中低音ウッドホーンの検討（６）～Hornrespソフトによるシュミレーション～

ショートカットホーンの構造が何処まで短小化が許されるのかを調べていたら、購入していた新井悠一先生の図書の中でしっかりと議論がされていた。

図書の名は、「高品位スピーカーシステム」で、誠文堂新光社が２００８年に発行しており、まだ秋葉原では売っていたように思います。

第5章の５項がホーンスピーカーの設計と特性シュミレーションとなっている。

ホーンスピーカーに設計については、２種類のｗｅｂサイトで計算ができることが書かれています。
Single Driver Website: http://melhuish.org/audio/horn.html
Sonic Design: http://www.sonicdesign.se/horncal.html#5.%20Ordering

特に、興味を持ったのは、
hornrespというサイトhttp://www.users.bigpond.com/dmcbean/では、ホーンの構造を色々と変えた場合の、特性シュミレーションが可能だということ。

ホーンは最大４種類の複合構造のホーンの検討が可能で、第一から第四まで、それぞれ、
①トラクティックホーン
②エクスポーネンシャルホーン
③ハイパボリクホーン
④コニカルホーン
の形状を自由に選択ができるようです。

設定画面を以下に貼り付けます。

 

 

 

 

設定が終わると、計算が開始されて、

①軸上周波数特性

②指向特性

③音響インピーダンス特性

④電気インピーダンス特性

が算出される。

 

本ではｐ２３１から、トラクトリックホーンのショートカット特性について数ページ計算例が示されています。

 

マウスが開口面の軸に対して、４５°のホーンと２２．５°のショートカットホーンの比較においては、９０°のフルホーンに対して、開口面積が１／２、１／４に小さくなる。　ちなみに私の中高音２インチウッドホーンは４５°の設計です。

 

音響インピーダンス特性は４５°で「ある程度」、２２．５°では「かなり乱れる」。

 

しかし、軸上のレベル周波数特性は、４０°は「ほとんど暴れがない」し、２２．５°でも筆者は「かなり乱れている」といわれるが、私の眼にはそのグラフは許容範囲以内。

 

「リスニングルーム寸法やホーン製作の予算、また製作のしやすさといった観点で得られる特性をPC上でシュミレーションしながら自分にとっての最適値を見出していくことが大切です。」と新井先生が言われており救いです。

 

これから、もう少し形状を考えるが、図書の中の軸上レベル周波数特性を見る限り、２２．５°のショートカットホーンで私の場合は十分としましょう。

 

低域はＹＬ音響のドライバー７５００ｇの下限６０ｈｚからとして、ホーンのｆｃは少し下げて５０ｈｚで設計するが、マウスvs軸角度は２２°あたりにすればいいな～　　と思って計算です。

 

今までと同じようにかットフ周波数と、ホーンマウスｖｓ軸角度で振って計算をした結果が以下の表ですが現実はそう甘くないな。

 

表ー１　中低音ホーンの設計（ハイパボリックホーン）

ｆｃ　　　　カットオフ　周波数	構造	ホーンマウスｖｓ　　軸角度（°）
		４５°	２２°
３０ｈｚ	ホーン長（ｍ）	7以上	6.5
	開口辺（ｍ）		1.44
４０ｈｚ	ホーン長（ｍ）	5.8	4.5
	開口辺（ｍ）	2.84	1.09
５０ｈｚ	ホーン長（ｍ）	4.4	3.4
	開口辺（ｍ）	2.31	0.92
６０ｈｚ	ホーン長（ｍ）	3.5	2.7
	開口辺（ｍ）	1.92	0.79

 

シュミレーションは別途するにしても、我が家で開口辺の制限があります。

 

現在使用している、バックロードホーン（ＢＨ）の場所に中低音ホーンを置くとすると、ＢＨの幅高さが０．５×０．９なので、このほかにサブウーファー（６０ｈｚ以下）がいるでしょうから、あまり大きくできない。　　この計算結果では５０ｈｚは無理だあ。

 

カットオフ６０ｈｚで、２２°の場合、開口辺０．７９なら、幅８０ｃｍ×高さが置ける最大でしょうか。

 

これ以外は、ｆｃを上げるしかない。

 

何とか頑張って６０ｈｚからホーンを使ってみたいですね。

 

 前にもブログでお話ししたように、私の部屋の定在波が６０ｈｚ台から上なので、この辺りはショートカットホーンの影響以上に定在波で周波数特性が滅茶苦茶なのです。

 

ショートホーンにしてもあまり影響はないでしょうと・・・・・少し無茶な話かもしれないが。