空間に放射してはいけない、となると
その放射音は減衰させなければなりません。
低音増強は諦めることになります。

減衰のためのシステムは、
音響迷路、
逆ホーン、
密閉、
が考えられます。
ただし、密閉で減衰させる場合は
内壁面からの反射を防ぐために、
十分大きな容積か、分厚い吸音材が必須となるでしょう。

このスピーカーを別の見方をすれば、
密閉型あるいは音響迷路の内部にエクスポネンシャルホーンを内在させたものとも言えます。

ここで、等価回路を用いた
「理想のスピーカー」は一応の帰着点をみました。


でも、まだつづく
次回、怒涛の展開


理想のSP4

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理想のSP箱4 密閉型とホーン型の近似性

等価回路のつづきです。
バスレフ型は一旦脇に置いておきます。

等価回路同士ですごく似ているのが、
驚いたことにホーン型と密閉型なんです。
実物の見た目も構造も全然違うこれらの方式が等価回路ではそっくり。

密閉型の等価回路のエンクロージャー内部スティフネスをゼロにすると全く同じ回路になります。
つまり、理想的なエクスポネンシャルホーンと大容積の密閉型は
パラメータ変更に対して極めて近い動作をすると言えそうです。

ならば、
ホーン型と密閉型をユニットの前後に置けば
ユニットの対称性を維持できます。

さて、しつこく思考を進めます。

ではユニットの片面をホーン型、
もう片面を密閉型とします。
どちらを前面に据えますか?

フツーに考えれば音が出て来るのはホーンの方だからそちらが前面になります。
ところが、フロントにホーンを作ると再生帯域が狭くなるという問題が発生します。
帯域を確保しようとするとショートホーンかハイパボリックホーンになってしまい、
Hi-Fi再生が難しい。

このようにホーン側をフロントに据えるのは
問題があります。
かと言って密閉側を前面にしても音は出てきません。

が、もし密閉型の容積がとてつもなく大きかったら?
そしてその内部に人が入れる程だったら?
リスニングルームを巨大な密閉箱と見立てられないでしょうか?

こう思考を進めていくと、室内空間の
Sc:エンクロージャー内部スティフネス
は実質ゼロに置き換えられるので、
本当にホーン型との対称性が確保できます。
(とりあえず放射抵抗は無視します)

その状態で、
密閉型の内部にいる人からそのスピーカーを見ると、
ホーンが隣の部屋に繋がっているバックロードホーンスピーカーに見えるはずです。

そういう意味では、
バックロードホーンシステムはユニット前後空間のバランスが良いと言えます。
しかし、難点もあります。

実は拙作「バスレフバックロード」を設計している時にコレに気付きました。

つづく

理想のSP3 バスレフ型の等価式

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理想のSP箱3 バスレフ型の等価回路

フロントとバックにホーンを使ってユニット前後の対称性を確保するというのは、
フロントホーンがちゃんと機能する前提の話でした。
しかし、小型フルレンジ一発でのシステムだと、
ホーンを通過できる音域は確実に狭くなります。

というのが、前回までのお話。

さて、ここからが本題です。

スピーカーの大まかな構造を考える時に、
「等価回路」を参考にしています。
「等価回路」とは、
物理的,機械的な特性を電気回路に置き換えて周波数特性を考える回路と解釈してます。

電気回路に置き換えられる素子は
「抵抗」「コンデンサー」「コイル」の3種類。
例えば、
ユニット支持体の機械的抵抗は周波数に関係なく出力低下に影響するのでこのパラメータは「抵抗」に置き換えられます。
振動板質量m0は大きいほど高周波が抑えられるので「コイル」
エンクロージャー内の空気抵抗は大きいほど低音が抑制されるので「コンデンサー」

こんな具合にさまざまな機械抵抗のパラメータを電子素子に置き換えると、
パラメータ変更による出力特性が予測しやすくなります。

この等価回路は不思議なことに
単純なエンクロージャーが単純な等価回路になるとは限りません。
例えば側板のある後面開放式なんかは、側板の放射抵抗なんてものも加味されて、
他にはないような超複雑な回路になったりしてます。

そして、やや複雑な回路図なのがバスレフ型です。

多くのスピーカーシステムの等価回路がシリーズ接続だけで構成されているのに対して、
バスレフ型の等価回路は内部にパラレル回路があります。
これは排他的要素があるパラメータ群があることを示しています。

バスレフ型の等価回路は
キャビネット内部スティフネスが、
パラレル接続のコンデンサーのに置きえられています。
パラレル接続の他のパラメータはダクト内空気質量とダクトの空気機械抵抗といったダクト内部の空気質量と機械抵抗の総和。
キャビネット内部スティフネスは振動板半径の4乗に比例し、
キャビネット内容積に反比例します。

この回路から読み取れることは、
振動板半径を大きくして、キャビネット内容積を小さくすれば、
ダクトの機械抵抗は無視できるほど強力に駆動できるってこと。
ユニットサイズの変更は4乗で効くので箱サイズ変更より変化が出やすい。

逆に、小さいユニットで箱が大きいバスレフ型はダクト内空気の機械抵抗がバカにならないってことになります。
また、ダクト内空気質量の制動力にも制限がかかります。
こうした場合はダクトサイズや形状に注意が必要になることが分かります。

ユニットに変更がない前提でいくと、
ダクト{ポート}の効果はエンクロージャー{キャビネット}容積に左右されて、
ユニットサイズ、エンクロージャー容積共に変化がないなら、
その内部構造に影響されるってこと。
(ここ試験に出ます)


つづく

理想のSP2 ダブルのホーン

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理想のSP箱2

アコースティックエアサスペンションで
疑似的な無限大平面バッフルを構築しようとしてしくじった、
というのが前回のお話。

ユニットの表裏を同じような2Π空間にできないなら、
とりあえず、前後を同じ方式にすれば対称性は維持されるよね。
という考えに変更です。

当たり前のことですが、
一般的なスピーカーでは、
ユニットの前後空間は環境が違いすぎます。
コイツを何とかしたい。

そこでホーンスピーカーですよ。
リアはバックロードホーン、
フロントはショートホーンを組み合わせれば、
とりあえず前後共にホーン構成となります。
これなら相性が悪いとは言わせない。

で、作ったのが、
「ツインホーン」
これは大型のスパイラルホーンに
ハイパボリックホーンを組み合わせたものでした。

スパイラルホーンは本当にホーン動作しているのか?
という疑問は横に置いておきます。

コイツはホーンの出来より、
内容積が少なくて低音再生にそもそもムリがありました。
その後、ユニット変えたり、物理イコライザーつけたりと手を加えましたが、
根本的な解決には至りませんでした。

しかも、無垢の木材削り出しという、
ガッツが不足している状態では到底できないフロントホーンも
たた、クセが出ただけのような気もします。
労作と言えば労作だったけど。

近作の「乙Z」もコンビネーションホーンです。
リア:エクスポネンシャルCWホーン
フロント:ハイパボリックホーン

リアのバックロード設計は悪くなかったと思いますが、
中音漏れと低音ダンピングに悩む作品でした。
フロントホーンによるクセが出なかったのは、
ホーンとしてあまり機能してなかったからかもしれません。
素性は悪くないので、もう少し手を加える計画でおります。

前後をホーンってのは、再生帯域の確保から
フロントをショートホーンにしなければいけなくなります。
必然的にフロントはハイパボリックホーン一択。

そうすると、実にバランス悪いf特になる可能性があります。
あるいは特定の帯域のレンポンスだけがいい、とか。
コレってジャジャ馬になっているだけとも言えます。
実際、「ツインホーン」では、ノッチ回路の出番となりました。

結論
フルレンジの場合、
フロントホーンってなくてもいいじゃん。
バックロードホーンだけでいいじゃん。

つづく

理想のSP1 無限大平面バッフルとアコースティックエアサスペンション

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理想のSP箱1

(今回のは特に能書き成分過多です)

あまり自分では意識してなかったのですが、
私はスピーカーユニットの理想動作を目指して箱を作っていたようです。

ズパリ理想状態は「無限大平面バッフル」
無限大に大きい平面にユニットを取り付けた
仮想的なシステムです。
ユニット前後の波動を完全分離できる理想的なシステムです。

中学生時に購入した
「スピーカーシステムの自作」日本放送出版協会 飯島徹 著
では、無限大平面バッフル製作は実際には不可能なので、
背面の2Π空間を箱に押し込めたというところから話がスタートしてます。

刷り込みとは恐ろしいもので、
それ以来全てのスピーカー箱は
擬似的な無限大平面バッフルの出来損ないって考えていたようです。

そんな訳で長岡理論とは相入れるはずもなく、
いつしかスピーカー製作からは遠ざかっておりました。

で、話を戻すと、
趣味のスピーカーを再開するに当たって、
無限大平面バッフル」の呪縛から離れられたのかと言うと、全然そうではありません。
自覚したのは最近ですが、
無意識に設計の端々にそういうのが顔を出してました。

最初の具現化したのが
拙作「K-N1」
廃れた技術であるアコースティックエアサスペンションを現代的復活できないかと、
悪戦苦闘した作です。

一般的にアコースティックエアサスペンションというと、
ゆるゆるなダンパーのユニットに小型密閉のスティフネスを使うシステムで、
キャビネット内部には吸音材が充填されてます。

求められるユニット特性として、
低いQ0、高いコンプライアンス、低いf0、大きいm0
なので、ドンピシャのパークオーディオ13cmメタルコーンユニットを使いました。

アコースティックエアサスペンションの動作とは「圧縮断熱を吸音材の振動熱に変換する」なんて怪しいことも理論書に書いてありました。
私的には、
吸音材により音圧が十分に減衰して裏板や側板に到達できなければ、
擬似的な2Π空間が背面に構成できると解釈しました。

結果は大失敗で、
アコースティック云々よりも
このユニットの7kHzピークの除去に手間取りました。
ノッチ回路や高域の弱さをパッシブ回路で何とかしようと、
巨大なネットワークを構成することとなり、
2Π空間どころか、f特を整えるのに悪戦苦闘している始末でした。

しかも、低音の質にも満足出来ず、
最終的にはバスレフになってしまい、
非常な敗北感を味わいました。

アコースティックエアサスペンションに向いたユニットは現在はないので、
この方式はユニットダンパーや振動板を加工できるスキルがないと不可能。
という考えに至り、諦めたのでした。

つづく

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12cm以下用JIS箱、
だんだんと作りたくなってきました。
まずは脳内でシミュレーション。

やっぱりデカいのが問題です。
奥行きの30cmはいいとして、
バッフルが60×45cmもある。

こういうディメンションの箱って最近見ないな。
だいたい比率が4:3:2って、
いろんな意味で問題あるだろ。
定在波出まくりの予想が立ちます。
その辺は吸音材で何とかするしかなさそうです。

で、作る条件として、

1 折りたたんで運べる
2 ユニット交換が容易
3 バッフル面には補強を入れる

こんな感じかな。

一番の問題は「1」の折りたたみ。
常設は難しい大きさなので使わない時は畳んでおきたい。
当然気密性も確保しないといけません。
あのデカいバッフルを接着なしで成立させるにはどうすれば良いのだろう?

「2」「3」は同時に解決した方がいいな。
補強を兼ねてサブバッフル方式でいくか?
重たいのは困るので、
板厚を上げる方向はないな。
昔はやたらと貫通ボルトで強度を上げる作例が多かったけど、
私の技術でできるのだろうか?

ちょっとワクワクしてきました。

JIS箱

20221109071755990.jpeg


スピーカー再生技術研究会のオフ会は楽しく終わりました。
いや〜、皆さんすごい!
上から目線のようで、褒めちぎるのはかえって失礼な感じもしますが、
音が破綻しているのは私ぐらいなもので、
他はどれもメインスピーカーとしてお持ち帰りしたくなる出来でした。

そもそも論で、
何でスピーカーを作り始めたのかと言えば、
お金はないけど、
自分のステレオが欲しかったという、どストレートな理由からでした。

初めて作ったのが、中学生の時で
何と25cmウーハーの2ウェイバスレフ。
バスレフ計算のルートを手計算でやっていたのが懐かしい。
定在波対策にアーチ状構造を内部に入れてました。

まあ、そこで最近の自分の自作スピーカーの出来を振り返ると、
中学生の自分に謝るレベル。
「ごめんなさい、私」

そろそろ真面目にやらなきゃな。
決して不真面目ではなかったのですが、
頑張るベクトルが違いすぎです。
ここは一発、初心に帰って趣味を見つめ直してみましょう。

そこでJIS箱ですよ。

ユニットに必ずついていたのが特性図。
JIS箱に入れて軸上1mで測定した周波数特性です。
当時から、JIS箱スゲ〜!とは思っておりました。
しかし見たことない。

実際、
JIS箱に入れて音楽鑑賞している人や
聴いたことがある人にも遭遇していません。
本当に実在するのか、JIS箱?

いったいJIS箱は、
すごいのか?
すごくないのか?

古い手元データのJIS箱は、

ユニット12cm以上
縦*横*奥行き1200*900*600(内容積は約600L)
ユニット12cm以下
600*450*300(内容積は約80L)

口径別にサイズが2種類あり、
当然ながら密閉型です。
12cmのユニットはいったいどちらに分類されるのか?悩みは尽きません。

容量が大きいのが特徴のようです。
でかい、デカすぎです。
逆にこんなデカい密閉がちゃんと鳴るのか心配になるほどのデカさです。

まあ、確かに1970年代の自作例でよくあったダイヤトーンのP610は、
ものすごく大きい箱が多かったですね。

16cm級だと600リットルといった非常識なJIS箱サイズですが、
10cmクラスだと80リットルとやや現実的です。

板厚や補強材のデータもどこかで見たような気もするのですが、今は分かりません。
吸音材は内部全面に貼るだとか、
バッフル面にも貼るだとか、
イマイチハッキリしない部分も多い。

コレ、聴いてみたいなあ。
パンパンに張ったコーン紙の10cm級なんて良さそうです。

聴いてみたいっていうことは、
自分で作らなきゃいけないってこと。
本気で作るのか?私。こんなのを。

すごいのは容積というのは分かりました。
手元のデータが古すぎるので、
今のJIS箱もコレなのかは分かりません。
誰か教えて!

冒頭イラスト
「スピーカーの完全自作」電波新聞社 昭和53年 P46イラストより

スピ再技研オフ会雑感

20221106131743948.jpeg


スピーカー再生技術研究会 オフ会が、
11/5(土) 中野ゼロ 視聴覚室で行われました。

拙作「ダイソー1800」を持参。
全9人の発表がクジ順で行われました。
最遠の参加者は東の匠ことKenbeさんでした。

今回の発表全体の傾向として、
実験的な機体というより、
実験そのものを実施する趣向が多く、
個々の機体の音に言及するのははばかれます。

技術発表として今オフ会を振り返ると、
明らかな傾向が見られました。

まず、石田式BHBSです。
高橋さん、加藤さんの機体がこれで、
Kenbeさん本人ご持参の2機と
秋葉さんのやや変形バージョンも加えると
合計5機登場でした。

いくつか聴いてきた中で、
石田式BHBSの特長は、
ワイドレンジと低音のダンピングを両立させやすい方式と言えそうです。
バックロード部さえしっかり設計されていれば、ダクトの調整で狙い通りの低音を得られます。
逆に言うとネックはこのバックロード部の設計です。
数式化を強く望みます。

興味深いのが、加藤さんとKenbeさんの
OMーMF4-MICAを使った機体です。
同じ石田式BHBSで外形サイズもほぼ同じですが、
内部設計と板材に大きな違いがありました。

Kenbe 機では10ccノットインラブでのスネアドラム再生で時々ハッとするような音場感が出てましたので、
厳密に測定すれば、多分Kenbe機の方がレンジは伸びているのではないかという気はしてます。

対して、加藤機の低音はギリギリまで高い音圧レベルを保っており、
視聴レベルでのキレのいい低音フィーリングにチューニングされ、
パッと聴いたイメージでは加藤機の方がワイドレンジです。
バスレフ方式の良い面が出ています。

Kenbe機は中高域の分解能とトランジェントに分があり、加藤機は視聴レンジと低音の質に勝るように聞こえました。
わずかな差ですが、
総じて加藤機の方が余力があるように感じました。

正直にKenbeさんにお話したところ、
内容積の差ではないかとのことでした。
加藤機の隔壁はボイド管、
Kenbe機は外装と同じ板厚のあるアカシア集成材。
板厚による内部容積は差がかなりあります。
となると、OMーMF4-MICAでA4サイズはやや苦しい容量なのかもしれません。

音場型も考えさせる内容がありました。
小高さんは4ch再生の実演、
おおさわさんはヒドラ型の音場型スピーカー。
私、ケイは後面開放です。
秋葉さんの機体はいろいろあって擬似音場型になってました。
音場型、計4名。

音場型で問題になるのは、
音場の広がりとレンジと定位を高次元にまとめることが難しい点があります。
おおさわさんは発表時に
松さんの「ASURA(アシュラ)」の高みについて触れていました。
「ASURA」の評価については同感です。
その凄さは言葉に尽くせない程の衝撃で、
実試聴でこれを超えるスピーカーは未だに出会っておりません。
(「ASURA」については拙ブログ2011年9月11日に記載があります)

ダンプドバスレフも5機。
穐山さんと鈴木会長はストロー状のものをバスレフダクトに充填してます。そしてスリットで秋葉さん、高橋さん、おおさわさん。

気になる技術、全てに登場した秋葉さんが三冠というオフ会でしたが、
本当のテーマはSDGsだったような気もします。

運営の鈴木会長、加藤さんをはじめ、皆様に感謝です。
ありがとうございました。

悟ってきた

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「ダイソー1800」のセッティングをいろいろ変えて、測定を繰り返していました。

こんなスピーカーでも音楽は聴けるし楽しめることに今更ながら気付きました。
特にコイツは背面開放なので
試聴位置によって極端な違いが出ません。

いや、出るんですが、
元々良くないので問題にはならない。

音の雰囲気が、
昔の大きなラジカセみたいです。

ラジカセに要求する音質って、
明瞭なボーカル、
分解能の良いメロディーライン。
そして、頑張れば聴こえるベースラインかな。
AMが聴きやすいってのもあるかなぁ。

まんまコレじゃん。
ちょっと躯体がでかいけど。
もう、メインスピーカー、
コレでいいかも。



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