Wavecor FR085CU03は、2023年のONTOMO MOOK付録として登場した口径6cmのフルレンジユニットです。これまでの作品でもWavecor製ユニットをよく使っており、その音色を気に入っているため、今回も購入して新規のスピーカーを製作します。
本記事では、このユニットを3wayスピーカーのミッドレンジとして採用する設計検討をまとめます。
- Wavecor FR085CU03をミッドレンジに採用する理由
- Wavecor TW022WA09 ツィーターの選定理由
- SB Acoustics SB12CACS25-4 ウーファーのT/Sパラメータ測定
- エンクロージャーの検討
- 次回の記事
Wavecor FR085CU03をミッドレンジに採用する理由
FR085CU03を新作に使うことを検討しましたが、表紙に書いてあるT/Sパラメータからも察することができるように、フルレンジとして使ってもそのままでは低域をフラットに伸ばすことは難しそうです。
また高域についても、記載されていた周波数特性を見ても4kHz以降は音圧が下がっており、フルレンジとしては少し使いにくそうに感じます。
そこでこのドライバーの低域と高域はクロスオーバーネットワークでカットし、特性の比較的良い部分をミッドレンジとして使って、前作と同じくらいの大きさ(幅15cm / 高さ30cm / 奥行き25cm 程度)にまとめたコンパクトな3wayを作ってみようと思いました。
Wavecor TW022WA09 ツィーターの選定理由
ミッドレンジがWavecor製ということで、音色に統一感が出るように同社のドライバーから選定します。同社のツィーターには口径が22mmと30mmのラインアップがありますが、今回はミッドレンジが6cmと小径なため、クロスオーバーは高めに設定することになるだろうという予想から22mmのものを選択します。
高さを30cm程度に抑えたいと思っているので、12cmのウーファーを使ったとしてもツィーターの外径が104mmだと入りません。そこでTW022WA09という外径が70mmのものを使うことにしました。
https://www.wavecor.com/html/tw022wa07_08_09_10.html
データシートの特性を見る限りでは軸外の特性も良さそうで、軸上も20kHzまで伸びています。
SB Acoustics SB12CACS25-4 ウーファーのT/Sパラメータ測定
ミッドレンジがアルミコーンということでハード系の振動板を使ったウーファーの方が音色が揃って良いかもと感じました。Wavecor製のウーファーを採用しようかと思っていたのですが、同社のドライバーには金属コーンのラインナップはありませんので他社のドライバーを検討します。
エンクロージャーサイズからは12cmのドライバーでないとおさまりません。ちょうどセールで買ったSB Acoustics SB12CACS25-4が手元にあったので、このドライバーが使えないか確認してみようと思います。
48時間程度25Hz 2.83Vrmsのサイン波を流してブレークインを行い、インピーダンス測定を行いT/Sパラメータを算出します。SB AcousticsのドライバーはデータシートのT/Sパラメータから結構ずれるようなので心配しましたが、想定内の値が出ました。
| パラメータ | ユニットA | ユニットB | データシート |
|---|---|---|---|
| Fs (Hz) | 52.4 | 52.4 | 51 |
| Re (ohm) | 3.14 | 3.1 | 3.1 |
| Qts | 0.35 | 0.34 | 0.31 |
| Qes | 0.38 | 0.36 | 0.33 |
| Qms | 4.93 | 5.00 | 4.89 |
| Mms (g) | 5.18 | 5.18 | 6.1 |
| Rms (kg/s) | 0.35 | 0.34 | 0.4 |
| Cms (mm/N) | 1.78 | 1.78 | 1.60 |
| Vas (liters) | 6.28 | 6.29 | 5.7 |
| Bl (Tm) | 3.77 | 3.84 | 4.3 |
ミッドレンジのドライバーよりウーファーの方がSPLは2dB高いですが、ミッドレンジ側はバッフルステップでの音圧の上昇があるので問題ないかなと思っています。
エンクロージャーの検討
全体の大きさが幅15cm、高さ30cm、奥行き25cm程度を想定しているため板厚18mmを引くと容積は約6.5リットルとなります。1リットルくらいは内部の仕切りやネットワークボードで減ることを考えると5.5リットル程度の容積をミッドレンジとウーファーで分割することになりそうです。
ミッドレンジWavecor FR085CU03のエンクロージャー
ミッドレンジは低域を伸ばす必要がないため小型の密閉型にするのが良いでしょう。軽くブレークインを行い、T/Sパラメータを算出してみるとQtsが1.05とデータシートより高い値となりました。
シミュレーションしてみると少し低域が盛り上がりますが、1.5リットルくらいの容積があれば400Hzくらいまではおおむねフラットにできそうです。
ウーファーSB Acoustics SB12CACS25-4のエンクロージャー
ウーファーのエンクロージャーについてはなるべく低域を低いところまで伸ばしたいためバスレフ型にしましょう。3wayということでクロスオーバー周波数を低くとることができるため、気柱共鳴などをあまり気にしなくて良い点は設計上の自由度が高まります。
ミッドレンジに割り当てて残る容積は4リットル程度ですので、その条件でシミュレーションします。コイルのDCRを0.4Ωとして設定した条件だとFbを54Hzくらいに設定するのがよさそうです。群遅延も50Hzで10ms以下に抑えられており、実用上問題ないレベルです。
次回の記事
エンクロージャーの簡易な検討は終わったので、次回は詳細な設計に入っていこうと思います。
