トリプルバスレフ型エンクロージャーの実現性について妄想(笑) #4

前回の記事で、トリプルバスレフ型エンクロージャー設計案2ケースのうち、ケース1について設計図を作成しました。

今回はその設計図をもとに、試作機の製作を行います。


実は、ここ最近、天候に恵まれず(暖かい日は雨が降るし、晴れの日は寒い・・・)、製作に取り掛かるのが遅れてしまいました。私はアマチュアなのでスピーカー専用の工作室など当然ながら持っておらず、自室で作っています。そのため、窓を開けて換気しなくてはならないので、天候が悪いと製作に取り掛かれないんですよね・・・(涙)。


なお、今回作るのは試作機なので1台のみです。2台(ステレオペア)作ってしまって大失敗だったら、目も当てられませんからね(汗)。



ご注意!

このブログは素人が適当に書いているものです。内容については、参考程度にされますようお願いします。





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スピーカーユニット・設計図

  • 使用スピーカーユニット紹介

    フルレンジユニット 北日本音響株式会社 F02406H0

    北日本音響(株) F02406H0
    北日本音響(株) F02406H0


    試作機での使用を想定しているスピーカーユニットです。このユニットの詳細はこちらの記事で紹介しています。詳しくはそちらをご参照ください。


    仕様
    • 口径:6cm
    • 形式:コーン型フルレンジ
    • 公証インピーダンス:8Ω
    • 定格入力:10W
    • 実効振動半径(a):2.3cm(実測)
    • 最低共振周波数(f0):223Hz(実測)
    • 再生周波数帯域:f0~20kHz(実測)
    • マグネット径:50φ×8tmm(実測)
    • 総重量:172g(実測)
    • バッフル穴径(外付け):約54φ~55φmm 端子部要ザグリ加工(実測)
    • 備考:スピーカーケーブル(約22cm)、ピンヘッダ端子付き。取付けネジは付属していません。

    ※実測と記述があるものは、私が実際に測定した値です。公式スペックシートが入手出来なかったため、実測値の項目が多くなっています。ご了承ください。



[周波数特性] 北日本音響(株) F02406H0(実測)
[周波数特性] 北日本音響(株) F02406H0(実測)





  • 設計案[ケース1] トリプルバスレフ型エンクロージャー設計図

    設計案[ケース1]に基づいて設計した、トリプルバスレフ型エンクロージャーの設計図を掲載します。


    設計案[ケース1] トリプルバスレフ型エンクロージャー設計図
    設計案[ケース1] トリプルバスレフ型エンクロージャー設計図


    図中の丸数字は板番号です。下で掲載している製作途中の写真や説明で対応する番号を使っています。


    • 設計図解説
      • 試作機のため、できる限りお手軽に作れることを心がけました。例のごとく100円ショップダイソーで販売されている板材を使って作ります。

        ダイソーで売られているMDF材に600x200x6mmサイズのものがあり(この板はサイズが大きいからなのか216円)、それを左右の側板として利用します。

        [2016/04/06 訂正] 216円で販売されているMDF材は600x"300"x6mmでした。訂正します。
        また、600x200x6mmサイズのMDF材は販売されていなかったため、300x200x6mmサイズのMDF材を4枚貼り合わせて作りました。


        ダクトもやはりダイソーで売られている30x30x15mmサイズの角材(ブロック)を組み合わせて作ります。また、エンクロージャーの四隅は三角棒をカットして貼り付けます。

        [2016/04/06 追記] 30x30x15mm角材の在庫がなかっため、30x90x15mm角材を切り貼りして目的サイズのダクトパイプを作りました。


      • 前述の通り、スピーカーユニットは「北日本音響(株) F02406H0」を使用します。

      • 第1キャビネットが2リットル、第2キャビネットが3リットル、第3キャビネットが約6.4リットルとなっています。

      • 各共鳴器の内容量・共振周波数は以下の通りです。
        • 共鳴器A:内容量2リットル、共振周波数(fda)224Hz

          上で掲載している F02406H0 の周波数特性では再生下限が200Hz付近であるため、fdaを200Hzより少々高めの224Hzとしました。

          実は当初、第1キャビネット容量が測定で使用した密閉箱よりも大きいため、再生下限も少々伸びる可能性があり、fdaをもう少し低く200Hz付近に設定する案もありました。

          しかし、完成後、この付近の帯域に落ち込みができた場合、fdaの周波数設定が悪かったからなのか、それとも、共鳴器Aの共振音が第3ダクトでフィルタリングされたためなのか判別ができなくなる恐れがあり、無難な値にしてあります。


        • 共鳴器B:内容量3リットル、共振周波数(fdb)143Hz

          設計案の 「fdb = 2/3fda」 に従い、fda:224Hzの2/3の149Hzに近い、143Hzとしました。


        • 共鳴器C:内容量約6.4リットル、共振周波数(fdc)81.9Hz

        • 共鳴器E:内容量約9.4リットル、共振周波数(fde)88.5Hz

        • 共鳴器D:内容量約5リットル、共振周波数(fdd)63.9Hz

          設計案では 「fdd = 1/3fda」 となっており、75Hz付近にするつもりでいたのですが、上述の通り、fdc:81.9Hz、fde:88.5Hzとなっており、75Hzではかなり近い周波数になってしまうため、後述のfdf:47.8Hzとの間を埋めるために、当初より低めの63.9Hzとしました。


        • 共鳴器F:内容量約11.4リットル、共振周波数(fdf)47.8Hz

          fdfは設計案 「fdf = 1/3fdb」 に従い、fdb:143Hzの1/3の47.7Hzに近い、47.8Hzとしました。


      • ダクトサイズは、すべて30x30mmの正方形です。断面積:9cm^2となり、F02406H0 の実効振動面積:16.6cm^2の約54%となります。

        一般的なバスレフ型エンクロージャーのダクト面積からすると大きすぎますが、ダブルバスレフ型やトリプルバスレフ型はエンクロージャーの内部構造が複雑なため、バスレフ型で使われるサイズのダクト断面積では気流抵抗が大きくなってしまうという問題があるので意図的に広く取っています。




材料・工具一覧

  • 材料一覧
名称個数備考
口径6cmフルレンジユニット 北日本音響(株) F02406H01購入店:秋月電子通商
MDF材(100x100x6mm)6購入店:ダイソー, 6枚入り
MDF材(300x200x6mm)8購入店:ダイソー
三角棒(910x15mm)5購入店:ダイソー
スピーカーケーブル(50cm)1購入店:秋月電子通商
スピーカーターミナル1購入店:秋月電子通商
グルースティック 1購入店:ダイソー
角材ブロック(30x90x15mm)1購入店:ダイソー, 8個入り
布テープ1備品
木工用ボンド1備品
木ネジ6備品
スピーカーユニット固定用4個, ターミナル固定用2個
ハンダ1備品
フェルト3購入店:ダイソー
外装用
赤1枚, 黄2枚



  • 工具一覧
名称個数備考
クランプ(中)4備品
クランプ(小)6備品
コーナークランプ4備品
スプリングクランプ(中)4備品
スプリングクランプ(小)8備品
ハタガネ(中)2備品
ハンドドリル1備品
ドリルビット2備品
サイズ:φ6mm, φ4mm
金ノコギリ1備品
ヤスリ1備品
ハサミ1備品
プラスドライバー1備品
カッター1備品
ハンダゴテ1備品
グルーガン1備品
ヘラ1備品
木工用ボンド塗布用
差し金1備品
巻尺1備品
ニッパー1備品
鉛筆1備品





製作

ここからは組み立ての様子を掲載します。



エンクロージャーの組み立て1

板材一覧です。実はこの前にMDF材を貼り合わせて、目的サイズの板を作る作業を行っています。ホームセンターの板カットサービスを利用すれば不要な工程なので、作業の様子の掲載は割愛しました。


以前は、近所のダイソーに600x100x6mmのMDF材が置いてありましたし、それ以外にも300x100x6mmや200x100x6mmという横長のMDF材がいろいろと置いてありました。しかし、最近の100mm幅MDF材の在庫は100x100x6mmしかなく、これを貼り合わせて目的サイズの板を作っているため、作業に結構な時間が掛かっています(汗)。ほとんど接着剤の乾燥待ちなのですが・・・。

上述のとおり、写真内の丸数字は板番号です。設計図の番号と対応します。




エンクロージャーの組み立て2

2枚に分かれていたフロントバッフル板①と裏面板②をそれぞれつなぎ合わせた様子です。第3ダクトはあらかじめ①に貼り付けておきました。




エンクロージャーの組み立て3エンクロージャーの組み立て4
エンクロージャーの組み立て5エンクロージャーの組み立て6

天板⑤、底板⑥を加工している様子です。周りに三角棒を貼り付けて、不要な部分を削り落としています。

本来なら、910x12mmの三角棒が入手できればよかったのですが、在庫がありませんでした。そのため、910x15mmの三角棒で代用しています。はみ出した部分が出来てしまうため、カンナやヤスリで削って平らにしています。




エンクロージャーの組み立て7
エンクロージャーの組み立て8

側版③、④を加工している様子。こちらも三角棒を貼り付けて、不要な部分を削り落としています。




エンクロージャーの組み立て9

エンクロージャー内部組み立ての様子。第1ダクト⑦の取り付け。




エンクロージャーの組み立て10

第2ダクト⑧の取り付け。




エンクロージャーの組み立て11

裏板②の取り付け。




エンクロージャーの組み立て12
エンクロージャーの組み立て13

天板⑤、底板⑥の取り付け。




エンクロージャーの組み立て14

スピーカー取り付け穴開け。




エンクロージャーの組み立て15

スピーカーターミナルの取り付け穴開け。




エンクロージャーの組み立て16
エンクロージャーの組み立て17

スピーカーターミナルとケーブルのハンダ付け、絶縁処理。




エンクロージャーの組み立て18

スピーカーターミナルをネジ止め。




エンクロージャーの組み立て19

ターミナル外周をホットボンドでコーキングします。ちょうどグルーガンに刺さっていたグルースティックが茶色という微妙な色でした(笑)。




エンクロージャーの組み立て20

内側からもホットボンドでコーキングします。




エンクロージャーの組み立て21

エンクロージャー内部に吸音材を貼り付けた様子です。

バスレフ系エンクロージャーの場合、吸音材はゼロ、もしくは、使用しても少量で良い為、今回は薄いフェルトを平行する面の片側のみに貼り付けました。吸音材を大量に入れるとエンクロージャー内の空気バネの力が弱くなってしまい共振が起こりにくくなってしまうため、入れすぎに注意しています。




エンクロージャーの組み立て22

側板④を取り付けた様子です。




エンクロージャーの組み立て23

今回も外装はフェルトを貼り付けました。

フェルトを貼り付ける理由はペンキやニス塗りでは乾燥に時間が掛かるし、臭いがイヤ(笑)ということもありますが、それ以外にも、フロントバッフルで音が反射するのをある程度防ぐことができるので、音像が膨らむのを防いだり、音場感の良さにつながるのではないかと思います。




エンクロージャーの組み立て24

引き続きフェルト貼り付け。前面の様子。フェルト貼り付けに使っている木工用ボンドが乾燥したら、ユニット取り付け穴と第3ダクトをおおっていたフェルトをカッターで切り取ります。




エンクロージャーの組み立て25
エンクロージャーの組み立て26
エンクロージャーの組み立て27
エンクロージャーの組み立て28

引き続きフェルト貼り付け。側板③、④、天板⑤、底板⑥。




エンクロージャー完成

エンクロージャーが完成した様子です。この後、ボンドを乾燥させるために数日放置します。



次回は、ユニットの取り付け、周波数特性・インピーダンス特性の測定を行う予定です。


次回に続く・・・ -> その5


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