質問: 自作スピーカー こんにちは!この度スピーカーを作ろうかと思っている者です。 調べているうちに20ヘルツという領域に憧れを持つようになりました。 しかし自分はフルレンジ派です。 そこで、20ヘルツなんて到底でない10センチのフルレンジスピーカーを、片側に50個くらいついたスピーカーを作れば低い周波数も出すことが出来るんじゃないかと思いました。 単純に面積が増えれば低い周波数も出のでは?という理論です。 これが出来れば高音から低音まで定位が定まっていて、かつ20ヘルツまで出るという理想のスピーカが出来ます。 そこで質問ですが1つ1つのスピーカーからは低い音が出ていなくても、数が多ければそれより低い音になるのでしょうか? どなたかお答え願います。
回答: 既に回答されている通りですが... 同一のユニットを複数同時に鳴らすメリットは、振動板面積の増大による能率の向上だけです。これは、ごく単純化していえば、風呂の水を1個のコップで汲み出すより10個束ねて汲み出す方が早い、というのと変わりません。 他方、スピーカーの低音の再生能力は、主に、振動系質量(mmsという。日本ではm0と呼ぶことが多い)、力係数(bl=フォースファクタという。日本では用いられないことが多い)、共振先鋭度(qtsという。日本ではq0と呼ぶことが多い)などによって決定されます。これら(と他の要素)を、一定の公式に当てはめて求められる解の1つが、最低共振周波数(fsという。日本ではf0と呼ぶことが多い)です。 これを、簡単にモデル化していえば、水風船と同視できます。つまり、バネの先に錘りを吊り下げたものと同じです。mmsは錘りの重さ、blは錘りに動きを与える強さ、qtsはバネの長さと固さ、という形でほぼ相当します。バネの長さや固さが同じなら錘りが重い方がゆっくり振幅し、軽い方が速く振幅します。逆に錘りが同じならバネが長く柔らかい方がゆっくり振幅し、短い方が速く振幅します。 http://www2.city.suginami.tokyo.jp/news/detail/6257/kagakunotane06_2.pdf そして、たとえば1枚の板に同じ組み合わせの錘り・バネをいくつ吊るしても、それぞれの錘りの動きに変化はありません。これは、1つのエンクロージャーに、同じユニットをいくつ取り付けても、1個1個のユニットの再生能力に変化がないことを意味します。他方、板が受け止める反動の強さは、1個のときより複数のときの方が大きくなります。これは、まさに能率が上がったからです。 以上のことから、もともと低音再生能力に限界のあるユニットをいくつ並べても、能率が上がるだけで、ローエンドが伸びることはありません。 また、 >> 高音から低音まで定位が定まっていて // とありますが、これも間違いです。なぜなら、複数のユニットから同時に高音が放出されることになるので、かえって定位は不明確になるからです。 もっとも、同時に多数のユニットを鳴らすことに全く意味がない訳ではありません。主としてpa(パブリックアドレス=大会場などの音響)に用いられる方式で、ラインアレイ型あるいはトーンゾイレ型と呼ばれるスピーカーがあり、同一ユニットを縦に並べて構成します。 こうすると、あたかも縦長のユニット(長方形ないし楕円形)とみなすことができ、縦方向の指向性は変わらないか、むしろ悪化しますが、横方向の指向性を広げることができる(つまり、横に広がる音になる)ようになります。また、振動板面積も増えるので、低音の音圧を保つことができます。 これは、ウーファーでも、フルレンジでも、ツイーターでも同じで、代表的には、mcintoshというメーカーが、家庭用スピーカーとして、ウーファー、ミッドレンジ、ツイーターを縦3列に並べた製品を作っています(恐ろしく高価です)。 ちなみに、同じユニットを複数使って「低音だけ」を強化する方式としては、タンデム型ないしアイソバリック型という方法があります。ただ、適したユニットでないと周波数特性が乱れ、逆効果にもなり、設計自体が容易ではないので、それなりの知識・経験がなければ成功させるのは困難です。 なお、日本では、スピーカーというと「どこまで低い音が出るか」で勝負する人が多い(ように思う。特に8cm~10cmくらいの小型ユニットで、どうにかして低音を出したいという傾向。狭いスペースで何とかしたいという願望の現れでしょうか...)のですが、ムリヤリ低音を出そうとすると、いわゆる「遅れ」が発生します。良くいえばゆったりとした低音になる訳ですが、悪くいえば締まりがなく不正確な音になります。 なんだかんだいって、高級といわれるスピーカーの大半は2wayか3wayと相場が決まっているので、音質と帯域の広さを両立するなら、けっきょくそれに倣うのが近道といえます(その意味で、フルレンジでは超えることのできない壁があるといえます)。