ユニット調整法２

こんばんは。今日は前回に続き、ユニット調整法についてです。ちょっとディープな話かも知れませんが、ご興味の無い方は読み飛ばしてください。

先ずは一番お手軽な付加マス、つまり重りを追加する方法から始めましょう。これは一番簡単で、ダメなら簡単に元に戻せますし、また単に調整法ということだけではなく、次の試作をどうするかのあたりをつけるためにも役に立つので、私はよくやります。まぁ一般のユーザーの方の場合は、次の試作というのは関係ないので、あくまで調整法という観点で見てください。

さて重りを追加することでユニットはどのような変化をするかですが、まとめると下記のようになります。

１）ＳＰＬが下がる。
これは振動系が重くなるので当たり前の話ですが、ここで重要なことはスピーカーユニットの場合、重りを付ける場所によって影響が変わるということです。図１を見てください。これは１７ｃｍPPコーンコアキシャル(DCP-C171PP)を推奨箱に入れたもので、トゥイーターには入力せずウーファー部のみに直接入力をしています。これに上の写真のようなブチルゴム（0.28g/1個）を4個、場所を変えて付けた時の特性変化です。ボイスコイルに一番近いネック部から順番に外側に位置をずらし、コーン最外周部までで位置を変化させています。

図１のデータを見てください。（大きいサイズはこちら）　ちなみにこのデータは、無響室ではなく普通の部屋で測定しているのであくまで簡易測定であり、低域（特に100Hz以下）のデータはあまり信頼性が高くないですが、おおよその傾向は分かりますので、相対的な変化だけを見るようにしてくださいね。このデータでもお分かりのように、同じ重量を追加しても、その貼る場所によって周波数特性に対する影響は変わります。この中で、ネック部に重りを付けた場合（青）は付けてない場合（黄）に比べて150Hz以上からはほぼ同じ感じでSPLが落ちていますね。つまりリニアに付加マスが効いているわけです。

それに比べて、重りを貼る位置がコーンネック部から離れていくにしたがって、重りの影響によるSPLの減衰量は高域にいくほど少なくなり、周波数に対してリニアでないことが分かります。特に最外周部に付けた場合（緑）では、2kHzあたりから上の帯域ではほとんど重りは効いていません。これは重りがコーン（振動板）というコンプライアンス成分（バネ成分、電気回路で言えばコンデンサー）の先に付いていることになっており、高域ではボイスコイルの振動に追従できなくなり効かなくなっているのが主な理由です。ということで、SPLをリニアに減衰させたいなら、付加マス（重り）は出来るだけボイスコイルの近傍に付けるのが基本となります。また同じ理由で、付加マス自体も出来るだけ剛性が高い材質の方がよく、接着もエポキシ等の剛性の高いものでやるのがよりリニアに効いてきます。今回は仮実験ということで、簡易なブチルゴムを使いましたが、ブチルのような柔らかい材料はしっかりうすく貼るのがベターです。

図１



図２は付加マスの重量を変えた時の差です。（大きいサイズはこちら）　接着する場所は全てネック部で同じとしています。接着部位がネック部のため、中域の減衰量は付加マスの重量に比例してきれいに落ちていることが分かりますね。

図２



さてここで低域が付加マスに対してリニアに変化してないことの理由ですが、これはスピーカーユニットの低域特性はF0とその共振の鋭さ（Q0）によって決まることによります。このQ0はざっくり言うとF0と重量（M0）に比例し、磁束密度（マグネットの強さ）の二乗に反比例します。そのため、Q0はもし同じ支持系とマグネットで重量だけが重くなった場合は高くなり、結果として同じ箱なら低域の肩特性は重くなることで逆に上がることになるからです。実際は重量upによりＦ０自体も下がるので、話はそう簡単ではないのですが、簡単に言ってしまえば低域（特に肩特性）は付加マスにより相対的に上がるということです。重くなってSPLが増えるというのはピンとこない方もいるかも知れませんが、これはあくまで相対値つまり中域と低域の特性を比べてのことを言っているのです。図２の黄色と青色をよく見てください。重りの無い黄色の80Hzと200Hzあたりの差と、重りを付けた青色の80Hzと200Hzあたりの差では青色の方が差が大きいですよね。これは低域が中域に比べてより出ている、つまり低域が出たように聞こえるということなのです。もちろん、この場合の低域は制動が弱くなって出ている方向なので、質的に良いかどうかは別の話ではあります。
なお、このQ0の話はこの後の他の調整法でも結構出てきますので、覚えておいてください。

質問がありましたので、今回のテストでブチルを貼った状態の写真をupしておきます。ちなみにこの写真では分かりやすいように全てのポジションを一緒に貼っていますが、実際にこれらを同時にやることはまずありません。
また4つの中で「ネック寄り」の位置はあまり使うことはありません。その他の細かい点は次回以降の制振材のところでお話したいと思います。

図３



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さて話が少し長くなったので、この続きは次回とします。ちょっと途中ですが次回は少し早めにupしますので、お楽しみに。それにしても、久しぶりに技術レポートを提出した感じで、ちょっと疲れました。内容はそんなに難しいことでは無いのですが、いざまとめて書こうとすると・・・・。