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スピーカーづくりで摩擦はどの程度考慮するべきなのか

なぜか、カテゴリーが選べなくなってしまいました。メモリ不足の可能性がありますが、とりあえずカテゴリ『未分類』で出すことにしちゃいましょう。ようやく選べるようになりました。カテゴリは『怪しげ音響論』です。(2018/5/10)

今回は、MCAP-CRさんのブログ、バスレフ研究所 Personal Audio Laboratoryの記事、『スピーカー設計の教科書に書いていないこと(2)』について、個人的に思ったことを書きたいと思います。

私はこのようにコメントをつけました。

>スピーカーはダンパーという一種のバネで固定された錘に例えられると思います。静摩擦係数と動摩擦係数に差があるのかどうか、有ったとしても通常仕様のレベルではもう誤差の範囲で問題にしなくても良さそうなレベルでないかと想像します。振動板を極端に重くしたウーファーでは問題になるかも知れませんが。

>それに、これを気にしても私には解消法がわからないので(常にユニットを動かしてというのは私には論外に思える対処法なので)、気にしないことにしようと思ってます。

静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいのは、(私の時代、)中学校の理科でも学習しました。ですから静摩擦係数と動摩擦係数には必ず差があります。ここは訂正しないといけないんですが、でも静摩擦係数と動摩擦係数の差はそれほど大きくないのではないかと感じています。それでこのように書きました。

さらに、タイトルは、『スピーカー設計の教科書に書いていないこと』となっています。つまりは、スピーカー設計の教科書に書いてほしい内容だと読み取ることが出来ると思います。

ただ、私には、スピーカーのユニット設計は無理です。箱作りだけです。私がやれることは。(出来上がった箱の出来は置いといて。)ですから、摩擦力を問題にされても対処ができない。スピーカーの運動で摩擦力が問題になりそうなところは、ユニットのコーン周辺でしょうから、対処するためにはユニットの対応になります。ここは、私には対処が難しい。ですから気にしないことにしようと思ったわけです。

静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいので、コーンを常に動かすという方法は、原音信号に関係ない信号を乗せるということですから、たとえ耳に感じられない帯域の音だとしても私としては受け入れは出来ません。いい悪いの問題でなく、ここは私の好みの問題です。

それに対するコメントは、こうでした。
>別にディザリングを推奨する意図はありません。
>思い込みで説を唱える前に調べることをお勧めします。

というものでした。

これは、地元高校の理数科出身である私への挑戦か。調べてみようじゃないか。

ということで、まずはウィキの摩擦を見てみました。

・・・・・・・・

あれ?

>クーロン摩擦のモデルとは、大雑把に云うと、静摩擦係数と動摩擦係数が違い、動摩擦係数のほうが静摩擦係数よりも小さい、ということです。

>これが何を意味するかと云うと、小出力の場合の立ち上がり特性に影響を与えます。
>クーロンモデルをスピーカーユニットの動きに対応させて書くと、スピーカーユニットの振動板に駆動力を掛けると、最初は動かず、突然動き出す、ということになります。
>こういうものを制御しようとしても、上手に制御できるはずがなく、どうしても立ち上がりに段差が出ます。

ということでしたが、ウィキの内容を見ると、静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいという内容はすべて接触摩擦での話のようですね。

スピーカーユニットでは、コーンがエッジとダンパーというバネで支えられている状態です。この状態ではコーンに対して接触摩擦はなさそうです。

コーンの運動に対して関係しそうな摩擦は、流体である空気との摩擦があります。私は水泳部でしたのでいかに泳ぎで摩擦(抵抗)を減らすかということで、水泳関係の本をいくらか読んだりしてました。結論から言うと、流速が大きいほど流体抵抗は大きくなります。これは、団扇をゆっくり動かした時は手応えを感じないけど、団扇をすばやく動かした時は手応えを感じるので理解できると思います。動摩擦係数は動きの速さが変わっても変化がないとなっているようです。ですから流体摩擦はクーロン摩擦のモデルの範囲外です。こちらはこちらで対策が必要になるかも知れないけど、例のブログの内容とは違うので別に考察する必要がありますね。

もう一つの摩擦は、エッジやダンパーの変形するときに、その内部で起こる、内部摩擦ですが、ユニットが慣性によって振動し続けようとするのを減衰してくれる働きがありそうですから、これはあってもいいのかなと思ったりしました。

・・・・・・

ということは、・・・・・・・、

接触摩擦がなさそうだから、問題にしなくてもいいんじゃないかという、私なりの結論になりました。

・・・・・・・・・・

詳しい人、コメントなりで教えてくれるとありがたいです。


・・・・・・

最後に、

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