スピーカーを作製する

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。

インパクトドライバのドリルで地道に穴を開ける

ガタガタの穴ですが、どうせ隠れるので大丈夫です。

穴あけ作業が一番疲れました

次に、板をボンドで貼り合わせます。

クランプで挟むとより強固にくっつきます

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。

スピーカーを設計する

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。

学生時代に購入した関数電卓

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。

自称長さ7.8cm、直径3.6cmのダクト

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。

第43回新見木材まつり

10月23日

今日は、県森連でやっている木材まつりに行きました。

木材まつりは、木材の競りがメインですが、時間を勘違いして一時間遅れていったので、ほとんど終わっていました。

杉の競りのようす
岡山県知事賞の2.4mのケヤキ

ケヤキはひときわ大きいのでよく見かけるのですが、伐った木を見たのは初めてでした。

強烈な臭いでした。

少し見て回って、振る舞いのうどんを食べ、弁当を土産にもらって帰りました。

蛍光灯を買う

居間の蛍光灯が暗くなってきたので、新しいのに交換しました。

新しいのに換えるだけでものすごく明るくなりました。

最初は近所のホームセンターに買いにいったのですが、税込みで2000円ほどだったので、買うのをやめてネットで買いました。

送料と税込みで1400円ほどでした。
わざわざ自宅に送ってくれて、店舗で買うより600円安いとなると、もはや不思議を通り越して、ホームセンターの値段設定に誤りがあるのではと疑うレベルです。

布団内における肩からの冷気について

布団はその構造上、どうしても首から肩にかけての部分から冷気が侵入してきてます。

室温が高い場合は問題ないですが、室温が氷点下になってくると肩が寒いです。

ネットで調べると、羽毛ベストがベストな選択ということなので、フードつきの羽毛ベストを購入しました。

created by Rinker
Lecoon(レコーン)

フードをかぶって耳を暖めることで耳鳴りを防止し、かつ肩が冷気にさらされるのを防止できる優れモノです。

羽毛布団と、羽毛ベストと、電気敷き毛布があれば、室温が零度程度でも快適になることがわかりました。

今冬は暖冬で、室温が-1℃を下回ることがないのですが、どこまで大丈夫なのかそのうち調べたいと思います。