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JSP方式の説明 JSP方式 (全方位または、全方向位相反転型の説明
Japan Speaker (all directions bass reflex system)

2008年11月現在

手作り(自作)を希望する、皆様からの電話やメールでの御質問に対応する為に作成したものです。出来るだけ失敗しないように考慮して作成していますので、どうぞ御理解ください。

Break the rules

JSP方式の重低音特性は、下記の条件の下で成立します。


スピーカーユニットは、コーン型であること。

スピーカーユニットの大きさ(口径)に対するエンクロージャーの容積は、従来のバスレフ方式に比べてかなり大型(約2.5倍前後)である必要があり、その容量に達していないとJSP方式の広帯域で高レベルな増幅作用は、(オンか、オフかのように)働かず従来型バスレフとして動作します。つまり中間はないと言うことです。この為に今までの長い間、発見されなかったものと思います。  周波数特性グラフ

下の図のような特性を想像できます。



バッフル板は正方形 正五角形 正六角形 円形 などの対称図形であり、スピーカーユニットは必ず1個をバッフル板の中心に取り付ける。

総てのダクトは、スピーカーユニットの中心から均等配置する。しかしダクト(ポート)の形状が、三角形などでは正常動作いたしません。またダクトの使用数は、必ずしも4本である必要はない。

ダクトの最後部は、側面の板との間が1センチ以上離れていること。また、背面の板よりダクトの内径の1.5倍以上離れていることが必要です。

ダクトのFdをばらばらに、つまり異なる長さなどにして取り付けた場合は、その全ての平均値で動作します。でも確認しづらいかもしれませんが、歪は多くなる(バランスが崩れる)可能性があると思われます。

ヘルムホルツ共鳴 Fd=160√B/Vc(L+r)の計算式は、有効ですが低域の増幅作用は、従来型の位相反転型とは大きく異なります

同じユニットを使用した場合に、箱の容積が同じであれば下記のどの形態でも同じ動作をするようです。



聞こえる音の雰囲気は、バッフルが大きいほど音は広がって聞こえます。奥行きを短くするためにダクトを直角に曲げても同様に動作いたしますが、この場合は少し音が遅くなるようです。また、ダクトを後部(お部屋の壁面)に出しても動作いたします。

折り曲げたダクトの方向が、下記のどの方法でも電気的な低域特性は同じでした。


     

周波数特性のグラフです。図のようにダクトのFdを適当な位置に調整する必要があります。ダクトを細くするか長くするとFdは低くなり、太く短くするとFdは高くなります。JSP方式は、広帯域 高レベルの為 この作業は特性に非常に大きな変化をもたらします。この為に当初は、ダクトの長さを変えられる構造が望ましいかと思います。また、箱の奥行きに余裕を良く考えておく必要がありそうです。


下記のようにコーンの振動がエンクロージャー後部へ伝送するのをふさぐような構造のスピーカーマグネットの場合は、ユニットを内部から取り付けるような工夫が必要かと思います。


マグネット

下図は、位相反転 (バスレフ) 型スピーカーシステムのダクト内部で共振した低周波の様子です。ダクトの共振により発生した空気振動は、ダクトの内側一周を沿うように回転しながら外部へ向かい、逆にダクトの中心部は(直線的に)エンクロージャー内部へ向かう。
これは
位相反転の瞬間でしょうか?



左記の現象は、ティッシュペーパーを細長く切ったようなもの (軽い物) を使い、位相反転 (バスレフ) 型スピーカーシステム用ダクトの共振周波数付近のオーディオ信号 (40〜60Hz位のサイン波) をアンプに入力し、出来るだけ大きな音量を出しながらティッシュペーパーをダクト前の各部に持っていくと容易に確認できます。

(小口径のユニットでは最大入力が小さいため確認が難しいかもしれません)
つまり、ダクト(ポート)の形状は、円形以外の形のものはお勧め致しません。JSP研究所は、可能な限り歪まない重低音(超低音)を目指しています。 どうぞ御理解ください。 

  

JSP方式 成立に必要なエンクロージャーの容積
(一般的な大きさのダクト4本分を含む)

従来型バスレフ方式の2倍以上の容積が確保されていないと、超低域特性においてJSP方式は機能せず、普通のバスレフ型と同じになります。
下記の最小値と最大値の間の容量で
JSP方式をお楽しみください。
(単位はリットル)
 

ユニットの口径 最小容量 最大容量 JSP研究所 製品
8センチ 10 13
8.5センチ 12 15
10センチ 15 21 JSP-1010M
11センチ 17 25 JSP-1010AL
12センチ 21 30 JSP-1012S
13センチ 24 36 JSP-1013
14センチ 28 42
15センチ 32 49
16センチ 36 55
18センチ 46 70
20センチ 64 86 JSP-2020、1020WA、1020SR
25センチ 87 130
30センチ 130 190 JSP-1030W
38センチ 220 300
46センチ 310 450

2011-6-6 上記の口径20センチの最小容積は、記載間違いのため訂正いたしました。


注意
たとえば、12センチのユニットを使い、25リットルの
JSP方式のエンクロージャーを制作、問題が無ければ大成功で重低音をお楽しみ頂けるわけです。
ところが、より低域特性を期待し、そのバッフル板上のダクト間の中央に14センチのユニットを取り付ける面積の余裕があると解釈して、ユニットの取付穴を広げて、14センチを取り付けたとすると、上記の表からお判りのように普通のバスレフ型スピーカーと化し、
JSP方式が成り立たなくなるわけです。これが従来型バスレフと大いに異なる特徴です。どうぞ御理解ください。

JSP方式が成立していなくても、極めてよく出来た従来型バスレフとしての動作は致しますのでご安心下さい。でも、当社では一切責任を負えませんので、ご了承 ご理解下さい。

Fd(共振周波数)の計算(略式) エクセルで計算します。

直方体と、円柱の容積計算 xlsです。
エンクロージャーの容積 ダクトの内径 長さ 使用数を入力すると、ダクトの共振周波数を表示します。

バックロードホーン専用と言われるスピーカーユニットは、200Hzあたりから急にレベルが下がるようなので、JSP方式のエンクロージャーで使用すると残念ながら100〜200Hz位の間のみが少しレベルが低くなるようです。

ユニットの振動面積と、ダクトの内径より算出される総数の面積との関係。約50パーセント以上でJSP方式は、問題なく動作するようです。

エッジの構造によっては、JSP方式特有の大きな低域増幅効果を得られない場合があります。このようなユニットを使用する時は、通常よりもダクトの共振周波数を高めに設定し増幅効果を得る必要があります。

同一エンクロージャー内に2個以上の低域ユニットを搭載する方法は、最大入力は倍増されますが相互の干渉により多大な歪が生じると考えられます。JSP方式は、可能な限り歪の少ない低音を目指しています。1箱1ユニットです。

ベースアンプ用キャビネットや、広いホールなどでの使用目的で最大入力を大きくする場合は、JSP方式の同じ箱の数を2個 4個 8個と並列及び直列接続にて拡大していく方法をお考え下さい。

  


スピーカーユニットを、前面または上部面バッフルに取り付け、ダクトを背面又は下部面 側面に構成した場合においてもJSP方式は動作いたします。 


当社にて使用しております吸音材の吸音率の測定グラフです。(55Hz〜800Hz) 
緑のラインは、2枚重ねた時の特性です。
垂直吸音率測定器


ユニット口径に対するエンクロージャーの容積が確保されていれば、正三角形のバッフルに3個のダクト構成で、JSP方式成立です。 2008/11/26


まだ解析出来ない部分もありますが、どうぞご理解とご声援、そしてご協力をお願い申し上げます。
また勝手ながら弊社都合や後の実験結果などにより、随時 追加 変更 訂正等を行いますので、どうぞご了承ください。

JSP研究所
ホームページ http://www.jsplab.jp/
 
特許申請 スピーカーボックス及びスピーカーシステム
2004年10月25日
特願 2004-309646
識別番号 504397398
特開 2006-121591
 
浅村特許事務所 http://www.asamura.jp/japanesepage.html
〒140-0002 東京都品川区東品川2-2-24 天王洲セントラルタワー22階

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