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2012年10月16日 (火) | Edit |
密閉型ブースト方式についてシリーズで詳しく書く予定です。

今回は手始めにドライバの選択基準について。

ドライバを選択する際は、最大許容振幅(Xmax)とドライバの気密性(エア漏れしない事)が重要な選択基準となります。

1: 最大許容振幅(Xmax)
密閉型ブースト方式の欠点は、バスレフ型に比べて大幅に振動板振幅が増加する点にあります。従って限界振幅(Xmax)の大きなドライバを選択する事が重要です。今回は僕が愛用するマークオーディオ製Alpairドライバと他社製ドライバの低音再生波形の比較結果をお見せします。

8cmクラス ドライバの比較
Alpair6M、6P、5と、お馴染みFOSTEX製FE-87を比較しました。FE-87の振動板面積はAlpair5とほぼ同じです。Alpair6の振動板面積は少し大きめです。

まずはお馴染みのF特です。クリックで拡大してご覧ください。
8cm Ftoku copy
4Lの密閉箱(吸音材たっぷり)で計測しました。青がA6P、赤がA6M、黒がA5、緑がFE87です。200~500Hzの出力レベルがほぼ同じになるようにして重ね書きしています(FrieveAudioを使った計測では絶対レベルは不明です)。

50Hz/-6dB正弦波信号の再生波形を比較しました。
アンプはIconAMP、ボリュームは最大です。信号はブーストしていません。
各波形の振幅がほぼ同じになるように、パッシブプリのボリュームを微調整しています。
パッシブプリ: 約1/2ポジション (僕の普段のリスニングではこの音量を超える事は絶対にない)
50HZ MID copy
FE87(緑)は既にブリブリです。最も良好なのはA6M(赤)ですが、小さなA5(黒)が健闘しています。A6PはA6Mに比べると明らかに歪みが大きいですね。マークさんによると、MとPで磁気回路の設計が異なるそうです。振動板の剛性も関係しているかもしれません。

パッシブプリ: 約3/4ポジション
50HZ BIG copy
さすがのA6M(赤)も波形は尖ってきますが、他の3つに比べると明らかに優位です。

13cmクラス ドライバの比較
次に、Alpair 10フルレンジと2つの13cmウーハ(Dyanavox製LW5002PPR-S(PPコーン)とDayton製DA135-8(メタルコーン)を比較しました。

F特です。
13cm woofer Ftoku
青がA10、緑がDynabox(PP)、赤がDayton(メタル)です。Daytonのセンターキャップは気密性が無かったため、木工ボンドでコーティングしてエア漏れしないように改造しています(参考記事)。このグラフも上と同様に200~500Hzでレベルを合わせて重ね書きしています。

40Hz/0dB正弦波信号の再生波形を比較しました。8cmクラスの50Hz/-6dB信号よりもずっと厳しい条件です。IconAMPのボリュームは最大です。信号ブーストはしていません。
パッシブプリはは3/4ポジションです。さすがに、ちょっと恐ろしくて、各波形の振幅を揃えているる余裕はありませんでした。僕の普段の再生音量に比べるととんでもない大音量条件です。
13cm woofer 3_4
A10の波形(青)は他に比べて明らかに良好です。これで振幅を揃えるとA10の優位性はさらに際立つでしょう。ウーハーとして売られているドライバよりもフルレンジのA10の方が低周波の再生能力が高いというのも驚きです。

今回比較した中では、マークオーディオ製Alpairドライバの低音再生限界が高い事がわかります。これは最大許容振幅(Xmax)が一般的な他社製ドライバに比べると非常に大きく設計されているためです。Xmaxに関しては、次回の記事で詳しく書きたいと思います。なかなかオモシロイ実験結果もお見せできると思いますのでオタノシミに。

2.ドライバの気密性
密閉型ではスピーカシステムの気密性が非常に重要です。箱はもちろんの事、ドライバ自体にも気密性が必要です。このため、フェイズプラグ付きやコアキシャルタイプは適しません。このようなタイプのドライバでは、下図のようにギャップからエアが漏れてしまいます。エアが漏れると気流ノイズが発生するだけでなく、低周波領域の出力も明らかに低下します。
スピーカー断面 copy
従って、Alpairのように気密性のあるセンターキャップ型または、Auraのような逆ドーム型を選ぶ必要があります。また、上のDaytonウーハのようにセンターキャップに気密性のない素材(布等)を使っている場合もNGです。

フェイズプラグ型の大御所といえばB&Wですが、彼らもこのエア漏れ問題を認識しており、最近発売したPM1のウーハにはフェイズプラグを採用していません(参考記事: B&Wも言っているフェイズプラグの問題点)。その理由として、トールボーイ型のミッドバスとして使う場合はフェイズプラグ付きで問題ないが、小型モデルのウーハとして使う場合にはフェイズプラグ付きでは気流音が生じるため適さないと堂々と述べています。CM1とかドースンノヨ?

また、大概のドライバのフランジの気密性はあまり良好ではありません。バスレフ型ではさして問題にならないでしょうが、小容積の密閉型ブースト方式では箱への取付に細心の注意を払う必要があります。パッキンを自作したり、シール剤を併用するのも効果的です。A10のフランジ面にはビード付きのラバーパッキンが貼られているので、大概は問題無く取り付ける事ができますが、A6の場合、付属のパッキンだけではエア漏れしてしまった事が何度かあります。プラ製フランジなので、あまり強く締め付けるわけにも行きません。なので僕はエアコン配管の穴塞ぎ用パテを併用しています。

ドライバを箱に組み付けたら、必ず50Hz程度の正弦波をある程度大きめの音量で再生して音と再生波形を確認するようにしています。エア漏れがあると波形は歪んでいないのに変な音がするのですぐに分かります(慣れるまで分かりにくいかも。。。僕も最初はそういう音なのだと思っていた)。漏れていそうな箇所に手を近付けると、微かに風を感じる事もあります。エア漏れチェックは非常に重要です。ゆめゆめ疎かにしてはなりませぬぞ。。。

次回はXmaxについて、興味深い実験データをお見せする予定です。ではでは。。。

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2011年10月27日 (木) | Edit |
以前、フェイズプラグ付きのドライバは、コイル-マグネット間のギャップからのエア漏れが発生するため、小容積密閉型でガシガシ振動板を駆動するLEANAUDIO方式には適さないという事を書きました。フェイズプラグ付きの御大B&Wもそのへんを認識しているというのが今回の内容です。僕の実験では、小容積密閉箱で低域ブーストした場合、バスドラ等の大振幅時にエアフローノイズがはっきりと聞こえる事を確認しています。また、低域のレスポンスも多少低下するようです(正確な確認はできていない)。

スピーカー断面 copy
フェイズプラグ付きドライバ(右側)では、コイルボビンとマグネットの間の隙間からエアが漏れます。

B&Wホームページのコチラをご覧ください。これはPM1という13cmウーハーを使用したコンパクトなバスレフ型2ウェイスピーカの技術紹介記事です。

PM1-bottom_image.jpgAnti-resonance-plug-tech.jpg
B&W PM1: ウーハーにはB&Wお得意のフェイズプラグを使用していません

以下英文記事の抜粋
As bass drivers get smaller, it becomes increasingly important to prevent residual noise from turbulence as air is forced through the magnet system from pressure inside the cabinet.

The bobbin needs to be totally sealed and the open design of the fixed ‘bullet’ approach, effective in midrange-only applications, becomes less viable. A standard dust cap will seal off the bobbin as well, but, unlike the solid construction of the plug, its membrane structure does not damp resonances on the cone itself.


意訳
バスドライバ(ウーハー)が小型になるほど、エンクロージャ内圧によって空気が磁気システムを通過する際に生じる乱流ノイズを除去する事が重要となります。このためボビンを完全に密閉する必要があります。固定ビュレット(フェイズプラグ)方式のオープンな(気密ではない)構造は、ミッドレンジ専用としては(すなわち低域の大振幅領域で使用しない場合には)効果的ですが、小型バスドライバ用には適さなくなります。普通のダストキャップでもボビンを密閉できますが、(当ドライバが備える)強固なプラグ(マッシュルーム型キャップ)とは異なり、コーンの共振を抑える事はできません。
(訳以上): 同サイトでは日本語訳も見れますが、全く技術的内容を理解せずに訳しているので意味がチンプンカンでんす。

このB&Wウーハは、普通のダストキャップではなくボビンの内側に挿入してボビンも補強するマッシュルーム(茸)型のセンターキャップ(プラグ)を使用しているとの事です。これによりコーンの共振を抑えるとともに、ボビンも補強しているようです。ウーハーなので重量増は多少許せるという事でしょう。

untitled1.jpg
インパルス応答: 青がフェイズプラグ付き、緑がマッシュルーム型センターキャップ付き
フェイズプラグ付きでは、エアフロー ノイズと思われる高周波が乗っています。エア漏れのせいか、若干挙動が異なります。

untitledw.jpg
インパルス応答: 赤が普通のダストキャップ、緑がマッシュルーム型
普通のダストキャップでは、コーンの共振と思われる振動が見られます。平均的な挙動は似ています。

という事で、小径のウーハーを小容積の箱に入れて大振幅で駆動すると、エアフロー ノイズが生じるというのは御大B&Wも認識しているようです。ただし、一般的サイズのバスレフ型の場合、それほどクリティカルではないと思います(実際、B&Wはこんな事を言いながらも、他のシリーズの似たようなサイズの2ウェイバスレフ(CM1等)でフェイズプラグ付きウーハーを使っている。だから余り気にする必要はないと思う)。ただ、LEANAUIOのように極端な小容積密閉箱にブチ込んで低域ブーストで大振幅駆動する極悪非道な使用条件では確実に影響が出ると考えた方が良いようですね。

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