[自作スピーカー]バッフル加工にCNC？ディップ？

Question

Zenigataと申します。

完全初心者にもかかわらず、いきなり高級ドライバを購入し、３ウェイスピーカを製作し、塗装以外を完成しました。
まず現状を報告をさせていただきます。

・この写真を撮った後、ドライバの周辺に開いたバッフル板の隙間が干渉を起こしてしまうことに気づき、現在はこの隙間は埋めてあります。
・フレームの木材は全てバーチ合板（ロシア産、3cm厚です）
・側面は3mm厚合板の9枚重ねで3cm厚になるまで積層いたしました。
・5-10kHzにあるツイータのディップを埋めるため、グラフィックイコライザを使って聞いています。（痛！）

と言うわけで質問をさせてください。

1）バッフルは22mm厚と19mm厚のMDFを張り合わせてルータを使いカットしています。
実は途中で正確にカットできず、何度も修正したり、端切れを接着しなおして完成しています。
また、失敗しすぎて最初の2枚は破棄し、作り直しています。
オーク集成材の45mm厚を使い作り直すことを計画しているのですが、正確にカットできるか不安です。
ＣＮＣを使って工場に依頼するなどの方法もあるかと思うのですが、価格はかなりするものでしょうか？
ＣＮＣだとソフトウェアを使って設計が必要ですが、普及していてフリー(または安価)なソフトウェアはありますでしょうか？
ちなみに私はドイツ在住なので、世界中で普及しているものの方が良いと思います。
ＣＡＤなどのソフトウェアは使ったことがありませんので、最初から勉強することになります。

2）あと、別件ですが、ツイータの再生音のグラフをSpeakerWorkShopを使って測定したところ、バッフルに装着したときのみに5-10KHzにディップができてしまいます。
Nearfieldで測定した際と、ドライバを裸で座布団にのせ、屋外で空に向かって測定する場合はメーカの公表スペックとそっくりのグラフが現れますが、バッフルに装着するとかなり違うグラフになってしまいます。
自分では、ツイータをウーファとスコーカではさんで配置してしまったがために、ツイータの周辺に大きな平面部分ができてしまっていますが、これによる干渉ではないかと疑っています。
解決方法やアドバイスなどご意見をお聞きできるとうれしいです。

参考までにスピーカーデータは下記です。

■使用ドライバー
[ウーファー]
SEAS Excel W26FX-001 （各2個×2本）
http://www.madisoundspeakerstore.com/approx-10-woofers/seas-excel-w26fx-001-e0026-10-aluminum-alloy-cone/
[スコーカー]
SEAS Excel M15CH-002 （各1個×2本）
http://www.seas.no/index.php?option=com_content&task=view&id=66&Itemid=90
[ツイーター]
SEAS Excel T29-CF002
http://www.madisoundspeakerstore.com/seas-soft-dome-tweeters/seas-excel-t29cf-002-e0040-crescendo-fabric-dome-tweeter/

■Ｎetwork
４次Butterworth

■クロスオーバ周波数
400hz
3Khz

Yorkminster · Accepted Answer

まずCNCについては素人なので、いい加減なことしかいえませんが...

スピーカーのバッフル程度であれば、どの位置に、どのくらいの穴があり、どの程度落とし込みをして、といった簡単な話で済むので、「一見して了解可能な程度の手書きの図面」で良いと思います。逆に、素人が下手にプロの真似をして作ったデータだと、かえって業者が困る気がします。

加工費用については分かりません。日本とドイツとでは事情が異なるでしょうから、ドイツ国内の愛好家にお聞きになったほうが良いと思います。日本よりスピーカークラフト（を含めたDIY全般）は盛んだと思うので、情報も得やすいと思います。

ツイーターのディップの件は、回折によるものだと推測します。バッフルの幅がW26FXに合わせてあるので、そのせいでしょう。ツイーターの周辺を斜めにカットすると効果がありますが、それができないときは、ツイーターを内側に寄せて配置するほうがベターです。

M15CHの周辺を斜めにカットしてあるようですが、これはあまり効果がありません。むしろ、バッフルの面積が少なくなって中音域の音圧が下がります。つまり、ウーファーやミッドレンジにとってはバッフルはある程度大きいほうが有利、ツイーターにとっては狭いほうが有利、ということです。

従って、3ウェイだと、WWMT（下から順にウーファー、ウーファー、ミッド、ツイーター）構成がベストです。メーカー既製品もほぼこのセオリーに沿っています。大型スピーカーで、WWMTMWWといった構成もありますが、たいていツイーター付近は斜めに切り込んで平面を減らしています。

上手く行くかは分かりませんが、ツイーター周辺にフェルトでも貼ってみてはどうでしょうか。

iBook-2001 · Answer

No.5です。
お礼を戴きありがとうございます。

ドライバ単体での測定とのことですが、バッフルから取り外した状態では正常で、バッフル取り付け状態での問題と考えて良いでしょうか？

ユニットの特性図を眺めてみますと、１０K以下がディップというより、振動系の共振が出てくる１０K以上だけが強く出ているのかなぁ？

測定はユニット軸上だと思いますが、マイクとの距離とかはどうでしょう？

取り付け構造でも音は大きく変化しますが、周波数測定ですぐ解る程の差は出にくいと思います。

むしろ、１０K以上のピークを基準として、全体レベルが抑え過ぎとかはどうでしょう？

ツイーターの５K~１０Kがバランスするレベルにして、１０K以上を抑えるという方法も有りそうですね。

５K~１０Kと、１０K~２０Kはどちらも同じ１オクターブですが、人間の聴力としてより敏感な帯域側をグライコなどでイジリ過ぎ無い方が生楽器の音楽を楽しむ場合には有利な場合が多いかと思います。

私もたまにマイクで測定しますが、全体バランスはおおむね１mまで、KHz以上の中高域側はユニット正面数センチで測定してますよ。

２００Hz以下は部屋の影響がほとんどなので、あくまでいろんな測定と聴いた感じからの相対判断だったりします。

なお、マイクの特性もあるので、その分も考慮しますが、御質問者様の環境は、私なんかより高度なので、そこまで悩まなくても良さそうです。

ネットワークが４次という高次なのですが、クロス周波数前後１オクターブくらいは特性上の影響が有ると考えられます。でも、３Kのクロスで１オクターブ上の６K以上大きな影響は考えられませんので、スピーカー工作好きの私としても、ちょっと不思議な感じです。

ユニット取り付けが６穴でもあるので、バッフル面との密着性とか、ネジの締め付けバランスなども多少は影響が有るかもしれませんが、影響度が３dB以上で影響が１オクターブなんて事は少なくとも私の経験には有りません。狭い範囲のピークやディップなら１０dB以上の影響もあり得ますし、取り付け方法失敗で広範囲で0.5dB~2dB程度の影響って事くらいならあり得ます。（と言うか、体験済み。笑）

なお、測定では変化を確認出来ませんが、高域ユニットのフレームやその周辺部を吸音性の物で覆うと音の感じがガラリと変わる事も有ります。簡単な実験としてはフェルトシート等をくりぬいて張ってみる等も良いでしょう。

がんばってください♪

Yorkminster · Answer

>> ツイーターのディップの件、やはりそうだったのですね。 //

結果が分かって初めて原因が分かる、ということは否定できないので、他の可能性もあります。あくまで可能性の1つと考えて下さい。他の回答者も書かれていますが、開口径が大きいので強度不足、ということも考えられます（外側の厚みも無駄ではありませんが、中に補強を入れるほうが効率的です）。

>> リスニングポジションの高さにあわせるため //

SEASのツイーターは、高いだけあって、径の割に指向性は良いほうだと思います（19mmとかには敵いませんが）。視聴位置との距離にもよりますが、ミッドとツイーターの中間付近で聞くことができれば十分ではないかと思います。というか、多くのスピーカーはそういう設計だと思います。

>> 上下のウーファのバックスペースはほぼ正確に同じ容量 //

ウーファーのチェンバーはそれぞれ独立している、ということですか。だとすると、単に片方（上側）の容量を減らしただけではQが変わるので、音質面で違和感を感じることになるかも知れません。もう一方も容量を減らすか、密閉型なら吸音材の量を変えるなどして調整する必要があるかも知れません。

あるいは、現在ミッドが占有しているスペースが空くことになるので、上側のウーファーのチェンバーと繋ぐ方法を考えてみる、というのもありでしょう。あまり複雑な繋ぎ方になるのは不味いですが、たとえば、ミッドのチェンバーを縦長にすれば、その後方部分をウーファー用に回せると思います。

>> バッフル周囲斜めカットは直線でなく曲線になっています //

まずは、いくつか業者を探して、どういう形で発注すれば良いか、打合せをしたほうが良いのではないでしょうか。「データでくれ」と言われたらそうするしかありませんが、「正確な寸法さえ分ければ手書きでいい」と言われることもあるかも知れません。

ただ、斜めカットを曲線でできる程度の機材・技術をお持ちなら、ドライバの落とし込み加工はあまり問題ないと思うのですが...？
私はトリマしか持っていませんが、ルーターならトルクもあるでしょうから、オーク材でも切削できそうな気がします。

>> 板材選定につき //

実は、W26FXのダブルウーファーにドイツ、という時点ですでに思い出していました。修正していくのは大変だと思いますが、思い入れのあるスピーカーになる思うので、頑張って下さい。私のほうは、時間がなくて全く手が付けられていません。使ってみたいドライバはたくさんあるのですが...

John_Papa · Answer

N0.4です。
＞単独で測定していますので、他のドライバとの干渉は考えられないです。
では、自己逆相ですね。
処理がやっかいなバッフル固有振動（共振）かもしれません。
キャビネット・バッフルの厚みや密度で変化します。
左右対称キャビネットなのも共振しやすくしているかもしれません。
ツイーターの左右どちらか一方にバッフルと裏板を連絡する突っ支い棒（ジャストサイズより板に少しバイアスが掛かる程度の長さ）を入れると共振周波数がかなり変わります。棒はテスト時には接着する必要が無いので位置を変えてみたり、結果が出なければ取り外せばよいので一度お試しください。

箱にバイアスを掛けるのは楽器的発想ですが箱の強度を高くしたり共振モードを変える為に、私がこの世界に首を突っ込んだ1960年代には、某有名メーカーでカーブド合板を平らに貼るなど既に行われていました。アマチュア工作ではもっぱら突っ支い棒でしたね。

xitian · Answer

なるほど言われて写真をよく見れば三次元加工があります。CNC加工のオペレータが欲しいのは数値であって図面はその数値がどこの寸法を示しているかの説明でしかありません。曲線ならば中心と半径の明らかな弧で構成しその数値を与えること、それが不可能ならば複数の座標を与えてこれを滑らかに繋いでくれと言えばスプライン関数で繋いで加工してくれます。そんなことはオペレータには慣れたものです。逆に材料の板そのものに下書きしてこの通りに切ってくれと言うことは最も無駄で、オペレータはそれを定規で測って数値を作りNCデータを作る必要があり、オペレータの負担であると同時に設計者が望んだとおりのものが出来ないということになります。ちなみに先ほど私はガーバーファイルと書きましたがこれはプリント基板専用のNCデータ形式で、木工NCルーターの場合はやはりNCデータなどと言うのが適当だったと思います。費用は1日10万円というところだと思いますがピンきりと思います。

iBook-2001 · Answer

はじめまして♪

私もシピーカー工作が好きなんですが、スゴイですねぇ。

５K~10Kのディップって、測定条件でかなり変化しますし、そもそも自分で聴いてみてどのように違和感が有るのでしょうか？

工作精度の部分でロボット加工を求めるのは、私も一つの夢ですが、実際の板加工精度として、指先で触れて微調整のほうが良いと思います。
（同じ物をたくさん加工するなら、絶対精密ロボット囲うでしょうね。）

振動の基点として、ユニットのボイスコイル部固定部分がよ正確に固定出来る方法を考えるのも良いかと思います。

音の速度と周波数から、取り付けやクロスした他ユニットの減衰している音との干渉なんて言う部分も計算してみてください。

また、高度な測定が可能なら、高域ユニット付近のバッフル振動解析も、、、

John_Papa · Answer

5-10KHzにディップができてしまう件のみの回答

ユニットの位相特性になにかあるのかな？
ツイーターSEAS Excel T29-CF002を＋－逆に繋いで、相変わらずディップが発生するか確認してみてはどうでしょう。

R2011T · Answer

No,1回答者：xitian さんの回答の通りで、板に直に鉛筆で書いて、
線の内側に沿って小さめにカットすればOK だと思うのですが。
鉛筆で下書きする時に、スピーカーの取り付け用も一緒に書き、
下穴を開けとくと、スピーカー取り付けが楽です。

＞5-10kHzにあるツイータのディップ
位相の問題かと・・ツィーターを逆相に接続すると、直る場合があります。

ネットワークを周波数カットがより急峻な物に替えるとかツィーターを前後
に動かして位相を合わせるのが良いのですが。

板厚は２５mm 程度で角材、残材で補強すれば、家の中で聞くのには充分ですね。
補強材で定在波の発生が多少、防ぐ効果もあります。

xitian · Answer

スピーカーは素人なのでCNCだけ。CADからCNCへのデータ連携はガーバーファイルを使いますが方言も多くあまり簡単ではないのでCNC加工者の指定に従い綿密に打ち合わせる必要があります。一方でこれくらいの加工はたいして複雑でなく丸い穴を直径いくらでどこにあけるかというだけの話ですから紙に鉛筆で書いた図面があれば充分です。雲のような複雑な曲線をその通りに表現したいというならCADデータが必要になると思います。オペレータは慣れていますから大丈夫ですよ。

[自作スピーカー]バッフル加工にCNC？ディップ？

まずCNCについては素人なので、いい加減なことしかいえませんが...

この回答への補足

No.5です。

>> ツイーターのディップの件、やはりそうだったのですね。

N0.4です。

なるほど言われて写真をよく見れば三次元加工があります。

この回答への補足

はじめまして♪

5-10KHzにディップができてしまう件のみの回答

No,1回答者：xitian さんの回答の通りで、板に直に鉛筆で書いて、

スピーカーは素人なのでCNCだけ。

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