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[自作スピーカー]バッフル加工にCNC？ディップ？
- 自作スピーカーのバッフル加工について、CNC加工を検討中です。正確なカットができるか不安ですが、価格や普及度についても知りたいです。
- ツイータの再生音にディップが生じる現象について、バッフルに装着した際に起こると考えられます。解決方法やアドバイスを求めています。
- 購入したドライバーやネットワーク、クロスオーバ周波数の情報も記載しています。
- kazaguruma_ya7
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まずCNCについては素人なので、いい加減なことしかいえませんが... スピーカーのバッフル程度であれば、どの位置に、どのくらいの穴があり、どの程度落とし込みをして、といった簡単な話で済むので、「一見して了解可能な程度の手書きの図面」で良いと思います。逆に、素人が下手にプロの真似をして作ったデータだと、かえって業者が困る気がします。 加工費用については分かりません。日本とドイツとでは事情が異なるでしょうから、ドイツ国内の愛好家にお聞きになったほうが良いと思います。日本よりスピーカークラフト（を含めたDIY全般）は盛んだと思うので、情報も得やすいと思います。 ツイーターのディップの件は、回折によるものだと推測します。バッフルの幅がW26FXに合わせてあるので、そのせいでしょう。ツイーターの周辺を斜めにカットすると効果がありますが、それができないときは、ツイーターを内側に寄せて配置するほうがベターです。 M15CHの周辺を斜めにカットしてあるようですが、これはあまり効果がありません。むしろ、バッフルの面積が少なくなって中音域の音圧が下がります。つまり、ウーファーやミッドレンジにとってはバッフルはある程度大きいほうが有利、ツイーターにとっては狭いほうが有利、ということです。 従って、3ウェイだと、WWMT（下から順にウーファー、ウーファー、ミッド、ツイーター）構成がベストです。メーカー既製品もほぼこのセオリーに沿っています。大型スピーカーで、WWMTMWWといった構成もありますが、たいていツイーター付近は斜めに切り込んで平面を減らしています。 上手く行くかは分かりませんが、ツイーター周辺にフェルトでも貼ってみてはどうでしょうか。
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- iBook 2001（@iBook-2001）
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No.5です。 お礼を戴きありがとうございます。 ドライバ単体での測定とのことですが、バッフルから取り外した状態では正常で、バッフル取り付け状態での問題と考えて良いでしょうか？ ユニットの特性図を眺めてみますと、１０K以下がディップというより、振動系の共振が出てくる１０K以上だけが強く出ているのかなぁ？ 測定はユニット軸上だと思いますが、マイクとの距離とかはどうでしょう？ 取り付け構造でも音は大きく変化しますが、周波数測定ですぐ解る程の差は出にくいと思います。 むしろ、１０K以上のピークを基準として、全体レベルが抑え過ぎとかはどうでしょう？ ツイーターの５K~１０Kがバランスするレベルにして、１０K以上を抑えるという方法も有りそうですね。 ５K~１０Kと、１０K~２０Kはどちらも同じ１オクターブですが、人間の聴力としてより敏感な帯域側をグライコなどでイジリ過ぎ無い方が生楽器の音楽を楽しむ場合には有利な場合が多いかと思います。 私もたまにマイクで測定しますが、全体バランスはおおむね１mまで、KHz以上の中高域側はユニット正面数センチで測定してますよ。 ２００Hz以下は部屋の影響がほとんどなので、あくまでいろんな測定と聴いた感じからの相対判断だったりします。 なお、マイクの特性もあるので、その分も考慮しますが、御質問者様の環境は、私なんかより高度なので、そこまで悩まなくても良さそうです。 ネットワークが４次という高次なのですが、クロス周波数前後１オクターブくらいは特性上の影響が有ると考えられます。でも、３Kのクロスで１オクターブ上の６K以上大きな影響は考えられませんので、スピーカー工作好きの私としても、ちょっと不思議な感じです。 ユニット取り付けが６穴でもあるので、バッフル面との密着性とか、ネジの締め付けバランスなども多少は影響が有るかもしれませんが、影響度が３dB以上で影響が１オクターブなんて事は少なくとも私の経験には有りません。狭い範囲のピークやディップなら１０dB以上の影響もあり得ますし、取り付け方法失敗で広範囲で0.5dB~2dB程度の影響って事くらいならあり得ます。（と言うか、体験済み。笑） なお、測定では変化を確認出来ませんが、高域ユニットのフレームやその周辺部を吸音性の物で覆うと音の感じがガラリと変わる事も有ります。簡単な実験としてはフェルトシート等をくりぬいて張ってみる等も良いでしょう。 がんばってください♪
お礼
iBook-2001さん お返事ありがとうございます。 ドライバ単体で座布団に置き、空に向けて測定した際は、メーカ公表のグラフと見事に同じ形のグラフでした。(ニアフィールド正面1cm未満)でもほぼ同じ形(下記）になりますが、 http://www.woodworker.de/photopost/showfull.php?photo=2185 ツイータをバッフルに取り付け軸上1.5ｍで測定（Gated)すると下記のような結果になります。 http://www.woodworker.de/photopost/showfull.php?photo=2184 「5K-10Kのディップ」は言い方おかしいですね。2K-3Kでクロスオーバするので、5-10Kあたりがディップにならざるを得ない感じです。問題はディップではなく、ゆがんでしまったツイータ特性でした。 実は、最初はもっと凄まじいグラフだったのですが、ツイータの落とし込み穴が半径5mmおおきかったっために、その隙間に音波が回折・反射して直接音と干渉していることに気づきました。それを詰め物で修正したところ、このようなグラフに改善されています。こんな繊細なものとは知らず、なめていました＞＿＜ ＞がんばってください♪ ありがとうございます！フェルトシート、やってみますね。 参考までに製作途中の写真を下記にあげておきます。 http://www.woodworker.de/photopost/showgallery.php/ppuser/41708/cat/500
- Yorkminster
- ベストアンサー率65% (1926/2935)
>> ツイーターのディップの件、やはりそうだったのですね。 // 結果が分かって初めて原因が分かる、ということは否定できないので、他の可能性もあります。あくまで可能性の1つと考えて下さい。他の回答者も書かれていますが、開口径が大きいので強度不足、ということも考えられます（外側の厚みも無駄ではありませんが、中に補強を入れるほうが効率的です）。 >> リスニングポジションの高さにあわせるため // SEASのツイーターは、高いだけあって、径の割に指向性は良いほうだと思います（19mmとかには敵いませんが）。視聴位置との距離にもよりますが、ミッドとツイーターの中間付近で聞くことができれば十分ではないかと思います。というか、多くのスピーカーはそういう設計だと思います。 >> 上下のウーファのバックスペースはほぼ正確に同じ容量 // ウーファーのチェンバーはそれぞれ独立している、ということですか。だとすると、単に片方（上側）の容量を減らしただけではQが変わるので、音質面で違和感を感じることになるかも知れません。もう一方も容量を減らすか、密閉型なら吸音材の量を変えるなどして調整する必要があるかも知れません。 あるいは、現在ミッドが占有しているスペースが空くことになるので、上側のウーファーのチェンバーと繋ぐ方法を考えてみる、というのもありでしょう。あまり複雑な繋ぎ方になるのは不味いですが、たとえば、ミッドのチェンバーを縦長にすれば、その後方部分をウーファー用に回せると思います。 >> バッフル周囲斜めカットは直線でなく曲線になっています // まずは、いくつか業者を探して、どういう形で発注すれば良いか、打合せをしたほうが良いのではないでしょうか。「データでくれ」と言われたらそうするしかありませんが、「正確な寸法さえ分ければ手書きでいい」と言われることもあるかも知れません。 ただ、斜めカットを曲線でできる程度の機材・技術をお持ちなら、ドライバの落とし込み加工はあまり問題ないと思うのですが...？ 私はトリマしか持っていませんが、ルーターならトルクもあるでしょうから、オーク材でも切削できそうな気がします。 >> 板材選定につき // 実は、W26FXのダブルウーファーにドイツ、という時点ですでに思い出していました。修正していくのは大変だと思いますが、思い入れのあるスピーカーになる思うので、頑張って下さい。私のほうは、時間がなくて全く手が付けられていません。使ってみたいドライバはたくさんあるのですが...
お礼
Yorkminsterさん お返事ありうがとうございます。 強度については、下記に製作途中の写真をあげています。 http://www.woodworker.de/photopost/showgallery.php?cat=500&ppuser=41708 各部材は3cm厚のバーチ材で、側壁も3cm厚です。重量は70ｋｇを超えており、一人では運べません。補強も板厚もやりすぎたと少し後悔しています。しかし、強度は不要なくらいにあります。 Tweeter のNearField測定とFarField測定の結果もあげておきました。 (タイトルが間違っていますが、コメントと画像名でわかると思います） 5K-10Kにディップができるのは、Tweeterの音響特性がいびつになっているせいです。 確かに他の可能性も疑う必要があると思いますが、今のところ、バッフル面との干渉（回折？）のような気がします。いづれにしましてもセオリーから外れておかしな結果がでていますので、セオリーに戻せば完璧になるかは別として何らかの改善があると思います。 ウーファーのチャンバーはそれぞれ独立しており、密閉型です。間に3cmのバーチ合板が入っています。内容積は各47.5Lあります。4つのウーファの特性は上の左右2つと下の左右２つで類似になるよう選別してあります。 スコーカーの理想的チャンバーサイズは3.6Lですが、1.5Lでシュミレーションしたところ、クロスオーバの上ではあまり変化が無かったので、スコーカのチャンバーは1.5Lで行こうと思います。47.5Lから1.5Lはおろか３Ｌを引いてもシュミレーション特性にあまり変化がないため、(元々の上下ドライバの特性差の方が大きい）ため低音特性に大差がないかもしれません。(でも初心者なので、またどこに落とし穴があるのか怖くて質問させていただきました＾＾；） 機材、技術の点ですが、技術は初心者で機材もルータしか持って居ません。色々ジグを考案しながらいろんな形を切っているのですが、中途半端で、うまくいくときと行かないときがあるのです。落とし込み加工だけでなく、曲面斜めカットは修復できないほど失敗したことがあります。MDFなら良いですが、オーク集成材は高いので、より確実な方法をと思っています。とはいえ、工場を見つけて値段を聞いて返り討ちにあって帰ってくるような気もします・・・。（この加工費なら3枚失敗できる・・とか。）まずは工場を探してみます。 板材選定の際も大変お世話になりました。 結局オークの集成材（3cm厚）を購入したのですが、楕円断面デザインをWEBで見つけてしまい、集成材をおいといてこちらに走ってしまいました。(^_^;>> ご記憶いただき光栄です。 構想から1年以上経過しようやく音が聴けるようになったときは感動して泣きそうになりました＾＾ 頑張って改造してみます。どうもありがとうございます＾＾
- John_Papa
- ベストアンサー率61% (1186/1936)
N0.4です。 ＞単独で測定していますので、他のドライバとの干渉は考えられないです。 では、自己逆相ですね。 処理がやっかいなバッフル固有振動（共振）かもしれません。 キャビネット・バッフルの厚みや密度で変化します。 左右対称キャビネットなのも共振しやすくしているかもしれません。 ツイーターの左右どちらか一方にバッフルと裏板を連絡する突っ支い棒（ジャストサイズより板に少しバイアスが掛かる程度の長さ）を入れると共振周波数がかなり変わります。棒はテスト時には接着する必要が無いので位置を変えてみたり、結果が出なければ取り外せばよいので一度お試しください。 箱にバイアスを掛けるのは楽器的発想ですが箱の強度を高くしたり共振モードを変える為に、私がこの世界に首を突っ込んだ1960年代には、某有名メーカーでカーブド合板を平らに貼るなど既に行われていました。アマチュア工作ではもっぱら突っ支い棒でしたね。
お礼
John_Papaさん お返事いただきありがとうございます。 参考までに製作途中の写真を上げました。 http://www.woodworker.de/photopost/showgallery.php/ppuser/41708/cat/500 あまりにも頑丈に作りすぎて大音量で鳴らしている時、各部に触ってもあまり振動が感じられませんので、 今回は共振ではないような気がします。重量も1本70Kg以上あります。 頑丈すぎて箱が響いていないような気がするため、楽器的発想の箱、興味がわきます。 次回は軽量で楽器的に鳴る箱に挑戦してみたいです。
なるほど言われて写真をよく見れば三次元加工があります。CNC加工のオペレータが欲しいのは数値であって図面はその数値がどこの寸法を示しているかの説明でしかありません。曲線ならば中心と半径の明らかな弧で構成しその数値を与えること、それが不可能ならば複数の座標を与えてこれを滑らかに繋いでくれと言えばスプライン関数で繋いで加工してくれます。そんなことはオペレータには慣れたものです。逆に材料の板そのものに下書きしてこの通りに切ってくれと言うことは最も無駄で、オペレータはそれを定規で測って数値を作りNCデータを作る必要があり、オペレータの負担であると同時に設計者が望んだとおりのものが出来ないということになります。ちなみに先ほど私はガーバーファイルと書きましたがこれはプリント基板専用のNCデータ形式で、木工NCルーターの場合はやはりNCデータなどと言うのが適当だったと思います。費用は1日10万円というところだと思いますがピンきりと思います。
お礼
Xitianさん ご回答ありがとうございます。 やはり、オペレータに会って、直接話してみるのが良いのかもしれませんね。 座標をいくつか渡すことはちょっと難しいですが、楕円の大きさや、これを基準に材に対し何度でカットしたと言ったことは説明可能です。費用もそのとき判るかも知れないですね。 勉強になりますありがとうございます。 NC加工ができる業者を探してみます。
- iBook 2001（@iBook-2001）
- ベストアンサー率48% (4193/8716)
はじめまして♪ 私もシピーカー工作が好きなんですが、スゴイですねぇ。 ５K~10Kのディップって、測定条件でかなり変化しますし、そもそも自分で聴いてみてどのように違和感が有るのでしょうか？ 工作精度の部分でロボット加工を求めるのは、私も一つの夢ですが、実際の板加工精度として、指先で触れて微調整のほうが良いと思います。 （同じ物をたくさん加工するなら、絶対精密ロボット囲うでしょうね。） 振動の基点として、ユニットのボイスコイル部固定部分がよ正確に固定出来る方法を考えるのも良いかと思います。 音の速度と周波数から、取り付けやクロスした他ユニットの減衰している音との干渉なんて言う部分も計算してみてください。 また、高度な測定が可能なら、高域ユニット付近のバッフル振動解析も、、、
お礼
ご回答ありがとうございます。 実は聴感上かなり違いがあります。 色々、調整を試みましたが、クロスオーバ付近のディップでないため調整のしようがありませんでした。 私はクラシック音楽を聴くのですが、やはり高域が曇って聞こえる、音の情報が少ない（一部の楽器の音が扁平に聞こえる）などの感じがあります。 現在BeringerのDEQ2496と測定マイクを使ってこの音域をフラットに調整して聴いていますがDEQ2496を間に入れると音の情報量が増え違和感のないクリアな音になります。 http://www.soundhouse.co.jp/shop/ProductDetail.asp?Item=181%5EDEQ2496%5E%5E DEQ2496無しの音とありの音を比較すると、無しの音には戻れないです。 このディップは単独ドライバの測定で発生しています。
- John_Papa
- ベストアンサー率61% (1186/1936)
5-10KHzにディップができてしまう件のみの回答 ユニットの位相特性になにかあるのかな？ ツイーターSEAS Excel T29-CF002を＋－逆に繋いで、相変わらずディップが発生するか確認してみてはどうでしょう。
お礼
ご回答ありがとうございます。 バッフル固定時にはGatedにてツイータ単独で測定していますので、他のドライバとの干渉は考えられないです。バッフルに装着しただけでグラフが変わってしまいます。 ＋／－の件は試しましたが変化はありませんでした。
No,1回答者：xitian さんの回答の通りで、板に直に鉛筆で書いて、 線の内側に沿って小さめにカットすればOK だと思うのですが。 鉛筆で下書きする時に、スピーカーの取り付け用も一緒に書き、 下穴を開けとくと、スピーカー取り付けが楽です。 ＞5-10kHzにあるツイータのディップ 位相の問題かと・・ツィーターを逆相に接続すると、直る場合があります。 ネットワークを周波数カットがより急峻な物に替えるとかツィーターを前後 に動かして位相を合わせるのが良いのですが。 板厚は２５mm 程度で角材、残材で補強すれば、家の中で聞くのには充分ですね。 補強材で定在波の発生が多少、防ぐ効果もあります。
お礼
ご回答ありがとうございます。 私はこの分野に全くの初心者でして、最初、ドライバの周囲に５mmの隙間を空けてバッフル製作しました。 しかし、スコーカと特にツイイータのと周波数特性の測定結果があまりに酷いものになるため色々実験してみたところ、この隙間に毛糸を埋めることで改善することを発見しました。こんなところで回折が発生し、ドライバ用穴のエッジで反射した音波がドライバからの音波と干渉していたことに気づきました。 その後で、バッフル面とドライバは隙間を開けずフラットに配置するのがセオリーとなっていることを知りました（お粗末でした）現在はその隙間に薄い板材を切って挿入、接着していますが、修復した部分はあまり綺麗な出来ではありません。次回再作成するバッフルは隙間は1mm未満で作りたいと考えているため、CNCを検討しています。 ディップは単独のドライバ測定で発生するもので、他のドライバと逆位相で発生するものではありません。 ネットワークは４次Butterworthで24db/octです。
スピーカーは素人なのでCNCだけ。CADからCNCへのデータ連携はガーバーファイルを使いますが方言も多くあまり簡単ではないのでCNC加工者の指定に従い綿密に打ち合わせる必要があります。一方でこれくらいの加工はたいして複雑でなく丸い穴を直径いくらでどこにあけるかというだけの話ですから紙に鉛筆で書いた図面があれば充分です。雲のような複雑な曲線をその通りに表現したいというならCADデータが必要になると思います。オペレータは慣れていますから大丈夫ですよ。
お礼
ご回答ありがとうございます。 穴あけの他に周辺のカットが私にとっては心配です。 バッフル外周のカットはエクセルで楕円を書き、それをプリンタに拡大出力したものでジグを作成、さらにパワールータで斜めに切り込んでいますが、これをどのように指定すべきかがよくわかりません。おそらく実際に３Ｄ画面で自分で確認しながらパラメータを入力するのが良いかと考えています。 データ作成の前に加工できる業者と話す必要がありそうですね。
お礼
お礼をするのを忘れていました！ ありがとうございます！
補足
Yorkminsterさん ご回答ありがとうございます。 以前も板材選定につき質問させていただいた際、ご回答いただき大変助かりました。 http://okwave.jp/qa/q6193714.html 一点、私の記述に誤りがありましたので先に訂正させていただきます。スコーカーはW16NX001でした。リンクのみしかアップデートしておりませんでした。 ツイーターのディップの件、やはりそうだったのですね。バッフルにとり付けたfarfield測定の場合のみに発生し、Nearfieldや、裸のドライバ測定では発生しないので、バッフル面の影響ではないかと考えておりました。この位置にツイータを配置した理由は、リスニングポジションの高さにあわせるためでした。 スピーカ本体の高さだけで135cmもあり、下に御影石板とインシュレータを敷いているため、高さが140cmを超えてしまいます。直進性の高い高域は耳の高さに近い方が良いだろうと考えましたが、弊害が多すぎたようです。（ちなみに、重量は1本70ｋｇ以上あります） フェルトの件は実験としてやってみます。ありがとうございます。 幸い、バッフル板の再作成を考えており、塗装もまだですので、大掛かりになりますがドライバ位置の入れ替えも含めて検討してみようと思います。 その際、現在のツイータの裏側にあるウーファのバックスペースを削ってスコーカに充てざるを得ません。 現在の上下のウーファのバックスペースはほぼ正確に同じ容量になっています。このバランスが狂うことになりますが、何か聴感上の悪影響は考えられますでしょうか？ バッフルカットにCNCの件ですが、ドライバ用の穴や落としこみの深さのみでなく、バッフル周囲の斜めカットの問題が不安です。写真の縦横比が変更されて掲載されてしまったため見づらいですが、バッフル周囲斜めカットは直線でなく曲線になっています。excelで楕円を書き、これをプリンターで拡大出力しそれを元に製作したジグを斜めに使ってルータで切削しこの曲線を出しています。これをどのように説明すべきかが難しいため、自分で色々パラメータを入力してシュミレーションして試すしかないのかなと思っています。 （この辺も話せば簡単に分かってもらえるものでしょうか？）