妄想に浸る

先日、和太鼓のコンサートに行ってきました。
総勢8名で、大きいのやら小さいのやら。
決めポーズも散りばめられて美しい。
戦隊もののカッコよさに通じるものがあります。

かなり邪道な鑑賞姿勢なのですが、
このライヴの音がスピーカーから出ているとしたら、
どう評価をするかな？
そんなことを考えながら聴いていました。

では、目をつむってスタート。
腹にズンズンくる低音です。
音圧が凄まじく、音を聴いているのと違う感じがします。
特定の変わった音の太鼓以外は定位が甘く、
中央にぼんやり広がっています。
奏者の掛け声が楽器位置とは違うすごく端から聴こえてきたりもします。
低音の音圧は強いが、重低音かというとそうでもない。
時々聴こえる低い太鼓は単数らしく、
腹にくるような響きは薄い。
楽器のレンジは狭く、
特に高周波成分はあまり聴こえない。
それに引き換え、聴衆の拍手は高い音が多く、
また、音場もワイドかつトランジェントも鋭い。
全体として音域のつながりがよく、
特定帯域の荒れも感じない非常に低歪。
ただ、音の立ち上がりは高域が強く、低音は甘い。
中央定位と楽器の分離は良くないが、
前後距離も分かる非常にリアルな音場を作る。

てな、感じでしょうか。
本当にこれがスピーカーだったら、
とてつもないパワーが入るものです。
それこそPAでなければ不可能な音量で、フルレンジ一発では、ムリかしら。
和太鼓って重低音でズンズンくるのかと思っていましたが、
実際は同じサイズの太鼓を同時に鳴らした時が一番腹にきました。
つまり、音量の方が効いているようです。

今回の大きい太鼓は3尺2寸。
十分大型ですが、
単独使用では何度も言うようですが、
ズンズンきません。
よくある、打音の後のブルブル音も全く聞こえませんでした。

スピーカーとしての評価「定位」と「音域の広さ」は低く、
「リアルさ」「3次元的音場」「低歪」は高得点となります。
でも、これが本当の音なんだよね。

聴取位置が2階席の後ろだったので、
もっと近くなら違った可能性は高いです。
以前聴いた和太鼓ライヴでは、もっと重低音が出でいたので、
聴く位置が悪かったのかもしれません。

今回、妄想に浸るために目を閉じて聴いていましたが、
舞台が見えないとすごくつまらない。
和太鼓演奏は観る要素がすごく大きいな、
と感じました。

奏者の皆さん、
ノリが悪い観客ですみませんでした。

いい音って？8

今回、思考した「いいスピーカー」は

ユニット条件として
1 大口径フルレンジ
2 強力な磁力系
3 ハードなダンパー系
4 高剛性振動板

エンクロージャー条件として
1 後面開放型あるいは超大型密閉あるいはサブチャンバー付き大型密閉
2 大きなバッフル面
3 密閉型の場合は吸音材を使う

そんな結論になりました。

実はそんなスピーカーにすでに遭遇していたことに気付きました。
しかも最近。

2018年「集まれ塩ビ管スピーカー オフ会」
コニさん発表の
「前後左右解放 点接続フラット振動板スピーカー 試作3号機」
がそれです。
拙ブログでも触れていますが、
よくよく考えると全ての条件にほぼ該当しています。

ユニットは自作です。
固くて大きな面積のスチレンボードを振動板にし、ダンピング素材を間に挟んでフレームに直接固定されています。
ダイナミック型の駆動系を爪楊枝で振動板と1点で接続しています。

エンクロージャーは無指向性ツィーターが上部にある完全開放型で側板もなく、振動板保持以外のバッフル面はありません。
パッと目にはコンデンサー型スピーカーにも見えます。

音は素晴らしいもので、繊細な表現と豊かな音場が特徴です。
驚くことに十分な低音再生が可能でした。

実のところ、
どうしてこのようなシステムで低音が出るのか不思議でなりませんでした。
理論は分かりませんが、振動板面積が大きければ、エンクロージャーはいらないのでは？
そう考え始めています。

他の事例の記事も思い出しました。
1982年か1983年だったと思います。
「DIYオーディオ」
という雑誌が本屋に置いてありました。
単発雑誌なので、その本だけの刊行です。

タイトルに「DIY」が入ってますが、フツーの自作ではありません。
内容が衝撃的で記憶に残っています。

例えば、レコードプレーヤーでは、
当時DDドライブが主流のターンテーブルをわざわざベルトドライブに改造してました。
しかも、超低出力のモーターを使って！
ベルトも自作の糸でした。

当時のレコードプレーヤーはDDモーターの駆動トルクの大きさを誇っている時代でしたので、
微小トルクのモーターをわざわざ糸ドライブすることが全く理解できませんでした。
今なら分かるけど…

スピーカーのページでは、
30cm級ウーハーの3ウェイ。
なんとエンクロージャーレス。
ユニットを正立させる骨組みだけがありました。
ただし、ツィーターとスコーカーは小さなバックキャビーが付いていました。
記事内でも、ウーハーに箱がなくて、ツィーターに箱があるのは逆だよね。と書いてありました。
ちなみに、ツィーターやスコーカーを箱に入れるのはウーハーの背面音圧の影響を避けるためそうです。

おぼろげな記憶からサルベージすると、
小音量でニアフィールドならこれで十分な低音再生ができる。そう書いてありました。
確か素直な音だったとか。

雑誌記事の写真を見るとユニットはJBL。
高いユニットを使って、こんなくだらないことをする人がいるんだな。
そう思って、結局、本は買いませんでした。

ただ、日を経るとだんだん気になってきて、
後日、買いに行った時はもうなくなってしまい、それ以来本は目にしていません。

誰か、覚えていませんか？

記事が正しかったとすると、
振動板サイズによっては後面開放型でも実用上問題がないということです。

例えば
ヤマハNS-30は変態スピーカーとして名を知られていますが、
それに使用されているウーハー（実はフルレンジ動作らしい）JA-6002は、
これまた、大振動板面積、ハードエッジ、後面開放型という点では共通しています。
（NS-30の音については、松ヒトシさんの『ゲテもん工作実験室』に詳しく書かれています）

コニさんの
「前後左右解放 点接続フラット振動板スピーカー 試作3号機」
ヤマハ NS-30
双方とも、分割振動を前提にした振動板理論です。
今までの私の思考はピストンモーションで忠実再生を、と綴ってきましたが、
分割振動前提のスピーカーと似てきたのは不思議です。

つづく かな

いい音って？7

今度は低音再生です。

スピーカービルダーの皆さんは、
低音再生で四苦八苦、試行錯誤、粉骨砕身、臥薪嘗胆の日々だとお察しいたします。

今までの思考をまとめると、

高剛性振動板でショートストローク型、強力な磁力系を持ったユニットを向かい合わせに振動板を接着したものを使います。
エンクロージャーは密閉型の一部を解放してパイプ等で音道迷路を作ります。

との条件で忠実な低音再生するためにはどうしたらいいかを考えます。

最初におことわりいたしますが、
白旗です。

密閉型は背圧活用で低音増強はできないので、口径を大きくしないと十分な低音再生はできません。

都合のいいことに大口径のフルレンジは、たいがいハードダンパーかつショートストロークです。
だけど、大口径ゆえ、なまじ能率がいいので、強力な磁力系を持っているとは限りません。

具体的にはこんなイメージになります。
エンクロージャーは極力大きく、しかも内部反射をなくすために、吸音材を多用。ただし、ユニット付近には貼りません。
さらに振動板面積相当の穴を背面に開けて、パイプまたはサブチャンバーと気室をつなぎます。
サブチャンバーは長いほどよく、
内部に吸音材を充填します。
共鳴管の動作も困るので、共振周波数を可聴帯域を外し、
先端に行くに従って狭くなる方が良さそうです。
吸音材充填密度はユニットから遠くなるほど高くし、擬似的な背面解放バッフルの動作を引き出します。

サブチャンバー先端はユニットから遠い位置で解放します。

ユニットも箱も大きいので、厚い板に補強が必要となります。
ただし、バッフルだけは強度を確保したなら薄いほどいいです。
バッフルが厚いと板厚が一種のショートホーンの働きをして、振動板の動きに制限が出ます。

内面での一次反射の影響を避けるためにも、ユニットと側板の距離は大きいほどいい、
つまり、バッフル面積は大きいほどいいことになります。

また、ユニット背面の空気の動きやすさの点でもバッフルは大きいほどいいです。
そうなると、結論としては同体積であれば、奥行きの短い大きなバッフル面を持ったエンクロージャーがよい、となります。

ただし、バッフル表面反射の悪影響を減らすための何かはしないとダメそうです。
起毛素材を貼るとか、ミゾを掘るとか？
ただし、空気の動きを阻害しないやり方でないと本末転倒になります。
空気の動きやすさと音波反射は相関関係がありそうで、コントロールが難しそうです。
どうすればいいんだろう？

取り付けるユニットは、大口径、大マグネット、ハードダンパーのものを向かい合わせにコーン紙を接着したものを使います。
つまり、2個で1ch。ステレオで4個のユニットが必要となります。
現実には逆ロールエッジのマグネットの大きな大口径フルレンジが向いています。

完成の見た目は、
巨大な箱に逆さまにユニットが取り付けられて、
背面に吸音材がつまった穴がある。

激しくカッコ悪いな。

思考実験からはこんな変なスピーカーがいいスピーカーという結論になってしまいました。

ああ、どうしよう。
作ってみようかな。
条件に合うユニットがあるかな？

いやいや、こんな変なスピーカーを作っちゃいけない。

まだつづく

いい音って？6

密閉型にキセノンガスを入れるとエンクロージャーが大きくなった効果があるかも。

というところまで書きました。
でも、キセノンガスを閉じ込めるのは、
理屈では簡単でも、個人製作では荷が重いです…
キセノンってどこで買えるんだろう。

もう一つのアイデアではどうでしょう？
細長いエンクロージャーで無限大バッフルと似た効果は出ないでしょうか？

理論上は同じになりません。
無限大バッフルは背面気室の影響が全くありませんでんが、
背面解放型は背面空間がシリーズ接続のコイルと抵抗にパラレルコンデンサーが追加された等価回路図になります。
なので、背面解放型で無限大バッフルの動きに近づけるには、
（背面空間の）抵抗値を下げる
かつ、コイル的動作を下げる。
かつ、コンデンサー的動作を下げる。
つまり、空気の動きやすを確保しつつ背面圧縮の波動をいかに減衰させるかにかかっています。
側板の内面反射がコンデンサー的に作用するようですから、ユニットと側板は距離を離さないとダメです。


背面解放ですら対策を練らないといけないのに、密閉型だと、あらゆることが、振動板の動きにくさに直結してきます。
具体的には、エンクロージャー内の空気の動きにくさは直列コンデンサーと同じ働きとなり、低周波に影響があり、
また、空気室の機械抵抗はシリーズ抵抗として、全周波数帯での音圧減衰につながります。

無限大バッフルがいかに優れているか分かります。

大サイズの密閉箱に振動板面積相当の圧力抜きの穴を作り、
そこに太チューブを差し込めば、
同じように圧力低減ができないでしょうか？
要はユニット間近の空気が自由に動けるように
気室圧と音波圧が滞らなければいいのです。
チューブは十分に長ければ、先端が開いていてもふさがっていても効果は同じでしょう。

実は密閉型を無限大バッフルだと騙す方法は他にもあるようです。
似た理屈では、高密度に吸音材を詰めた密閉型の空気はボイル.シャルルの法則に従わず、断熱圧縮ではなく等温変化となり（擬似的な無限大バッフルになる）らしいです。（「スピーカー&エンクロージャー百科」1981年 誠文堂新光社より）

その理論がアコースティック エア サスペンションシステムだった訳ですが、
いろいろやりましたが、うまくはいきませんでした。
この場合はダンパーゆるゆるかつM0の大きな専用ユニットでないとダメっぽいです。

これまた、失敗の数々は「新型密閉その1」のタブをご覧ください。

まだまだつづきます。

いい音って？5

ここで長年の疑問を吐露します。

「ユニットはエンクロージャーのサイズをどうやって知るの？？」

力を受けるということを「知る」としてます。

電気信号がユニットに入って振動板が動きます。
無限大バッフルでは空気の疎密派が前後に広がっていって、ユニットには何も戻ってきません。
無限大バッフルはそれで終わりですが、
密閉型エンクロージャーに入っている場合は、中の空気による圧力を受けます。

どうやって？

音は空気を構成している分子（以下 空気分子）の疎密振動の伝播です。
空気そのものが移動している訳ではありません。
最終的にユニットに作用するのはユニットに接している空気分子だけになります。
その分子はメートル単位ではほとんど動きません。
では、その空気分子は箱のサイズや構造をどうやって知ってユニットにフィードバック？？

例えば、奥に細長いエンクロージャーがあったとします。
その場合、ユニット直後の空気分子は、背面開放型だと思うのでしょうか？
それとも密閉型だと思うくのでしょうか？
そしてそれを知るのはいつなんでしょうか？

その長いエンクロージャーが仮に密閉型だとして、一番後端が340m先だったらどうなのでしょうか？
音波伝達はだいたい1秒で340m。

仮に音波で情報伝達しているなら、空気が密閉型だと知るのが1秒後。
そしてそれをユニットに知らせるのがさらに1秒後。
電気入力してから2秒後になります。
遅すぎないか？
じゃあ、その2秒間のユニット動作は？

ボイルの式には時間軸が入っていません。
ここは波動方程式を使わないとダメなのか？

この件は、身近な物理に詳しい人達に訊いて回っていましたが、ほとんどの人は考えてもくれません。

ボイル系の他のナゾとしては、
もっと長いチューブのエンクロージャーだったら無限大バッフルと同じなのか？それとも違うのか？

もし中身が空気じゃなかったら？

後者の件は、
密閉型で中の空気を別の気体にすると背面圧力のコントロールができるのではないか、ということをずっと考えておりました。

例えば、背面に別の気体を入れることによって、
ユニットにはより大きな箱に入っていると錯覚させることができないか？

実は内部の気体をキセノンに置き換えると、気体分子量の変化で音速は約半分になります。

これで、密閉型の容積が大きくなった効果は出ないでしょうか？
しかし、残念ながらボイルの法則には無関係です。
本当は全く無関係でもないのですが、
中の気体が何だろうが、断熱圧縮による体積変化は、そのまま圧力変化になります。

でも、どんな音が出てくるんだろう？

実際にキセノンガスを閉じ込めておけるのかどうかは分かりません。
扱うのは常温で1気圧なので、技術ハードルがすごく高いとも思えません。
こういうことを考えた先人はきっと必ずいます。
でも実現できていません。

やっぱり意味がなかったのかな？