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三菱車載用DIATONE

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DS-SA3 TWEETER

DS-SA3 トゥイーター前面の写真
DS-SA3 トゥイーター側面の写真

SR(Super Righitly)チタンダイヤフラム

スピーカーの音質を決定する上で最も重要なのは、ボイスコイルの動きをいかに歪なく忠実に空気振動に伝えるかで、この役割を担っている振動板設計がスピーカー設計の要です。

DIATONEはこの振動板設計の基本に立ち返り、素材開発の段階から研究を繰り返してきました。理想の音響特性のためには振動板素材に3つの物性条件を同時に実現することが求められます。まず、分割振動を可能な限り抑えて広帯域のピストンモーション領域を確保するため、高域限界をできるだけ高くする必要があります。
これには、素材の物性値としてはできるだけ軽量、つまり比重(ρ)が小さく、かつ高い剛性(比弾性率Eが大きい)という2条件を同時に満たす必要があります。このEをρで割った値の平方根(√E/ρ)が、振動の伝播速度を表しています。

DS-SA3では高音ユニットにはDIATONE独自のレシピに加えて、振動板厚と振動板形状に合わせて焼成条件である上昇温度・焼成時間・冷却条件の最適値を、試作と試聴の繰り返しにより求めた特殊焼成を施したSR(Super Rigidity)チタンを採用、従来チタンに比較して剛性値で約40%、つまり伝播速度を約20%向上させることに成功しました。

焼成処理中のチタンダイヤフラムの写真

また、ダイヤフラム形状についても構造解析と試聴を繰り返し、物理特性とヒアリング性能の双方から最適化をはかり、SRチタンの素性の良さを最大限引き出しました。
もうひとつ残った重要な条件は適度な内部損失を有することです。いくら伝播速度が速く、高域限界を高くできたとしても、例えば、叩いたときにチンチンと鳴けば、その音が固有音として常に音楽にまとわりつきます。通常のスピーカー設計では、この固有音も個性と認め、それがあることを前提にトータルバランスとしての「音作り」を進めます。しかしこれでは特定の楽器はうまく鳴るが、逆に全く合わない音源が出てきたりと、さまざまな音の鳴り分けに支障をきたします。

DIATONEは元々放送用モニタースピーカーがその起源です。つまり理想はスピーカーに入力された信号や音楽情報に「何も足さない、何も引かない」との姿勢を基軸に設計思想を貫いてきました。この意味からは固有音はできる限り抑えるのが、あるべき姿と考えています。SRチタンで施した特殊な焼成処理によるもう一つの効果が、適度な内部損失を生じさせることによる固有音の低減効果です。焼成温度制御を最適化すると、振動板の内側表面と外側表面の方が内部に比べて硬くすることができます。つまり内側から外側に向けて相対的に、硬い・柔らかい・硬い、の3層構造が形成されます。一般的に硬度の異なる金属板を張り合わせると、叩いても尾を引く共振音が軽減され、鳴きにくくなります。これはそれぞれの共振周波数が異なることで、互いに相手の共振を抑止する作用が生じるからです。3層構造のSRチタンでもこれと同様な現象が起こり、固有音を適度に抑えることができます。

フロントロード・ダイレクトラジエーター方式

トゥイーターには高性能ドーム型ダイレクトラジエーター(直接放射スピーカー)に、音場解析により求められた最適形状のフロントロードを施したフロントロード・ダイレクトラジエーター方式を採用。フロントロードのカットオフ周波数はクロスオーバー周波数の2.5KHzを睨み1.8KHzに設定しました。これにより等価的に振動板面積が大きくなり、空気への放射特性が適度に平面波に近づき、音響エネルギー密度が上昇します。また、この結果、微少レベル・リニアリティーが改善され、小音量でも「音のとおり」が際立ち、ハイスピードで繊細な高音を再生します。またエネルギー密度の向上により音楽のダイナミズムが引き立ち、リアリティを感じる実体感ある音場再生にも寄与します。

フロントロード・ダイレクトラジエーター方式のイメージ図

フロントロードの材料には振動減衰特性に優れた亜鉛ダイキャストを採用、不要な振動を抑えることで聴感上のS/N感が向上し、情報量も大幅に増大します。また「音のとおり」が良くなることは、暗騒音の多い車室内でもノイズに掻き消されずに耳元まで音楽情報を届ける結果となり、走行中でもボリューム位置を相対的に下げて楽しめます。また前方シートでうるささを感じることなく、後方シートにも音が届き十分な音量を感じ取れます。一方でフロントロードの形状は指向特性制御の観点からも最適化を図っており、十分なサービスエリアを確保した上で、不要なエリアへの放射特性を抑えています。このため特にガラス面で音が乱反射されやすい車室内において、反射音量を低減させて、明瞭度を上げる効果も生じます。

ADMC(Advanced Magnet Circuit)ネオジウム低歪磁気回路

DS-SA3ではすべてのスピーカーユニットにネオジウム・マグネットを採用しています。ネオジウム・マグネットは高い磁気エネルギーが得られ、併せて磁気回路を最適設計することで低歪み、高速応答に優れた切れ味の良い音を再生可能にします。振動板を動かす力の源であるマグネットからの発生磁界は、ボイスコイルが磁界中を移動しても常に一定であることが理想ですが、通常の設計では変動つまり歪みを発生します。そこで、マグネットから発生する磁界の歪みを大幅に減らすために、磁界解析により生まれたDIATONE独自の低歪み磁気回路、ADMC(Advanced Magnet-Circuit)を全ユニットに搭載しました。ADMCは直流磁場における磁気ギャップ上下の磁界の対称性を厳密に追い求め、ボイスコイルが磁場内のどの位置に移動しても、均一な磁場を提供します。

ネオジウム・マグネット搭載ADMC磁気回路の写真

さらに交流磁界解析によりボイスコイルに電流が流れることで新たに発生する交流磁界を磁極付近でキャンセリングし、直流磁界に変動を与えない構造にしました。この二つの設計を最適化することで、高周波歪みを約1/10(従来比)に低減しています。さらにウーファーでは、ポールピース上部にもマグネットを配置する反発磁界構造を採用。高磁束密度と直線性のさらなる向上を図り、大振幅での磁束分布の変化を抑え、パワーリニアリティーを向上させ、ダイナミックで伸びのある低域再生を実現しました。一方トゥイーターでは、磁気歪みの低減は過渡特性に優れたピュアで透明感あふれる音楽再生に寄与しています。

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