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なーお さんの日記

 
2015
12月 26
(土)
12:20
[Audio] 3Dスパイラルダクトの可能性(長文)
本文

 10年近く、3Dスパイラルダクトを使用したスピーカーばかり作ってきました。 自分でも凝り性だ、よく飽きずにやるよと思うのですが、使い続けるのはその音が良いというのが最大の理由です。

 この記事を読んでくださる人はご存知と思いますが、スクリュー形状のスパイラルダクトを作るのは結構面倒です。 固定式のスパイラルはTakenaka氏オリジナルのキャプタイヤケーブル巻き付け方式でもできるので、慣れればそれほど大変ではありません。 でも一度可変式のスパイラルを経験してしまうと、3Dスパイラルの面白さは可変式にこそある、と思ってしまう調整幅の広さ、適用範囲の広さあり、作るのが大変でも固定式に戻る気が起きなくなります。

ディスク式(可変)スパイラル

 扇形ディスクを積層してスパイラル形状にする方式です。 ディスクの枚数だけでなく、1枚ごとのひねり角度を変化させることもできるため、ダクト長だけでなくダクト面積も簡単に変更することが可能です。

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 この後、塩ビ管の内径より少し小さめに外径を削り、スキマテープを外周に貼って、塩ビ管に挿入します。

スパイラルの音の良さ

 なぜ使い続けるかといえば、その音の良さにあります。 決して量感があるわけではなく、どちらかといえば同じダクト面積の直管ダクトに比べると量感を抑える方向に働きます。
 スパイラルの音の良さを、私なりの解釈で一言でいえば、共振周波数とその上の帯域での音質の一体感、立ち上がり・立下りの早さ、ということになります。

音質の一体感

 3Dスパイラルダクトは、一つのダクトで広範囲の音域の共振が得られます。 この効果は厳密な比較試験などを行っていないため定性的な表現になりますが、直管ダクトのピークをダンプしたことで相対的に広帯域になったこともありますが、それだけではなく上の帯域でも直管ダクトにはない振動モードでの共振が発生していると考えています。

 一つのダクトで広い周波数帯域で共振があること、つまり広帯域の振動が一体で発生することこそ、3Dスパイラルの音質の一体感に他なりません。 バスドラムのアタックが軽くビシッと決まる、やや口径の大き目のウーハーのような音に聞こえるのもこのためです。

 今回のコンテスト応募作品「Tornadefly」で透明塩ビ管を使用して、振動モードを目視できるようにしてありますので、テスト方法を確立できれば、直管ダクトと異なる振動具合が確認できると思います。

立ち上がり・立下りの早さ

 普通のダブルバスレフの設計に倣って空気室容積やダクト設計をしてしまうと、この良さは得られません。 3Dスパイラルは長いダクト長をスクリュー形状にして太い管に押し込められることから、振動周波数を低く持ってゆくことができます。 逆に言うと、容積が小さくても同じ振動周波数にできます。 容積が小さくなれば、立下り・立下りの早い、群遅延特性の良好な小型バスレフ的な反応の良いバスレフになります。
 加えて、ダンプトバスレフのように立下りが速いので、量感にまかせて尾を引くようなことがなく、キレがあります。 個人的に尾を引く低音はかなり苦手で、特に共鳴管系のエンクロージャで量感重視のものにその手が多く、長時間の視聴は苦痛です。
 但し、元々量感では直管ダクトに敵わないのに容積を小さくしたら更に量感が落ちてきてしまいます。 この辺の設計が難しい部分で、いまだに試行錯誤しており、設計の王道に行き着くのはまだまだです。

ダブルバスレフ・ホーン化の可能性

 今回のTornadeflyでは、ハイエンド自作スピーカーのkenbe氏が愛用されるBHBS(バックロードバスレフ)式音道を参考に、第一スパイラルをホーン形状としてBHBS風音道とすることで、中低域~低域の音の厚みをアップするようにしました。
 第一ダクト・第二ダクトともスパイラルというのは初めてで、更に第一ダクトがホーン形状となることで共振周波数が下がり、ダクト間の共振干渉を避ける調整に時間がかかりましたが、結果としてその調整もほぼ成功といえる程度にまとまって、中低域から低域にかけて、音色の統一された低音が聴けるようになりました。

 今後、この方式を更に煮詰めることで、中低域が凹みがちであったダブルバスレフスパイラルの特性向上が期待できると考えます。

3Dスパイラル・直管ハイブリッドダクトの可能性

 もうひとつ、Tornadeflyと、昨年の作品「クリアミント」で試した、3Dスパイラルと直管ハイブリッドダクトについて触れたいと思います。
 前出したように、3Dスパイラルの共振は主の共振ピークを抑える(ダンプする)働きがあり、量感という面で直管ダクトには敵いません。
 しかしスパイラルの広帯域特性は非常に魅力がある・・ならば良いとこどりをしたダクトにしては? と考えました。

 Tornadeflyの例で話すのがわかりやすいですが、透明胴体から見える下のほうの第二ダクト入口部分は、100mm径の2条スパイラル、下部前面のダクト開口は75mm系の直管です。
 途中、90°曲げる部分に、100mm/75mmの異形エルボにより同断面積で繋げています。 ここはもう相当に色んな形を試してこれに落ち着いたのですが、とにかくスパイラルのスクリュー型の空気の振動を損ねることなく、断面積の変化もいかにスムーズに直管に導くかがポイントで、これが上手になされないと、その間で振動がばらけてしまい、歪感が増したり量感が出なかったりして大変苦労しました。
 しかし最終的にシンプルな方式にまとまり、最低域40Hz付近の量感と100Hzまでの低域の質感の良好なバランスを得られました。
 最低域が直管なので少々歪っぽいのを除けば、ほぼ(私の好みとしての)理想的な音質・バランスを得られ、今後の 3Dスパイラル・直管ハイブリッドダクトの可能性が広がったと考えています。

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Tornadeflyの第二ダクト、3Dスパイラルと直管のハイブリッドダクト

まとめ

 長くなりましたが、以上のように3Dスパイラルを取り巻く状況はまだまだ進化の可能性を秘めており、私も少しづつ手を入れてゆきますが、この記事を読まれた方もどうぞ試していただければこれ以上嬉しいことはありません。
 最後になりましたが、3Dスパイラルオリジナルを開発されたTakenaka氏、BHBS方式の発展に多大な貢献をされているkenbe氏、試行錯誤のしやすいスピーカーを多数公開されてきた塩ビ管スピーカーの会のたてちゅう氏ほか同志の皆さんにお礼申し上げます。

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コメント一覧

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たてちゅう   投稿日時 2015/12/27 11:31

私のような万年初心者の名前も出して頂き
大変恐縮してます。
これからも宜しくお願いします。m(__)m

なーお  投稿日時 2015/12/27 14:08

たてちゅうさん、こちらこそよろしくお願いします。



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