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2011年04月29日 (金) | Edit |
以前の記事(コチラ)でご紹介したAlpairの生みの親であるMark Fenlon氏のコメントには、Alpair6 P用にペンシル6型ボックスを採用しているとありました。そこでMark audioのホームページをあたったところ、ペンシル型ボックスの図面を見つけましたので、今回はこれを基に計算検討してみます。

今回参考にしたMark audio提供の資料(PDFファイル)はコチラからダウンロードできます。

下図がAlpair6用ペンシル6型の図面です。
752.jpg
ペンシル型の名の通り、細長い形状をしています。これはバスレフ型ではなく1/4波長共鳴管(管の一端が開放端、他端が閉端)の効果を狙ったタイプのようです。日本ではあまり馴染みのあるタイプではありませんが、欧米の自作派の間では人気があるようです。一般的に吸音材をかなり多めに入れるように見受けられます。
寸法から計算すると主要パラメータは下記のようになります。
容積: 19.2L
共鳴管長: 902mm
共鳴管径: φ165mm相当
開口径: φ89mm相当

これを基に、シミュレーションしてみました。
まずバスレフ型として計算した結果です。
753.jpg
容積19L、ポート径φ88mm、ポート長18mm(板厚相当)としました。吸音材の量は「普通」です。このような形状ではポート長をどう見積もるかが難しいですが、この開口面積だとポート長を数10cmまで延ばさないとまともなバスレフチューニングにはなりません。基本的にバスレフ方式で作動しているのではないようです。

次に先細りテーパー管型として計算してみました。
754.jpg
実際の形状は、断面積一定で開口面積だけ絞った形状ですが、このシミュレーション ソフトウェアにはそのような形態のモデルが用意されていないため、先細りテーパー管モデルを使用しました。吸音材の量は同じく「普通」です。約60Hzに管の共鳴のピークが表れています。この結果、ドライバのインピーダンス曲線は綺麗な2山になります。またバスレフ型と同様に共鳴点以下の周波数では出力が急激に低下します。位相の遅れ度合も普通にチューニングしたバスレフ型とたいして変わりません。バスレフ型に対して有利な点としては、開口面積が大きいのでポートでの流速を大幅に低減できる点が挙げられます。バスレフポートの筒っぽの共振音もなくなりますが、本体全体が筒っぽなので、シミュレーションには本体の共振の影響がかなりはっきりと表れています。これを抑えるには吸音材を相当量入れる必要があると思われます。

下はMark audioが公表している、Alpair 12用のペンシル12型のシミュレーション結果です(容積67L、長さは6型と同じ約90cm)。
755.jpg
ほぼ同じような傾向ですね。管長が90cmそこそこしかないので、大きい割には低域は伸びていません。

普通のバスレフ型に比べて別段大きなメリットもないようですし、今回は容積大きめ+吸音材多めのバスレフ型を採用しようと思います。
757.jpg
容積を16Lに拡大。吸音材「多め」にして共鳴効果を適度にダンピングし、低域を欲張って延ばさないタイプ。まあ、こんなとこチャウカナ。。。ボチボチ材料集めに入りたいと思います。

追記
上の例はシンプルなペンシル型だが、海外のDIYフォーラムでは音道長を稼ぐために下記のような形態をよく見かける。大概は吸音材の量を指定している。結構な量を充填する模様。海の向こうではあまり吸音材アレルギーはないようだ。
758.jpg

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2009年04月17日 (金) | Edit |
Alpairシリーズは他のFOSTEX製やTangBand製スピーカーに比べて構造が特殊なので取り扱いには注意が必要です。。。という事に失敗を通して気が付きました。
これからAlpairシリーズを使ってみようかとお考えの方は是非ご一読ください(2点あります)。

1) 端子が折れやすい
端子の金属材料が非常に脆いようです。三四回折ったり伸ばしたりしただけで金属疲労によってポッキリ折れてしまいました。

Alpairの端子は絶対に曲げないように

実は仮組の時は半田付けせずに線を端子に巻き付けていたのですが、端子とマグネットが異常に近いため端子をグイと外側へ折り曲げて線を巻き付けてから元通り真っ直ぐに戻しました(これで1サイクル)。本組では巻き付けた線を解く際に再度端子を外へ折り曲げて、線を外した後にまた真っ直ぐに戻しました(これで2サイクル)。
さて半田付けですが、MarkAudioが推奨しているやり方でやろうとしたのですが、半田付けが下手くそな上に端子のすぐ横にあるマグネットに半田ごてが引き付けられてとても無理と判断。再度端子を外側へ曲げて線を巻き付けてから半田付けした後にまた真っ直ぐに戻しました(3サイクル)。この時点で1つの端子が異様にグラグラする事に気が付いてちょっと力を加えたとたんにポッキリ。。。。一瞬目の前が真っ暗になりました。

幸い折れた端子と本体側に残っている端子を半田付けで繋げる事ができたので助かりました。

199.jpg
MarkAudio推薦の接続方法
線が細くないと難しいみたい
端子のすぐ横にあるマグネットに半田ごてが引っ張られて難儀します

端子は軸対象に配置されています。
網線によるバランスの偏りを回避するのが狙いだと思われます。
ダンパーを持たないAlpari5には重要な配慮だと思います。

ということで半田付けに自信の無い方はファストン端子を使用した方が無難かもしれませんが、ファストン端子を抜き差しする際にスピーカー側の端子に無理な力がかからないように注意してください。

ちなみにF80AMGでは箱を変えたり、他のユニットと交換したりする際にかなり何度も強引に折り曲げましたが全くビクともしませんでした。

2) フランジの締め付け具合に注意
Alpairシリーズのフレームとフランジは金属ではなくプラスチックでできていますが、これはフレームの剛性を木材(バッフル)の剛性に近づけようというのが狙いだそうです。つまり振動板がバッフルに直接支持されている状態を作りたかったのだと思います。従って樹脂フレームはコストダウンのためではなく設計思想によるものです。

しかし実物を見ると意外に華奢なので驚きました。ディーラーさんからは見栄えの良いメタルフレーム望む声もあるようですが、Mark Fenlon氏は金属フレームによる高域特性の乱れを嫌って頑として受け付けないそうです。

その見た目の華奢さからネジの締めすぎにはくれぐれも注意が必要だと思うのですが、ある程度勇気を持ってしっかり締め込まないとシール性が確保できません。仮組の時はシール状態が悪かったために左右で低域特性にバラツキが出てしまいました。
201.jpg
黒がL、赤がR
R側はフランジとバッフルの間に隙間が見つかりました
結構締めたつもりだったのですが。。
フランジのシール面には特に気密性を受け持つビード状の突起もないため、基本的になんらかのパッキンが必要と考えた方が良さそうです。そこで本組の際には柔らかめの厚紙(画材用紙)でパッキンを作ってバッフルとフランジの間に挿入しました。

一度締め込んだら薄いカッターナイフの刃などで全周をなぞってみて隙間がないかどうかを確かめる事を推奨します。僕の場合、やはり最初の締め込みが足りなくてカッターの刃がズッポリ刺さるほど隙間ができていました。

本組後の周波数特性は左右でよく揃っています。前の記事を見てください。

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2009年04月02日 (木) | Edit |
本日昼前にホームセンターで板を購入して、仕事中の気分転換を兼ねて作製してます。
小さな密閉箱なのでいたって簡単。現在接着中。。。

184.jpg
板厚15mmのラワン合板(900x450mm)を使用。カット代込みで2190円。
寸法は現在使用中のF80AMG用の箱と全く同じです。容積は2.5L。

今日中にバッフルを接着して、明日は穴加工してちょっとだけ試聴後すぐに下地塗装。
明後日に仕上げ塗装して。。。来週月曜日か火曜日にはエージングを兼ねて本格的に鳴らす事ができそうです。

コイズミ無線にはターミナルを注文済み。ついでにちょっとお試しにハイパス用のコンデンサ100μFを4個購入。計算カットオフは200μFで200Hz (4Ω)。
実は英語版LEANAUDIOでAlpair5には解放バッフルは薦めないというコメントをいただきました。ダンパがないので1000Hz以下の領域を使用する場合はダンピングを効かせるために密閉にした方が良いだろうとのご意見です。やっぱり基本的にツイーターなんですかね。で、ちょっとコンデンサかましても良いかなと思った次第です。

ただし海の向こうでは限界近くのボリュームで鳴らす方が多いようですから、僕のように小音量であれば全く問題無いかもしれません。以前の記事でJordanの金属フレームにクラックが入ったというような記載がありましたが、いったいどんだけパワーかければそうなるんでしょうね?????
マッチョ オーディオ?

さて、Alpair5を鳴らしてみました!

噂に違わず全域きわめてクリアです。F80AMGの音にはもう少し艶とかキラメキ間が欲しいなと思っていたので丁度良い感じかもしれません。
185.jpg
驚いたことにサブウーハーなしで100Hz以下をイコライザでブーストした時の低域音までとてもタイトでクリアです。50Hzまでフラットにブーストしても大きく破綻しません。どこがツイーターやねん。という感じ。音質に関しては十分にエージングが済んでから詳しくコメントしたいと思います。

吸音材は戸澤式1個から始めたのですが、ダンピング不足気味だったので吸音材(ミクロンウール)をかなりの量詰め込みました。さらにもう少し追加した方が良いような気がしています。ちなみにF80AMGは吸音材がなくてもダンピング不足は全く感じません。

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2009年02月09日 (月) | Edit |
これが現在のスピーカーです。名付けて「ポチ1型」。

025b.jpg
チョンマゲみたいなのは超チープなスーパーツイーターです
これについては別の機会に紹介したいと思います。

026b.jpg
お座りもできます

027b.jpg
不細工な尻尾が付いてますが、これがミソなんです

15mm厚のラワン合板で作製しました。容積は2.5L。
バッフルの剛性をかせぐために前面の面積を小さくした結果ダックスフントのような胴長になりました。バッフルにはさらに補強も入れ、ユニットは取り付け剛性をかせぐために通常の取り付け方から90度回転させています。多分ここまでやらなくても大丈夫だとは思いますが。

元々フロントバスレフで作製したのですが、やはり気に入らずリアバスレフに改造。さらにこの謎の尻尾を取り付ける事で満足の行く結果が得られました。

クラシックだけなら一般的なバスレフチューニングでOKだったのですが、どうしてもウッドベースが聴き取り辛く、それを改善するためにこの形態に落ち着きました。多分もっと大型のスピーカーで共鳴周波数を50Hz以下に持ってゆけるなら、普通のバスレフでも大丈夫だと思うのですが、このような小型で共鳴周波数が90Hz程度だとウッドベースの帯域にひっかかって聴き辛くなるようです。

感の良い方ならもうお分かりかも知れませんが、この尻尾は約45cmの長さの蛇腹ホースをトグロ状にまるめたものです。まわりに吸音材を巻いて、さらにビニールテープでぐるぐる巻きにしています。ホースはホームセンターで洗濯機の排水用として売られていた内径約30mmのものです。これで共鳴周波数を約40Hzに合わせています。ホース内にも吸音材を適度に詰めています。計算では下のようになります。
022.jpg
ホース内には吸音材を適量詰めているので、実際には多分こんな感じでしょう。
023.jpg

そんな事するなら密閉でええやん。となりますが、このユニットを密閉にすると音がデッドになりすぎて気に入らないのです (これより大きな3.9Lのボックスでも密閉では音が苦しかった)。ボックス内のエアダンピング効果を避けるためにスピーカー背面を解放したいのですが、その音は聞きたくないという考え方です。最初は2mのホースを付けて、それを室外へ排出するなんて事もしていたのですが、近所迷惑ですし大げさなので今の形に落ち着きました。
こうするとバスレフに比べて50~100Hzの低音が弱くなりますが、それでもベースラインは聞きやすく感じます。

Frieve Audioという強力なDSP(デジタル信号処理)を備えたソフトウェアのイコライザ機能で50Hz近くまでフラットになるようにブーストして、位相の反転する40Hz以下をシャープにカットします。ジャズであればここまですれば十分に楽しめます。

さらに交響曲を聞くためにサブウーハーを追加して35Hzまでフラットにしているので、100Hz近辺でポートにボーボーやられるとかえって邪魔になります。

ちょっと似たような考え方のスピーカーとしてB&Wのノーチラスという凄いのがある事を知りました。これは背面の音を先細り管で減衰させて解放するという方式です。こいつのトグロはハンパナイッス。というかボックスそのものがトグロです。

024.jpg
B&W Nautilus
今のところ僕がイメージできる最も理想的なスピーカーボックスかもしれません。
ただしコアキシャルでやって欲しいな。

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2009年02月09日 (月) | Edit |
そうこうするうちに、実家の親父から20年近く使ったステレオ(Victorのシステムコンポ)が壊れたのでレコードも聴けるやつを探していると電話がありました。レコードプレーヤ一体型のいかにも老人向けのを買おうとしていたので、例のDENONシステムコンポに自作スピーカーとイコライザ付きのプレーヤー(1万5千円くらいである)を付けてプレゼントする事にしました。そのころ既にCDは全て非圧縮でPCにコピーして聴いていたのでシステムコンポは全く使っていませんでした。

お袋からできるだけ小さいのにしてくれと頼まれたので、また8cmのフルレンジを使って2Lくらいの小さな箱を作る事にしました。F80AMGに手こずっていたので、他のユニットも聴いてみる丁度良い機会になりました。

ユニットはこれもネット上で評判の良かったTngBand(台湾)製のW3582SCに決めました。お値段はお安く1950円。F80AMGのほぼ半額です。
018b.jpg
TangBand W3582SC
8cm フルレンジ ユニット

F80AMGも実はTangBandで作られているのでしょうか?コーンの材質以外はそっくりです。F80AMGはマグネシウム合金製ですが、W3582SCはポリプロピレン製です。上品な濃いめの飴色で、向こうが透けて見えます。

これを2.2Lのバスレフボックスに入れました。ボックスは15mmのラワン合板で作成。お店でカットしてもらったので組み立ては楽勝でした。塗装する前に音出ししてみたところ、ポートのチューニングも一番長い8cmで即OK。計算はこんな感じです。
019.jpg
改造箱での苦労が嘘みたい。

2つのスピーカーは形状が全く同じなので同じ箱でクラシックを中心に聞き比べてみました。W3582の音は一言でいうと「綺麗」です。無味乾燥で低重心なF80に比べて音に艶があって明るい感じ。ユニットによってこんなに音色が違うのかと驚きました。やはり低音はF80の方がドッシリとしますが、改造箱のようにボワボワしません。ポートをスピーカーにぎりぎり近づけたのも良かったようです。F80は容積が小さめの箱と相性が良いみたいですね。

W3582は吸音材をかなり多めに入れないと箱くさい音になりますが、F80は吸音材が無くても良いくらい。そっくりなのに性格はずいぶん違います。

一通り聴いてからニスを5回塗って、最後に水研ぎでぴかぴかに仕上げました。自分用だともっと雑に作るのですがね(写真を撮っておかなかったのが残念です)。。

塗装によって音に随分艶が出たような気がします。見た目にも艶が出ているので心理的な影響かもしれませんが、スピーカーボックス用の音が良くなる塗料とかも売っているし、バイオリンでもニスが重要だと聞いた事があるので、実際に音が変わっている事は十分に考えられます。

親父はクラシックでも小編成もの特にバイオリンが好きなので、明るく艶のあるW3582SCを付けてプレゼントする事にしました。交響曲とジャズをよく聴く僕にはやはりF80AMGの方が向いてそうです。

そして80AMG用に小容量の新しい箱を作る事にしました。

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2009年02月09日 (月) | Edit |
この改造箱(3.9L)にF80AMGを取り付けていろいろやってみましたが、結局バスレフのチューニングがうまくできませんでした。

僕はベースが好きで、ジャズを聴くときは無意識にベースラインを追いかけながら聴きます。このためウッドベースの聞き易さを基準に低音チューニングを行いました。この際、短時間で変更しながら聞き比べるのではなく、設定を変えたらしばらく仕事しながらBGM的に聴いてみて、気持ちよくなければ設定を変えるという方法をとりました。
この方法が一番信頼が置けるように思います。短時間聴いてみて良く感じても、長時間聴くと違和感を感じる事がたびたびありました。

計算では長さ4cmくらいが良さそうだったので、これを中心に8cmと2.5cmを用意してとっかえひっかえしたのですが、どれも満足できませんでした。8cmだと完全にチューニングが外れているみたいでポートから低音が出ず、2.5cmと4cmでは低音感はあるのですがブワブワして気持ちよくウッドベースが聴けません。F80AMGの例の欠点がもろに出てしまったみたいです。吸音材の量も変えてみましたが駄目です。

それと近距離 (スピーカーから1m以内)で聴くので、スピーカ前面からの音とポートからの音がうまく混じり合わない感じがします。お風呂の蛇口では温水用と冷水用のノブがあって、両方を適量混ぜ合わせて温度を調整しますよね。日本製の蛇口だと完全に混じり合って問題ないのですが、外国のホテルの蛇口ではこれがうまく混じらなくて、手を当てると微妙に気色悪い思いをする事があります。丁度そんな感じです。最近の小型スピーカーに背面バスレフが多いのは、もしかしたら近接リスニングを考慮しての事なのかもしれないと思いました。

ポートをゴム栓で塞いで密閉型にすると、しばらくは良い感じに聞こえるのですが、1時間ほど聞いていると息苦しくなってゴム栓を外してしまいます。F80AMGはもともと大人しめの音なので、密閉にすると制動が効いて音がデッドになりすぎるのかも知れません。バスレフでも吸音材を増やすと同様の傾向になります。

80AMGて高いのにアカンやん!とあきらめ気味になりました。

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2009年02月07日 (土) | Edit |
F80を改造箱に取り付けてバスレフ ポートのチューニングを始めました。

バスレフ ポートの長さを決めるには計算が必要ですが、今は便利なスピーカ-設計支援プログラムがネット上で利用できます。僕は「スピーカー設計プログラム アプレット版」を愛用しています。

主立ったユニットの特性データ(T/Sパラメータ)が既にデータベースとして用意されているので、スピーカーの特性値を手で打ち込む必要はありません。AMG80は超人気ユニットなので当然データベースに入っていました。

フルレンジ一発の場合はウーハーの項目で設定を行います。
使用するユニットを選択してから箱のタイプと容積を選択します。バスレフ タイプを選択した場合はバスレフポートの内径(半径)と長さを設定して吸音材の量を選択したらパラメータの設定は終わりです。
014.jpg
-ユニットにSA/LAB SA/F80AMGを選択すると特性パラメータが自動的に設定されます。
-その下で「バスレフ」タイプを選択して容積とポート長/半径を設定します。
-吸音材の量は「少なめ」にした方が特性の違いがはっきりします。
 
「★キャビネット特性表示」のボタンをクリックするとグラフに計算結果が表示されます。
015.jpg
-ポートの長さはいろんなユニットのメーカー推奨箱の特性を参考にして設定しました。
-だいたいインピーダンス(赤線)の2山がほぼ同じ高さになる (2山の真ん中あたりに共鳴点が来る)のが標準的な設定のようです。
-緑の線がスピーカー前面からの出力(音の大きさ)です。
-青い線がポートからの出力です。
-水色の線が両方を合計した出力です。
-共鳴周波数は約80Hzとなっています。
-共鳴点前後ではポートからの音が主体となります。
-2つめのインピーダンス ピークから低周波側では位相(緑の線)が反転するため、スピーカーとポートからの音が打ち消し合って急激に出力(水色)が低下します。

同じ容積で密閉型を計算してみました。
016.jpg
-これは密閉型を選択した場合の特性です。
-例えば出力(水色)が80dbを切る周波数を比較すると、バスレフ型の低音増強効果がわかります (バスレフで57Hz、密閉で約82Hz)。しかし密閉型の場合は出力がなだらかに低下するため40Hz以下では密閉型の方が高くなります。

2ウェイの場合はツイーターの設定も同様に行います。ネットワーク回路の計算もしてくれますが、今回はフルレンジ一発なので関係ありません。

計算でおおよその太さと長さが決まったので、ホームセンターへ塩ビ管を買いに行きました。
丁度良い径の塩ビ管がなかったので、塩ビ管用のストレート継ぎ手を購入しました。内径約26mm、外径約34mm、長さ8cmで塩ビ管より肉厚があります。中央に突き当て用の段差があるので削り取る必要があります。

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ちょっと技術的なお話になるので「バスレフ」って何?という方はコチラをご覧ください。
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2009年02月07日 (土) | Edit |
スピーカーは高校生の時に3つほど作った事があります。

エンジニア志望で工作好きだった僕は、中学生の頃から真空管の短波ラジオを作ったりもしました。当時は「初歩のラジオ」とかを購読しており、オーディオ関係の基礎的な知識もそのころ身につけました。電気屋さんでオーディオ装置のカタログを集めて空想でシステムを組んだりしたものです。その頃はまだビートルズを聴き始める前で、別に聴きたい音楽があったわけでもなく、戦車や戦闘機のスペックに夢中になるのと同じで、オトコノコ的に「システム」ていうのが格好良く見えたんでしょうね。

その後音楽に夢中になった僕がスピーカーの自作に手を付けたのは当然です。今は亡き長岡鉄男氏の本を買ってひととおり理論を勉強した後にFOSTER(現FOSTEX)のFE103でバスレフ型を1個だけ作りました。

当時使っていたのは親父が買ってくれたリンガフォンという英語教材に付いてきたモノラルのラジカセだったので1個だけで良かったのです。これをイヤフォンジャックにつないで聴いてました。音源がそんなだから大して良い音はしませんでしたが、内蔵のスピーカよりはましなので気にせず使ってました。吸音材にはナントお袋にもらったパンツとか靴下とかのボロを詰めていました。

ALTECのA7が凄くかっこよくて憧れていたので、FE83用にそのミニチュアを設計して作ったりもしました。グレーのペンキを塗ってそれらしくできたのですが、音が最悪(超箱くさい音)でオブジェとなってしまいました。

そんな感じで工作趣味として多少オーディオをかじった経験が今になって役立つ事になりました。

オーディオ関係のサイトをチェックしていて長岡鉄男氏が既に他界されている事、そして現在でも多くのファンが氏の作品を製作/愛用されている事を知りました。遅ればせながら長岡鉄男氏のご冥福をお祈りいたします。
また氏が愛用されたFOSTEX社のFEシリーズがほとんどそのままの姿で生産されている事にも驚きました。

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