スコーカー設計の難易度

質問

• フルレンジスピーカーの設計では広帯域再生やバランスに腐心します。
• ウーファーは低域のレベル、伸張確保に苦労し、ツイーターは逆方向に努力します。
• スコーカー設計は一番楽な場所に居るイメージがありますが、音楽の中音が重要なため、中音域の充実を図る必要があります。

回答No.2

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

スコーカー（ミッドレンジ）の受け持ち帯域、一般的にはフルレンジユニットも十分カバーしていますし、広帯域設計のウーファー、同じく広帯域設計のツイター等ともオーバーラップする範囲に成る事も少なく在りません。

実際に、フルレンジユニットをスコーカーに、というケースも在るのですが、長くスピーカー工作を楽しんでいますと、これがかなり難しい。

ハイカットは、まぁまぁナントカ出来やすいのですが、ローカットが困難だったりします。
スピーカーユニットには「最低共振周波数」という部分がありまして、この共振は「普通に計算したクロスオーバーネットワーク」ではほぼ減衰出来ない。という事が多々在ります。

最も基本と成る、コイルによる一時フィルタであれば、１オクターブあたり６dBずつ減衰するはずですが、、、、
これは、コイルが低域信号に成る程、信号を通しにくく成る。という事で実現しているのですが、「信号が通りにくく成る」というのは、抵抗値が高く成る、つまり低域に向けてインピーダンス値が高く成るから、という事なのです。

ところが、例えばユニットの８Ωに対してコイルの在る周波数でのインピーダンスが８Ωならトータルで流れる電気の半分はコイルで止めてくれるのですが、スピーカーユニットの低域共振が３２Ωという場合に、コイルのインピーダンスが８Ωなら、コイルは2割しか止められなく、８割はその帯域だけユニットから。となります。

このため、低域共振がかなり低く抑えた常態でないと、通常のネットワーク回路では弊害が出やすく成り、スピーカー工作ファンにもなかなか難しく、逆に言えば腕の見せ所？という事も出来るでしょう。

非常に良く設計＆調整されたスコーカーは、低域ユニットの個性と、高域ユニットの個性にもスムースに音が繋がるようにした上で、ネットワーク回路でスムースな帯域設定が出来るもの、と考えて良いでしょう。

『イコライザーで中音レベル上げてみても紙っぽい音が強調されるだけの気がします』というのは、数万円もするような「スコーカーユニット」では無いハズ。本当に良く出来た常態なら、妙な歪み感が増えたりしての「紙臭い音」などは有り得ません。
（あるいは、「紙臭い音」というイメージ表現に対する感覚が私と違うのかも。。。そもそも音に紙っぽい、というのも、少々変な事で、重低音という表現も、音に重さ（軽さ）が在る訳では無いのでイメージ表現でしかありませんけれどねぇ。）

スコーカーを、最も重要な中音帯として考えたスピーカーと、そうでは無いスピーカーでは、全く存在価値の意味合いも違って来ます。
オーディオ全盛期のシスコン（システムコンポーネント）などは、２ウエイスピーカーでは見た目の迫力が少ないので、スコーカーを加えて3ウエイにし、それでも価格は変えないで、、という、見た目重視で各社がみな似た様なスピーカーを採用した事も在ります、この時代の安価な3ウエイのばあいは、箱とネットワークを自分で設計制作し、2ウエイで用いた方が好ましい音が得られるケースもそこそこ在ります。（まぁ、２９８のスピーカーシステムをバラして、箱やネットワークを作り替えるのに３万も出費して、あれこれ体力や時間も、、、というのは、スピーカー工作ファンの中でも、かなりコダワリの在る一部の人だろうと思いますけれど。）

あと、音質変化に使うイコライザーとの組み合わせ弊害、という可能性も在る程度は考えられます。
イコライザーの中心周波数はそれぞれ決っていますが、単一周波数だけではなく、上下の範囲にも影響は出て来ます。特に８～１２に分割したような上k灯ですと、中心周波数から上下１オクターブにも音量変化やさらに倍の２オクターブ範囲まで位相変化等の影響が出てしまう場合もあります。
ウン悪く、ツイーターのローカットより数オクターブ下の範囲でも、ツイターの低域共振がウマく抑え切れていない場合は、ツイターの過剰振幅とかで、極端に音が汚れてしまったり、極端な場合は、本来の耐入力を超えて、ツイーターの焼損というケースも、有り得ないとは言切れませんねぇ。

個人的には、スピーカー工作が好きですし、フルレンジユニットのいろいろ違う個性的な音も好きなので、無難な範囲としてはフルレンジのローカットはせず、本来の能力不足な部分にウーファーで補助、サブウーファーじゃなく、メインの能力を活かした上で、最低域の限界範囲を担当しますのでスーパーウーファー、という考えかたで組み合わせた方が、無難な感じがします。
（メインのフルレンジにもよりますが、基本的に軽快なサウンドで６０Hz以下だけを、、、という場合、鈍重なサウンドのウーファーはマッチングがイマイチ。。結局はかなり大型でコストもそれなりに、という方向に成るのですが。。。）

今でもあり得るとは思いますが、個性的な強調感が得やすいウーファーに、個性的な高域が得やすいツイーターを組み合わせたら、ボーカル帯がよく聴き取りにくいので、安価なスコーカーを追加して、、という、店頭効果だけでバンバン売れた3ウエイも在ったのは、間違いない事実です。
（こういうタイプのスコーカー、安くて見た目だけよく、とりあえず目立つ音。という事ですから、。。わかりますよね。苦笑）

人の聴覚として、中音帯域はとても感度が高いため、量ではなく、本来の質が少しでも好ましくない、と感じてしまったら、それっきりです。
低音感が、高音感が、という聴き方をしている間は、この点に気付かない事もありますし、私も初心者時代？初期はこのような感覚だった事も、当然ですがありますよ。（ウン十年前は、スピーカーユニットの周波数特性図だけ眺めて、安価な３８cmウーファーに、５kHz以上から１００kHzとかというスーパーツイターを組み合わせれば、なんて空想した事も。。。お恥ずかしながら、小学生の頃のノートに残っていたりします。）

お礼

紙臭い音の典型は電話機の声のようなかまぼこみたいに
両端が思いっきり減衰したボール紙のカサコソしたような音のことです
高級なスコーカーだと違うんでしょうか？

もっとも気になったのはスコーカーの開発時に
ツイータやウーハのような「こんなに努力して作ったんですよ！」
そんな謳い文句が記憶にないからなのです
素材についてはそれなりに印象はあるのですが‥

3WAYシステムの中で上下ユニットとの協調を図るという課題はさておき
歴史に残る高名なミッドユニットって何があるんだろう？
ツイータやウーハは目白押しなのに、って思ったんです

最後のスペック妄想、中学生の頃のあるある話ですね（笑）

ご回答ありがとうございました。