共鳴管ということで、単純に管の片方にユニット、もう片方を解放とした4分の1波長共鳴管を前提にします。

基本的な計算式では、管長をL・管の半径をrとおくと、共にcm単位で、

	8500/(L+0.82r)

となります。厳密な計算では気温により8500ではなくなりますが、気にするほどではないでしょう。(8500=340*4ですので、気温14℃くらいの目安)
本来の式は、

	{(331.5+セ氏*0.6)/(L+0.82r)}*4

とするべきです。

したがって、VU65の内径を半径3.5cmと仮定すると、

	8500/(200+2.87)=41.898...

となりますので、約42Hzの基本派と、これの3倍高調派である126Hzに共振ピークができます。5倍の210Hzも聴感上影響がある程度のピークができるはずです。1/3派の14Hzにもピークが出ますが、こちらは無視できるでしょう。

一方、共鳴管は音響迷路としても動作しますので、2Lに相当する波長にピークができ、Lの波長でディップになります(Lで逆相・2Lで同相)。したがって、85Hzが約3dB上昇、170Hzで3dBのディップという感じになるでしょう。(計算方法の基本は上記と同じ。)

したがって、周波数特性は、

	14Hz∩  42.5Hz∪  82Hz∪  85Hz∩  126Hz∩  170Hz∪  210Hz∩

という感じになると思います。80?90Hzは共鳴管としてのディップと迷路としてのピークがほぼ重なるため、小さめのピークになると思われます。ただし、聴感上「筒臭い」感じは消えないと思います。(共鳴管としてのピークの方が鋭いため。)

共鳴管は特定の周波数を狙い打ちでで強調したり減衰させるのに向きますが、密閉のようになだらかな減衰曲線は作れません。また、バスレフより位相の回転が複雑で、いわゆる「筒臭い」音になりがちです。有名なBOSEの"CANON"でも、ユニットを筒の中央付近に取り付け、左右の管の長さを変えることで共振のピークをずらし、なだらかな特性を得ているようです(想像)。サブウーファーとして設計するのであれば、これに倣ってピーク・ディップが巧く重なるようにし、総合的な特性としてフラットを目指す必要があると思います。

なお、管の直径が70mm弱と細いため、かなりQの低い特性になると思います。つまり、ピークディップの上下に広い範囲でも共振が起き、はっきり言ってしまえばグチャグチャの特性になりそうです。

細いと使えるユニットが小さくなり、必然的に耐入力が下がりますので、太めの管を使い、最低でも10cmクラスくらいでないと保たないのではないでしょうか。管はVP100以上の太さと剛性が必要だと思います。VUは剛性が低く、ハイパワーでは管自体が共鳴して耳障りな音になります。(塩ビ自体よい響きの素材ではありませんので。)良くて10?12cmの非力系フルレンジが限度だと思います。

経験上、マトモな共鳴管の設計はかなりのノウハウが必要だと思います。BOSE然り、B&WのEmphasis然りですね。

以上、ご参考までに。

＞m_sagamiさん
ヘルプして頂きありがとうございます。
たくさんのコメント大変助かります。m(__)m

m_sagamiさん。完璧なコメントありがとうございます。
私は入手性のこともありVU管しかつかってませんが
「管鳴り」がきになるところです。音量が出ているときに
管に耳をよせてチェックしたりするのですが、
多少は振動してますが、音を発するほどではないようです。
パイプの中は空気が物凄い勢いで振動してますから
管の振動を完全に抑えるのもまた難しそうです。
私の作品を全部VP管に交換すると材料費だけで1万円は
いくんじゃないかな(~_~;
購入が4m単位になるのも痛いです。

blogでは初登場にもかかわらず、突然大量の(偉そうな)コメントで失礼しました('-' ;

VU管ですが、やはりダンプしたものとしていないものでは全く音が違いますので、剛性はかなり低いと思います。ただ、ダンプと言っても、ブチルや何やで押さえ込んでしまうのではなく、共振の腹にあたる部分を局所的に止めてやれば、かなりクリアな音になるようです。
これは塩ビに限らず木製エンクロージャーでもいえることで、音量を上げられない市販の安物スピーカーでも、急所を突いてやれば格段に伸びが良くなることがあります。

そういう意味では、単にVP管を使うだけでなく、ケースバイケースでポイントを探り当てる"勘どころ"も必要かな、と思う今日この頃です。

パイプはVU管で十分と思います。
ユニットの限界近くの音量で聴いていますが、多少の振動はありますが、音に影響があるほどとは思えません。

車載用ウーハーですか。車は隙間だらけで音が漏れて、思ったような音が出ませんね。
息子の車にプチプチで袋を作り、エンクロージャー代わりにしましたところ、これだけで十分に締まった音が、ユニットからちゃんと出ました。
以前はドアのあちこちから音が出ていて、聞けたものではありませんでした。
高価な制振材を張っても、無駄ですよ。
５００円もあれば出来る遊びです。
失敗しても何万円もするユニットからすれば安いもんですよ。
お試しあれ。

20050217付けで管理人さんに質問ＵＰしてもらいました、Ｍです。その後たくさんのしかも正確なアドバイスいただき、大変感謝しています。同時にこういうブログを用意して頂いている管理人さんに感謝感謝です。
ところでsagamiさんへ質問です。共振ｆはわかりましたがそこのｆでの音圧はその前後のレベルに比してどのくらい上昇するのかが最終的に必要ですよね。そこにはコメントにもありましたように、”腹”の部分にダンプ材いれるとか、途中にエルボいれるとかいろいろありそうですが、なにもなかったらどんなもんでしょうか？尚ＳＰ取り付け部分には工夫をして１６０ｍｍＳＰを２本使用する予定です（共鳴管は65ＶＵ）ここのつなぎは流路の急激な変化をさけなければならないので苦労しそうです。又Ｆ特フラットの件ですが、”まずは４０?５０Ｈｚでの音圧を出す”のが先決でフラット化は次段階での課題と考えていますが甘いですか？　宜しくお願いします。。以上

お早うございます。

まず管の材質についてですが....
ヘタレな管楽器奏者の立場でいえば、やはり最終的に音質を左右するのは材質です。例えば真鍮でもアルミでも、それこそ塩ビパイプでもフルートは作れますが、総銀製に勝るものではありません。MDFでバイオリンやギターも作れますが、音が良いとは思えません。その意味で、振動するべき箇所は良い響きのもの、するべきでない箇所はしっかりと剛性をもたせるか、制振(整振?)して不要な音を出さないようにするべきだと思います。

現在、新作のチューニング中ですが、管部分に5mm幅でホットボンドをつけるだけで、驚くほど音が変わってしまいます。もちろん、ケースバイケースではあると思いますが....

次にMさんのご質問に関して。
共鳴管の共振のピークは、管の太さに依存します。これはバスレフのポートや、もっといえば管楽器全般と同じ理屈です。チューバでもトランペットの音域の音は出せますが、痩せてキツい印象の音になります。
太い管を使うほどピークが鋭くなり、ピンポイントで共振します。細いとピークは潰れますが、前後の周波数にも影響し、ボワボワした音になりがちのようです。私も実験の準備段階で、はっきりとはいえないのですが、管の断面積はだいたい振動板面積のx1?x3くらいが目安だと思っています。(長岡氏の文献にも出ています。)

逆に、音道の断面積を振動板面積より小さくするとロードがかかり、本来の動作からは外れます。末広がりにすればホーン、末すぼみにすればTLS(トランスミッションライン：PMCが有名・Nautilusチューブも?)となります。ロクハン(6.5inch=16cm)2本といえば20cm級、VU65の断面積を38cm^2とすると、バックロードのスロートより絞ることになります。1本でも振動板面積130cm^2に対して僅かに30%の音道面積ですから、かなり無理があるように思います。

どのくらいのピーク／ディップになるかですが、正直なところ、作ってみないと分からないというのが現状だと思います。
私も今ひとつ理解が足りないのですが、要するに共鳴管というのは、その共振する周波数でのみ振動板に(かなり大きな)負荷がかかり、それ以外では後面解放(あるいは無限大バッフル)と同様に動作する装置です。したがって、その負荷(インピーダンス)の大きさ・鋭さによって、音圧の上がり方(大きさ・鋭さ)が決まります。
つまるところ、その公式があれば話が早いのですが、私はまだ見つけていません。(不勉強で申し訳ありません。)

ともあれ、共鳴管インピーダンスを計測したサイトの測定例によれば、基本派のピークはユニットのfoに近い山を作っているようですから、この周波数ではユニットはfoと同じ動きをしているのではないとか思います。(したがって耐入力が下がるはずです。)

また、繰り返しになりますが、共鳴管ではfo以下の特定の周波数で(強烈な)ピークができ、そこを外れると音は全くと言っていいほど聴こえません。特に波長2Lの音は180度の逆相ですから、原理上は完全に打ち消されます。(実際には位相の複雑な回転でそうならないと思いますが。)
したがって、パラメトリックイコライザなどで特定の周波数を強烈なQで持ち上げるのと同じように、自然な再生音とはほど遠いものになるような気がします。

私の共鳴管はお蔵入りしてしまいましたが、そのような事情があるためでもあります。ただの「筒」では自然な音にしにくいと思ったからです。管にテーパーをつけたTQWTなら可能性はありそうですが、これはまだ試作していません。
塩ビパイプを気柱共鳴で利用するなら、吸音材の充填でダンプしたTLS的なものか、BOSE"CANON"的にピーク／ディップを埋め合わせるタイプが良いのではないでしょうか。

不勉強の身で偉そうに書いてしまいましたが、ご参考にして頂ければ幸いです。

MCBTです
sagamiさんにお礼です。
大変丁寧なご教示本当にありがとうございました。
よく理解できました。m(__)m 御説を参考に現案を練り直します。 　　　　ＰＳ１　　管楽器と聴いて昔のことがムラムラと・・・ 実は私もチューバを皮切りにフルート、Ｂ♭クラ、Ａサックス、ギター・・・と楽器遍歴者でして、説明文は"実感"をもって理解できました。 　　　　　　　又宜しくお願いします。 　　　それにしてもこのように、各方面の専門家のご意見を短期間に、それも無償でいただけるなんて、このブログを用意して下さった管理者の方に、重ねて御礼申し上げます。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　m(__)m ＰＳ２，現在、車内でのＦ特を耳で簡易チェックする為の信号ＣＤを作成してまして、　　来月くらいにはもう少し具体的な話ができるかも知れません。
　　又ご報告します。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以上

＞m_sagamiさん、長野さん、大地さん
ヘルプコメント大変助かりました。
ありがとうございました。
管理人が一番知識が乏しそうで、私が管理人でよいか不安になってきました。(~_~;)
皆様にはこれからもお世話になると思いますが、宜しくお願い致します。m(__)m

＞MCBTさん
上のように当サイト･ブログは皆様に支えられて成り立っております。
また、塩ビ管スピーカーを作られましたらコメント及びご投稿下さいませ。

皆さん楽器やられている方多いですね！
そういう方々に音を聴いて貰える塩ビ管スピーカーは幸せ者です！！

私は楽器もオーディオも素人に毛が生えたくらいの「頭でっかち」さんですので、話半分程度にお読みください。(^^;

＞m_sagamiさん
とんでもございません。大変助かりました。m(__)m
こちらこそ、これからも宜しくお願い致します。
新作UPはもう少々お待ち下さいませ。

共鳴管って音クセといいますか出過ぎる音(ピーク)があるのが難点ですが
メリットとしては背圧のないダイナミックレンジの広さやないでしょうか？
これはこれで捨てがたい。長岡さんも最後のレファレンスは共鳴管だったの
ですが、やはり他の方式のスピーカと組み合わせて使うものでは
ないかと思うきょうこのごろです。さすればピーク・ディップの差は
トータルでさほどでも無くなると。

PS:私塩ビ管でフルート作ってます。内径20mmの管と先端はもう一段細いのを
つないでいます。不思議なことにモダンフルートとほぼ同じ指使いで
吹けます。半音もだせます、ただし音程はビロビロです、指穴位置が
いい加減ですから(^^;　音はやはり「塩ビ管の音」です。アウロスの
プラスチックのトラベルソに近い音色ですね(^^;

共鳴管の特徴は、先にも書いた通りですが、共振点以外の周波数では理屈の上では背圧が0になり、ユニットが開放的に動くことだと思います。しかし、逆に言えば、もともとバスレフやBHを前提に設計されたユニットを裸で使うわけですから、ユニットが予期していた動作とは異なっている可能性も考えられますね。
一部のメーカー以外が採用してこなかっただけに、地道な研究が必要なのかもしれません。

テスト（このあとコメント書き込んでもらってOKです）

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