3D-スパイラルダクトに関する、解説ページ。

として、これから少しずつ加筆していくつもりです。
不定期に予告無く、更新する(かも)。

発明者 anchor.png

元々、Takenakaさんが考案して特許取得された方式だが、個人ユーザーが趣味で工作するものに関しては自由に使用して良いとのことである。

音の実験室:自作バックロードホーン・スピーカー

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動作原理 anchor.png

基本的にはバスレフ
当初は、バックロードホーンだという説もあったのだが、現在はヘルムホルツ共振を原理としたバスレフだという見解に収束している。

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広帯域バスレフ anchor.png

 3D-スパイラルダクトは、スクリュー状の形状により音波の回折性の変化を利用して、広帯域なバスレフ領域を確保していると考えられる。
 本図で、まず、最低域付近では、ダクト内の全空気が振動する。 この領域では、振動周波数が低いため、音波は全方向に広がろうとし、ダクトの軸方向よりも円周方向に十分に広がるため、多くの空気が一体となって振動する。 このため、振動空気の質量が大きくなり、より重低域のバスレフ動作となる。
 続いて、中央から右の図のように、周波数が上昇して中低域寄りになるに従い音波の回折性が悪くなり、円周方向に広がらずにスパイラル中心付近をできるだけ直進しようとする。 こうして、振動空気の質量が小さくなり、中域寄りのバスレフ動作となる。

spiral_broad.gif
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心棒の太さ anchor.png

spiral_sinbou.gif

 最低域付近の振動限界周波数は、ダクト入口面積とダクト内全空気量でほぼ一意に決まるが、振動周波数の高いほうは様々な要因で変化する。 例えば、細長いスパイラルよりも、平たいスパイラルのほうが、同じ最低域を持つ場合にはより高い周波数の振動を得られる。(つまり、サービスエイリアが広い。) これは、図のように同じスパイラル外径(管内径)で心棒の太さだけ変化させた場合に、心棒が細いほうがより高い周波数で振動しそうであることは容易に想像が付くことで、納得できるであろう。

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仕切板の間隔 anchor.png

spiral_sikiri.gif

 もう一つ。 仕切り板の間隔が狭いほうが、円周方向への空気の逃げがされにくいため、より高い周波数の振動を得られる。 注意しなければいけないのは、単に高さを狭くしただけだと、ダクト入口面積も小さくなるため、そのままでは逆効果だし最低振動域も下がってしまう。 そこで、2条スパイラルとして2条分の合計入口面積を1条の時と同じにすることで、1条あたりの仕切板間隔だけを狭くでき、結果として、より高い周波数の振動を得られる。

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製作 anchor.png

未執筆

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注意点 anchor.png

 平べったいほど、中高域の漏れも多くなるので、ダブルバスレフスパイラル化するなどの工夫が必要になってきます。
 (追記)また、最近わかってきたのですが、直径よりも短い扁平スパイラルは、低域がすっぽ抜けて出ないようです。 長さ/直径の比は、 1.5程度以上にしたほうが無難です。


コメント一覧

なーお  投稿日時 2009/5/30 12:24

スパイラル解説ページを書いてみました。
 # 皆さんのツッコミ、お願いします  :-D

スパイラルって、どんな風に効くの? という人への最初の理解にお役に立てばと思います。

なお、このページは、なーお'n研究室の内容を転記したものです。

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初版日時: 2009-05-30 (土) 12:20:00
最終更新: 2009-05-30 (土) 12:25:37 (JST) (3068d) by なーお

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