ドテラのカーオーディオ日記

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って事でネタです。
振動ってちょと掘り下げると、振る舞いが理解できたりします。
私もほんのさわりだけをちょろっと勉強しただけです^^;
この程度でも十分役立つ情報がありますのでここでお伝えしますが、本気で勉強してる方から見ると
微妙に理解が違ったり言葉の選択が違う所もあるかと思いますが、その場合は出来ましたら私のようなアホでも
分かるよう噛み砕いて教えていただければと思います^^;


●誘導に関して

・振動は物から物に伝わるのが非常に苦手です。
 例えばスピーカーをいい加減に固定すれば、バッフルへの振動は伝わりにくくなります。
 逆に言えば、誘導したい経路部分をしっかり固定すれば振動はそちらに向かいます。

・振動は音速の速い物ほど効率よく伝わります。
 ガードレールなんか叩くとめっちゃ響くでしょ♪
 ドアで言うと新たに音速の速い素材で振動を逃がす道を作ってあげると・・・
 
●減衰に関して

・異なる固有振動数の物同士をつなげるとエネルギーは相殺され減衰します。
 例えば前途の音速の速い新たな振動を逃がす素材の一端をドアに固定すると、固有振動数の違う物同士ですので
 エネルギーが減衰しながら振動数を変え伝わります。
 もう一端をもう一旦とは違う振動モードの場所に固定すると、両端同士が固有振動数の違う素材により繋がり
 ますので、両端での相殺と異素材使用による減衰の相乗効果が見込めます。

・同じ素材でも形状や大きさにより固有振動数は違います。
 これなんとか利用できないかと画策してますが、現状は何も思いついてません^^;
 他と同じく色々複雑な要素が絡み結果役立つことがあるかもしれませんので、頭の良い人考えて教えて下さい。

・デッドニング剤はそれぞれ減衰させるのが得意な周波数と苦手な周波数があります。
 ガッツリと減衰させたいって場合は、減衰量重視で素材を選択し、音色が色濃く反映されそうな場所の場合は、
 出来るかぎり特生の穏やかなものを選択するのもありかと思います。

・先程振動は物から物へ伝わるのが苦手と書きましたが、それを逆手に強度が求められない場所にアブソーバー的
 なものを作ってみるのも面白そうです。

●逃がす!に関して。

・個人的には吸収できなかったエネルギーは、車外へ逃すのが良いと思います。
 何とかして車外へ逃す経路と構造が出来ないものかと日々考えています。
 アウターパネルへのデッドニング材の施工も不要と考えてます。

・エネルギーを逃がす車外以外の場所としては、車両本体やフレームだと考えてます。
 勿論出来る限り減衰させ扱いきれなかったものだけです。
 スピーカーの取付部から車両までの部分で、しっかりとしたエネルギーの管理がされていれば、効率よく車両へ
 エネルギーが伝達され、それは再生音に大きく影響しないと感じてます。

●防音に関して。

・防音とは遮音と吸音を駆使し音をコントロールします。
 遮音は音を透過させない事で、鉛やコンクリート等重いものや、独立した空気室をたくさん持ってる発泡スチロール
 などが優れています。
 吸音は吸音材の中で乱反射させ音を減衰させる素材で、グラスウールやニードルフェルトなどが有名です。

・防音は外部からの音の遮断が一般的ですが、ドア内部の付帯音が車室内へ漏れるのを防ぐことも出来ると思います。
 いくら処理を完璧にしてもドアの共振をゼロにすることは不可能ですので、必ず付帯音が車室内へ漏れます。
 例えば薄いスポンジ状のシートを内張りに貼れば、それなりの効果があると思います。

・吸音は諸刃の剣です。
 かなり難しい作業ですので、吸音は考えなくても良いかと思います。
 例えば背面の音を吸収すれば必ず前面から出る音にも影響します。
 内張りの空間などに定在波防止的な意味合いで施工する等限定されると思います。

・吸音材の特生の確認。
 吸音材を耳の後ろにかざしサインはスポット信号を流します。
 角度を変えたり、耳から話して音に変化がある周波数ほど吸音効果がない周波数です。
 吸音材で耳を塞ぎサインはスポット信号を流します。
 音が小さくなる周波数ほど遮音効果が大きい周波数です。

・遮音、吸音ともに低域になるほど難しいです。




ヤバイですね~。。。
破綻しかけてますね~^^;;;

ちょっと難しい用語を書き始めたら、それが破綻の前兆です^^;
ちゃんと消化出来てることは噛み砕いて書けるんですが、いっぱいいっぱいになると無理です~


って事で、中級編の続きがあるかは不明ですが、上級編は自身がもっと精進しないと書けそうにありません^^;
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しばらくお休みしてた”デッドニング”についてですが、ボチボチと再開しようかと思ってます♪
お休みしてたにはそれなりの訳がありまして、まずはその辺りを^^;


実はデッドニングについてですが、私の中でもちゃんと理解してる領域を超えつつありまして・・・
こういった事項に関し先走って書き込むと、後から見た時に誤解してることやちゃんと理解してない事が判明し、自身恥ずかしい思いをすることが多々あるので躊躇してたってのもあります^^;

あとちょっと位は吐き出せそうなのですが、これからは怪しい部分も含まれてくると思われますので、その辺りも考慮しお読みいただければと思います^^;



と言うことで再開!



これまで書いてきたことで、デッドニングとバッフルが密接な関係にあり、ドアをエンクロージャー化する過程での一工程がデッドニングだという事がわかったと思います。

スピーカーはリスナーに届くべきコーン前面から発せられる音だけでなく、背面からも同じ音が出てて、それは車両の各部を振動させる不要なエネルギーとなってますし、スピーカー自体の振動も同じく各部を振動させる余分なエネルギーを発してます。

これを都合よく誘導し、殺したり逃したりって事を考えて施工することが良質なドアへの第一歩となると思います。

要は不要なエネルギーが再生音に付加されなければ良いですので、手法はどんなんでも良いと思います。
ですが気をつけたいのは、いくら効率的に不要エネルギーを殺したとしても、完全にゼロになることはありませんので、殺し損なったエネルギーは再生音に付加されます。
この付加される音は色々こねくり回し色々な素材の音色が乗ってる状態ですので、場合によってはかなり不快と感じることがあります。
この音はスピーカーの音色となって現れる分もありますので、やたら殺しまくるって感じの手法ですと良い結果が得られない場合があります。


ここまで中級編を読んで頂いてる方は、かなりオーディオ好きの方だと思います。
それなりにスキルもある方も多くいらっしゃると思いますので、施工に関しては具体例を掲載するよりもネタの提供って形にしたいと思います。
それぞれ蓄積されてるスキルに応用していただけると良いですね^^


って事で、次はネタ提供♪

と言うことで、どうしましょ・・・
問題山積の状態でここまで来ちゃいました^^;;;


でも、これでスピーカーから発せられる再生音を蝕むことが無くなりましたので、再生音はクリアーかつ元気になりました。
それと同時に「あなたに敵意はありませんよ!あなたのすべてを受け入れますよ!って感じの交渉役。」が準備出来ました。
これで、おめおめと入り込んでくる振動エネルギーに罠を仕掛けてやっつけます!




既に臨戦態勢かと思いますが、本格的にデッドニングに入る前に奴らのエネルギーをこっそり奪っちゃいます!



ここではバッフルに一役買ってもらいます。
⑩で(後記)と書いた部分です。

先に書いたようにバッフルの素材は硬いほうが良いです。
それもちょっとの差が音に出ますので、触って硬いとか柔らかいってレベルじゃなく硬度が硬い方って感じです。
ですが硬い素材は内部損失が低い場合が多く、初級編でも書いたように響きがいつまでも残っちゃうと調子が悪いんです。
柔らかい素材は内部損失が高い場合が多く、バッフルに使用するとエネルギーが通過する際にその力を弱めてくれます。
って事は、振動エネルギーがドアに入る前に、ちょっとだけやっつけられるって事です!



これなんとな使えませんかね~・・・・・・・・・・

でも、素材は硬くないとスピーカーの音食われちゃいますよね~。。。
どうしましょ。。。。。。。。。。。。。



って事で、ここはちょっとだけ妥協しましょう!
妥協するんですから、その効果は最大を狙いたいですよね♪
なので固有振動数の差によるキャンセリングを利用しちゃいます♪




固有振動数ってのは、その物が持つ固有の振動って事なんですが、平たく言えば叩いた時にでる音の周波数ってことです。
これが素材や形などでそれぞれ違ったりするんです。
で、異なる固有振動数の物をくっつけちゃうと、互いに振動を打ち消し合う効果があります。



この効果をバッフルに組み込んじゃいます♪



例えば鉄と木材を組合せてバッフルを作っちゃう感じです。
鉄の固有振動数と木の固有振動数は違いますので、お互いが打ち消し合います。
すると、バッフルを通りおめおめやってきた振動エネルギーは、知らぬ間に消費させられます。
しかも素材に内部損失の高い木を使ってますので、そこでも消費させられちゃいます^^





あれ?
なんか一個得した気がしません?




そうそう♪
組み合わせるバッフル素材に、内部損失の高い”木”を入れることで、固有振動差によるキャンセリングと、内部損失の高い素材を使用することで二重のトラップとなるんです♪

勿論バッフルに”硬さ”は重要なファクターですので、気を使用するにも出来る限り硬いバーチ合板やアピトン合板等を使用するのが前提です。

スピーカーに近い部分ですので、バッフルの音色も乗りやすいです。
正確にはバッフルの音色がスピーカーから発せられる音色に影響するってことです。
なので、組合せである程度調音が可能な部分でもありますので、好きな組合せ、使用中のスピーカーに合った組合せを探るのも面白いです♪




あれ?



そう言えば妥協したはずだったんですが・・・

妥協した素材の木製バッフルは、内部損失の高さでエネルギーを小さくするだけでなく、バッフル自体の共振を止めちゃいますし、硬さに関しても最低限の硬度は保ってますので、音色がちょっと優しくなったって程度です。

これじゃ逆に得しちゃってますね^^;
まっいっか♪


ここで、デッドニングについて⑨でやった考察に関する補足です。


⑨の本文中に「取付けを甘くすればエネルギーがドアに伝わる度合いを減らせますが、それをやっちゃうと再生音にも悪影響が出ちゃいます。。。」と書きました。
これに関する補足です。








作用、反作用の法則って覚えてます?

スピーカーで言うと、音声信号が入力されるとコーンが前後に動きますよね~
音声信号は交流ですので、プラスマイナスが入れ替わり入力されてます。

で、コーンが前に出ようとすると、コーン(ボイスコイルなども含め)以外は同じ力で真逆の力が働きます。
もし、コーンとそれ以外の質量が同じであって、ユニットが何も固定されていない状態であれば、その力は干渉しほぼなくなってしまいます。

ですが、通常スピーカーのインストールはユニットをちゃんと固定していますし、スピーカーユニット自体もコーンに対して他の質量が大きいのでちゃんと音が出ます。
音は出るんですが、反作用を受け止められなかった部分は、その分が音のエネルギーから相殺されちゃいます。

相殺されちゃうエネルギーってのがまた音楽の美味しい部分ばかりですので、なんだか元気のない音になったり、解像度が低下したり、鮮度が落ちたりと良いことがありません。



これはなんとなせねば!



勿論膨大なエネルギーですので、全てを受け止めることは出来ませんが、かなりの部分で改善できます。
って事で、エネルギーが食われてしまう原因となる部分を書き出します。

・スピーカーの固定の甘さ。
スピーカーに近い部分ですので顕著に出ます。
スピーカーとバッフル間に紙を一枚挟んだだけで音は食われます。(これでチューニングする人も居ますが、ここではNGとします)
タッピングビスよりもボルト、M3よりもM4、4箇所よりも5箇所。
とにかく何があろうとびくともしないような工夫であれば、何をやっても音には良いです。

・バッフルの固定の甘さ。
こちらも同様スピーカーに近い部分ですので、顕著に音に現れます。
バッフルの固定は、スピーカーとの繋ぎの役目もありますが、車両インナーパネルの補強も兼ねてます。
材質も大きく影響し、MDFよりも構造用合板、それよりもカバ合板、それよりも樹脂系(コーリャンなど)それよりも鉄、それよりもステンレス。
と、固ければ硬いほど良いです。(理由に関しては後記&バッフルの最適な素材とは違います。)

とにかく強固に!強固に!強固に!
目視や触って感じないような僅かなガタツキも、しっかり音を食いますので、とにかく強固にすることで、スピーカーの性能が発揮できるようになります。



で、各部を強固にすると思いがけない副産物もてにはいります♪



コーンに対しての質量が大きくなります!



では、質量が大きいとなぜ良いのか。
例えば同じくらいの腕力を持つ体重50kgの人と、100kgの人が綱引きをします。
どちらが勝つでしょう?
って事です^^

もっとこちゃんと理解したい方は、「運動方程式」ってのを調べてみて下さい。
適当に理解したい人は、振動を受け止めるには重いほうが有利って覚えておけば良いと思います^^


って事で、コーンに対する質量をどうしても上げたいんです。
上げれば上げるほど、スピーカーからの反作用で振動することもありませんし、スピーカーのエネルギーを反作用で食っちゃうこともなくなります。

要は重さで振動を抑えこんじゃうってイメージです♪


質量はただボルトで固定しただけとかではなかなか増えてくれません。
デッドニングについて②の後半でも書いたように「これを付帯音を消したい鉄板とかにみっちり貼り込めば、鉄板とデッドニング材が同化し新たに響きにくい素材に変身します♪」ってのと同じく、とにかく強固に固定することで、スピーカーのコーン以外の質量がドア全体に変身しちゃいます♪

ここまでやるとタイヤ替えただけで音が変わりますし、足回りをいじっても変わっちゃうくらいになります。





でも喜んでばかり入られません。。。
これでスピーカーの振動エネルギーのほとんどをドアに迎え入れる準備が整っちゃいました^^;;;

これは大変です。。。

エネルギー伝達の経路がわかったところで、もう少し掘り下げて素性を探ってゆきます。


実は振動のエネルギーって、他のものに伝達するのが非常に苦手です。
中級編にはいって初めての朗報です♪


中でも空気に伝達するのって非常に苦手なんです!
これを上手く利用できれば、うまくエネルギーを殺し色々な悪さを最小限に留められます!





って事で、考察してみます。

振動エネルギーは先にも書いたように、空気に伝わるのが苦手なんですが、よく考えてみるとそれはスピーカー本来の仕事ですので、出来る限り空気に伝わるような工夫がされています。
それでもやっぱり苦手なものは苦手なわけで、取付けにも最新の注意が必要になってくるわけです。

中でもスピーカーコーンに対しての質量を上げることで、音に変換する際のロスを最小限に留められますので、スピーカーの固定やバッフルの固定は強固にします。
固定が甘いとその部分にエネルギーが食われてしまい、変換効率が著しく損なわれます。
損なわれるエネルギーは、音楽の美味しい部分であり、オーディオ機器がめっちゃ頑張ってる部分ですので、これを失うことは鮮度や情報量等が著しく低下してしまうことに他なりません。




・・・
あれ???




これじゃ、やってることが間逆ですよね。。。
取付けを甘くすればエネルギーがドアに伝わる度合いを減らせますが、それをやっちゃうと再生音にも悪影響が出ちゃいます。。。



これは困った。。。



そうなんです。
実はドア作りって矛盾との戦いでもあるんです。

で、ここで思い出して欲しいのが、中級編の最初に書いた事。

・あなたに敵意はありませんよ!あなたのすべてを受け入れますよ!って感じの交渉役。
・どうぞこちらへ、そしてあちらが出口ですって案内役。
・それでも出てしまう被害の処理班。

って作戦がベストだと思います。

スピーカーからのエネルギーは拒まず受け入れますよ♪
でも、被害を大きくしないために改めて用意したところを通ってってね♪
そしていつまでも留まらないように出口も用意したので、そちらからさっさと出てってね♪
で、最小限の被害にとどまった後処理をささっとしちゃいましょ♪

ッて感じです^^
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Author:ドテラポット
mixi「カーオーディオ何でも相談室」管理人のドテラポットです。

基本バカですので、記事も参考程度として下さいね^^;
それと誤字脱字はドテラのトレードマークみたいなものですのでお気になさらず脳内変換してお楽しみ下さい♪

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