メジャーメント

スピーカーの迷走振動は、床との接触により部屋の表面に直接伝わります。 このため、部屋の表面はこの振動を可聴ノイズとして共鳴放射し、音楽の聴感に影響を与えることになる。 さらに、部屋の表面積が大きく、高い効率で音を放射するため、問題はさらに深刻になります。 低周波の振動は、インピーダンスが小さく部屋の構造全体に伝わるため、最も悪い影響を与える。

 

基本的な防振対策でも、このような構造物の振動による劣化を軽減することは可能です。 ラウドスピーカーの下に防振フッターを設置すると、残響時間、振動減衰のアーチファクト、一部の周波数での歪みが低減されます[1]。 オーディオ機器の振動を遮断することで、同様の効果を得ることができます。 これらのメリットの程度は、オーディオフッターのデザインによって大きく異なることがあります。

防振性能の測定

オーディオ用フッターとして人気のあるいくつかのデザインについて、防振性能の測定を試みました。 そして、同じ基準でフッターを測定し Carbide Baseフッターを同じ基準で測定し、比較しました。 各オーディオフッターについて、水平方向と垂直方向の防振性能を測定した。 振動の発生源として、電磁振動台、サブウーファー、2ウェイスピーカーの3種類の振動源を利用しました。 各実験では、振動源の上に4つのオーディオフッターを置き、さらにオーディオフッターの上にアルミニウム板を置きました。 アルミニウム板に重りをボルトで固定し、総質量約32kgのスピーカーやオーディオ機器の質量を模擬した。 その後、圧電型加速度センサーACH-01をプレートに両面テープで貼り付け、水平方向と垂直方向の加速度を測定した。 加速度センサーは、それぞれのセンサー用にキャリブレーションされたアンプに供給される。

電磁波振動台

最初の測定には、電磁振動テーブルを使用した。 テーブルをデジタル制御し、テーブル面の振動振幅と振動数を精密に変調させた。 テーブルの振動振幅を測定するために、テーブルに加速度センサーを取り付け、マルチメーターでセンサーアンプの出力を測定した。 アルミプレートに取り付けた2つ目の加速度センサーでも同様に行いました。 測定は、プレートセンサーから10Hzから200Hzまで5Hz間隔で行った。 振動台が2.5m/s2の加速度で振動するように、各インターバルで調整した。 まず、水平方向の振動を測定するために、テーブル面とプレートの前方向きの縁にセンサーを取り付けた状態で測定を行いました。 その後、テーブルとプレートの上部にセンサーを取り付け、垂直方向の振動を測定することを繰り返した。 この測定は、各オーディオフッターの共振周波数付近の防振性能を調べるために、低音域に重点を置いて行われました。

 

この実験の利点は、測定中にテーブルが一定の振動を与えてくれることです。 これにより、オーディオフッターの共振が明確に識別できるようになりました。 この実験の欠点は、間隔をあけて測定するため分解能に限界があることだ。 この実験でも、振動減衰の挙動を知ることはできなかった。

 

サブウーファー

サブウーファーを振動源として使用し、低音域のスイープ測定を行いました。 PCで15Hzから200Hzの対数掃引サイン信号を生成し、サブウーファーで再生した。 加速度センサーはプレートの前縁と上部に取り付け、水平方向と垂直方向の振動を同時に計測した。 PCはプレートマウント型センサーの出力を記録するために使用された。 そして、測定結果は、振動の減衰を示すウォーターフォールグラフに変換された。 ウォーターフォールグラフのY軸はノイズフロアのアーチファクトを無視するように設定し、0dBFSがクリッピング前の限界に対応するようにした。 工場内の残響床で1mの距離から測定したスイープ時の最大SPLは93dBAであった。 掃引時に発生したキャビネットの水平加速度の最大値は2.4m/s2であった。

 

2ウェイスピーカ

振動源として2ウェイスピーカを使用し、中高音域のスイープ測定を行いました。 中音域は200Hz~1kHz、高音域は1kHz~10kHzで掃引した以外は、サブウーファー実験と同じプロセスで実験を行った。 もう一つの違いは、加速度センサーのアンプがサブウーファーの測定値に対して+20dBのゲインを提供するように設定されていることです。 高周波数帯の振動振幅がもともと小さいため、追加ゲインを適用した。 ゲインを上げるとノイズフロアも上がるので、ノイズフロアのアーチファクトを避けるために、中高域のウォーターフォールグラフの可視部分を制限する必要がありました。 また、駆動電圧を一定にしたスイープ測定では、ラウドスピーカーの最大SPLは93dBAとなりました。 このスイープ中に発生したキャビネットの水平加速度の最大値は1.9m/s2であった。

 

サブウーファーとラウドスピーカーの実験の利点は、各オーディオフッターの振動減衰挙動を高解像度で見ることができることである。 デメリットは、振動台の実験ほどキャビネットの振動が周波数に比例しないことでした。 しかし、キャビネットの振動挙動は測定間で一貫しており、オーディオフッター間の相対的な比較に有用である。 各測定は2回連続で行い、平均化することでキャビネットの振動挙動のばらつきを平滑化した。

テスト中のオーディオフッター

オーディオフッターデザイン

7種類のオーディオフッターデザインをテストしました。 スパイクも相対的に比較するためにテストしました。 アルミ板の下に各オーディオフッターを4個ずつ配置した。 そして、その装置をプレートにボルトで固定した。

 

オーディオフッターの防振性能は、ボールベアリングと 粘弾性体の2種類に大別されます。

 

ボールベアリング

オーディオフッター1、3、6は、湾曲したベアリングレースで転がるボールベアリングを利用した一般的なコンセプト[2]に基づいています。 これらの軸受は、振動の伝達を分散させ、デバイスを通過する振動を低減させる設計になっています。 オーディオフッター5は、特許取得の積層型ベアリングにより、振動の伝達を分散させることができます。 Carbide Base、フラットなベアリングレースと粘弾性バッファーで構成されたベアリングにより、振動時にデバイスをセンタリングします。

 

粘弾性

オーディオフッター2は、粘弾性特性を持つガラス繊維の成型品を利用しています。 オーディオフッター4は、上下の粘弾性体を楕円柱で接合した特許構成を採用しています。 と呼ばれるチューブ状の粘弾性体を使用したCarbide Baseです。 ViscoRing™特許出願中の構造です。

各測定グループの上にある測定値テキストをクリックすると、測定値の表示・非表示が切り替わります。

水平方向と垂直方向の測定値は別のタブに表示されます。

スパイク

寸法

Ø 14 mm (0.55″)

高さ35mm(1.4インチ

建設

スチールスパイク

スパイクの測定値(クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター1

寸法

Ø 45 mm(1.78インチ)(トップセクション)、Ø 70 mm(2.76インチ)(ボトムセクション)。

高さ51mm~61mm(2.4インチ

4の最大重量。

N/A

高さ調節が可能です。

はい

ボルトの規定。

はい

建設

ステンレスボディにセラミックボールベアリングを3個搭載し、球面ベアリングレースを採用。

オーディオフッター1 測定値 (クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター2

寸法

幅50mm(2インチ)×奥行き50mm(2インチ

高さ25mm(1インチ

4の最大重量。

34.4kg(76ポンド)

その他、重量に応じたバージョンもあります。

高さ調節が可能です。

いいえ

ボルトの規定。

いいえ

建設

熱圧縮された高密度成形のガラス繊維を鋼板で挟んだ層。 テクスチャーラバーのトップとボトム。

オーディオフッター2の測定値(クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター3

寸法

Ø 45 mm (1.75″)

高さ24mm(0.94インチ

4の最大重量。

N/A

高さ調節が可能です。

いいえ

(オプションでアップグレード)

ボルトの規定。

いいえ

建設

アルマイト加工を施した本体に、球面ベアリングレースに乗った6個のボールベアリングを3層に分離して搭載しています。

オーディオフッター3測定値(クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター4

寸法

Ø 51 mm(2インチ)

高さ43mm(1.7インチ

4の最大重量。

55kg (121 ポンド)

重量別に他のバージョンも用意

高さ調節が可能です。

ボルト締め時のみ

ボルトの規定。

はい

建設

上下の粘弾性アイソレータを楕円形のシリンダーで連結したハウジングの構成で、特許を取得しています。 ディレクショナルデザイン。 すべての寸法は、メーカー推奨のロゴを正面に向けた状態で測定しています。

オーディオフッター4 測定値(クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター5

寸法

Ø 76 mm(3インチ)

高さ57mm(2.25インチ

4の最大重量。

N/A

高さ調節が可能です。

ボルト締め時のみ

ボルトの規定。

はい

建設

ステンレス製の本体に、5つのセラミックベアリングを非対称に配置した特許取得済みの構造です。

オーディオフッター5 測定値 (クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

オーディオフッター6

寸法

Ø 45 mm (1.75″)

高さ72mm~89mm

4の最大重量。

N/A

高さ調節が可能です。

はい

ボルトの規定。

あり(要ボルト止め)

建設

アルミボディにセラミックボールベアリングを3個、球面ベアリングレースに搭載。

オーディオフッター6 測定値 (クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

Carbide Base

寸法

Ø 125 mm(4.9インチ)

高さ56mm~74mm(2.2インチ

4の最大重量。

32kg(70ポンド)

ViscoRing™高重量用に交換可能です。

高さ調節が可能です。

はい

ボルトの規定。

はい

建設

粘弾性部材ViscoRing™収納するアルミニウム製の上部。 特許出願中のセラミックベアリングと粘弾性緩衝材を収納したステンレス製の下部構造。 LightViscoRings™装着しての測定値。

Carbide Base寸法 (クリックで切り替え)

水平振動台
10 Hz – 200 Hz 低音
横型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
横型拡声器
200 Hz – 1 kHz 中音域
横型拡声器
1 kHz – 10 kHz 高音部
縦型加振台
10 Hz – 200 Hz 低音
縦型サブウーファー
15 Hz – 200 Hz 低音
縦型スピーカー
200 Hz – 1 kHz 中音域
縦型スピーカー
1 kHz – 10 kHz 高音部

免責事項

この実験では、中~大音量で再生するラウドスピーカーやサブウーファーのキャビネットで直接体験する振動振幅をシミュレートしています。 オーディオフッターによっては、低振幅の振動を分離する際に測定値が異なる場合があります。 さらに、サポートされている質量は、一部のオーディオフッターの性能に影響を与えるため、質量を変更すると測定値が変化することがあります。 最後に、これらの測定はすべて音楽の動的状態とは異なる、ほぼ定常状態の正弦波振動刺激で行われたものである。

結論

テストしたオーディオフッターの防振性能には大きなばらつきがあった。 多くの場合、低音域と中低音域でフッターを介して不要な浮遊振動が増加しました。 また、減衰が不十分で、最初の刺激から長い時間共振が続いているケースもあり、これはウォーターフォールのグラフに見られる長い減衰時間に表れている。

 

Carbide Base、低音と中低音を分離して減衰させる優れた能力を持ち、これらの周波数帯域の透明度を最大限に高めることができるユニークなものでした。

リファレンス

[1] カッツ、B. (2020).スピーカーのキャビネットからの音響放射についてAES:ジャーナル・オブ・ザ・オーディオ・エンジニアリング・ソサエティコンベンション・ペーパー10405

 

[2] Kemeny, Zoltan A. “Mechanical signal filter”. US 6520283 B2, United States Patent and Trademark Office, 18 February 2003. グーグル特許、https://patents.google.com/patent/US6520283B2

粘弾性ポリマーやエラストマーは、その高い減衰特性から、振動制御用途に広く使用されています。 また、エラストマーは特定の形状に成形することで、低周波の振動を効果的に遮断することができる。 形状係数は、与えられたエラストマー形状の絶縁性能を定量化するために使用される専門用語である。 つまり、形状係数が低いほど、潜在的な共振周波数が低くなるということである。 共振周波数が低いと、一般的に広い帯域幅の防振が可能になります。 これは、共振周波数以上の振動周波数を分離するためである。

 

一般的な形状の場合、形状係数は一般的に次のように定義されます。

形状係数=。
平均負荷表面積
表面積の膨張

平均荷重表面積は、荷重を支える上下の表面積の平均値です。 バルジング表面積とは、荷重に対して垂直方向に自由に膨らむ表面積のことです。

 

エラストマーは、ある形状係数を下回ると、材料の高さや幅が大きくなり、安定性が損なわれることがある。 エラストマーメーカーによっては、座屈を防ぐために形状係数を0.3以上にすることを推奨しています。

 

エラストマーを設計する際に ViscoRing™フッターに使用されるエラストマーは
Carbide Base
フッターに使用するエラストマーを設計する際、形状係数は0.17を予定していました。 これは、共振周波数を十分に低くして、最も低い可聴周波数を効果的に分離するために選択されたものです。

安定性の向上

ViscoRing™垂直方向に荷重を支え、座屈を回避する能力を検証する実験が行われました。 実験は、徐々に質量を加えていき、材料の垂直方向の変形を測定するというものである。 室温環境下で、MediumViscoRing™上に1.13kg(2.5ポンド)刻みで重りを取り付けました。 垂直方向の変形距離は、図のような応力-歪み曲線の形でプロットされた。 Y軸は応力、つまり加えられた質量の大きさを表し、X軸は質量を加えることによって生じるひずみ、つまり垂直方向の変形を表しています。

赤色の曲線は、ハウジングを使用しないViscoRing™単体を示しています。 最初に質量を加えた直後から、荷重によって材料が座屈し、大きく変形し始めたことがわかる。 この素材は、形状係数が非常に低いため、小さな質量でも支えることができないのは予想通りでした。

 

ViscoRing™安定性を向上させるために、フッターの上部にハウジングを設計しました。 Carbide Baseフッターの上部に設置しました。 ViscoRing™外周には、座屈を防ぐために、間隔をあけてリッジを追加しました。 稜線は間隔をあけて配置されているので、稜線間の表面積は自由に膨らみ、低形状因子の利点を維持することができる。

 

ViscoRing™外側に膨らむにつれて、膨らんだ表面積のうち傾斜した稜線に接触する割合が徐々に大きくなっていきます。 このように、質量が大きくなるにつれて形状係数が大きくなることで、より広い範囲の負荷質量で共振周波数が安定することがわかった。 フッターの免震性能は Carbide Baseフッターは支持質量が変わっても、より一定になりました。

 

青い曲線は、同じViscoRing™フッターの上部のハウジングに配置したものです。 Carbide Baseフッターの上部に配置したものです。 応力や質量を加えると、ひずみや垂直方向の変形が比較的直線的に増加することが観察された。 素材が意図したとおりに座屈しないのだ。

 

エラストマーは、圧縮して体積を小さくすることができない。 そのため、エラストマーは負荷をかけて変形させるために、外側に膨らませる必要がある。 ViscoRing™選択的にブレーキをかけた場合、材料がさらに膨らむのを防いだ場合に起こるような、傾斜や剛性の急激な増加は見られませんでした。 低い共振周波数を得るためには、低い剛性またはバネレートが必要であるため、これは重要なことである。

水平方向のアイソレーションを向上させる

垂直方向のアイソレーションに低形状係数のエラストマーを使用することに成功した後、水平方向のアイソレーションにも同様の効果が期待された。 水平方向に配向した低形状係数エラストマーとボールベアリングを採用し、水平方向のアイソレーション性能をさらに向上させた。

 

ボールベアリングを利用した水平方向のアイソレーションはよく知られた概念である。 多くの設計では、湾曲したベアリングレースの間にボールベアリングを介在させます。 他の設計では、ベアリングの表面が湾曲しているため、ベアリングの中心がずれることはありません。 また、アッパーレースとロアレースが水平方向に相対的に移動することで、振動の伝達経路を転換させることができる。 この伝送路の回避により、水平方向のアイソレーションが実現される[1]

 

フッターの下部の設計に工夫が凝らされた。 Carbide Baseフッター下部は、曲面ではなく平面でベアリングが転がる設計になっていた。 水平に配置されたエラストマーは、振動に対して高い減衰性を持つバネのような役割を果たし、デバイスの中心を保つ。 変形や転がり抵抗を最小限に抑えるため、軸受にはジルコニウム、ベアリングレースには研磨された硬質バネ鋼が選ばれた。 水平方向のアイソレーションは、従来の設計よりも高いレベルのダンピングを実現しました。

振動試験

水平方向のアイソレーションを測定する

また、水平方向の遮蔽性能の向上を確認するために、別の実験も行いました。 この実験の目的は、ボールベアリングと水平配向エラストマーを追加することで得られる水平方向のアイソレーション効果を定量的に評価することでした。

 

実験に必要な振動を発生させるために、電磁振動台を使用した。 テーブルは、タッチパネルとVFD(可変周波数ドライブ)に接続されたダイヤルによってデジタル制御されています。 これらを使って、テーブル面の振動の振幅と周波数を精密に変調させた。

 

4つの Carbide BaseMediumViscoRings™取り付けたフッターを振動台の上に置きました。 そして、フッターの上に総質量約45kg(100ポンド)の重り付きアルミニウム板をボルトで固定した。 振動の測定には、Measurement Specialties社の加速度センサー「ACH-01」を2台使用しました。 最初のセンサーは、振動台の前方端に両面テープで貼り付けました。 2つ目のセンサーも同様に、アルミ板の前方端に取り付けた。 それぞれのセンサーは、校正された振動センサーアンプに接続され、さらにベンチトップマルチメーターに接続された。 各マルチメーターのVRMS測定値から、1mVRMS=1m/s2の加速度として、テーブルとアルミ板が受ける加速度を個別に測定した。

水平分離のグラフ化

前後方向(Y軸)の振動数は10Hzから300Hzまで10Hz刻みで設定した。 両センサーのVRMS値を各間隔でプロットした。 テーブルが約4m/s2の加速度で正弦波状に振動するように振幅を調整した。

 

プレートセンサーの出力をテーブルセンサーの出力から差し引くと、フッターを介した振動の伝わり方がわかります。 Carbide Baseフッター 正の値は、デバイスを通して振動が増幅されていることを示す。 これは、デバイスの共振周波数付近の振動数で予想されたことである。 マイナスの数値は、テーブルから発生する振動が減少していることを示す。 つまり、振動の遮断が望まれていたのです。 数値がマイナスになるほど、アイソレーションが強くなります。

 

線は、フッターからボールベアリングと水平配向エラストマーを取り除いた状態での測定値です。 Carbide Baseフッターにボールベアリングと水平配向エラストマーがない状態での測定値です。 水平方向の絶縁には、ViscoRing™エラストマーだけが利用されていました。 青い線は、ベアリングと水平エラストマーを設置した状態で測定したものです。 ボールベアリングと水平エラストマーを組み込むことで、水平方向の絶縁性能を大幅に向上させた。 特に共振周波数付近で振動振幅の減少が顕著であり、高い減衰効果が得られていることがわかる。

結論

低周波防振のために低形状係数エラストマーを使用するために、いくつかの設計上の特徴が Carbide Base低周波防振のために、形状係数の低いエラストマーを確実に利用できるよう、フッターにいくつかの設計上の特徴が盛り込まれました。 従来は不安定とされていた形状因子のエラストマーも、ハウジングを適切に設計することで、十分に安定させることができるようになった。 さらに、ベアリングと水平配向エラストマーの組み合わせで、水平方向のアイソレーションをさらに向上させた。 これらの新規性は、後に特許として申請されました。

リファレンス

[1] Kemeny, Zoltan A. “Mechanical signal filter”. US 6520283 B2, United States Patent and Trademark Office, 18 February 2003. グーグル特許、https://patents.google.com/patent/US6520283B2

ラウドスピーカーのエンクロージャーは,その低い共振周波数で全放射音に大きく寄与することが知られている[1]。 スピーカーのパネルの表面速度が小さくても、パネルはドライバーの何倍もの効率で放射します。 これは、ドライバーの放射面積に比べてパネルの放射面積が大きいためです。 エンクロージャーのパネルから放射される音は、聴感上の歪みを与える可能性があるため、軽減する必要があります。 共振の振幅を抑えるためには、エンクロージャーのパネルを減衰させることが有効な手段の一つです[2]

 

この実験の目的は、ラウドスピーカーの下にカーバイドベースのフッターを置くことで、ラウドスピーカーのエンクロージャーのパネル内の低周波共振を低減できるかどうかを調べることでした。 パネルの共振が減ることで、フッターによる振動減衰の改善を定量的に把握することができます。 この改善は、コンクリート床上のスチール製フロアスパイクの上にラウドスピーカーエンクロージャーを設置した基本ケースと比較されます。

テスト用ラウドスピーカー

振動試験を行うために、まず試験用スピーカーのエンクロージャーを製作しました。 測定に影響を与える未知の変数を最小限にするために、独自の筐体を作りました。 筐体は高密度ポリエチレン(HDPE)シートを加工したもので、外装には厚さ25mmのパネルを、内部のブレースには厚さ50mmのパネルを使用しています。 エンクロージャーの対向面には、250mmのウーファー「Accuton AS250-6-552」を2基搭載しました。 筐体は129リットルの内容積で密閉されており、Qtcは約0.64となった。 筐体の中には詰め物はありませんでした。 ウーファーを取り付けたエンクロージャーの総質量は83kgでした。

計測方法

今回の振動減衰実験では、スピーカーのエンクロージャーの外装パネルで測定しています。 最初の測定は、筐体の中央下部で行いました。 2回目の測定は、左サイドパネルの上部、筐体底面から76cmの高さで行いました。 まず、筐体をスチール製のフロアスパイクの上に置き、コンクリートの床に直接接触させて測定しました。 次に、Carbide Baseフッターの上に筐体を置いて、再度同じ測定を行った。

 

振動の測定には、Measurement Specialties社の圧電型加速度センサー「ACH-01」を使用しました。 センサーは両面テープで筐体に取り付けました。 ACH-01センサーのアナログ出力を増幅するために、アナログシグナルプロセッサーを内蔵したアンプを使用しました。 アンプはこのACH-01センサーの感度に合わせて校正されており、絶対的な加速度測定が可能です。 センサーアンプはアナログ出力をタスカムのUSBインターフェースUS-366に入力し、PCにデジタルで記録するために使用された。 35Hzから200Hzの対数掃引正弦信号をAB級アンプに供給し、3.8Vの駆動電圧でウーファーを駆動した。

 

振動振幅の時間的な減衰を示すウォーターフォールグラフを作成した。 Y軸は、クリッピング前の最大ピークレベルに対する、記録された信号のフルスケール以下のdBを表します。 ノイズフロアのアーチファクトを避けるため、Y軸は最低でも-60dBFSに制限しました。

 

青色の滝は、筐体を超硬製のベースフッターの上に置いて測定したもので、赤色の滝は、筐体をスチール製のフロアスパイクの上に置いて、コンクリートの床に直接接触させて測定したものです。

ボトムパネル

床面スパイク
超硬製ベースフッターについて

アッパーサイドパネル

床面スパイク
超硬製ベースフッターについて

結果

測定の結果、スピーカをフロアスパイクの代わりにカーバイドベースのフッターの上に置くと、テスト用スピーカエンクロージャのパネル内の低周波数共振が抑えられることが確認されました。 この減衰効果は、フッターとの接触部分の局所的なものだけでなく、筐体の反対側の端に近い場所でも発生しました。 両方のパネルに存在するほとんどの共振の振幅と減衰時間は、ラウドスピーカーがカーバイドベースのフッター上にあるときに減少しました。 特筆すべき例外は、150Hz付近の共振で、振幅が減少し、最初は速い減衰が見られ、その後、-40dBFS以下で減衰時間がわずかに増加しました。 エンクロージャーの共振が最も聴こえる最低周波数領域では、振動振幅が80%以上減少した例もあります。

リファレンス

[1] Bastyr, K. J., & Capone, D. E. (2003).ラウドスピーカーのキャビネットからの音響放射についてAES:Journal of the Audio Engineering Society,51(4), 234-243.

[Juha Backman,Effect of panel damping on loudspeaker enclosure vibration, 1996, Nokia Mobile Phones, Finland.