フルレンジユニットを二つ使用したスピーカー製作

質問

先日、フルレンジスピーカーを製作したのですが、当然ですが、「音がここ（ユニット）から鳴っている」というのがすごく嫌です。
音楽を聴いていて、自然と鳴っているユニットを見てしまう。これってなんだか不自然だと思います。自宅の部屋ではスピーカーとの距離が近いので当然です。

ライブ会場などでは、音が鳴っているところから観客までの距離がありますので、音の角度が広がりますよね？それプラス大きい空間の反響なので、そこから聴いているというよりは空間で聴いているといったほうが自然かと思います。

とはいえ、自宅の小さい部屋ではそんなものは再現できるはずもないのは百も承知ですが、先にあげた、「ここから鳴っている」というのを少しだけでも改善すべく、「ユニットを距離を離して複数（２つ）設置する」というのを計画しました。

ツイーターを追加してツイーターの距離を離す、というのは、結局フルレンジと再生している周波数が違うので、高音域だけが上から鳴っている感覚になると思うので却下。

考えているのは、レンジはある程度広く確保したいので、低域メインの担当として大口径のフルレンジユニットを下側に、高域担当として小口径のフルレンジを上側に設置というのを考えました。

ですが、これだと、結局中音域だけが大きく干渉してしまい、結果抜けの悪いこもった音になる気がします。

こういったタイプのスピーカーを製作したことがある方、何かアドバイスもらえれば嬉しいです。

ちなみに、接続は簡潔にしたいので、アンプはあくまで一台です。マルチはしません。エンクロージャーも一つで完結です。

回答No.2

iBook 2001（@iBook-2001） · ベストアンサー

はじめまして♪

私もスピーカー工作が好きで、いろいろ実検（と言えばカッコ良いのですが、実際にはイタズラ）を繰り返している者です（笑）

音色感を揃えるには、同じシリーズで口径違いのフルレンジを組み合わせるのがベターでしょう。

現実的には、大半が「口径が大きい方が音がデカイ：高能率」なので、小口径側の音が小さく、あるいは鳴っていない？という感覚に鳴る事が多いようです。
大口径側を主役にするのなら、小口径側に角度を持たせて、壁や天井に反射した「プレゼンス追加」に利用するのもアリです。
この他に、全般的な音は大口径側だとしても、指向性が狭く成る高域側を小口径側で補充する、という考え方から試聴位置に正面が向いて一番近い位置になるような配置にする、という方法もあります。

小口径側を主役にする場合は、大口径側の中高域を減らす方向の考え方も在ります。
大口径側にコイルを用いて中高域を抑える、という方法も在りますし、元々高域程指向性が狭く成るので横向きに取り付けたりする事で、反射音のプレゼンス追加と大口径側の高域低下を期待する方法も有る。

有る意味で、それぞれのユニットを、前後に取り付けて、どちらを正面とするか、という遊びもオモシロイ。
（ただし、後方の空間状況に大きく影響を受けやすい。）

なお、同一の箱という場合、内部はそれぞれ独立した構造にしましょう。
口径差が小さい場合は、共通でも大きな弊害は出にくいのですが、口径差が大きい場合はデメリットが出やすく成ります。
（大口径側の背圧で、小口径側の振動板が煽られますからね。）

まぁ、六半（１６センチ）１発に８センチ４発という具合なら、振動板面積が近く成るので、弊害は減って来ます。

あと、目の前のスピーカーから音が出ている、という感覚を減らすのに、フルレンジユニットを上に向ける、無指向性化という方法もあります。
http://www.timedomain.co.jp/product/product.html
（真上に向けた小口径フルレンジユニット、箱が長いパイプ状ですね。）

多くが室内反射音の状況によって聴こえ方が変わって来ますので、利用する室内音響特性に寄って感じ方が変化してしまいます、自作の際は「利用する部屋で最適な音」に感じられるように調整しちゃった方が良いので、箱を独立していろいろ置き方を変えながら良さそうな方向を探し出してから、本格的な箱の設計に取りかかった方がベターだと思います。

いろいろ考えるのはとても大切な事ですが、実際に出て来た音をどのように感じるかは、実際に聴いてみないとワカラナイ、というケースが非常に多いので、何でも実検（イタズラ）が好きで、長い事スピーカー工作をしていますが、おそらくオワリが無い楽しみだろうと思っています（笑）

補足

やはり同シリーズのユニットで無いとおかしな音になりそうですね。とりあえず、今のスピーカーで方向をあれこれ変えたり、ツイーターだけリスニングポイントに向けたりして試しましたが、外側に向ければ確かに私が言ったここから鳴っている感じは全くなくなりましたが、外に向ければ向けるほど音像がぼやけて、深いリバーブをかけたように音が奥に引っ込んでしまいました。理論上考えれば当然のことだと想いますが。この場合は外に向けたユニット側の壁に吸音材を張ればまた違うくなりそうですね♪結局今考えているのは、同じユニットでリスニングポイントに向けたユニットと、もう一方を天井に向けて付けてみたいと思います。そに伴って質問ですが、同ユニットを同じエンクロージャーに入れると、先ほどの説明では独立させなくても大きな弊害は無いとのことでしたが、エンクロージャー容量、ポート口径は倍にすればいいのでしょうか？

回答No.12

iBook 2001（@iBook-2001）

再び　iBook-2001　です。

わお！大好きな大先輩、John_Papa様、HALTWO様もご登場で感激しています。
（さらに、ヨークミンスター様や、ケンタ様がご登場されますと、涙が止まらない、、かもぉ。）

あ、スミマセン。個人的感傷に浸ってしまいました、、、。

さて、先の書き込みに対して、コメントを書き込んで頂き、ありがとう御座います。
このコメントに在りました、同じユニットを２個使う場合の箱容積とバスレフの件ですが、
少々乱暴な言い方かもしれませんが、２発にしたら容積は２倍、バスレフポートも開口面積２倍で、ポート長も２倍。これで１発時と同じ動作条件に成る。

現実的には、そのままで最適と言えない場合も有り得ますので、微調整した方が良い。というケースが多いようです。

回答No.11

HAL2（@HALTWO）

「音が Unit から鳴っているように感じる」という現象は Baffle 干渉効果の一種に因るものです。

一種と言ったのは Baffle 効果が他の現象に付いてよく知られていて「音が Unit から鳴っているように感じる」現象の説明として Baffle 効果という名を出して良いものかどうか不安だからなのですが……(^_^;)。

Baffle と言うと「平面 Buffle」Speaker System でよく知られるように、Unit 背面からの音波が前面からの音波と干渉しないように「隔壁 (Baffle)」で遮断する……究極的には密閉箱に入れて背面からの音が外に漏れないようにする……ためのものなのですが、実は前面から放射される音波も Baffle 面に反射した音波が干渉してしまいます。

大型 Speaker Unit は音源が点音源になりにくく、面音源となってしまう上に、大面積の Baffle から反射される音波が次々と重なって Speaker System の設置位置が容易に感じ取れるほどになってしまうものです。

Baffle 面からの反射を回避するには Unit の外側に隔壁 (Baffle) がはみ出さないような箱にすれば良いわけですから、円筒形の Enclosure (箱) や、側方及び後方への音波拡散に乱れを生じさせない卵型の Enclosure が用いられたりもします。……ただしこうした形状の Enclosure ですと Unit 口径を大きくさせにくい欠点があるので、殆どのものは小口径の Full Range System になっています。

音像が空中にポッカリと浮かび上がる現象は Unit から発する直接音と周囲の壁などに反射する間接音との時間差がはっきりしていて、それらの干渉する波形が同相になった空間域を脳が「音の発生源」と認識することによるものなのですが、通常の Speaker System は Unit 周囲にある Baffle 面からの反射干渉音が直接音との充分な時間差を生じさせずに次々と重なってしまうので「Unit……と言うよりも Speaker System の Box 全体から音が鳴っているのが判る」ようになってしまいます。

これを避けるには「Speaker System の Box 全体」から生じる直接音の量よりも壁などから反射する間接音の量を増やしてやり、Speaker Box から離れた空間域にそれらの干渉波が同位相、つまり上手く焦点が合うよう Speaker System の位置や角度、壁や天井及び床といった周囲の反響を調整してやることです。……Concert Hall では前音量の 90% 近くが間接音であることから BOSE 社は Model 901 という 9 つの Full Rante Unit のうち 8 つを背面側から周囲に放射させる型式の名器を開発しました。……私も愛用していました(^_^)/。

無指向性 Speaker System というのもそうした目的のために作られる System なのですが、無指向性 Speaker System の多くは御質問者さんが計画したような「Unit を増やして音源を判りにくくする」という方向性で作られるものですので制作 Cost が嵩む欠点があり、安価に対応する手法としては Defuser と呼ばれる拡散器を Unit 前面に取り付けるというものもあります。

例えば円筒を建てたような Enclosure に小口径 Full Range を取り付けると、System としては Baffle 干渉効果を起こさない円筒型 Enclosure なので音像の分離が極めて良く、上手く間接音の調整ができれば音像が空中にポッカリと浮かび上がって妙なる音色を楽しめるものなのですが、如何せん最大の Energy を持つ直接音が上方に放射されるものであることから間接音の調整を自在に行えるかと言うと難しいものがあり、両 Unit (円筒) との間に遮るものがないので直接音同士の干渉域が生じてしまい、STEREO 感が損なわれてしまう場合もあります。

このため、円筒外周からの上方に針金や割り箸のようなものを 3 本立てて、そこに逆円錐形に成型した厚い紙による水平無指向性反射器を取り付けたり、Ping-Pong 玉のような球形の無指向性反射器を取り付けて音波放射方向を垂直 (上方) 方向から水平方向に曲げてしまうという手法も自作派ではよく行われるものですし、大抵の場合は両 Unit (円筒) の間に大型液晶 TV や様々な機器を置いて直接音同士の干渉域を埋めているものです。

STEREO とは元来 2 つの音源から発する異なる音波が干渉することによって、その焦点に音像が浮かび上がる状態を指すもので、音源が 2 つあるだけで出てくる音は同じであるものは Monaural が 2 つ (二輪車を指す bicycle の Bi) という意味で Binaural と呼びます。……1 つ (Mono) は Monaural。

2 つの異なる音源からの音波がきちんと前方で焦点 (音像) を結ばないことには単に「2 つの Speaker Unit から音が出ているのが感じられる」だけになってしまいます。

Desktop Speaker System のように Unit から耳までの距離が短く、反射音の合成を行いにくい System では兎角このような直接音だけの音場になってしまいがちで、部屋の大きさに対して大き過ぎる Speaker System もまたその縮尺は Desk Top Speaker を聴くのと同じようになってしまいがちです。

そこで「音像を空中にポッカリ浮かび上がらせる」ような音場にしたければ、兎に角、点音源に近い小口径 Full Range Unit を Baffle 干渉効果の少ない Enclosure に入れ、Unit から充分に (まぁ 60cm 以上) 離れた面から反射する音波とをたっぷりと混ぜ合わせて、そこに音像の焦点を結ばせるようにすることです。

80～160Hz 以下、4k～8kHz 以上の音は音源方向も音色も判らなくなりますので 80～160Hz から 4k～8kHz までの中間域は予算を奮発してでも音色が良質の小口径 Full Range Unit で受け持たせ、低域は Coil と Condensor を介して 1 基の Super Woofer (大口径 Full Range Unit でも可) に受け持たせる方式が最も手軽でしょうね。

Tweeter の追加は「"良質の小口径 Full Range" + "Super Woofer"」をしばらく使いこなしてから考えた方が良いと思います。……使いこなすには PC Software の Graphic Equalzer などを活用してください。

Tweeter は超高域の再現性を創り出すものではありません。……もともとその周波数帯域は音階も音色も方向すらも聴き取れないものなのですが、音階や音色を聴き取れる 4kHz 付近以下の高域音に対して音色感を大きく変化させる効果があり (変化音は Wood Bass のような低音楽器の弦を弾く感覚にまで及びます) 「加えることで測定上の周波数特性が高域まで伸びたとしても音色は嫌な音色になってしまった」という例は幾らでも (私自身も(^_^;)) ありますので、良質の小口径 Full Range Unit を Main に据える場合は安易に手を出すと後悔する可能性があります。

先ずは安易に改造などせず、直接音と間接音との合成を念頭において反射波を上手に混ぜるような Speaker System の設置位置 (及び角度) と周囲の反射面調整を行ってください。

素敵な Audio Life を(^_^)/

回答No.10

nijjin

波動スピーカーや無指向性スピーカーにしてみてはどうでしょうか？

回答No.9

singaporeman

充分な音場感を望んでおられるようですね。
私の自作したSPを紹介します。
８ｃｍのフルレンジを正十二面体の箱に12個搭載しました。
これを左右に置いて、ステレオで聴くと、擬似的かも知れませんが、かなりの音場感が得られます。
但し、デメリットは作るのが面倒！なことです。

回答No.8

John_Papa

こんにちは。

普通、フルレンジ２つによるステレオ再生が、最もスピーカーを離れた様々な空間から音が出ているように聞こえるのですけれどね。２つのスピーカーだからこそ３Ｄ（ステレオ＝立体）空間が出現するのですから。
部屋の音響特性が悪くても設置方法が悪くてもスピーカーとの距離が近くても、聴取位置が正しければ。

そうならない原因として考えられるのは
（1）左右のスピーカーの特性が違い過ぎる。
　　　特に音量と耳に到達する時間、の２点
　　　（同じスピーカーなら、ほとんどの位置がそうでなのですが、２つのスピーカーから耳までの距離が同じにならないようにすればこの状態にできる）
（2）耳の器官あるいは脳に障害がある。
の２つです。

目に錯覚（この場合は錯視という）が有るように耳にも錯覚（錯聴）があります。二つの耳で捕らえられた音を元に脳が音の空間を判断する訳ですから、錯聴（脳による再処理に起因）無しに音を知覚することはできません。中でも100年程前発見された「ハース効果」は私のように音響技術で生活していた人間には有名です。
http://www.weblio.jp/content/%E3%83%8F%E3%83%BC%E3%82%B9%E5%8A%B9%E6%9E%9C
https://www.youtube.com/watch?v=E-X03Pq3HZ8
このハース効果は代表的な錯聴ですが、ステレオ効果も実はハース効果と隣り合わせで二者択一的な錯聴なのです。ステレオ効果が出現する位置（スポット）は健聴者なら容易に見つけることができます。

２チャンネルステレオは、その錯聴（生理現象）だと言う事が判らないまま音響産業で便利に利用されてきたのです。聴取位置が非常に限定されてしまうという欠点がありながら。
もっとも、ここ４０年余りは録音のマルチトラック化と呼応して人工的な３Ｄが研究され、ステレオ音源に成果が利用されてるようにはなったのですけどね。
例えば
https://www.youtube.com/watch?v=hI3xU6bO1Ss
（きちんとステレオ再生される聴取位置でお楽しみください）

まず、２つのフルレンジスピーカーから等距離の位置で、ステレオ音響の出現を体験する事がスタート地点ですね。

回答No.7

Yorkminster

フルレンジでも、2ウェイ以上でも、音源の位置が明らかに分かってしまうのは、(1)部屋の音響特性に問題があるか、(2)設置方法が悪いか、(3)不釣り合いなほど大きいスピーカーを使っているか、でしょう。加えて、自作スピーカーの場合は工作精度などの問題で、(4)左右で周波数特性が異なる可能性もあります。

いずれも、左右で音量差、より厳密に言えば音圧周波数特性にズレが生じやすくなることが問題です。音量が大きい方に音像が引っ張られて、「ここから音が出ている」と分かりやすくなるからです。いわゆるステレオ再生は主に左右の音量差によって定位が決まるので、録音時に意図された音量差と異なる場合には定位が不適切になります。

(1)や(2)については、次の方法である程度改善が期待できます。

まず、モノラル音源を用意します。次に、左右いずれかのスピーカーを逆相に接続します（コードのプラスとマイナスを入れ替える）。この状態でステレオ再生すると定位・音像がぼやけて聞こえますが、左右どちらかに傾いて聞こえる場合にはスピーカーの位置を調整して、できるだけ定位・音像が不明瞭な音になるように調整します。調整が済んだら接続を正相に戻して、効果を確認します。

(3)については、スピーカーを交換するしかありません。

(4)については、スピーカーを測定することである程度対処できます。自作がメーカー製に敵わない理由の1つがこれで、材料の不揃いや工作技術の問題などで、実際には左右でかなりの違いが生じてしまいます（エンクロージャーを手の甲で叩くだけでも響きが誓うはずです）。

ここまでやってダメなら、一般的なステレオ再生以外の方法（間接音を利用したり、疑似サラウンドにしたり）を考えた方が良いでしょう。逆に、もともとステレオでまともに再生できていないのであれば、何をやっても上手くいかないので、いきなり変則的な方法（フルレンジ2個のスピーカーとか、間接音とか）に走るのはお勧めしません。

回答No.6

kyabetu-sishou

「BOSE　901」シリーズを最近まで使用しておりましたが、
質問者様のような悩みを持つ方にはピッタリのスピーカーだと思います。

あとは、JBL　S105(アクエリアス１）というスピーカーがあります。
http://www.hifido.co.jp/KWJBL+Aquarius/G1/E/10-10/C05-24076-57872-00/
ユニットのまえに独特な板をつけて、音を拡散しています。
https://www.youtube.com/watch?v=ZHzBrTUMN0c
https://www.youtube.com/watch?v=mhcoQK9lStg
その動画です。

実は私のモノラル用のゲンコツもユニットが見えないような作りです。
30cm×45cmの板にユニットをいれて、
http://www.gip-laboratory.com/seihinn7005W.html
このスピーカーそっくりに段ボールでつくりました。

1本でなっているのに、不思議とエコーまではいきませんが
どくとくの響きがでて、結構まわりの評判もいいです。

一番簡単なのでは、今お使いのフルレンジスピーカーの前に
ものを置いて反射した音を聴くことだと思います。
予想以上に高音もおちませんし、意外と普通に音楽を楽しめます。

私は10cmフルレンジ+ウーハーですので、
フルレンジの向きだけで、ポカッと真ん中に音が浮かぶようにもできますし、
壁に音を反射させて音楽を聴くと全く違う感じになります。

私の低音用のスピーカーは外側にむけておりまして、100hzだけをならしております。
それを壁にぶつけるかたちです。これが私の部屋では一番自然な低音です。
真正面や真後ろや、内側に向けると不自然になります。
なぜか外側に向けるのが一番自然です。

ですので、自作するとなったら、
小口径フルレンジはそのままならして、低音用のフルレンジは横につけてみる
っというのもありかと思います。
そして、低音用のフルレンジの高音をコイルとコンデンサーで、
思いっきりカットしなければ音は濁ると思います。

まずは、今お使いのフルレンジスピーカーを上に向けてみたり、
ユニットを自分の背丈くらいの高さにおいてみるだけでも相当違います。
あとは、さきほども書きましたが、
ユニットのまえに反射板を置くことではないでしょうか。

雑誌でも、まな板でもとりあえずはなんでもいいと思います。
すぐに実験できる方法で色々試してみたはいかがでしょうか。

回答No.5

mimazoku_2

それなら、スピーカーを壁に向けて、反射音をリスニングするのはいかが？

今すぐ出来て、予算０だし、手間だけで済むから、数分間の時間だけでいいからね。
あとは、音の定位を安定させるのに、スピーカーの向かい側に座布団をぶら下げるのもいいかも？！

お礼

いやあ、灯台下暗しというか、その方法があったとなぜきづかなかったのか。。

回答No.4

himikoakb

フルレンジって、シングルコーンの事ですか？
低域メインの担当として大口径のフルレンジユニットを下側に、高域担当として小口径のフルレンジ
ってそんなユニットってあるんですか？
フルレンジなら全帯域でフラットなんでしょうねぇ。
低域メインのフルレンジユニットは20Hzから再生可能でエンクロージャは1000リットル必要。
高域メインのフルレンジユニットは40Hzから20kHz迄フラットでエンクロージャが不要！！

補足

「フルレンジユニット」というのは、お店で「フルレンジ」にカテゴライズされているユニット全般のことです。当然、口径によって周波数特性は違いますよね。全帯域フラットということはないと思いますが。

回答No.3

himikoakb

音って、当然音源がどこかにあるので、音がここから鳴っているのが嫌だと言われている事が理解できません。
　例えば市販で録音されているピアノはグランドピアノでしょうから、この大きさが表現されていないとか、オーケストラの横幅は何メーターとかではないし・・・
　それって基本、使用されているスピーカがプアーなのと、やっぱ距離や室内空間が影響するのを無視するのは無茶だし・・・・・・
　コンデンサヘッドフォンでも使用されれば。

補足

音源（楽器やボーカルの場所）がそこからなっていると分かるのはいいことですが、要するに、ユニットが一つのスピーカーがLRに広げて二つだと、左右のパンニングに広がりは出ますが、上下の動きが無いということです。