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2012年10月23日 (火)

フルレンジスピーカーBOXの設計・製作(5)・・・設計編その2

 さて、次は懸案のバスレフ型エンクロージャー。
形態的には、箱に穴を開けて筒を取り付けただけで、低音増強を図る魔法の筒(ダクト)。
まあ、そんなに単純ではないけど。
 今はいい時代になった。ちょっと検索すればいい解説が載っているので、詳しいことはそち
らにお任せ。

箱の体積V[リットル]は、密閉型と同様、
V=355*a^4/(α*fo^2*mo)

さて、fostexの標準エンクロージャー(小)は4.5リットルである。

ユニット定数とV=4.5からαを逆算すると、
α=0.23

密閉型のαの1/5、つまり箱は5倍の大きさ・・・なんと自由な数値だ。
自由だから、逆にいろいろな設定がありうる。解も一筋縄ではいかない。

もうひとつ大事なファクターは、ダクトの共振周波数fd[Hz]。
ダクトの断面積S[cm2]、長さL[cm]とすると、箱の体積Vにも関係して、

fd=sqrt(30000*S/(V*(L+0.825*sqrt(S))))

 思想としては、密閉式より大きな箱に入れて低音はだら下がり傾向にして、物足りないだら下がり部分の帯域にダクトの共振による放射で山を盛り、トータルで低音再生域を広げようという魂胆だ。ダクトの共振周波数はユニットのfoより低く取れるのがミソだ。
だが、欲をかく分、マイナス面もある。代表的な欠点としては過渡特性の鈍さだ。

 このような式をエクセルに埋め込み、いくつか計算してみた。
まずは、fostexの箱小、ダクト短。

Ff85k_desorierr

イマイチ、ダクト共振周波数がfostex設計数値と合わない。
そこで、設計図をもう一度見ると、

Ff85k_1

ダクトの長さLにはB30mm+板厚15mm=45mmを採用しなければならないじゃないか。
次に自分で再設計した箱について念のため計算してみた。

Ff85k_deserr2

ぬ?箱容積?(補正とあるのは、50ccほど補強などで容積を食うので引いてある)

 上図A=180mmは内部の空気室の奥行だと思っていたが、よくよくみると箱の外寸ではないか。板厚2枚の分だけ、内部奥行を大きく設計してしまったのだ。
そこを勘違いして、空気室の容積すら計算しないうちに切断加工したために・・・箱の容積はなんと5.5リッター!!

fostexの設計例、やや派手な低音再生大箱よりさらに大きいではないかorz

複雑な式をこねくり回してあれこれやっているうちに、
直方体の体積=縦×横×奥行
という基本中の基本の検算すらしていなかったことにようやく気づいたとは(´・ω・`)

ともあれ・・・当初設計のはずだった4.5リットルと1リットルの違いではあるが、小さな箱にとって、この違いはあまりにも大きい。どうしよう。似たような体積を占めるものでとりあえず内部を埋めて、音の変化を知りたい。

そうだ、350mL缶2本(笑)。本当は500mL缶2本といきたい所だが。

Ff85k_100

ダクトはL=5cmにして視聴。
そう、ちゃんとステレオ両チャンネルそろえて。

Ff85k_32

片チャンネルだと、ダクト2本出しのfd=100Hz近辺で良いように思えた。が、両チャンちゃんと揃えて聞くとそれでも低音だぶつき気味。でも、ダクトだけが遊離して低音を放射しているような感じはだいぶ軽減されて、いい感じになってきた。

いっそ、ダクト片方をふさいでしまえ。断面積Sは半分になり、fd=73.8Hzと低くなる。
fostex設計事例2番目のヤツにちかいが、ダクトは細く、締り重視。
ダクトからも出るけど、ユニットからも共同して出ているような低音に変わった。

いいねぇ。力感と量感のバランスが取れている。
息子にも評価してもらった。
「おお、良くなったね。」

とりあえずこれでしばらく視聴することにしよう。
ここまででベストと思われる数値は、次の通り。

Ff85k_desok

いつまでもビール入れとくわけにも行かないので、奥行を34mm短縮する大手術を行わなければならない(笑)

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コメント

容量の調整は、発泡スチロールのブロックでは駄目ですか?

エンクロージャの四隅に取付て内部空間が卵型になる様に。

後々、いろんなユニットを取付て遊ぶ為に私はそうしてます。

あとバッフル板も取り替えて遊べる様に四方枠に鬼目ナットを打つ方式したらいいかも。

投稿: 極楽蜻蛉 | 2012年10月23日 (火) 22:42

>極楽蜻蛉様

 あっ、昨夜、肥満部の切除手術を行ってしまいました(笑)
しばらく内容積可変のBOXにしておけばよかったかもしれません。
途中、当エントリのデータを差し替えましたが、合計、内容積の計算は2回間違えていますorz
1回間違えて修正した4.8リットルあたりが自分的には正解だったかな。今は4.5リットルまで削減して、なんだかちょっと窮屈な鳴り方かなぁ、と後悔しています。削りすぎちゃうと戻せませんし。
 その点、調整式はいいですね。卵型というのも理想的な気がします。
 3wayスピーカーのときは、一応の調整完了まで数年を要しました(笑)ので、鬼目ナット着脱式を採用しました。
フルレンジは、シンプルなのが身の上ですから、しばらく調整を続けて固まったら、接着して封印してしまおうと思っています。

投稿: keypon13^2 | 2012年10月24日 (水) 08:39

自作は経験ありませんが、学校の実習で特性試験はやった記憶があります。少しの事でも音質が変化するのが面白いですね。
ボックスの容積ですが、良し悪しはともかく、例えば背面に小部屋を増設するような事をするとどうなるのでしょう?同じ容積でも形状で変わりそうですが。

投稿: ich | 2012年10月24日 (水) 12:45

>ich様

 以前も(もううん十年昔ですが)箱の容積を大きく間違えて、小細工したのを覚えています。大きすぎて埋めるパターンですが(^^;
が、内部にごつごつ突き出ると、容積が同じでも、ハキハキした音が出てこなくて、なんだか鮮度が落ちるんです。できるだけ単純な形状がいいように思いました。そとに付け足すのも、たぶん同じような結果になる予感がします。
 

投稿: keypon13^2 | 2012年10月24日 (水) 15:09

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