月: 2021年7月

前回、設計が済んだので、実際に作製します。

ホームセンターで厚さ9ｍｍのシナ合板を購入し、板を切り出します。

切り出した板に、スピーカーユニットや、ダクトなどが通る穴を開けていきます。
自在錐という道具があれば、簡単に任意の大きさの穴を開けることができますが、4000円くらいするので、ただのドリルで穴を開けることにしました。

ガタガタの穴ですが、どうせ隠れるので大丈夫です。

次に、板をボンドで貼り合わせます。

ボンドが乾くまで時間があるので、その間に内部の配線を作ります。

その後、さらに貼り合わせ、スプレーで塗装し、中に吸音材を入れて、ダクトとスピーカーを組み付ければ完成です。（写真は撮り忘れました笑）

YouTubeにスピーカーの周波数テストの動画がいくつもあるので、それで共鳴周波数を確認してみると、今回自作したスピーカーは、30Hzから音が聞こえ始め、80Hzで顕著に音が大きくなり、90Hz～100Hzで音が小さくなり、110Hzから徐々に大きくなりました。
音が大きくなった後、一旦小さくなり再び大きくなるという音の谷が出来ていることが分かりました。

つまり、共鳴周波数が設計通りの92Hzではなく、約80Hzまで下がっていることになります。

原因究明のために、ダクトを改めて採寸すると、3．6ｃｍと記載されていた直径は、一番外側のフランジ部分だけであり、実際の直径は3．2ｃｍしかありませんでした。しかも先細り形状で一番奥は3．0ｃｍだったので、平均直径は3．1ｃｍということになります。

改めてこの条件で共鳴周波数を計算してみます。

82Hzとなり、実際の聞こえ方と一致しました。

ということで、最適な共鳴周波数よりもかなり低いスピーカーになってしまいましたが、普通に鳴らす分には特に違和感も無いので成功ではないでしょうか。

もちろん、事前にこうなることが分かっていたらダクトを詰めて調整していたのですが、こういう失敗を含めてDIYの醍醐味ですよね。

自宅で過ごすことが多くなり、前々からスピーカーを作ろうと思っていたので、スピーカーの設計から始めました。

まず、fostexというメーカーのFF85WKというスピーカーユニットを購入しました。

このスピーカーユニットに同封されていた説明書にスピーカーの設計図のような物が同封されていました。

あまり考えずにFF85WKを購入しましたが、このスピーカーユニットはバスレフという種類のスピーカー専用らしく、説明書にもバスレフスピーカーの設計図が載っています。

バスレフスピーカーというのは、スピーカーの前面に穴を開けて円筒形のダクトを作り、そのダクトを通して空気が出入りして低音を増強させる仕組みのようです。

そのため、スピーカーユニットが出せる低音の限界を超えて低い音が出せるようです。

瓶の口から息を吹き込むと、ボーッという低音が鳴りますが、アレと同じヘルムホルツ共鳴という原理らしいので、共鳴周波数は以下の計算式で計算可能なようです。

f=c/2π×√{S/V(L+r)}

fは共鳴周波数（Hz）
cは音速（34000cm/sで固定）
Sはダクト断面積（cm^2）
Vはスピーカーの箱の体積（cm^3）
Lはダクト長さ（cm）
ｒはダクト半径（cm）

さて、スピーカーの共鳴周波数は設計次第でどのようにも設定することができますが、あまり高く設定すると低音部が弱くなり、低く設定しすぎると低音域で音圧の谷ができるため、最適な共鳴周波数にする必要があります。

バスレフスピーカーや共鳴周波数について知りたい方は、ネットで検索すればすぐに見つかると思うのでそちらを参考にしてください。

FF85WKの最適な共鳴周波数を知るために、上記計算式に、メーカーの推奨する諸元を入力し、メーカーの推奨する共鳴周波数を求めます。
ちなみにメーカーの推奨するスピーカーの諸元は、スピーカーの箱の体積が3500ｃｍ＾3、ダクトの直径が4ｃｍ、長さが10ｃｍです。

約93Hzになりました。

これによりメーカーの推奨する共鳴周波数は93Hzと分かりましたが、計算せずとも説明書には、最適な共鳴周波数は92Hzだよと書いてあります。

ひとまず計算式が概ね正しいことが分かり、メーカーの設計図通りに作れば、最適なスピーカーができることを確認しました。

しかし、長さ10ｃｍ、直径4ｃｍの円筒形のダクトを自作するのは容易ではありません。
必然的に似たようなサイズの既製品を購入することになります。

ネットで検索したところ、同じサイズの物はなかったのですが、長さ7．8ｃｍ、直径3．6ｃｍのダクトを発見しました。

このダクトを使用したときの共鳴周波数を計算します。

約94Hzとなり、このダクトを使用してもほぼ最適な共鳴周波数を得ることが出来るので、早速購入しました。

この後、きちんとこのダクトの計測をしておけば良かったと後悔することになります。
次回は、スピーカー制作編です。