複数のスピーカーを組み込んだSPユニット

質問

８Cm、４Ωのスピーカーを６個つないで一個の球体のエンクロージャに組み込みました。

聴いてみると、何枚もベールをかけた様な、こもった音が出てきました。

一個だけ組み込んだ場合より、音量も少なく感じます。一個の時は音質も音量も、問題を感じませんでしたが。

結線は４Ω×３＝１２Ω、（並列）、＋（４Ω×３＝１２Ω、（並列））、＝６Ω、（２組を直列）で合成で６Ωにしました。

音のこもり、濁りの原因と対策、結線は良いのか？

等を教えてください。

球のエンクロージャに６個のスピーカーを等間隔に配列してあります。取り外し不可能な工作になっているので、結線だけで対処する方法は、ありますか？？

回答No.10

10F20 · ベストアンサー

連続回答、御容赦下さい。
ちょっと、気づいた事がありまして。
擬似呼吸球が、呼吸していない…。

タンデムドライブ・システムは、ご存知でしょうか？。
四角い(四角くなくても いいが)箱のスピーカーの内に前後を仕切る板を取り付け、そこに二つ目のスピーカーユニットを取り付けた物です。
同じユニットを使い、軸を揃えて同相で動かした場合仕切りの前の空気室は無限大密閉箱と等価になり、アンプのボリュームを上げると始めからしっかりした音で反応良く大きくなり繊細でクリアな音が楽しめます。
ところが後ろのユニットを逆相で継ぐと全く逆で、いくらボリュームを上げてもなかなか音量が上がらず低音も高音もあまり出なくなり濁った音になります。

二つのユニットの背圧が互いの動きを妨げ、分割振動が増える為です。

このシステムの仕切りから後ろを切り取り、残った前の空気室の六面全てに外向きに六個のユニットを取り付け、同相で動かしたのが現在の状況かと思います。
・・・・おそらく。(キャビネットは丸いが)

さて、僕ならどうする？。息抜きのポートを増やす？。
それでは、混変調歪が増える。

僕なら、最初は一つ、次は二つと鳴らすユニットを一つずつ増やしながらヒヤリングで使える数と位置を調べます。
ボリュームをゆっくり上げ下げすれば、簡単に聴き分けられると思います。
そして仮に三つまでイケると判れば、残りはドロンコーンとして使います。
もっといいのは、残りにアッテネーターをかまして小さな音で鳴らします。
この場合、電磁的な制動がかかるのでドロンコーンの時より、よりクリアな音になります。

もっとも僕なら、マトリックス・サラウンドかAVアンプを使ったサラウンドでしょうけど。それぞれのユニットに異なった信号を入れ、二本でサラウンド。
尚、BGM的な使い方をするのでなければサブウーファーとスーパートゥイーターは必要だと思います。

それから、全指向性システムは壁や天井との距離に敏感です。また、左右のシステムの間で内側のユニット同士が対向しない様な注意も必要です。
また、どのような樹脂か分かりませんが、接着剤同様 樹脂の発するニゴリも振動板を透して漏れ出てくるものと思われます。・・・などと書き始めると長くなるのでこのぐらいで…。

しかし、そのひょうたんによる擬似呼吸球の音、聴いてみたいものです。

お礼

そうですね、うまく呼吸をしてないようです、明日はポートをもう一箇所増やそうと思います。

まあ、大きなホルソーで切り抜くのでダメだったら元に戻せるし、結線を変更する為の穴としても必要なので・・・

実験的に球の下面３個を並列配線してみようと思います、残りの３個をドロンコーンとして、、、合成抵抗が１、３Ωになってしまうけれど、アンプに負荷がかかりすぎるのは、ちょっと心配ですが、アンプがNECのA-10IIで８Ω１００w、4Ω２００wを保証しているので、
小音量で鳴らす分には大丈夫かとは思うのですが、どうですかねぇ・・・

スピーカーの直列配線は隣同士のボイスコイルがフイルターの効果を持つって事があるのかも、と思って並列で、と思いました、これもどうですかねぇ・・・

実験の後で結果を、ここに載せようと思います。

回答No.9

metannetan

スピーカーの直列接続は、たいていの場合、音を悪くします。
スピーカーのように可動部分の有るインピーダンスは、コイルのインピーダンスとは違い変動します。
スピーカーにコイルを直列に入れてスピーカーのインピーダンスを合わせたほうが良いと思います。
スピーカーの周波数帯域を広めるコンデンサーを入れると、歯切れが悪くこもったような音に成ります、周波数帯域を広めるのも３ウエイではなく５ウエイなどにして周波数帯域を広めた方が良い音がしますが。
車でも軽自動車と大型車の出足が違うように、スピーカーのコーンの出足というか振動の位相のずれが有り、相性の悪いスピーカーの組み合わせは音を悪くします。

お礼

確かに直列を増やすとクリアーな感じが減ってきますね、

歯切れが悪くこもったような音になったのは各コーンの動きの同期が不安定、バラバラになっているような感じがします、各コーンの出足が不規則、不一致になるのでしょうね、
これは単なる個人的な感想ですがw

相性というか、各SPが同一モデルでも位相のずれは簡単に起こりそうですね。
回答、ありがとうございました。

回答No.8

John_Papa

原因はひょうたんにありそうですね。

瓢箪は硬度的には結構硬くなるのですが、なにせ重量が稼げませんので、軽くて硬い材質になります。
共振しやすい為、制御を受けない共振が発生します。楽器には好都合ですが、ＨｉＦｉスピーカーボックスには不向きです。参考資料↓
http://hyoutanspeaker.com/

なにより、６個のスピーカーに対して軽すぎます。
スピーカーには振動板の動きの逆方向にフレームが働きます。作用反作用の関係です。ボックスの重量が充分に無いと逆相の動きを止められません。ひょうたんが逆相源になっているのです。
スピーカーの後ろに対面に突っ張り棒を入れて（スピーカー同士を180度の向きで固定できるのが理想）動きを止めたり、瓢箪の表面に隙間パテなどを厚塗りして重量加増と制振効果を狙ったりで、いくらか改善できるかもしれません。
もう取り外し不可能なので、できる対処は重量加増しかなさそうですね。

お礼

ひょうたんの原因でないことは過去、数百個のひょうたんスピーカーを作った経験上、違うようです。

スピーカー用に栽培した肉厚のものに、樹脂浸透、パテ盛り等で強度と重量を稼いであり、木製よりも頑丈です、ネットで売っているような、ひょうたんスピーカーとは全く違い、重量も５～６倍はありますね。

実験結果では重量の原因は無いようなので、位相関係から追ってみるのが良さそうです。
昨日、バスレフのポートを付けたら、かなり改善しました。来週は、うるしを厚塗りして鳴き対策をしてみます。

球体エンクロージャーに多数個スピーカーはユニットとして適さない方法ですが、もうちょっといじってみます。原理的に不利なのかも・・・
スピーカーの個数が多くなるほどに濁りが倍増って感じですねぇ・・・
回答有難うございました。

回答No.7

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

私もスピーカー工作が好きですが、ずいぶんと複雑な物をお造りに成りましたねぇ。
構想だけは行なっても、私には実行に移す勇気が、、、（汗）

さて、今回のケースですとユニットの極性と言う部分、端子のマークだけでは無く、1本ずつ乾電池等で確認されたほうが良いですよ。
滅多に在りませんが、表示と実際の極性が合っていない、というユニットが無いとも言い切れませんしね。
さらにユニットのトラブルなども、多数で鳴らすと見つけにくいのですが、一個ずつ確認する事でトラブルのユニットが無いか、そういう点も確認出来るでしょう。

　エンクロージャー容積、1本あたりの容量は確保出来ていますでしょうか？
特に多数個使いの場合はユニットのお尻が占める分、多く成りがちで実行容積が不足するケースも考えられます。

　ユニットの固定が甘いと、不要振動、不要共振などによる異音や音の濁りも発生しかねません。
もちろん、ケーブルも多く成りますので、それらが悪影響を及ぼさない様な引き回しも必要ですね。

非常に多くの要因が考えられますので、順に確認しながら改善ポイントを見つけ出してください。

お礼

各スピーカーはテスターとコーン紙を叩いて発電させて＋、－を確認してあります。
合成抵抗も考えた通り両方共６Ω前後です、結線みすも無いようです。

容積もまあ、多少少なめで、間に合ってるとは思います、固定方法と強度も、問題ないようです。

極端な音の曇り、違和感があるので、他の方の言ってるような、スピーカーユニットには向かない方法で作ってあるのかも、と感じました。

が、もうちょっといじって良い結果を出したいと思っています。
有難うございました。

回答No.6

John_Papa

まず、HALTWO氏の指摘どおり、『（並列）』記述の誤りがあります。

スピーカーの極性は揃えてあるのでしょうか？配線のケーブルは色分けしてありますか？
例えば　赤と白なら灰色を加えて
結線方法は、スピーカーの端子　＋－　＋－　＋－　の順に直列配線してください。
　赤＋－灰＋－灰＋－白　で配線が１ユニット
配線は何れも、当然ながら１本線です。
これを２ユニットにして　アンプの＋を赤に－を白に繋げばすべてのスピーカーの極性が揃った６オームの球体スピーカーが出来上がります。

※スピーカーからスピーカーへ赤白２本で繋ぐ梯子配線は並列です。なんのテレビ番組の影響か知りませんが以前”梯子配線は直列で蛸足配線は並列”と（どちらも並列なのに）勘違いされている人がいました。まさかとは思いますが・・・

『音のこもり、濁り（および音量も少ない）の原因』は、スピーカーの極性が交互したために逆相打ち消し（ノイズキャンセルヘッドフォンに使われている原理）が起こっていると診断します。
スピーカー同士に若干の距離があるので、HALTWO氏の指摘の『逆相』の逆相＝同相　の音がかろうじて聞こえている状態です。

まず、極性と”並列と直列の取り違え”をなおしてみてください。

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多くの回答者が指摘されている『位相歪』は、その次の課題ですが、逆相接続より小さい問題です。
球体スピーカーは、キャビネットの振動や、キャビネット内に音が集まる焦点ができる内圧問題など、課題の多い方式です。
全指向性スピーカーは、キャビネットの天辺に上向きにスピーカーをつけて、反射板で水平方向に音の向きを変える仕組みのほうが作りやすくて成功率が高いと思います。
しかし、あえて困難にチャレンジされているのですから、完成目指して頑張ってください。

お礼

（並列）（直列）の記述の誤りがありました、言われている通りの結線がしてあります。
抵抗値も６Ω近辺になっていますので、どうも逆相打ち消しが原因ではなさそうなのですが、・・・

昨日、バスレフ的な５Cmくらいのポートを付けたら多少改善、（音がやや太くなった）、しましたが、音のくもりは消えませんでした、結線方法も手を入れてみます。

有難うございました。

回答No.5

HAL2（@HALTWO）

A No.1 HALTWO です・・・誤り訂正(汗)・・・。

＞1 つの Speaker Unit から出た 4kHz の音波は 340m÷2000＝8.5cm の波長・・・4.25cm・・・

2000 ではなく、4000 の誤りですね(汗)。・・・初めは 2kHz で記していたので 2000 を 4000 にするのを忘れました。

2kHz だと波長は 17cm、干渉は 8.5cm のずれで逆相になります。

お礼

確かに複数のスピーカーを取り付けた場合は音の位相に気をつけねばなりませんね。

有難うございました。

回答No.4

10F20

まず、情報が不足しています。

作ったのは、1本だけ…？。
2本作らなかったの？。
エンクロージュアのサイズ、材質、ユニットは何、配置は？。

インピーダンスは他の方々が指摘されていますのでさておき、音の小さくなる原因は4Ωと6Ωでは4Ωの方が音が大きく太い音になります。複数個使っても、全体で6Ωの方がやや細い小さな音になります。
あとは、内容積やユニット同士の干渉。

擬似呼吸球(全指向性、全方向性)スピーカーシステムとしてはビクターGB-1シリーズが有名ですが、2本基本、1本でも可という物だったと思います。('06年だったか、完全な呼吸球も発表しています。)

ボーズでは擬似呼吸球を1/8にぶった切った2201、それを簡略化した901シリーズが有名ですが こちらは音場型。専用のアクティブ・イコライザーが必要。
ソリッドアコースティックスの「SIKKIM」も専用アクティブ・イコライザーが必要。
イコライザー無しでは音になりません。

GB-1や10などは、ウーファーとトゥイーターの構成なので雰囲気のある音になります。

したがって、トゥイーターとサブウーファーをプラスするのが一般的な方法かと思います。

結線のみでおこなうのであれば、アンプが可能な物であればスピーカー・マトリックスがいいかと思います。
スピーカーが1本のみの場合、四個のユニットを左右のメイン、二個をリア・マトリックス・サラウンド。
あるいは、二個の内一個はセンター、一個はリア。
はたまた、二個左右メイン、二個センターモノ、二個リアとか…。
その辺は、音を聴きながらケースバイケースで…。

なお、スピーカー・マトリックス結線については知識が無い場合はキケンですので、より簡単な方法としてＡＶアンプの使用をお勧めします。

いずれにしても、楽しめそうなスピーカーシステムですね。

今年の「ミューズの方舟・自作スピーカーコンテスト」には、Ｓ氏が「KANARI-HEN」という作品を発表されていました。
モノラルの様なステレオの様な・・・不思議な音でした。(モノラルだろうという、ツッコミもはいっていましたが。)

japan393939さんのスピーカーも、聴いてみたいものです。

お礼

作ったのは左、右一台ずつ、二台です、

完全球体の直径２５Cmのエンクローシジャです、材質は球状のひょうたん、肉厚は12ミリで、樹脂を浸透させ、強度を上げました。かなり丈夫です。ぼぼ完全な球体です。

最初は一個の８Cmスピーカーを取付けました、けっこう良い音出で鳴ったので欲張って６個の全方向放射型にしたのが失敗の元みたいですw。

マトリックス結線は詳しくないのでやめて、他の方法を試してみます。
有難うございました。

回答No.3

nokata

japan393939様おじゃまします。

結線ですが、４Ω×３＝１２Ωならば直列結線になり
合計６Ωならば並列になります。
もし３個並列を二組直列に結線されているならば
４Ω×３≒１．３３Ω、（並列）、
これを直列で約２．６６Ωとなるはずです。

多数個使いのスピーカーシステムのチューニングは
非常に難しいですね。
特に３個５個６個７個などの組み合わせは
バランスがとれませんので、避けたい個数の
組み合わせです。

個数を増やすごとにコイル同士の影響と、干渉歪と、背圧や回り込み、
壁の反射のぶつかり合いで、音の分析が困難になります。
それに伴い音質の劣化は歴然としています。

結線ですが、４Ω×３＝１２Ωならば直列結線になり
６Ωならば並列になります。
もし３個並列を二組直列に結線されているならば
４Ω×３≒１．３３Ω、（並列）、
これを直列で２．６６Ωとなるはずです。

音が小さくなった理由は音の方向が分散されたためと
多数個により効率が悪なったためと考えることができます。
結線が逆相の場合は極端に小さくなります。

もともとオーディオ用としてのシステムとしては
不向きな構造ですので、今の状態に比べて少しでも、曇りが
取れれば良しと考えたほうがいいと思います。

対策ですが、高音側のレベルの妨げとなる直列結線を
避けたほうが、曇りは向上します。
しかし、６個すべてを並列にしてしまうとインピーダンスが
０．６６Ωとなってしまい、アンプに負担をかけすぎます。
直列３個でのバランスの悪さを解消するために２個直列の組を
２組並列にして後の２個は結線無しとする方法もあります。
どうしても、６個お使いになるならば３組の並列となります。

そのほかの対策案として、ＢＯＸ内の圧力で微妙に各ユニットの
歪率が高くなりますので、コーンの補強と吸音材の材質と適量で
緩和すれば聴きやすくはなると思います。

後はイコライザーなどで各周波数の補正をすることも
有効だと思います。

お礼

確かにオーディオ用としてのシステムとしては
不向きな構造のようですね、

２個直列の組を
２組並列にして後の２個は結線無しとする方法えお試してみようと思います。良い効果があるかもしれませんね

有難うございました。

回答No.2

noname#203203

労作ですね。
文面からは、スピーカーの配置のイメージが湧かないのですが。
いずれにしても、複数のスピーカーを放射角の違う向きで配置して、
通常のスピーカーのように正面で視聴すれば、ベールに包まれた様な
音になります。
・複数スピーカーによる、音の干渉。
・音の回析による位相のズレ＆干渉。
が主な要因です。
スピーカーの複数使いは難しいです、平面バッフルに並べただけでも
音の干渉に悩まされます。

このような、無指向性のスピーカーは、広い会場の真ん中辺の天井に
吊り下げて、会場の隅々に音を伝わるような使用法が良いですね。

四角錐Ｘ２で底面を合わせたようなスピーカーを作った事あります。
天井に吊り下げる目的のスピーカーなので、天井向きの面には、
スピーカーを配置せず、片側スピーカーＸ３（直列接続）Ｘ２で６ケ
のスピーカーを配置して、ＬとＲチャンネルをそれぞれに入れてステレオ
再生にしました。
町の公民館で使用されてます。

お礼

スピーカーの配置は左、右一個ずつを天井から下げて壁から2ｍ離して設置しました。

一個一個のスピーカーは球体に等間隔に分散して、互の距離は等しく、割り切れる位置に取り付け、

音が全方向に等しく放射するようにしました。

回答ありがとうごさいました。

回答No.1

HAL2（@HALTWO）

幾つも誤りがあります・・・記述上の誤りと思いますが・・・

先ず 4Ω×3 の並列は 12Ωではなく、(1/4)×3＝3/4 の逆数で 1.33Ω であり 1.33Ω×2 の直列は 2.66Ω です。

もしも 2.66Ωにしてしまっているのであれば Amplifier を壊す恐れがあります。

多分 4Ω×3 の直列で 12Ωとしたものを 2 組並列にして 6Ω にしたのだろうと思いますが・・・。

次に 4Ω×3 の直列は最低 Impedance 値は 12Ωとなるものの、最高 Impedance 値も 3 倍となりますので、fo 付近や高域の高 Impedance 域は 3 倍の Impedance となって Speaker Unit の音響特性が大分変わっている筈です。・・・とは言え、よほど Impedance 変化に敏感な Amplifier でもない限りは大きな問題は生じないだろうとは思いますが・・・。

更に 6 基の Unit をどのような位置に配置していらっしゃるのかの情報がありませんが、Speaker Unit の配置は非常に重要であり、おそらく御質問者さんの場合は位相歪が大量に発生しているのではないかと思います。

1 つの Speaker Unit から出た 4kHz の音波は 340m÷2000＝8.5cm の波長となりますが、隣の Speaker Unit から出た音波が、この半分の 4.25cm ずれていれば 2 つの Speaker Unit から出た音は互いに打ち消し合ってしまいます。

6 基もの Speaker Unit から同じ音を出しているようであれば Speaker Unit 発音軸から外れるにしたがって隣り合う Speaker Unit からの音波と複雑に交じり合うことで Peak や Dip が細かく生じてしまいますので、音色が判り易い中高音域で何枚も Veil がかかったような音になるのは当然のことかと思います。

1970 年代に作られた球形の無無指向性 Speaker System にも同様の現象が見られたもので、複数の Speaker Unit から同じ音を出す場合には隣合う Unit との干渉を極力小さくするために一方向に密集配置させる (一般的には縦に並べる Tone Soile 方式が多い) か、Dual Woofer ぐらいにとどめられることが多く、3 つ以上の Speaker Unit を用いる場合には互いの向きを 90 度以上広げて相互干渉を避けるような配置にします。・・・球形ですと Pyramid の頂点となる 4 方向に配置することによって互いに 120 度の開きを得られます。

私も片側 3 基以上の Speaker Unit を用いた広指向性 Speaker System に挑戦したことがありますが、3 基以上は上手く行かず、Unit 1 基のみを用いた水平無指向性の方が遥かに良い音が得られました。

結線に関しては最初の情報が上記のような記述上の誤りであるとすれば、殆んど問題はないと思いますが、Speaker Unit の配置をぞんざいに行なっていたのであれば、既に取り外し不可能な工作となっているそうですので、致命的かと思います。

何とか、利用したければ＋－ 12dB 以上の制御幅を持つ PC Software の Tone Controller や Effecter で耳を頼りに Equalization を行なうしかないと思いますが、Bose Model 901 Series に付属する Equalizer のような絶妙な Equalizing を行えるかどうかが鍵ですね。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

記述を間違えました、並列と直列が逆でした、w

たしかにEqualizingを行うのは難しいので、他の方法をあたっています。

有難うございました。